Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Zählen der Windungen, die von
Schußfadenspeichern von Webmaschinen abgezogen werden, wodurch eine automatische
Einstellung der Geschwindigkeit dieser Speicher ermöglicht wird.
Typische Schußfadenspeicher sind Vorrichtungen, die mit einer ortsfesten Trommel
versehen sind, auf der ein drehender Arm, der von einem Asynchron-Motor bewegt wird,
eine Vielzahl von Fadenwindungen aufwickelt, die fortschreitend durch den Webstuhl oder
eine andere Textilmaschine abgezogen werden. Die Spannung des Fadens am Ausgang des
Schußfadenspeichers wird durch eine Bremseinrichtung gesteuert, die durch einen Ring von
Borsten oder durch einen Satz von metallischen Lamellen gebildet werden kann.
Der Vorrat von Windungen, die auf der ortsfesten Trommel aufgewickelt sind, variiert
zwischen einem Maximalwert und einem Minimalwert, der durch entsprechende
mechanische und/oder optische Fühler angezeigt wird.
Um Nachteile zu vermeiden, die sich aus kontinuierlichen Stopp- und Startvorgängen des
Motors ergeben, die ein Verheddern und/oder unerwünschte Variationen der Spannung des
Fadens erzeugen können, ist es wichtig, daß der Vorrat an Windungen immer zwischen dem
Maximalwert und dem Minimalwert gegeben ist, was bedeutet, daß die
Zuführgeschwindigkeit der Windungen des Vorrats mit der Entfernungsrate übereinstimmen
oder im wesentlichen übereinstimmen muß. Die letztere ist jedoch im allgemeinen
unbekannt, und in jedem Fall ist sie signifikant variabel wahrend des Betriebs der
Textilmaschine, insbesondere im Fall von webschifflosen Webstühlen, wie z.B. Strahl-
Webstühlen und ähnlichem.
Eine bekannte Webmaschine mit ortsfesten Trommeln wird durch die EP-A-0 286 590
offenbart. In der bekannten Maschine wird der Faden von der Trommel durch einen
Steuering hindurch abgewickelt, der mit optischen Detektoren zum Überwachen des
abgewickelten Fadens versehen ist. Die zuletzt erwähnte Überwachungsanordnung, die die
optischen Detektoren enthält, ist jedoch ziemlich kompliziert und relativ unzuverlässig beim
Betrieb.
Ein Gerät zum automatischen Steuern der Schußgarnzuführung in Luft-Webstühlen ist aus
der EP-A-0 189 919 bekannt. Wie in der Figur 1 gezeigt wird, sieht die EP-A-0 189 919
einen Sensor zum Überwachen des Garns vor, wobei der Sensor in einem gewissen Abstand
vom abgewickelten Garn und außerhalb des Weges des abgewickelten Garns angeordnet ist.
Wiederum ist eine solche Anordnung relativ aufwendig und erreicht keine zuverlässige
Überwachung des Garns.
Die GB-A-2 069 184 offenbart ein Webstuhl-Zuführsystem mit einem schwenkbaren
Eisenteil, das die Dicke des Garns feststellt, das auf die Webstuhl-Zuführtrommel
aufgewickelt wird. Des weiteren ist ein schwenkbarer Sensor vorgesehen, um den
Speicherwert des Garns zu erfassen. Dieses System ist jedoch auch nicht zuverlässig, was
die Überwachung des Fadenwindung betrifft.
In Anbetracht des Vorhergehenden ist es ein Ziel der Erfindung, eine Vorrichtung zum
Zählen der Windungen bereitzustellen, die von einer Trommel eines Vor-Speichers
abgezogen werden, und eine nachfolgende Anzeige der Abziehrate des Fadens zu erzeugen,
die durch die numerische Verarbeitung durch einen Mikroprozessor erlaubt, die
Rotationsrate des Windungsaufbringungsarms derart zu variieren, daß die Aufbringungsrate
der Windungen an die Entfernungsrate angepaßt wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Zählvorrichtung
bereitzustellen, die extrem einfach, zuverlässig und in der Lage dazu ist, die
Geschwindigkeitsdaten in die Form elektrischer Impulse umzuwandeln, die direkt dem
verarbeitenden M ikroprozessor zugeführt werden können.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
bereitzustellen, deren Installation das korrekte Abziehen des Fadens von der Trommel des
Fadenspeichers nicht beeinträchtigt.
Dieses Ziel, diese wichtigen Aufgaben und weitere Aufgaben, die aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung ersichtlich werden, werden durch eine Vorrichtung zum Zählen
der Windungen erreicht, die von dem Schußfadenspeichern abgezogen werden, wie sie in
den angehängten Ansprüchen definiert ist.
Die Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden
detaillierten Beschreibung und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen ersichtlich, die
in Art eines nicht-begrenzenden Beispiels gegeben sind, worin:
Figur 1 eine schematische Teilschnittansicht eines Schußfadenspeichers mit der
Zählvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Figur 2 eine vergrößerte Teilfrontansicht ist, die entlang der Linie II-II der Figur 1 verläuft,
Figur 3 eine Teilschnittansicht ist, ähnlich zur Figur 1, die eine unterschiedliche
Ausführungsform der Erfindung illustriert,
Figur 4 eine vergrößerte Teilfrontansicht der Ausführungsform der Figur 3 ist
Anfangs wird auf die Figuren 1 und 2 Bezug genommen, wo 10 allgemein den bekannten
Schußfadenspeicher angibt, der eine festliegende Basis 11, eine Motorwelle 12 und eine
ortsfeste Trommel 13 aufweist, die frei drehbar auf der Welle 12 angeordnet ist und deren
Drehen durch die Kraft von Permanentmagneten 14 verhindert wird, die mit entsprechenden
Magneten 15 zusammenwirken, welche starr mit der Basis 11 verbunden sind. In einer an
und für sich bekannten Art und Weise hat die Welle 12 einen Axialhohlraum 12a und einen
einseitig eingespannten Arm 16, der auch hohl ist. Der Faden F durchläuft den Hohlraum
der Welle und den Hohlraum des Arms und wird von einer Spule abgewickelt (nicht
gezeigt), um von dem Arm auf die Trommel 13 in beabstandeten Windungen aufgewickelt
zu werden, die einen Fadenvorrat bilden, der zwischen einem Maximalwert und einem
Minimalwert variabel ist, der von einem mechanischen Fühler 17 angezeigt wird, welcher
z.B. mit einer optischen Einrichtung D0 verbunden ist, die in bekannter Art und Weise dazu
in der Lage ist, elektrische Signale des Vorratsminimums und des Vorratsmaximums zu
emittieren.
Das Beabstanden der Windungen wird durch ein auch bekanntes Vorschubsystem
sichergestellt, das eine Vielzahl von Stäben 18 verwendet, die zyklisch aus Schlitzen der
Trommel 13 hervorkommen.
Die Welle 12 wird mit einer Winkelgeschwindigkeit Np durch einen asynchronen
Elektromotor M gedreht, der von einem System 22 mit variabler Frequenz des bekannten
PWM-Typs mit Energie versorgt wird, welcher im Kapitel 16 des "Hexfet Designer's
Manual" der Int. Rectifier, California, USA, beschrieben wird.
Das System 22 wird von einem Mikroprozessor uP angetrieben, der Frequenzerhöhungs
oder Absenkungssignale in der Art und Weise sendet, die weiter unten mittels eines
Anschlusses "Pu" beschrieben wird. Die Ausgänge der optischen Einrichtung D0, die mit
dem Fühler 17 verbunden ist, werden den jeweiligen Eingangsanschlüssen "Pi" des
Mikroprozessors uP zugeführt.
Der Faden wird von der Trommel dem Webstuhl oder einer anderen Textilmaschine
zugeführt und wird mit einer linearen Geschwindigkeit Vt abgezogen, die im allgemeinen
unbekannt ist, und durchläuft einen Fadenführungsring 19.
Die Spannung des Fadens während des Abziehens der Windungen wird durch eine
Bremseinrichtung gesteuert, die typischerweise durch einen Ring von Borsten oder
metallische Lamellen 20 gebildet wird, die den Faden elastisch ergreifen und von einem
ringförmigen Träger 20a getragen werden, der im Fall von Lamellen mit einem konischen
Ring 20b zusammenwirkt, der axial bewegbar mittels eines Knopfes 21 zum Einstellen der
Bremskraft ist.
Bei der Abziehbewegung definiert der Faden F eine ausgezogene Drehungs-Kurve, die im
wesentlichen durch einen ersten, stumpfförmigen Abschnitt A, der sich zwischen der
Trommel 13 und dem Fadenführungsring 19 erstreckt, und durch einen zweiten, konischen
Abschnitt B gebildet wird, der sich über den Fadungsführungsring hinaus erstreckt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die lineare Abziehgeschwindigkeit Vt des Fadens
gemessen, indem der Durchgang des Fadens in einer allgemein Meridianebene der
ausgezogenen Drehungs-Kurve erfaßt wird, wobei zumindest ein Umwandler 30 verwendet
wird, der an dieser Meridianebene angeordnet ist, der im wesentlichen tangential zu der
ausgezogenen Kurve angeordnet ist und auf die Tangentialkomponente der Bewegung des
Fadens reagiert.
Der Umwandler wird durch einen piezoelektrischen Kristall z.B. vom Typ PXE.5,
hergestellt von der Philips Company, gebildet. Ein Fühler 31 in der Form eines
oszillierenden Stabs oder einer Platte ist mechanisch mit dem Kristall (insbesondere in
Berührung damit) verbunden und ist dafür ausgelegt durch den Faden bewegt zu werden,
der zyklisch auf der Platte oder dem Stab bei jedem Abziehen von Windungen läuft. Der
Kristall und der damit verbundene Fühler bilden eine Art von piezoelektrischem Aufnehmer,
der ein gepulstes, elektrisches Signal SE auf den Durchgang jeder Windung hin erzeugen
kann.
In der Ausführungsform der Figuren 1 und 2 ist der Umwandler 30 starr mit dem
ringförmigen Träger 20a verbunden und sein Fühler 31 ist in Berührung mit einer der
Lamellen der Bremseinrichtung 20 oder mit einem Satz von Borsten der Bremseinrichtung,
so daß der Faden, wenn er unter der Lamelle oder dem Satz von Borsten verläuft, eine
entsprechende Schwingung auf den Fühler 31 überträgt die den Umwandler 30 dazu
veranlaßt ein elektrisches Signal SE zu erzeugen, das, nachdem es verstärkt und quadriert
wurde, zu einem Eingangsanschluß "Pi" des Mikroprozessors uP übertragen wird.
Dieser Mikroprozessor ist dazu programmiert, die ausgegebenen Impulse in der Zeit-Einheit
zu zählen, die daraus folgende Geschwindigkeit Vt des Abziehens des Fadens zu berechnen
(wobei Vt = 2πnr, wobei r der Radius der ausgezogenen Drehungs-Kurve in dem
betrachteten Punkt ist und n die Anzahl der Windungen ist, die gleich der Anzahl der
gezählten Impulse in der Zeiteiriheit ist) und die Geschwindigkeit Vt, die so berechnet wird,
mit der Aufwickelgeschwindigkeit Va zu vergleichen, die gleich der
Umfangsgeschwindigkeit V = 2πNpR des Arms 16 ist (R ist der Radius des Kreises, der
vom Ende dieses Arms gezeichnet wird), die wiederum proportional zur
Spannungsversorgungsfrequenz des Motors M ist.
Aus dem Vergleich zwischen den beiden Geschwindigkeiten Vt und Va erhält der
Mikroprozessor eine Differentialangabe, und gemäß dem Vorzeichen der letzteren erhöht er
oder senkt er die Spannungsversorgungsfrequenz des Motors M in Abhängigkeit davon, ob
Va < Vt
oder
Va > Vt ist.
In der Ausführungsform der Figuren 3 und 4 ist der Umwandler 30 starr mit dem Träger
19a des Fadenführungsrings 19 verbunden, und zwar bevorzugterweise auf der Innenseite
des Trägers, wie in der Figur dargestellt ist, und ist mit einem Fühler versehen, der durch
einen schwingfähigen Stab 31 gebildet wird, der den konischen Abschnitt B der
ausgezogenen Drehungs-Kurve schneidet, die durch die abgezogenen Windungen definiert
wird.
Auch in diesem Fall kommt der Faden, indem er entlang des Umfangs des Rings 19 dreht,
zyklisch in Berührung mit dem Stab 31, der die Schwingung, die ihm durch den Faden
verliehen wird, auf den Umwandler 30 überträgt, und zwar mit der nachfolgenden Ausgabe
von gepulsten Signalen SE.
Wo technischen Merkmalen, die in einem Anspruch erwähnt werden, Bezugszeichen
nachfolgen, sind diese Bezugszeichen für den einzigen Zweck der Verbesserung des
Verständnisses der Ansprüche aufgenommen worden, und dementsprechend haben diese
Bezugszeichen keine beschränkende Auswirkung auf den Bereich jedes Elements, das
beispielhaft durch diese Bezugszeichen identifiziert wird.