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Dokumentenidentifikation DE60012434T2 02.12.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001072707
Titel Vorrichtung zur Fadenbremsenbetätigung, insbesondere für Webmaschinen und dergleichen
Anmelder L.G.L. Electronics S.p.A., Gandino, Bergamo, IT
Erfinder Zenoni, Pietro, 24026 Leffe (Prov. of Bergamo), IT;
Pedrini, Giovanni, 24026 Leffe (Prov. of Bergamo), IT;
Castelli, Rosario, 24024 Gandino (Prov. of Bergamo), IT
Vertreter Meissner, Bolte & Partner, 90402 Nürnberg
DE-Aktenzeichen 60012434
Vertragsstaaten BE, CH, DE, LI, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.05.2000
EP-Aktenzeichen 001109826
EP-Offenlegungsdatum 31.01.2001
EP date of grant 28.07.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.12.2004
IPC-Hauptklasse D03D 47/34
IPC-Nebenklasse B65H 59/22   

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsenbetätigung, insbesondere für Webstühle und dergleichen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsenbetätigung für Webstühle ohne Schiffchen, insbesondere Greiferwebmaschinen, Projektilwebmaschinen und Luftdüsenwebstühlen.

Der Schussfaden wird bekanntlich von einer Spule mit dem Schussfaden abgewickelt, welche auf der Zuführseite eines Schussfadenführers angeordnet ist und von welcher der Faden zum Weben zum Webstuhl zugeführt wird.

Schussfadenbremsen sind im Allgemeinen zwischen der Spule, von welcher der Schussfaden abgewickelt wird, und dem Fadenführer sowie zwischen dem Fadenführer und dem Webstuhl vorgesehen und in der Form konstruiert, dass sie die Spannung des Schussfadens modulieren und diese somit an die Anforderungen im Webbetrieb anpassen.

Somit wird die Modulierung des Schussfadens mit Hilfe von Vorrichtungen vorgenommen, welche das Abwickeln des Schussfadens von der Spule abwickeln, ehe dieser dem Schussfadenführer zugeleitet wird, und ebenso die Zuführung des Schussfadens vom Fadenführer zum Webstuhl.

Die Abbremsung des Schussfadens stellt ein wesentliches Element beim Weben auf modernen Webstühlen dar, bei denen derzeit Geschwindigkeiten von durchschnittlich bis zu 1.800 m/min erreicht werden (bei Webstühlen ohne Schiffchen). Die hohen Durchschnittsgeschwindigkeiten des Schussfadens machen es erforderlich, dass der Schussfaden innerhalb sehr kurzer Zeiten abgebremst wird, wobei Eingriffe in der Größenordnung von wenigen Millisekunden vorgenommen werden.

Zurzeit werden Schussfadenbremsen auf zwei verschiedene Weisen betätigt.

Das erste Verfahren bringt den Einsatz einer stromgesteuerten Spule mit sich, welche sich in einem feststehenden Magnetfeld bewegt. Die Schussfadenbremse ist direkt mit der Spule verbunden und wirkt mit dem Schussfaden zusammen, um so den Bremsvorgang auszuführen.

Zum Beispiel offenbart die Vorveröffentlichung EP-A-0 622 485 eine Vorrichtung zum Betätigen einer Schussfadenbremse für Schussfadenführer dieser Art.

Der Nachteil dieser Lösung liegt darin, dass es zur Erzielung einer hohen elektrodynamischen Kraft von der Spule aus erforderlich ist, zur Ansteuerung mit starkem Strom zu arbeiten. Dementsprechend ist das Verhältnis zwischen dem Zuführstrom und der elektrodynamischen Ausbeute ungünstig.

Darüber hinaus wird die Spule mit Hilfe eines Paares von Drähten mit Strom angesteuert, welche direkt mit der Spule verbunden sind. Infolge der sehr hohen Anzahl von Eingriffen, welche die Spule ausführen muss, um die Schussfadenbremse zu betätigen, führt dies dazu, dass die Vorrichtung zur Betätigung der Schussfadenbremse zu Fehlern neigt, da die Ansteuerung der Spule mit Hilfe der beiden Drähte nicht von Nachteilen wie Fadenbruch und dergleichen ist.

Bei einem zweiten Verfahren zum Antreiben der Schussfadenbremse ist die Verwendung von Schrittmotoren vorgesehen, die allerdings nicht direkt mit der Schussfadenbremse verbunden sind, sondern eine indirekte Übertragung unter Einsatz von Nocken vorsehen.

Der Nachteil dieser zweiten Lösung besteht darin, dass die Übertragung zwischen dem Motor und der Schussfadenbremse langsam abläuft, da sie nicht direkt erfolgt, weshalb die Forderung nach sehr kurzen Eingriffszeiten aus den vorgenannten Gründen nicht erfüllt wird. Außerdem führt die indirekte Übertragung zu mechanischen Vorrichtungen zum Verbinden des Motors mit der Schussfadenbremse bei konstruktiven Komplikationen neben erheblichen Kosten.

Die vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung zu schaffen, insbesondere für Webstühle und dergleichen, bei welcher die Eingriffszeit bei der Schussfadenbremse im Vergleich zu herkömmlichen Schussfadenbremsen erheblich verkürzt wird.

Im Rahmen dieser Zielsetzung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung zu schaffen, bei welcher zur Erzielung eines gleichmäßigen Ansteuerstroms zur Ansteuerung der Betätigungsvorrichtung die elektrodynamische Ausbeute der Vorrichtung höher als die Ausbeute bei herkömmlichen Vorrichtungen ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung zu schaffen, ins besondere für Webstühle und dergleichen welche eine hohe Präzision bei der Betätigung der Schussfadenbremse aufweist.

Noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung zu schaffen, bei welcher es möglich ist, die Bewegung, mit welcher die Schussfadenbremse augenblicklich beaufschlagt wird, in der Weise zu steuern, dass diese im Wesentlichen in Echtzeit eingestellt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt außerdem die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung zu schaffen, insbesondere für Webstühle und dergleichen, bei welcher die Übermittlung der Betätigungswirkung von der Betätigungsvorrichtung zur Schussfadenbremse direkt erfolgt, ohne zwischengeschaltete mechanische Elemente wie zum Beispiel Nocken und dergleichen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung zu schaffen, die in hohem Maße zuverlässig ist sowie sich vergleichsweise einfach und zu niedrigen Kosten herstellen lässt.

Diese Zielsetzung, diese und weitere Aufgaben, die sich aus der nachstehenden Beschreibung noch deutlicher ergeben, werden mit einer Vorrichtung zur Fadenbremsbetätigung nach Anspruch 1 erreicht bzw. gelöst.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter, aber nicht ausschließlicher Ausführungsbeispiele der Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung, welche nur beispielhaft, ohne jede Einschränkung in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind, in welcher:

1 eine Schnittansicht der Vorrichtung zur Betätigung einer Schussfadenbremse gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, welche ein erstes Ausführungsbeispiel der Schussfaden-Bremsvorrichtung darstellt;

2 eine 1 ähnliche Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Schussfaden-Bremsvorrichtung ist;

3 eine den 1 und 2 ähnliche Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels der Schussfaden-Bremsvorrichtung in einer ersten Betriebsstellung zeigt, und

4 eine 3 ähnliche Ansicht der Schussfaden-Bremsvorrichtung in einer zweiten Betriebsstellung ist.

Es wird nun auf die vorgenannten Figuren verwiesen, wonach die Vorrichtung zur Betätigung der Schussfadenbremse einen Rotor aufweist, der von einer Welle 2 aus nicht-magnetischem Werkstoff gebildet ist, welche mit einem Abstützteil 3 in Eingriff steht, auf welches zwei Magnetringe (die beispielsweise aus Neodym gefertigt sind) aufgepasst sind; die Ringe sind dabei radial und in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind.

Die beiden Magnetringe sind mit den Bezugszeichen 10 und 11 angegeben und sind auf einen Ring 9 aufgepasst, der aus einem magnetischen Werkstoff (zum Beispiel Eisen) hergestellt ist und seinerseits auf eine Spule 13 aufgepasst ist (die aus Kunststoff hergestellt ist), welche starr mit der Welle 2 gekoppelt ist.

Der Stator des Linearmotors 1 besteht dabei aus einer außen liegenden Ummantelung 20, durch welche die Welle 2 koaxial hindurchgeführt ist, sowie aus mindestens zwei Polschuhen 6 und 8, welche zwei Spulen 4 und 5 umgeben.

Der Linearmotor weist dabei vorzugsweise einen zusätzlichen Polschuh (dritter Pol 7) auf, welcher die Leistungsfähigkeit des Motors in hohem Maße verbessert.

Auf die Welle 2 ist eine an sich bekannte Bremsvorrichtung direkt aufgekeilt.

Gemäß 1 weist die mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnete Bremsvorrichtung ein stangenartiges Element 31 auf, mit dessen Enden ein flexibles Element 32 verbunden ist; das flexible Element eignet sich dazu, einen Eingriff gegenüber dem Schussfaden T herbeizuführen, indem er den Schussfaden gegen ein feststehendes Anschlagelement 33 zusammendrückt.

Die Modulierung der Bremswirkung der Bremsvorrichtung 30 wird dadurch vorgenommen, dass auf eine Bewegung der Bremsvorrichtung 30 unter einem rechten Winkel gegenüber dem Verlauf des Schussfadens T eingewirkt wird.

Die Bewegung der Bremsvorrichtung 30 wird dadurch erreicht, dass auf die Bewegung der Welle 2 eingewirkt wird, welche den Rotor des Linearmotors darstellt.

In der Praxis verkettet sich der von den Magneten 10 und 11 erzeugte Magnetfluss mit den Spulen 4 und 5 und erreicht dadurch, dass er einen Stromfluss in den Spulen herbeiführt, eine Bewegung der Welle 2 in der einen oder der anderen Richtung, je nach der Richtung, in welcher der Strom fließt.

Die Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung kann auch mit einer Einrichtung zum Messen der Bewegung des Motors ausgerüstet sein, was bedeutet, dass die Bewegung der Welle 2, welche die Bremsvorrichtung direkt betätigt, gemessen wird. Die Einrichtung zum Erfassen der Bewegung des Motors besteht günstiger Weise aus einer Fühlervorrichtung 24, die so angeordnet ist, dass sie einem Magneten zugewandt ist, der starr mit der Welle 2 des Motors gekoppelt ist. Die Fühlervorrichtung 24 ist gegenüber dem Magnetfeld empfindlich und misst den Abstand zwischen dem Fühler und dem Magneten 25.

Eine derartige Distanz ist direkt proportional zu der Bewegung, welche die Welle 2 des Motors unter rechtem Winkel zum Verlauf des Schussfadens T ausführt.

Auf diese Weise ist es möglich, in Echtzeit die genaue Position der Welle 2 und damit die Bremskraft zu kennen, welche an die Bremsvorrichtung 30 angelegt wird.

Die Betätigung des Linearmotors 1 kann mittels eines Signals bedingt werden, das vom Webstuhl oder vielmehr von einem Fühler kommt, der in schematischer Form mit dem Bezugszeichen 35 bezeichnet ist und die augenblickliche Spannung des Schussfadens T direkt misst und mit Hilfe eines Mikroprozessors, der mit dem Bezugszeichen 36 angegeben ist, die Bremswirkung der Bremsvorrichtung entsprechend den Parametern, welche vom Webstuhl geliefert werden, oder entsprechend der Spannung des Schussfadens T einstellt.

Im praktischen Betrieb besteht der vom Mikroprozessor 36 abgegebene Befehl aus einem Stromsignal, mit welchem die Spulen 4 und 5 erregt werden. Die Verwendung eines Linearmotors macht es möglich, bei der Übertragung der Bewegung, welche von der Welle 2 der Bremsvorrichtung 30 erteilt wird, eine hohe Wirksamkeit zu erreichen, da die Verbindung zwischen den beiden Elementen direkt erfolgt, ohne dass Nocken und dergleichen zwischengeschaltet sind.

Außerdem ist zur Erzielung einer gleichmäßigen Erregungsstrom der Spulen 4 und 5 im Vergleich zur Erregung einer herkömmlichen Betätigungsvorrichtung der elektrodynamische Gewinn, d. h. die Kraft, welche der Motor entwickeln kann, im Falle eines Linearmotors deutlich größer, weshalb das Verhältnis zwischen der abgestrahlten Leistung und der Arbeitsleistung deutlich zugunsten des Linearmotors ausfällt.

2 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel der Bremsvorrichtung 30 dar, die hier mit dem Bezugszeichen 40 angegeben ist und bei welcher der Schussfaden T mittels der Bewegung eines Schuhs 41 abgebremst wird, der auf die Welle 2 des Linearmotors 1 aufgekeilt ist und gegen einen feststehenden Anschlagschuh 42 anliegt. Der Schuh 42 kann ebenfalls beweglich sein und mittels einer Feder in seiner Position gehalten werden.

3 ist eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der Bremsvorrichtung, die hier mit dem Bezugszeichen 50 angegeben ist und aus einer Vielzahl von Rollen 51 besteht, die von einem auf die Welle 2 des Linearmotors 1 aufgekeilten Stangenelement 52 abgestützt werden.

Zusätzliche Rollen 51 sind so angeordnet, dass sie den ersten Rollen 51 gegenüber stehen, wobei die Schussfäden T zwischen den ersten Rollen und den zweiten Rollen hindurchgeführt sind.

Die Bewegung der Welle 2 gestattet eine Bewegung des Stangenelements 52, welches die ersten Rollen 51 abstützt, so dass die ersten Rollen und die zweiten Rollen 51 gemäß der Darstellung in 4 (wohingegen 3 die erste Betriebsstellung beim dritten Ausführungsbeispiel der Bremsvorrichtung darstellt) den Schussfaden T abbremsen, welcher um die ersten und zweiten Rollen 51 geführt ist und dabei Schlaufen bildet, welche ihn dementsprechend abbremsen.

Im praktischen Betrieb hat sich gezeigt, dass die Vorrichtung zur Bremsbetätigung gemäß der Erfindung das beabsichtigte Ziel erreicht, da sie eine Eingriffszeit für die Betätigung der Bremsvorrichtung ermöglicht, die kürzer ist als die Eingriffszeit, welche die herkömmlichen Vorrichtungen gewährleisten können. Außerdem macht es die direkte Verbindung zwischen der Motorwelle und der Bremsvorrichtung möglich, für eine direkte Übertragung der Bewegung zu sorgen und wegen des Fehlens zusätzlicher mechanischer Elemente die Herstellungskosten zu senken.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Linearmotor einen schwachen Ansteuerstrom benötigt, um eine elektrodynamische Kraft zu erzeugen, die größer ist als die Kraft, die sich bei Ansteuerung von Betätigungsvorrichtungen bekannter Art mit derselben Stromstärke erzielen lässt.

Auf diese Weise ist die von der Betätigungsvorrichtung gemäß der Erfindung verbrauchte Leistung geringer als die Leistungsaufnahme herkömmlicher Vorrichtungen.

Darüber hinaus macht es die direkte Ansteuerung der Bremsvorrichtung mittels der Welle des Linearmotors möglich, die von der Welle ausgeführte Bewegung in einfacher Weise zu ermitteln und deshalb zu jedem Zeitpunkt die Bremskraft zu erfassen, die tatsächlich von der Bremsvorrichtung auf den Schussfaden aufgebracht wird.

Die Ermittlung der tatsächlich aufgebrachten Bremskraft macht es außerdem möglich, durch Vergleich mit der Spannung des Schussfadens Korrekturen an der Bewegung der Welle des Linearmotors im Wesentlichen in Echtzeit zu ermitteln, um so eine augenblickliche Korrektur von einem Moment zum nächsten bei der Bremskraft vorzunehmen, welche von der Bremsvorrichtung aufgebracht wird, um sie auf diese Weise an eine beabsichtigte Bremskraft anzupassen.

Bei der auf diese Weise ausgelegten Betätigungsvorrichtung können zahlreiche Modifizierungen und Veränderungen vorgenommen werden, die alle in den Rahmen des Erfindungsgedankens fallen; dabei können auch alle Einzelheiten durch andere technisch äquivalente Mittel ersetzt werden.

Im praktischen Betrieb können als Werkstoffe alle Materialien gemäß den Anforderungen und dem Stand der Technik und auch alle Abmessungen eingesetzt werden, so lange sie mit dem speziellen Einsatzzweck kompatibel sind.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Fadenbremsenbetätigung, insbesondere für Webstühle und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Linearmotor (1) mit einem Rotor aufweist, der aus einer Welle (2) besteht, auf einer Bremsvorrichtung (30, 40, 50) verkeilt ist, wobei die Bewegung der Welle (2) eine Modulierung der Bremswirkung der Bremsvorrichtung (30, 40, 50) auf einen Schussfaden (T) gestattet, und wobei die Verbindung zwischen der Welle (2) und der Bremsvorrichtung (30) direkt, ohne zusätzliche mechanische Elemente vorgesehen ist.
  2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (1) mindestens zwei Pole (6, 8) aufweist.
  3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (1) drei Pole (6, 7, 8) aufweist.
  4. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearmotor (1) ein außen liegende Ummantelung (20) aufweist, die zur Aufnahme der Welle (2) geeignet ist, der sich über ein Stützelement (3) abstützt, das koaxial zur Welle (2) angeordnet ist, wobei ein Ring (9) aus magnetischem Werkstoff auf das Stützelement (3) aufgepasst ist, zwei Magnetringe (10, 11) auf den Ring (9) aufgepasst sind und die Magnetringe (10, 11) in radialer Richtung und in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert werden.
  5. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die außen liegende Umhüllung (20) des Motors (1) den Stator des Motors (1) bildet, wobei zwei Spulen (4, 5) zwischen der außen liegenden Umhüllung (20) und den Polen (6, 8) des Linearmotors (1) aufgenommen sind.
  6. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Welle (2) an dem Ende, das dem zur Verbindung mit der Bremsvorrichtung (30, 40, 50) vorgesehenen Ende gegenüber liegt, einen Magneten (25) aufweist, der zumindest einem Fühler (24) zum Erfassen der Bewegung der Welle (2) des Linearmotors (1) gegenüber steht.
  7. Betätigungsvorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulen (4, 5) entsprechend der zu erzielenden Bremskraft, die auf den Schussfaden (T) einwirkt, mittels Strom angesteuert werden.
  8. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansteuerstrom der Spulen (4, 5) von einem Mikroprozessor (36) geliefert wird, der mit einem Fühler (35) zum Erfassen der Spannung im Schussfaden (T) verbunden ist, wobei der Mikroprozessor (36) des Weiteren mit dem Fühler (24) zum Erfassen der Bewegung der Welle (2) des Linearmotors (1) so verbunden ist, dass die vorgesehene Bewegung der Welle in Abhängigkeit von der vorgesehenen Bremskraft herbeigeführt wird, welche durch Vergleich der von der Welle (2) aufgebrachten Bremskraft mit der Spannung im Schussfaden (T) bestimmt wird.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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