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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verzugskorrektur einer geförderten,
insbesondere textilen Warenbahn nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Zur
den Fertigstellungsarbeiten textiler Materialien gehört
das Richten von Geweben und Maschenwaren. Hier müssen die
Schussfäden oder Maschenreihen parallel und genau im rechten
Winkel zur Längsrichtung liegen. Als Schussverzüge
sind Diagonalverzug, Bogenverzug, aber auch Kombination beider derartiger
Verzüge bekannt. Das Geraderichten erfolgt über
ein beweglichen System von geraden und gebogenen Walzen. Diese können
auch direkt am Auslauf von Spannrahmen angebracht werden. Zur Schussfadenrichtung
ist zunächst der Verzug mit Hilfe geeigneter elektronischer
Abtastmittel zu bestimmen. Diesem derart ausgestalteten Messsystem folgt
eine mechanische Anlage, nämlich das eigentliche Stellglied
mit Richtwalze, dem entsprechende Regelkommandos zugeführt
werden.
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Ein
mechanischer Schussrichter sollte die Eigenschaft haben, dass der
Weg der Ware durch die Richtmaschine möglichst kurz ist.
Die Abtastung der Ware erfolgt beim bekannten Stand der Technik
am Ausgang der Richtmaschine, wobei die Spannung der Ware innerhalb
der Richtmaschine einstellbar ist. Die Regelung der Richtmaschine
muss in Präzision und Geschwindigkeit dem Abtastvorgang
und den Materialeigenschaften der Ware angepasst sein.
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Zum
Stand der Technik sei beispielsweise auf die
DE 10 2004 029 120 A1 verwiesen.
Dort ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Änderung
des Verlaufs von Querelementen aus Fadenmaterial in einem Gewebe
vorbekannt.
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Die
dortige Vorrichtung umfasst eine Kombination von verschiedenen Richt-
und Umlenkwalzen sowie ausgangsseitig eine Anordnung eines Messsystems,
z. B. in Form einer Kamera.
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Gemäß der
DE 10 2004 029 120
A1 erfolgt eine Korrektur zunächst über
ein erstes Walzenpaar und anschließend eine weitere Korrektur
mit Hilfe eines zweiten Walzenpaars. Das zweite Walzenpaar ist in
Warendurchlaufrichtung dem ersten Walzenpaar nachgeordnet.
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Eine
weitere bekannte Vorrichtung zum Richten von Schussfäden
in textilen Materialien ist in der
DE 40 26 268 A1 offenbart. Dort geht es insbesondere
darum, eine Längsfaltenbildung beim Richten von Schussfäden
zu vermeiden, ohne das notwendige Maß des Richtens einzuschränken.
Hierfür sind die Richt-Bogenwalzen räumlich in
einem regelmäßigen oder unregelmäßigen
Viereck angeordnet und über Schnecken- und Kettengetriebe
mit Hilfe eines Servomotors antreibbar. Auch bei dieser Lösung des
Standes der Technik ist das Messsystem zur Verzugsbestimmung am
Ausgang der Richtmaschine befindlich und stellt ein Regelsignal
für das Ansteuern der Richtwalzen zur Verfügung.
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Nachteilig
bei den bekannten Richtvorrichtungen ist die hohe Anzahl von Umlenkwalzen
und die große Materialmenge an textilem Material, welches
die Richtmaschine durchläuft, bis die Regelung aktiv wird.
Eine lange Durchlaufzeit und eine große Materialmenge der
Warenbahn führt zu Qualitätsverlusten hinsichtlich
des Richtvorgangs, d. h. es bedarf einer gewissen Zeit, bis die
textile Warenbahn eine zufriedenstellende Richtqualität
und Verzugsfreiheit aufweist.
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Aus
dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weiterentwickelte
Vorrichtung zur Verzugskorrektur einer geförderten, insbesondere textilen
Warenbahn anzugeben, welche für ganz unterschiedliche Ware,
auch mit elastischen Eigenschaften, verwendbar ist und wobei es
gilt, den Wareninhalt, der sich jeweils in der Vorrichtung befindet, zu
minimieren. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung
zu schaffen, die im Vergleich zu herkömmlichen Richtmaschinen
wesentlich schneller und präziser im Richtergebnis arbeitet.
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Die
Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit der Merkmalskombination
nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie ein Verfahren unter Rückgriff
auf die Vorrichtung beinhalten.
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Erfindungsgemäß wird
der Verzug der einlaufenden insbesondere textilen Warenbahn sowohl am
Einlauf der Richtmaschine als auch an deren Auslauf ermittelt. Eine
erste Richtwalzenanordnung wird ausgehend von dem ermittelten Verzug
am Einlauf vorgestellt, und zwar im Sinne einer Steuerung. Optional
besteht die Möglichkeit, dass eine oder mehrere weitere
folgende Richtwalzenanordnungen ebenfalls über die Verzugsermittlung
am Einlauf im Sinne einer Steuerung gestellt werden. Jede der Richtwalzenanordnungen
ist über einen separaten Antrieb bewegbar.
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Die
Abtastung am Auslauf verfügt über eine Auslaufbrücke
mit mehreren, auch in Richtung der Warenbreite verschiebbaren Abtastköpfen.
Die dort ermittelten Restverzüge werden auf die vor der
Auslaufbrücke befindliche Richtwalzenanordnung zu deren
Regelung geleitet. Es werden demnach die einlaufseitigen Walzen
durch die Einlaufbrücke und das dortige Messsystem gestellt
und die auslaufseitigen Walzen durch die Auslaufbrücke
und das dortige Messsystem geregelt. Die jeweiligen Richtwalzenanordnungen
umfassen eine Kombination von Schräg- und Bogenrichtwalze,
so dass insgesamt die Walzenzahl im Vergleich zu herkömmlichen
Richtmaschinen reduziert ist und sich der Wareninhalt in der Richtmaschine
verringert. Dies ist insbesondere bei elastischer Ware, z. B. Maschenware,
von Vorteil, da innerhalb der Maschine geringere Spannungen bezogen
auf die Ware aufgebaut werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verzugskorrektur
ist im Vergleich zu herkömmlichen Richtmaschinen wesentlich
schneller und präziser im Richtergebnis, was aus der Kombination
von Stellen und Regeln resultiert. Durch das Stellen der Einlaufwalzen
wird die grobe Richtarbeit bereits im Einlaufbereich vollzogen,
so dass im Auslaufwalzenbereich nur noch Restverzüge zu
korrigieren sind. Die extrem schnelle Korrektur der Verzüge
resultiert ebenfalls aus der Kombination von Stellen und Regeln,
da die Maschine große Verzugsänderungen bereits
im Einlauf erkennt und damit sofort die Einlaufwalzen auf die notwendige
Stellung bringt, ohne dass das Material der Warenbahn erst, wie
beim bekannten Stand der Technik, zum Messsystem im Bereich des
Auslaufs zu führen ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung zur Verzugskorrektur
ist quasi als Baukastensystem realisierbar, in dem die Anzahl der
Richtwalzenanordnungen modulartig erweiterbar ist, um die Richtkapazität zu
erhöhen. Weiterhin kann zwischen den Richtwalzenanordnungen
die Anzahl von Umlenkwalzen erhöht werden, um den Richtweg
für steifere Materialien zu erhöhen, da ansonsten
derartige Waren auf zu kurzen Wegen den für den Richtvorgang
notwendigen Dehnungsprozess nicht aufbringen bzw. vollziehen können.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die für
das Richten der textilen Warenbahn erforderlichen Komponenten primär durch
je eine Kombination von Bogen- und Schrägrichtwalze in
der jeweiligen Richtwalzenanordnung oder im jeweiligen Richtmodul
gebildet. Zwischen den Richtwalzenanordnungen kann eine Bewegung der
Warenbahn ohne zusätzliche Umlenkwalzen geführt
werden, so dass bei einer sehr einfachen Grundkonstruktion lediglich
zwei Umlenkwalzen im Bereich der Einlauf-Abtastkopfbrücke
und zwei weitere Umlenkwalzen im Bereich der Auslauf-Abtastkopfbrücke
notwendig werden.
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Selbstverständlich
besteht die Möglichkeit, bei einer Ausgestaltung der Erfindung
im Einlauf eine Breitstreckwalze anzuordnen oder im Auslauf eine Tänzerwalzengruppe
auszubilden.
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Die
Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels
sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert
werden.
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Hierbei
zeigen:
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1 eine
Schnittdarstellung durch die Grundkonstruktion einer Richtmaschine
in einer ersten Ausführungsform;
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2 eine
Schnittdarstellung einer Richtmaschine in deren Grundkonstruktion
einer zweiten Ausführungsform und
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3 ein
Schema der Steuerung bzw. Regelung der jeweiligen Richtwalzenanordnungen.
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Gemäß der
Darstellung nach 1 wird von einer Richtmaschine
ausgegangen, die aus einzelnen Modulen besteht, die innerhalb eines
stabilen Rahmens angeordnet sind.
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Ein
erstes Modul wird durch eine Einlauf-Verzugsabtastung 1 gebildet,
die im Bereich des Wareneinlaufs der Richtmaschine angeordnet ist.
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Die
Einlauf-Verzugsabtastung 1 besteht aus einer Abtastkopfbrücke,
die mehrere, über die Breite der Warenbahn beabstandet
angeordnete photoelektrische und/oder optoelektronische Messköpfe
umfasst. Zur Anpassung an die Breite der Warenbahn sind die Messköpfe
auf der Abtastkopfbrücke auch automatisch, längsverschieblich
angeordnet.
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Ein
weiteres Modul besteht aus einer Auslauf-Verzugsabtastung 2.
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Auch
bei diesem Modul befinden sich mehrere Messköpfe auf einer
Abtastkopfbrücke, die wiederum mechanisch mit dem Rahmen
der Richtmaschine in Verbindung steht.
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Die
Einlauf-Verzugsabtastung 1 registriert den vorhandenen
Ist-Verzug der zugeführten textilen Warenbahn (siehe 3,
G). Aus den ermittelten Verzugsdaten wird ein Steuersignal für
die Richtmodule 3 und/oder 4 bereitgestellt.
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Durch
die Bestimmung des Verzugs bereits am Einlauf der Richtmaschine
und das Ableiten eines Steuersignals für mindestens das
erste Richtmodul 3 und den kurzen Abstand zwischen der
Einlauf-Verzugsabtastung 1 und dem Richtmodul 3 wird
das Richtergebnis insgesamt erhöht, d. h. die Menge einer
nicht verzugskorrigierten Warenbahn ist verringert. Aus dem Verzugssignal,
gewonnen durch die Einlauf-Verzugsabtastung 1, wird auch
in Verbindung mit der Art der zugeführten Materialien,
z. B. Web- oder Maschenware, ein Stellparameter für das
nachgeordnete Richtmodul 3 und/oder 4 ermittelt.
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Das
erste Richtmodul 3 enthält mindestens eine Walze 3a in
Verbindung mit einer Walzenaufhängung 3b und einer
Rahmenanordnung 3c. Die Rahmenanordnung 3c ist
mitsamt der Walze in der Ebene der 1 verschwenkbar.
Die Walze 3a kann darüber hinaus noch seitlich
angehoben oder abgesenkt werden. Das jeweilige Richtmodul 3, 4 kann von
einem Gehäuse 3d bzw. 4d umschlossen
sein.
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Das
zweite Richtmodul 4 ist analog dem Richtmodul 3 aufgebaut
und weist wiederum eine Richtwalze 4a, eine Walzenaufhängung 4b und
Stelleinrichtungen bzw. Mittel zum Lagern des Richtmoduls 4c auf.
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Nachdem
die Warenbahn das zweite Richtmodul 4 verlässt,
gelangt selbige auf ein drittes Richtmodul 5 mit den Elementen 5a, 5b und 5c.
Die Ansteuerung des dritten Richtmoduls 5 erfolgt von einem
Ausgangssignal der Auslauf-Verzugsabtastung 2, welche Messköpfe 2a in
Kombination mit einer gegenüberliegenden Lichtquelle besitzt.
Insofern ist der Aufbau der Auslauf-Verzugsabtastung 2 im
Wesentlichen analog derjenigen gemäß Einlauf-Verzugsabtastung 1,
die ebenfalls die Messköpfe 1a mit Durchlicht-Beleuchtungseinheiten
umfasst. Je nach Zuführung der Warenbahn und der Art des
textilen Materials kann der aktive Teil des jeweiligen Messkopfes die
Vorder- oder die Rückseite der Warenbahn abtasten. Messungen
sind sowohl im Durchlicht als auch im Auflicht möglich.
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Die
Förderung der Warenbahn zwischen den Richtmodulen 3, 4 und 5 erfolgt
gemäß den Darstellungen nach 1 und 2 ohne
zusätzliche Umlenkwalzen, was die Gesamtkonstruktion vereinfacht und
damit die Kosten bei der Herstellung einer Richtmaschine reduziert.
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Zwischen
der Auslauf-Verzugsabtastung 2 und dem dritten Richtmodul 5 wird
ein Regelkreis gebildet, d. h. ein noch vorhandener Restverzug wird bestimmt,
und über die Bereitstellung einer Regelgröße
an das Richtmodul 5 wird dieser Verzug ausgeregelt, und
zwar bis zum Erreichen eines vorgegebenen Sollwerts, d. h. es wird
laufend ein Soll-Ist-Vergleich innerhalb der Regelstrecke durchgeführt.
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Betrachtet
man die gezeigten Ausführungsbeispiele nach 1 und 2,
beseitigt das erste Richtmodul 3 nahezu 50% der vorliegenden
Verzüge. Ein weiterer Verzug wird dann vom zweiten Richtmodul 4 und
der Restverzug dann vom dritten Richtmodul 5 beseitigt.
Insgesamt verlässt weniger Material ungerichtet die Maschine.
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Bei
einer Minimalkonfiguration sind nur zwei Richtmodule vorhanden,
wobei ein erstes, einlaufseitig orientiertes Richtmodul über
eine offene Steuerkette unter Berücksichtigung der Einlauf-Verzugsabtastung
betrieben wird und das zweite, ausgangsseitig angeordnete Richtmodul über
einen geschlossenen Regelkreis zu betreiben ist.
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Zur
leichteren Zuordnung auch zum Zweck der Durchführung von
Kontroll- und Servicearbeiten sind die Richtmodule 3, 4 und 5 mit
ihren mechanischen Elementen, wie Rahmen und/oder Stelleinrichtungen,
einer besonderen farblichen Kennzeichnung unterworfen bzw. besitzen
einen entsprechend unterschiedlichen Farbanstrich, beispielsweise
in der Reihenfolge erstes Richtmodul 3 schwarz, zweites Richtmodul 4 rot,
drittes Richtmodul 5 gelb.
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Die
Warenbahn G gemäß 1 gelangt
bei der figürlich dargestellten Ausführungsvariante
der Richtmaschine über eine Breitstreckwalze 7a und
die Umlenkwalzen 7b und 7c in den Abtastbereich
der Einlauf-Verzugsabtastung 1, umfassend die Messköpfe 1a,
und über die Umlenkwalze 1b in das erste Richtmodul 3.
Zur exakten Führung der Warenbahn G innerhalb der Auslauf-Verzugsabtastung 2 ist
ein mechanischer Träger 6 vorgesehen, der Umlenkwalzen 2b aufnimmt.
Eine Tänzerwalzenanordnung 8, umfassend zwei Tänzerwalzen 8a,
kann sich optional anschließen. Über die Tänzerwalzenanordnung 8 gelingt
das Einstellen einer gleichbleibenden Spannung in der Warenbahn,
die dann über ein Führungsmodul 9, umfassend
die Walzen 9a und 8b, aus der Richtmaschine herausgeführt
wird und z. B. dann auf einen Spannrahmen zum Fixieren der Schussfadenposition
gelangt.
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Auch
bei der 2 und der dort gezeigten Ausführungsform
wird von dem erfindungsgemäßen Prinzip der Steuerung
eines ersten Richtmoduls 3 und/oder 4 sowie der
Regelung eines ausgangsseitigen Richtmoduls 5 ausgegangen.
Auch hier ist eine erste Abtastkopfbrücke zur Bildung einer
Einlauf- Verzugsabtastung 1 und eine zweite Abtastkopfbrücke zur
Bildung einer Auslauf-Verzugsabtastung 2 vorhanden. Die
Anzahl der Umlenkwalzen 22 wurde auf ein Minimum reduziert.
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Mit
den Pfeildarstellungen gemäß 2 ist die
Verstellbewegung der Module 3, 4 und 5 symbolisiert,
wobei die entsprechenden Richtwalzen der Module über separate
Antriebsmodule verfügen (nicht gezeigt).
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3 zeigt
eine blockschaltbildartige Darstellung der Ansteuerung der Richtmodule 3, 4 und 5.
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Hier
stellt die Einlauf-Verzugsabtastung 1 den Verzug der einlaufenden
Warenbahn G fest und liefert einen Steuerwert, der auch von der
Materialart, z. B. Web- oder Maschenware, als voreinstellbarer Meter
vorgebbar ist. Dieser Vorgabewert gelangt im Sinne einer feed-forward-Steuerung
auf elektronische Steuerblöcke 10 und 13,
die eine symbolisch dargestellte Verstellung der Walze 11 über
Antriebsmittel 12 bewirken. Die symbolisch angedeutete
Walze 15 des zweiten Richtmoduls 4 wird ebenfalls,
gegebenenfalls mit einem abgewandelten Signal, einem elektronischen
Steuerblock 17 zugeführt und aktiviert die mechanischen
Verstellmittel 16. Die Verstellung kann elektromechanisch,
aber auch hydraulisch vorgenommen werden.
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Das
dritte Richtmodul 5 mit der symbolisch dargestellten Richtwalze 19 weist
ebenfalls Verstellmittel 20 auf, die über die
Baugruppen 21 aktivierbar sind. Im Gegensatz zur Arbeitsweise
der Richtmodule 3 und 4 liegt bezogen auf diejenigen
des Richtmoduls 5 ein Regelkreis vor.
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Hierfür
bestimmt die Auslauf-Verzugsabtastung 2 mit Hilfe der auf
einer Abtastkopfbrücke befindlichen Messköpfe
(nicht gezeigt) den noch vorhandenen Restverzug der Warenbahn G.
Daraufhin wird die Richtwalze 19 angesteuert und es erfolgt eine
Bestimmung, wieweit dieser Regelschritt bezüglich des Richtens
erfolgreich war. Besteht weiterhin ein (geringerer) Verzug, wird
die Regelung erneut aktiv.
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Der
Regelkreis bezogen auf das Richtmodul 5 ist mit der gestrichelten
Pfeildarstellung symbolisiert.
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Mit
dem dargestellten Aufbau gemäß den Ausführungsbeispielen
einer Richtmaschine lassen sich sehr schnelle und präzisere
Richtergebnisse erzielen. Durch das Ansteuern des ersten und zweiten Richtmoduls
wird ein grobes Richten bereits im Warenbahneinlauf ausgeführt,
während das auslaufseitig gelegene Richtmodul nur noch
kleinere Restverzüge dynamisch korrigiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102004029120
A1 [0004, 0006]
- - DE 4026268 A1 [0007]