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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Geleges mit mindestens einer Legeeinrichtung, einer Verfestigungseinrichtung und einer Transportanordnung zwischen der Legeeinrichtung und der Verfestigungseinrichtung, die mindestens zwei parallel geführte, umlaufende und durch eine Antriebsanordnung angetriebene Transportelemente aufweist, wobei die Antriebsanordnung mindestens zwei Antriebe aufweist, von denen einer als Vortriebsantrieb und einer als Bremsantrieb ausgebildet ist.
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Eine derartige Vorrichtung ist aus
DE 100 11 132 C2 bekannt. Der Bremsantrieb gewährleistet mit einem zusätzlichen Bremsmoment das zusätzliche Vorspannen der Transportkette.
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Eine weitere Vorrichtung ist beispielsweise aus
DE 29 38 860 C2 bekannt. Die Transportelemente sind durch Ketten gebildet, die an ihrer Außenseite mit Halteelementen bestückt sind, in die von der Legeeinrichtung abgegebene Fadenscharen eingelegt werden können.
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In vielen Fällen werden Fadenscharen mit unterschiedlichen Winkeln zur Transportrichtung auf den Transportelementen abgelegt, beispielsweise mit +45°, 90° und –45°. In der Verfestigungseinrichtung werden dann die unterschiedlichen Lagen der Fadenscharen miteinander verbunden, beispielsweise durch Wirken oder Nähen. Andere Verbindungsarten sind möglich.
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Die Transportelemente, die sich in der Regel an den beiden Längsrändern des Geleges befinden, müssen mit einer relativ hohen Genauigkeit parallel zueinander bewegt werden. In vielen Fällen wirkt dabei ein Antrieb über eine Welle auf zwei Zahnräder, die am vorderen Ende der Maschine angeordnet sind und über die als Transportketten ausgebildeten Transportelemente geleitet sind. Dadurch sollen die beiden Transportketten drehzahlsynchron angetrieben werden. Die in dem oberen Trum der Transportkette abgelegten Fadenlagen sollen mit der Transportgeschwindigkeit kontinuierlich in Richtung auf die Verfestigungseinrichtung, beispielsweise eine Nähwirkstelle, und darüber hinaus bewegt werden, bis der Zusammenhalt zwischen der Transportkette und dem Gelege durch Schneideinrichtungen aufgelöst wird und dann ein Warenabzug den weiteren Transport des dann verfestigten Geleges übernimmt.
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Die Transportketten müssen gespannt gehalten werden. Um eine Vorspannung innerhalb der Transportketten aufrecht zu erhalten, werden diese am hinteren Trum der Vorrichtung durch mechanische Spanneinrichtungen separat vorgespannt. Diese Spannung wirkt sich sowohl auf das obere als auch auf das untere Trum aus und hat damit nachteilige Auswirkungen auf die Lebensdauer der Kette, die durch die Spannung auch gelängt wird. Die Vorspannung, die aufzubringen wäre, um zu bewirken, dass sich die Transportkette durch die auftretenden Prozesskräfte nicht mehr verformt oder längt, können nicht aufgebracht werden.
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Wenn sich nun die Transportketten an beiden Längsrändern des Geleges nicht vollkommen gleichmäßig bewegen, dann haben die einzelnen Fadenlagen nicht die Orientierungen, die beim Legeprozess vorgegeben wurden. Wenn beispielsweise eine Fadenlage unter einem Winkel von 45° zur Vorschubrichtung von der Legeeinrichtung auf die Transportelemente gelegt wird, dann wird während des Legevorgangs auf das erste Transportelement zeitweilig ein höherer Zug ausgeübt als auf das zweite Transportelement. Dementsprechend besteht das Risiko, dass sich die beiden Transportelemente unterschiedlich verhalten.
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Bereits relativ geringe Abweichungen in der Legerichtung können zu einem deutlichen Qualitätsverlust im Gelege führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gelege möglichst gleichmäßig zu erzeugen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass jedes Transportelement einen Vortriebsantrieb aufweist, wobei einer dieser Vortriebsantriebe als Hauptantrieb und der andere Vortriebsantrieb als Folgeantrieb ausgebildet ist.
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Man erzeugt die Spannung in dem Transportelement also dadurch, dass das Transportelement an einer Stelle angetrieben und an einer anderen Stelle weniger stark angetrieben und damit gebremst wird. In dem Bereich zwischen dem Vortriebsantrieb und dem Bremsantrieb hat das Transportelement dann die gewünschte Spannung. Der Rest des Transportelements kann hingegen spannungsfrei oder zumindest spannungsarm gehalten werden, so dass hier eine Belastung und das damit verbundene Risiko einer unkontrollierten Längung klein gehalten werden kann. Der Bremsantrieb kann auch den Kräften entgegen wirken, die von der Legeeinrichtung beim Ablegen der Fadenschar auf ein Transportelement ausgeübt werden. Auch damit lässt sich dann erreichen, dass die Transportelemente synchron miteinander geführt werden können.
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Man benötigt zwar mehrere Antriebe, weil die beiden Transportelemente nicht mehr über eine mechanische Verbindung, beispielsweise eine Antriebswelle, miteinander verbunden sind. In einer derartigen mechanischen Verbindung können sich aber im Laufe der Zeit auch Ungenauigkeiten ergeben, die zu einer Abweichung im Vortrieb der Transportelemente führen könnte. Mit zwei Antrieben und einer Master-Slave-Regelung lassen sich aber auch nach einer längeren Betriebszeit die gewünschten genauen Abstimmungen der beiden Transportelemente erreichen.
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Vorzugsweise ist der Vortriebsantrieb als Hauptantrieb und der Bremsantrieb als Folgeantrieb ausgebildet, der in Abhängigkeit vom Hauptantrieb geregelt ist. Mit dieser Ausgestaltung verwendet man eine ”Master-Slave”-Steuerung, mit der man unter Einhaltung einer hohen Genauigkeit die beiden Antriebe aufeinander abstimmen kann. Der Vortriebsantrieb gibt die Geschwindigkeit vor, der der als Bremsantrieb ausgebildete Folgeantrieb folgt. Da der Vortriebsantrieb die Führungsgröße zur Verfügung stellt, wird der Bremsantrieb dem Vortriebsantrieb immer nachgeführt. Die hierzu zur Verfügung stehenden Regelungen sind so schnell und genau, dass die Gesamtvorspannung im Abschnitt des jeweiligen Transportelements zwischen dem Vortriebsantrieb und dem Bremsantrieb minimiert werden kann.
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Vorzugsweise ist der Folgeantrieb drehzahlgeregelt, wobei die Drehzahl des Hauptantriebs eine Führungsgröße für den Folgeantrieb bildet. Der Folgeantrieb wird also mit der gleichen Geschwindigkeit betrieben wie der Hauptantrieb. Wenn sich beim Hauptantrieb Geschwindigkeitsänderungen ergeben, dann werden diese automatisch auch vom Folgeantrieb übernommen. Dadurch lassen sich die Transportelemente mit einer hohen Genauigkeit zueinander bewegen, ohne dass man die Spannung in einzelnen Abschnitten der Transportelemente übermäßig steigern müsste.
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Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Folgeantrieb momentgeregelt ist, wobei das Moment des Hauptantriebs eine Führungsgröße für den Folgeantrieb bildet. Das Moment des Hauptantriebs gibt sozusagen die Kraft vor, mit der das oder die Transportelemente bewegt werden. Man kann eine entsprechend kleinere Antriebskraft vom Folgeantrieb erzeugen lassen, so dass die Kraftdifferenz für die Spannung in dem Transportelement sorgt. Diese Kraftdifferenz kann dann so gewählt werden, dass die Transportelemente zwar einerseits in ausreichendem Maß gespannt werden, andererseits aber der Verschleiß klein bleibt.
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Vorzugsweise sind die Antriebe formschlüssig mit ihren Transportelementen verbunden. Es kann sich also kein Schlupf zwischen dem Antrieb und dem Transportelement ergeben.
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Vorzugsweise sind die Transportelemente als Ketten ausgebildet. Ketten können über Kettenräder angetrieben werden, also formschlüssig mit den Kettenrädern verbunden sein.
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Vorzugsweise weisen die Transportelemente einen gemeinsamen Vortriebsantrieb auf. In diesem Fall reicht es aus, wenn man für jedes Transportelement einen eigenen Bremsantrieb vorsieht.
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Alternativ können beide Transportelemente getrennte Vortriebsantriebe und einen gemeinsamen Bremsantrieb aufweisen. In diesem Fall dient einer der Vortriebsantriebe als Master oder als Hauptantrieb, während alle anderen Antriebe als Slave oder Folgeantriebe ausgebildet sind.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Geleges,
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2 eine zweite Ausführungsform und
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3 eine dritte Ausführungsform.
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1 zeigt in stark schematischer Darstellung eine Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines Geleges. Eine derartige Vorrichtung 1 wird auch als Mono- oder Multiaxial-Maschine bezeichnet und zwar in Abhängigkeit davon, ob man ein Gelege aus einer Fadenschar mit parallelen Fäden oder aus mehreren Fadenscharen erzeugt, bei denen die Fäden von unterschiedlichen Fadenscharen in unterschiedlichen Richtungen geführt sind.
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Die Vorrichtung 1 weist eine Legeeinrichtung 2 auf, die auch als ”Schusseintrag” bezeichnet werden kann. Die Legeeinrichtung 2 legt eine oder mehrere Fadenscharen auf zwei Transportelementen 3, 4 ab, die im vorliegenden Fall als Ketten ausgebildet sind. Mit Hilfe der Transportelemente 3, 4 wird die Fadenschar in Richtung eines Pfeils 5 zu einer Verfestigungseinrichtung 6 transportiert. Die Verfestigungseinrichtung 6 kann beispielsweise als Wirkeinrichtung oder als Nähwirkeinrichtung ausgebildet sein. In Abhängigkeit von dem Material der Fäden, aus dem die einzelnen Gelege gebildet sind, ist es auch möglich, die Verfestigungseinrichtung auf andere Weise auszubilden, beispielsweise als Heizeinrichtung, wenn die Fäden unter Wärmeeinwirkung miteinander verbunden werden sollen, oder als Klebstoffauftragseinrichtung.
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In Bewegungsrichtung 5 hinter der Verfestigungseinrichtung ist eine Aufwickeleinrichtung 7 angeordnet, auf der das Gelege aufgewickelt werden kann. Zuvor muss das Gelege mit Hilfe von Schneideinrichtungen 8, 9 von den Transportelementen 3, 4 gelöst werden.
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In dem Bereich zwischen der Legeeinrichtung 2 und der Verfestigungseinrichtung 6 müssen die Transportelemente 3, 4 mit einer möglichst hohen Genauigkeit relativ zueinander gleichartig bewegt werden. Hierzu weisen die beiden Transportelemente 3, 4 einen gemeinsamen Antrieb 10 auf, der über eine Welle 11 mit Kettenrädern 12, 13 verbunden ist. Die Kettenräder 12, 13 stehen formschlüssig mit den Transportelementen 3, 4 in Eingriff. Wenn anstelle von Ketten andere Transportelemente 3, 4 verwendet werden, müssen natürlich auch die Eingriffe zwischen dem Antrieb 10 und den Transportelementen 3, 4 entsprechend ausgestaltet werden. In jedem Fall ist ein formschlüssiger Eingriff von Vorteil.
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Der Antrieb 10 bewirkt einen Vortrieb der Transportelemente 3, 4 und wird deswegen auch als ”Vortriebsantrieb” bezeichnet.
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Am anderen Ende weist das Transportelement 3 einen weiteren Antrieb 14 auf, der bremsend oder mit einem geringeren Antriebsmoment auf das Transportelement 3 einwirkt und deswegen als ”Bremsantrieb” bezeichnet wird. Auch das Transportelement 4 weist einen Bremsantrieb 15 auf. Die beiden Bremsantriebe 14, 15 erzeugen eine definierte Spannung in den Transportelementen 3, 4, wobei diese Spannung auf den Bereich beschränkt ist, der sich zwischen den Kettenrädern 12, 13 einerseits und den beiden Bremsantrieben 14, 15 andererseits befindet. Der Rest der Transportelemente 3, 4, insbesondere das andere Trum bei Verwendung einer Kette, wird hingegen nicht unter Spannung gesetzt, so dass der Verschleiß klein gehalten werden kann und auch das Risiko einer Längung der Kette klein bleibt.
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Der Vortriebsantrieb 10 ist als Hauptantrieb ausgebildet. Ein derartiger Hauptantrieb wird auch als ”Master” bezeichnet. Der Bremsantrieb 14 ist als Folgeantrieb zum Vortriebsantrieb 10 ausgebildet, also als ”Slave”. Gleiches gilt für den Bremsantrieb 15 des zweiten Transportelements 4. Auch der Bremsantrieb 15 ist als ”Slave” ausgebildet. Die beiden Bremsantriebe 14, 15 werden dem Vortriebsantrieb 10 drehzahlgeregelt und/oder momentgeregelt nachgeführt.
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Wenn sich durch ein Ablegen von Fadenscharen in einem Winkel von ungleich 90° zur Transportrichtung 5 eine Änderung in der Belastung oder Spannung eines Transportelements 3, 4 ergeben sollte, dann wird diese Änderung durch die beiden Bremsantriebe 14, 15 sofort ausgeregelt. Man kann damit erreichen, dass sich die beiden Transportelemente 3, 4 mit einer hohen Genauigkeit parallel zueinander und synchron zueinander bewegen. Damit ist es möglich, die vorgegebene Winkellage, mit der die Fadenscharen auf den Transportelementen 3, 4 abgelegt werden sollen, bei zu behalten. Das Gelege, das letztendlich auf der Aufwickeleinrichtung 7 aufgewickelt wird, hat dann eine hohe Qualität.
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Ein Regler 16 ist vorgesehen, um die beiden Folgeantriebe 14, 15 in Abhängigkeit von einer Führungsgröße zu regeln, die vom Vortriebsantrieb 10 vorgegeben wird. Wie oben erwähnt, handelt es sich hier beispielsweise um die Drehzahl/um das Drehmoment, das von dem Vortriebsantrieb 10 erzeugt wird.
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2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines Geleges. Gleiche und einander entsprechende Elemente sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 1 versehen.
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Im Unterschied zu der Ausführungsform nach 1 weist bei der Vorrichtung 1 nach 2 jedes Transportelement 3, 4 einen eigenen Vortriebsantrieb 10, 17 auf. Jedes Transportelement 3, 4 ist mit einem Bremsantrieb 14, 15 versehen.
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Der Vortriebsantrieb 17 ist hier als Folgeantrieb zum Vortriebsantrieb 10 ausgebildet, d. h. der Vortriebsantrieb 17 bildet einen ”Slave” zum ”Master” des Vortriebsantriebs 10. Dementsprechend gibt der Vortriebsantrieb 10 eine Führungsgröße, beispielsweise Drehzahl und/oder Drehmoment, an den Regler 16 ab, der entsprechend den Folgeantrieb 17 steuert.
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Die beiden Bremsantriebe 14, 15 sind, wie bei der Ausgestaltung nach 1 auch, als Folgeantriebe zum Vortriebsantrieb 10 ausgebildet, der hier als Hauptantrieb dient. Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die beiden Bremsantriebe 14, 15 nach der Drehzahl des Vortriebsantriebs 10 geregelt werden.
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Wenn man eine Drehmomentregelung verwendet, dann wirkt der Vortriebsantrieb 17 des Transportelements 3 als Hauptantrieb für den Bremsantrieb 14, der auf das gleiche Transportelement 3 wirkt. Der Bremsantrieb 15 wird hingegen dem Vortriebsantrieb 10 nachgeführt, so dass man eine entsprechende Spannung im Transportelement 4 erhalten kann. Durch eine gestrichelte Linie 18 ist dargestellt, dass der Vortriebsantrieb 17, obwohl er eigentlich als ”Slave” zum ”Master”, nämlich dem Vortriebsantrieb 10 arbeitet, ebenfalls eine Führungsgröße an den Regler 16 abgeben kann.
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3 zeigt eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines Geleges, bei der gleiche und einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen wie in den 1 und 2 versehen sind.
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Ein Vortriebsantrieb 10, der auf das eine Transportelement 4 wirkt, ist mit dem Regler 16 verbunden. Dieser Vortriebsantrieb 10 wirkt als ”Master” oder Hauptantrieb. Das andere Transportelement ist ebenfalls mit einem Vortriebsantrieb 17 verbunden, der im vorliegenden Fall aber als ”Slave” oder Folgeantrieb zum Vortriebsantrieb 10 gesteuert wird. Hierzu ist der Vortriebsantrieb 17 mit dem Regler 16 verbunden.
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Die Transportelemente 3, 4 sind an ihrem anderen Ende über Kettenräder 19, 20 und eine Welle 21 mit dem Bremsantrieb 14 verbunden, der im vorliegenden Fall ebenfalls als ”Slave” oder Folgeantrieb zum Vortriebsantrieb 10 geschaltet ist.
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Der Vortriebsantrieb 17 wird dem Vortriebsantrieb 10 drehzahlgeregelt nachgeführt, so dass beide Transportelemente 3, 4 mit hoher Genauigkeit gleich schnell bewegt werden können. Der Bremsantrieb 14 wird dem Vortriebsantrieb 10 drehzahlgeregelt und/oder momentgeregelt nachgeführt. Er ist also hier ebenfalls als ”Slave” ausgebildet.
