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Die Erfindung betrifft eine Liefervorrichtung zur Führung eines Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei der Herstellung und Behandlung von Fäden ist es allgemein bekannt, dass zum Führen, Fördern oder Verstrecken die Fäden am Umfang rotierender Galettenmäntel mit einer oder mehreren Teilumschlingungen geführt sind. Derartige Liefervorrichtung, die in der Fachwelt auch als Lieferwerke oder Galetten bezeichnet werden, gewährleisten den Transport des Fadens innerhalb einer Textilmaschine. So wird z. B. zum Verstrecken und Texturieren ein unbehandelter Faden als eine Vorlagespule bereitgestellt und innerhalb der Textilmaschine durch mehrere innerhalb einer Bearbeitungsstation hintereinander angeordneten Liefervorrichtungen geführt. Derartige Liefervorrichtungen sind beispielsweise aus der
WO 2007/134732 bekannt.
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Die bekannte Liefervorrichtung weist einen Galettenmantel auf, der mit einer Antriebswelle eines elektrischen Antriebes verbunden ist. Dem Galettenmantel ist eine drehbar gelagerte Rolle zugeordnet, so dass ein Faden mit mehreren Umschlingungen führbar ist.
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Die bekannte Liefervorrichtung wird in Texturiermaschinen eingesetzt, die eine Vielzahl von Bearbeitungsstellen aufweisen. So ist es üblich, innerhalb einer Texturiermaschine mehr als 100 Fäden in mehr als 100 Bearbeitungsstellen zu verstrecken und texturieren. Die elektrischen Antriebe der Liefervorrichtungen können dabei als eine Antriebsgruppe oder individuell pro Bearbeitungsstelle gesteuert werden. Insbesondere bei einer individuellen Steuerung der elektrischen Antriebe der Liefervorrichtungen lassen sich zudem vorteilhaft verschiedene Betriebszustände in den Bearbeitungsstellen einstellen. Insbesondere beim Auftreten eines Fadenbruchs und einer ungewünschten Fadenwicklung am Umfang des Galettenmantels ist eine schnelle Beseitigung der Störung gewünscht.
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Die bekannte Liefervorrichtung weist hierzu eine durch den Fadenwickel ausgelöste Abschaltung des elektrischen Antriebs auf, so dass Überlastungen der Liefervorrichtung vermieden werden. Erst nach Beseitigung eines Fadenwickels am Umfang des Galettenmantels lässt sich die Fadenbehandlung in der jeweiligen Bearbeitungsstelle fortführen. Hierzu sind möglichst kurze Unterbrechungszeiten erwünscht.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Liefervorrichtung zum Führen eines Fadens der gattungsgemäßen derart weiterzubilden, dass eine Störung bei der Führung des Fadens möglichst schnell erkannt und beseitigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an der Stirnseite des Gehäuses neben dem Galettenmantel eine Signalanzeigeeinheit ausgebildet ist, welche mit dem elektrischen Antrieb gekoppelt ist.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass im Sichtbereich einer Bedienperson, die den Fadenlauf in den Bearbeitungsstellen überwacht, ein zusätzliches Hilfsmittel vorgesehen ist, um Betriebszustandsänderungen der Liefervorrichtung anzeigen zu können. Die Signalanzeigeeinheit kann dabei visuelle als auch akustische Signale erzeugen, um eine Störung anzuzeigen. Hierbei sind insbesondere die Störungen im elektrischen Antrieb des Galettenmantels gemeint. So lässt sich beispielsweise ein Abschalten des elektrischen Antriebes aufgrund eines Fadenwickels unmittelbar zusätzlich über die Signalanzeigeneinheit durch ein Akustiksignal signalisieren. Alternativ oder ergänzend lässt sich ein visuelles Signal unmittelbar in der Nähe des Galettenmantels durch die Signalanzeigeneinheit erzeugen, was das Erkennen der jeweiligen Liefervorrichtung in Texturiermaschinen mit einer Vielzahl Liefervorrichtungen erheblich erleichtert.
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Um Verkabelungen zu vermeiden und schnelle Reaktionszeiten zu erhalten, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher der elektrische Antrieb einem Elektromotor und eine integrierte Steuerelektronik umfasst und bei welcher die Signalanzeigeeinheit zumindest eine Leuchtdiode aufweist, die mit der Steuerelektronik verbunden ist. Damit lassen sich sehr kompakte und wenig störanfällige Baueinheiten realisieren, in denen der elektrische Antrieb und die Signalanzeigeeinheiten enthalten sind. Zudem ermöglicht die integrierte Steuerelektronik eine individuelle Überwachung beispielsweise eines Motorstromes, so dass Zustandsänderungen des Elektromotors schnell erfasst und angezeigt werden können.
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Dabei lässt sich die Leuchtdiode zur Einsparung einer Verkabelung vorteilhaft direkt an einer Elektronikplatine der Steuerelektronik anordnen.
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Um das durch die Leuchtdiode erzeugte visuelle Signal in den Sichtbereich einer Bedienperson zu übermitteln, ist die Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher der Leuchtdiode ein Lichtleiter zugeordnet ist, der zumindest teilweise innerhalb eines Gehäusekanals angeordnet ist, wobei der Gehäusekanal an der Stirnseite des Gehäuses mündet.
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Das an der Stirnseite des Gehäuses erzeugte visuelle Signal lässt sich dabei vorteilhaft noch dadurch verstärken, indem der Gehäusekanal an der Stirnseite des Gehäuses durch eine optische Linse verschlossen ist, wobei der Lichtleiter mit einem freien Ende unmittelbar vor der Linse endet.
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Zur Einhaltung konstanter Fadengeschwindigkeiten in den Bearbeitungsstellen ist der Elektromotor bevorzugt durch einen bürstenlosen Synchronmotor ausgeführt.
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Um einerseits eine kompakte Baueinheit zu bilden und andererseits die Erfordernisse einer Wellenlagerung, einer Motorabschirmung und einer Steuerelektronikkapselung gerecht zu werden, ist desweiteren vorgesehen, dass das Gehäuse des elektrischen Antriebes mehrteilig ausgebildet ist, wobei die Antriebswelle auskragend in einem Lagergehäuse gelagert ist, wobei die Steuerelektronik in einem Elektrogehäuse gekapselt ist und wobei ein Motorträger zur Aufnahme eines Stators zwischen dem Lagergehäuse und dem Elektrogehäuse gehalten ist. So können die Gehäuseteile aus unterschiedlichen Materialien je nach Erfordernis ausgebildet sein. Zudem lassen sich derart kompakte Liefervorrichtungen in enger Teilung nebeneinander in einer Textilmaschine zu einer Vielzahl anordnen.
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Besonders vorteilhaft ist dabei die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Antriebswelle mit einem freien Lagerende in das Elektrogehäuse hineinragt und bei welchem ein Lüfterrad drehfest mit dem Lagerende der Antriebswelle verbunden ist. Damit lassen sich vorteilhaft innerhalb der Steuerelektronik überhitzte Zonen vermeiden. Die Umgebung der Steuerelektronik innerhalb des Elektrogehäuses lässt sich dadurch vergleichmäßigen.
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Um im Betrieb der Liefervorrichtung eine Überlastung des elektrischen Antriebs zu vermeiden, ist die Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher dem Galettenmantel mit einem kurzen Abstand ein Reibmittel zugeordnet ist, wobei der elektrische Antrieb eine Betriebsdrehmomentenüberwachung aufweist. Im Fall einer Fadenwickelbildung am Umfang des Galettenmantels besteht somit die Möglichkeit, das Betriebsdrehmoment des elektrischen Antriebs bei Kontakt des Fadenwickels an dem Reibmittel sprunghaft zu erhöhen, so dass ein schnelles Abschalten zur Vermeidung einer Überlastung möglich wird.
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Zur Erhöhung einer Fadenzugkraft wird ein Faden bevorzugt mit mehreren Umschlingungen am Umfang des Galettenmantels geführt. Hierzu ist die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Liefervorrichtung vorgesehen, bei welcher der Galettenmantel gemeinsam mit einer drehbar gelagerten Rolle zum Führen eines Fadens in mehreren Umschlingungen zusammenwirkt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Liefervorrichtung unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
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Es stellen dar:
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1 schematisch eine Querschnittsansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Liefervorrichtung
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2 schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus 1
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3 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Liefervorrichtung
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4 schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Liefervorrichtung
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Liefervorrichtung in mehreren Ansichten dargestellt. In 1 ist die Liefervorrichtung in einer Querschnittsansicht und in 2 in einer Seitenansicht schematisch gezeigt.
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Die Liefervorrichtung weist einen topfförmigen Galettenmantel 1 auf, der drehfest an einem auskragenden freien Antriebsende einer Antriebswelle 3 eines elektrischen Antriebes 2 befestigt ist. Der elektrische Antrieb 2 umfasst einen Elektromotor 5 und eine integrierte Steuerelektronik 6, wobei der Elektromotor 5 mit der Antriebswelle 3 gekoppelt ist. Die Antriebswelle 3, der Elektromotor 5 und die Steuerelektronik 6 sind in einem mehrteiligen Gehäuse 4 angeordnet. Dabei ragt die Antriebswelle 3 mit dem freien Antriebsende an einer Stirnseite 24 des Gehäuses 4 hervor, so dass der Galettenmantel 1 außerhalb des Gehäuses 4 frei drehbar gehalten ist.
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Das mehrteilige Gehäuse 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Lagergehäuse 8, ein Elektrogehäuse 13 und einen Motorträger 12 gebildet. Das Lagergehäuse 8 und das Elektrogehäuse 13 sind miteinander verschraubt und halten den Motorträger 12 zwischen sich. Das Lagergehäuse 8 weist eine Lagerbohrung auf, in welcher die Antriebswelle 3 durch mehrere Wälzlager 9 drehbar gelagert ist. Die Antriebswelle 3 ist mit einem gegenüberliegend zu dem Galettenmantel 1 ausgebildeten Lagerende mit einem Rotor 10 des Elektromotors 5 verbunden. Der Rotor 10 wird durch einen hier nicht näher beschriebenen Permanentmagneten gebildet. Der Rotor 10 ist von einem Stator 11 umgeben, der mehrere Wicklungen trägt. Der Stator 11 ist durch den Motorträger 12 gehalten. Der Motorträger 12 erstreckt sich zwischen dem Lagergehäuse 8 und dem unmittelbar an dem Synchronmotor 4 angeordneten Elektrogehäuse 13. Das Elektrogehäuse 13 enthält die Steuerelektronik 5. Das Elektrogehäuse 13 und das Lagergehäuse 8 sind durch mehrere Haltestege 36 miteinander verbunden.
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Der Elektromotor 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein bürstenloser Synchronmotor ausgebildet, der gemeinsam mit der Steuerelektronik 5 einen sogenannten BLDC-Antrieb bildet. Die Steuerelektronik 5 ist in diesem Ausführungsbeispiel symbolisch durch eine Elektronikplatine 14 sowie einem Leistungsmodul 15, einem Wechselrichter 17 und einem Mikroprozessor 19 dargestellt. Die Steuerelektronik 5 ist über eine Versorgungsleitung 21 mit einer hier nicht dargestellten Spannungsquelle gekoppelt. Eine zweite Verbindung zur Steuerelektronik 5 stellt eine Datenleitung 20 dar, die einen Datenaustausch mit einer übergeordneten Maschinensteuereinheit 22 ermöglicht. Zusätzlich ist in diesem Ausführungsbeispiel die Steuerelektronik 5 direkt mit einem Schalter 23 gekoppelt, um bei einem Prozessstart oder einem Prozessende eine Aktivierung des elektrischen Antriebes 2 ausführen zu können. Darüberhinaus ist die Steuerelektronik 6 mit einer im Gehäuse 4 integrierten Signalleitung 16 mit einer Signalanzeigeeinheit 18 verbunden. Die Signalanzeigeeinheit 18 ist an der Stirnseite 24 vom Gehäuse 4 bzw. des Lagergehäuses 8 unmittelbar neben dem Galettenmantel 1 angeordnet. Die Signalanzeigeeinheit 18 weist Mittel auf, um ein visuelles oder akustisches oder eine Kombination aus einem visuell und akustischem Signal nach außen hin in einen Sichtbereich einer Bedienperson zu erzeugen.
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Im Betrieb wird bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel am Umfang des Galettenmantels 1 zumindest ein oder mehrere Fäden geführt. Der Galettenmantel 1 wird hierzu durch den Elektromotor 2 mit einer über die Steuerelektronik 5 vorgegebene Betriebsdrehzahl angetrieben. Für den Fall, dass der Galettenmantel 1 die vorbestimmte Betriebsdrehzahl aufweist und eine für die Fadenführung gewünschte Umfangsgeschwindigkeit annimmt, lässt sich über die Signalanzeigeneinheit 18 beispielsweise ein visuelles Leuchtsignal erzeugen. Dieses vorzugsweise farbliche Leuchtsignal würde gegenüber einer Bedienperson den ordnungsgemäßen Betrieb der Liefervorrichtung anzeigen.
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Sobald Störungen durch äußere Einwirkungen an der Liefervorrichtung und insbesondere an dem elektrischen Antrieb 2 auftreten, die einer Abweichung der Solldrehzahl oder einen Stopp des Elektromotors 5 bewirken, wird innerhalb der Steuerelektronik 6 eine entsprechende Signaländerung bewirkt, so dass an der Signalanzeigeeinheit 18 eine Veränderung des Signals eintritt. So könnte beispielsweise bei einem Ausfall des Elektromotors 5 aufgrund äußerer Störeinwirkungen ein Farbwechsel in dem visuellen Signal eintreten oder alternativ ein zusätzliches Akustiksignal ertönen. Somit wird einer Bedienperson gegenüber angezeigt, dass die betreffende Liefervorrichtung beispielsweise in einer Textilmaschine eine Störung aufweist. Durch die Zuordnung der Signalanzeigeneinheit 18 in Nähe des Galettenmantels 1 ist die Bedienperson, die das Fadenhandling und die Überwachung wahrnimmt, stets über den jeweiligen Betriebszustand der Liefervorrichtung informiert.
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In der 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Liefervorrichtung schematisch in einer Querschnittansicht dargestellt. Das Ausführungsbespiel ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
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Bei dem in 3 dargestelltes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Liefervorrichtung weist eine Signalanzeigeeinheit 18 eine Leuchtdiode 26 auf, die unmittelbar an einer Elektronikplatine 14 einer Steuerelektronik 6 gehalten ist. Der Leuchtdiode 26 ist ein Lichtleiter 27 zugeordnet, der in einem Gehäusekanal 25 gehalten ist. Der Gehäusekanal 25 durchdringt das Gehäuse 4 bis hin zu einer Stirnseite 24. An der Stirnseite 24 ist der Gehäusekanal 25 durch eine optische Linse 28 verschlossen. Im Innern des Gehäusekanals 25, der das Lagergehäuse 8 und das Elektronikgehäuse 13 bis hin zur Steuerelektronik 5 durchdringt, ist der Lichtleiter 27 gehalten. Der Lichtleiter 27 ragt mit einem freien Ende unmittelbar bis kurz vor die optische Linse 28. Das gegenüberliegende Ende des Lichtleiters 27 ist der Leuchtdiode 26 zugeordnet. Insoweit lässt sich vorteilhaft ein direkt an der Elektroplatine 14 angeordnete Leuchtdiode 26 nutzen, um an einer äußeren Stirnseite 24 des Gehäuses 4 ein Lichtsignal zu erzeugen. Eine derartig ausgebildete Signalanzeigeeinheit 18 ist besonders vorteilhaft, ohne jegliche Verkabelung eine Signalwirkung gegenüber einer Bedienperson im Sichtbereich des Galettenmantels anzuzeigen.
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Das in 3 dargestellte Ausführungsbespiel der erfindungsgemäßen Liefervorrichtung weist darüberhinaus eine Antriebswelle 3 auf, die mit einem freien Lagerende 30 in den Innenraum des Elektrogehäuses 13 hineinragt. An dem freien Lagerende 30 der Antriebswelle 3 ist ein Lüfterrad 29 angeordnet, das drehfest mit der Antriebswelle 3 verbunden ist und im Betrieb eine Umluftverteilung in dem Elektrogehäuse 13 erzeugt. Damit lässt sich vorteilhaft an der Elektroplatine 14 eine gleichmäßige Umgebungsluft erzeugen, so dass einzelne Heizzonen mit kritischen Temperaturen vermieden werden.
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Die Funktion des Ausführungsbeispiels nach 3 ist identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1, so dass an dieser Stelle keine weitere Erläuterung erfolgt.
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In der 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Liefervorrichtung gezeigt, wie sie vorzugsweise in Textilmaschinen eingesetzt wird. In 4 ist eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels schematisch gezeigt. Hierbei ist die Liefervorrichtung an einem Träger 31 angeordnet. Der Elektroantrieb 2 ist an einer Rückseite des Trägers 31 und der Galettenmantel mit dem Antriebsende der Antriebswelle 3 an einer Vorderseite des Trägers 31 gehalten. Der elektrische Antrieb 2 sowie der Galettenmantel 1 sind in diesem Fall identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 3 ausgeführt.
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An der Vorderseite des Trägers 31 ist dem Galettenmantel 1 im größeren Abstand eine frei drehbar gelagerte Rolle 33 zugeordnet. Desweiteren ist an der Vorderseite des Trägers 31 ein Reibmittel 34 befestigt, das mit einem geringen Abstand zum Galettenmantel 1 gehalten ist. Das Reibmittel 24 ist in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft durch einen Stift gebildet, der koaxial zum Galettenmantel 1 ausgerichtet ist und sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Galettenmantels 1 erstreckt.
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Seitlich neben dem Galettenmantel 1 ist in dem Träger 31 eine Sichtöffnung 37 vorgesehen, die koaxial zu einer am Gehäuse 4 angeordneten Linse 28 angeordnet ist. Über die Sichtöffnung 37 ist für eine Bedienperson der jeweilige Zustand einer Signalanzeigeeinheit erkennbar.
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In 4 ist die Liefervorrichtung in einer Betriebssituation gezeigt, in welcher ein Faden 35 mit mehreren Umschlingungen am Umfang des Galettenmantels 1 und am Umfang der Rolle 33 geführt wird. Der Galettenmantel 1 wird in dieser Betriebssituation durch den Synchronmotor 5 mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl angetrieben. Die Steuerung des Synchronmotors 5 erfolgt über die Steuerelektronik 6, wobei die Solldrehzahl der Steuerelektronik 6 über den Dateneingang aufgegeben wird. Gleichzeitig lässt sich über die Signalanzeigeeinheit 18 ein jeweiliges den ordnungsgemäßen Betriebszustand anzeigendes Leuchtsignal erzeugen.
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Für den Fall, dass aufgrund eines Fadenbruchs vor oder hinter dem Galettenmantel oder eine Verschlappung vor oder hinter dem Galettenmantel sich am Umfang des Galettenmantels 1 ein Fadenwickel bildet, führt jede am Galettenmantel 1 veränderte Zugwirkung des Fadens zu einer Veränderung des Betriebsdrehmomentes des Synchronmotors 5. Bei Entstehung eines Fadenwickels am Umfang des Galettenmantels 11 kommt dieser nach kurzer Zeit in Kontakt mit dem Reibmittel 34, so dass über das Reibmittel 34 ein zusätzliches Betriebsdrehmoment erzeugt wird, das zu einer sehr schnellen Erhöhung des Betriebsdrehmomentes des Synchronmotors 5 führt. Sobald eine unzulässige Überhöhung des Betriebsdrehmomentes festgestellt wird, die beispielsweise mit Hilfe des Mikroprozessors 19 überwacht wird, wird in der Steuerelektronik 6 ein Schaltsignal zum Abschalten des Synchronmotors 5 erzeugt. Die Antriebswelle 3 mit dem Galettenmantel 1 wird gestoppt, so dass ein Fadenwickel am Umfang des Galettenmantels 1 von einer Bedienperson entfernt werden kann. Mit Abschaltung des Synchronmotors 5 wird gleichzeitig über die Steuerelektronik 6 der Signalanzeigeeinheit 18 ein verändertes Signal zugeführt, so das eine Bedienperson unmittelbar durch ein verändertes Leuchtzeichen oder ein zusätzliches Akustiksignal über den Störfall informiert wird.
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Die erfindungsgemäße Liefervorrichtung ist besonders geeignet, um bei einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen innerhalb einer Textilmaschine eine schnelle und sicher Prozessführung zu ermöglichen. Hierbei können durch Verwendung der bürstenlosen Synchronmotoren mit integrierter Steuerelektronik aufwendige Verkabelungen vermieden werden. Zudem lassen sich schnelle Reaktionszeiten durch die unmittelbare Signalisierung der Betriebszustände an den Stirnseiten der Gehäuse realisieren.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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