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Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Schärblattes
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einer Kettenschärmaschine Die Erfindung betrifft ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Steuerung des auf einem parallel zur Wickelachse verschiebbaren
Support befestigten Schärblattes einer mit verstellbaren Konuslinealen versehenen
Kettenschärmaschine nach dem vorgegebenen Konuswinkel und der fortschreitenden Dicke
des Bandwickels.
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Es ist bekannt, bei Kettenschärmaschinen den Supportvorschub entsprechenci
dem vorgegebenen Konuswinkel zu steuern. Wenn dabei das Schärblatt einen bestlnarnten
geringen Abstand von der Wickeloberfläche einhalten soll, muß die Führung des Schärblattes
bei einer Veränderung des Konuswinkels von Hand neu eingestellt werden. Zur Einstellung
der Steuerung muß die Auftragshöhe des Garns bekannt sein. Die genaue Bestimmung
der jeweiligen Auftragshöhe einer Garnsorte ist nicht möglich. Deshalb ist auch
die Berechnung des Konuswinkels unà/oder des Support-Vorschubs vor dem Schärprozeß
fehlerhaft. Während des Schärens ist meistens eine Nachkorrektur notwendig. Diese
Nachkorrektur ist von der Erfahrung des Schärpersonals abhängig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schärprozeß zwangsläufig
und selbsttätig so zu steuern, daß er vor, Geschick und der Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals
unabhängig wird. Diese Aufgabe wird genuß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
radial und/oder tangential zum Bandwickels gerichtete Bewegungskomponente des Schärblatthalters
durch ein zwangsläufig und selbsttätig sowohl vom Supportvorsehub als auch von der
variabelen Winkelstellung der Konuslineale verstellbares Führungselement gesteuert
und der Supportvorschub zwangslãufig und selbsttätig sowohl von der Dicke des Bandwickels
als auch von der Winkelstellung der Konuslineale gesteuert wird.
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Dabei folgt das Schärblatt den Sollwerten der kegelig verzogenen Spiralbahn
des auf die Schärtrommel auflaufenden Schärbandes.
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Die vorgeschlagene Steuerung des Schärblattes paßt sich dabei selbsttätig
an unterschiedliche Konuswinkel, Garnauftragswerte und Schärgeschindigkeiten an.
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Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet
durch ein zwangsläufig und selbsttätig sowohl vom Supportvorschub als auch von der
variablen Winkelstellung der Konuslineale verstellbares Führungselement für die
radial und/ oder tangential gerichtete Bewegungskomponente des SchSrblatthalters.
Das
Führungselement ist vorteilhaft auf dem Support angeordnet und der Vorschub des
Supports ist zwangsläufig und selbsttätig sowohl von der Dicke des Bandwickels als
auch von der Winkelstellung der Konuslineale steuerbar.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das
Führungselement quer zur Vorschubrichtung des Supports in Abhangigkeit vom Supportvorschub
relativ zum Support bewegbar ist. Das Führungselement soll also relativ zum Support
eine Bewegung machen, die vom Supportvorschub abhängig ist. Damit diese Bewegung
des Führungselements zu der vorgeschlagenen Steuerung der radial und/oder tangential
zum Bandlvickel gerichteten Bewegungskomponente des Schärblatthalters führt, wird
außerdem vorgeschlagen, daß das Führungselement einen entsprechend dem Anstellwinkel
der Konuslineale zwangsläufig und selbsttätig verstellbaren Meistervinkel mit einer
geneigten Fläche besitzt, auf der ein Folgeelement des SchErblatthalters gleit-oder
rollbar gelagert ist. Das Folgeelement kann auch in einer Kulisse des hleisterwinkele
geführt sein. Sobald nun der Vorschub des Supports einsetzt, bewegt sich das Führungselement
quer zur Vorschubrichtung, wobei das Folgeelement des Schärblatthalters auf der
geneigten Fläche des Meisterwinkels hschgleitet,
so daß das Schärblatt
dem Supportvorschub in Abhängigkeit vom Anstellwinkel der Konuslineale folgen muß.
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Um zu erreichen, daß der Supportvorschub von der Dicke des Bandwickels
gesteuert wird, besitzt die Vorrichtung vorteilhaft eine den Anwickel berührungslos
tangential abtastende Lichtschranke und eine Vorrichtung zum zwangsläufigen und
selbsttätigen Verstellen des Abstandes der Lichtschranke von der Wickelachse gemäß
der radial und/oder tangential zur Wicklung gerichteten Bewegungskomponente des
Schärblatthalters. Dabei ist der Supportvorschub vorteilhaft durch die Lichtschranke
steuerbar.
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Jede radial und/oder tangential gerichtete Bewegungskomponente des
Schffirblatthalterr führt also zum zwangsläufigen und selbsttätigen Verstellen des
Abstandes der Lichtschranke von der Wickelachse. Der Supportvorschub kann durch
die Lichtschranke zum Beispiel so steuerbar sein, daß der Vorschub verringert wird,
wenn der Lichtstrahl der Lichtschranke die Oberfläche des Wickels nicht berührt
und vergrößert wird, wenn die Oberfläche des Wickelns in den Lichtstrahl gerät.
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Vorteilhaft ist der Supportvorschub gemäß der Drehzahl des Wickelzylinders
steuerbar, wobei diese Steuerung durch die Lichtschranke modifizierbar ist. Die
Modifikation besteht zum
Beispiel darin, daß der Steuermotor des
Supports mittels der Lichtschranke entweder abwechselnd ein- und ausschaltbar oder
abwechselnd von einer niedrigeren auf eine höhere Drehzahl umschaltbar list, Die
Drehzahl beziehungsweise die höhere Drehzahl des Motors ist dabei höher gewählt,
als fur einen nicht durch eine Lichtschranke gesteuerten Schärbetrieb notwendig
ware.
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Die Getriebe- und Übertragungselemente sind vorteilhaft so bemessen,
daß die Bewegung der Lichtschranke radial zur Wickelachse gleich ist dem Supportvorschub
multipliziert mit dem Tangens des Konuswinkeis beziehungsweise des Anstellwinkels
der Konuslineale. Bei Beachtung dieser Vorschrift ist gewährleistet» daß das Schärblatt
die Fadenschar genau dem Anstellwinkel der Konuslineale entsprechend führt. Durch
den vorgeschlagenen Meisterwinkel wird oeles beispielsweise ermöglicht.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß der Schärvorgang völlig selbsttätig abläuft und die bisher recht ungenaue manuelle
Auftragshöhenbestimmung, die nachfolgende Berechnung des Support-Vorschubs und die
bisher meist erforderlichen Nachkorrekturen entfallen.
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Das in den Zeichnungen dargestellte Beispiel der Erfindung soll im
folgenden Text näher beschrieben und erläutert werden.
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Es zeigen Figur 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung»
die Figuren 2 und 4 Seitenansichten dieser Vorrichtung und Figur 3 die Anfangs-
und Eücistellungen der Lichtschranke und des Schärblattes.
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Man erkennt in Figur 1 in der Ansicht von oben ausschnittsweise eine
Kettenschärmaschine 11. Sie besitzt ein Maschinengestell 12 mit einer Lagerbuchse
13. Die Lagerbuchse 13 dient zur Lagerung einer Welle 14a, auf der eine Scheibe
14 befestigt ist, Die Scheibe 14 trägt einen Wickelzylinder 15. Der Wickelzylinder
15 besitzt an einem Ende eine Mehrzahl gleichartiger Schlitze 16, die gleichmäßig
über den Umfang verteilt angeordnet sind. In jedem Schlitz ist ein Konuslineal 17
um einen Schwenkpunkt 18 schwenkbar angeordnet.
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Jedes Konuslineal ist mit einem Träger 19 fest verbunden. Die Enden
der Träger sind zur Wickelachse 20 hin gerichtet. Die Welle 14a trägt eine weitere
Scheibe 22 zur Unterstützung des Wickelzylinders 15.
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Ein kegeliger Hohlkörper 28 ist auf der WPlle 14a unter den Konuslinealen
17 verschiebbar angeordnet. Das Verschieben des Hoblkörpers 28 besorgen zwei Spindeln
24, 24a, die außerhalb der
Scheibe 14 durch Zahnräder 21, 21a antreibbar
sind. Der Hohlkörper 28 besitzt eine Mehrzahl von gleicüartigen Kulissenführungen
23. In jeder Kulissenführung ist ein Gleitstein 23a gelagert.
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Der Gleitstein 23a ist gelenkig mit dem Träger 19 verbunden.
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Die Zahnräder 21, 21a greifen in ein auf der Welle 14a drehbar gelagertes
Zahnrad 26 ein. Ein am Maschinengestell 12 befestigter Stellmotor 25 trägt ein Zahnrad
27 zum Antrieb des Zahnrades 26 unter Zwischenschaltung einer Zahnraclkupplung 30
und eines Vorgelegezahnrades 29. Durch Vorschieben des Zahnrades 101 der Zahnradkupplung
30 in Richtung des Pfeils 102 mittels des Elektromagneten 103 kann der Stellmotor
25 an das Zahnrad 26 angekuppelt werden. Das wird nur bei Stillstand des Wickelzylinders
15 zum Zweck einer Verstellung der Konuslineale 17 durch Verschieben des Hohlkörpers
28 vorgenommen.
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Je nach der Stellung des Hohlkörpers 28 bilden die Konuslineale 17
gegen die Oberfläche des Wickelzylinders 15 einen Konuswinkel α.
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Am Ende des Wickel;yllnders 15 ist ein Radkraft 31 angebracht, um
den ein Treibriemen 32 geschlungen ist. Durch einen Motor 33 kann die Wickelwalze
15 mittels des Treibriemens 32 gedreht werden.
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Wie insbesondere auch aus Figur 2 ersichtlich ist, erstreckt sich
parallel zur Wickelachse 20 ein Tragrohr 34 und eine Stützstange 35.
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Tragrohr und Stützstange dienen zur Lagerung eines Supports 36.
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Der Support 36 besitzt ein Gestell 37, an dem verschiedenartige Vorrichtungen
befestigt sind, deren Funktion weiter unten erläutert wird. Das Gestell 37 wird
Aber zwei Stützrollen 38, 39 gegen das Tragrohr 34 und durch zwei Statzrollen 40,
41 gegen die Stützstange 35 abgestützt. Die gezahnte Unterseite 34a des Tragrohrs
34 steht mit einem Zahnrad 42 in Eingriff. Über eine Welle 43 und ein Getriebe «
ist das Zahnrad 42 mit einem Steuermotor 45 fiir den Supportvorachub verbunden.
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In Stangenführungen 46 und 47 des Gestells 37 ist eine Zahnstange
48 geführt. Ein am Gestell 37 drehbar gelagertes Zahnrad 49 greift in die Zahnstange
48 ein. Das Zahnrad 49 ist mit einem Ritzel 50 verbunden, in das ein Zahnsegment
51 eingreift. Parallel zur Zahnstange 48 ist in den Stangenführungen 46 und 47 eine
Stange 52 geführt (Figur 1). Der Halter 53 einer Lichtschranke 54, 54a ist mit der
Stange 52 und der Zahnstange 48 verbunden. Der Lichtstrahl 55 der Lichtschranke
54, 54a ist senkrecht zur Wickelachse .20 gerichtet. Die Zahnstange 48, die Stange
52 und damit auch di. Lichtschranke 54» 54a ist quer zur Wickelachse verschiebbar
angeordnet.
Der Lichtstrahl 55 verläuft tangential zum Bandwickel 56 beziehungsweise zur Manteloberfläche
des Wickelzylinders 15.
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Mit seitlichem Versatz und Höhenversatz trägt der Support 36 ein Podest
57, das zwei senkrecht stehende Wände 58, 59 besitzt, in denen eine Führungsstange
60 befestigt ist. Parallel zur Führungsatange 60 ist in den Wänden 58, 59 eine Spindel
61 drehbar gelagert. Die Spindel 61 besitzt ein Kettenrad 62, das lurch eine Gliederkette
63 mit einem am Gestell 37 mittels einer Welle 64 gelagerten zweiten Kettenrad 65
verbunden ist. Das Kettenrad 65 ist Über das Getriebe 44 mit dem Steuermotor 45
verbunden.
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Ein Schlitten 66 wird durch die Führungsstange 60 geführt. Mittels
eines in der Wand 67 befindlichen Muttergewindes 68 kann der Schlitten 66 beim Drehen
der Spindel 61 in Richtung des Pfeils 69 quer zur Vorschubrichtung des Supports
36 bewegt werden.
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Auf dem Schlitten 66 ist ein Stellmotor 70 angeordnet. Die Abtriebswelle
71 tragt ein Ritzel 7Z, das mit einem Zahnsegment 73 kämmt. Das Zahnsegment 73 istrl;eil
eines Meisterwinkels 74, der um den Drehpunkt 75 drehbar an der Wand 67 gelagert
ist.
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Ein Schärblatthalter 76 ist uul die Drehachse 77drehbar am Gestell
37 des Supports 36 gelagert. Der Schärblatthalter 76 trägt das Schärblatt 78. Er
besitzt außerdem ein Folgeelement7S, dessen rolle 80 auf der geneigten Fläche 81
des Meisterwinkels 74 abrollbar ist und außerdem einen Arm 82, an dessen Ende das
Zahnsegment 51 befestigt ist. Zur Entlastung des Folgeelements 79 und des Zahnsegments
51 ist ein mit dem Schärblatthalter 76 verbundener Hebel 83 mit einem Ende einer
Zugfeder 84 verbunden» deren anderes Ende am Gestell 37 befestigt ist.
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Der Stellmotor 25 ist durch eine Leitung 85, der Elektromagnet 103
durch eine Leitung 104, der Motor 33 durch eine Leitung 86, der Steuermotor 45 durch
eine Leitung 87, der Stellmotor 70 durch eine Leitung 83 und die Lichtschranke 54,
54a durch eine Leitung 89 mit einem Schaltkasten 90 verbunden. Im Schaltkasten 90
werden die zur Durchfuhrung des Verfahrens gemäß der Erfindung notigen Leitungsverbindungen
auf die in der Praxi9 übliche Art und Weise hergestellt. Der Schaltkasten 90 dient
auch der Energieversorgung der einzelnen Motoren und der Lichtschranke. An der Seitenwand
trägt der Schaltkasten 90 ein Anzeigeinstrument 91 zum Anzeigen der Winkelstellung
der Konuslineale.
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Vor Beginn des Schärens wird an den Konuslinealen 17 ein ganz bestimmter
Konuswinkel α eingestellt. Du geschieht zum Beispiel dadurch, daß dem Stellmotor
25 Über die Leitung 85 nach Einschalten des Elektromagneten 103 eine ganz bestimmte
Anzahl von Steliimpulsen gemeinsam mit dem Befehl zum Rechtslauf oder Linkslauf
eingegeben wird. Diesen Impulsen und Befehlen entsprechend wird der eingestellte
Konuswinkel an dem geeichten Anzeige-instrument 91 angezeigt. Zugleich erhält aber
auch der Stellmotor 70 über die Leitung 88 die gleichen Befehle und Impulse,' eo
daß sich der Meisterwinkel 74 ebenfalls entsprechend dem Konuswinkel α einstellt.
Bei gegebenem Supportvorschub erfolgt das Abheben des Schärblattes 78 und der Lichtschranke
54, 54a bei kleinem Konuswinkel langsamer und bei großem Konuswinkel schneller.
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Das Schärband 92 wird gemäß Figur 3 so angesetzt, daß die Kante 93
genau am Fußpunkt der Konuslineale liegt. Dementsprechend wird der Support 36 in
die Startstellung gefahren. Die in Figur 3 lediglich schematisch dargestellte Lichtschranke
54, 54a wird in der Startstellung so eingestellt, daß der Lichtstrahl 55 den Wickelzylinder
15 gerade tangiert. Die Antriebselemeete zur die Bewegung der Lichtschranke sind
so bemessen, daß die Bewegung der
Lichtschranke 54, 54a radial
zur Wickelachse 20 in Richtung des Pfeils 94 gleich ist dem Supportvorschub ia Richtung
des Pfeils 95, multipliziert mit dem Tangens des Konuswinkels cl Die Übersetzung
des Getriebes 44 ist vorteilhaft in mehreren Stufen instellbar, wobei in allen Übersetzungsstufen
das tbersetzungsverhältnis zwischen den Drehzahlen des Zahnrades 42 und des Kettenrades
65 gleichbleibt. Entsprechend der zu schärfenden Garnsorte wird am Getriebe 44 ein
Übersetzungsverhältnis eingestellt, das bereits ohne besondere Steuerung des Supportvorschubes
einen voraussichtlich etwa ausreichend brauchbaren Schärbandaufbau ergeben wurde.
Bei gleichmäßigem Supportvorschub müßte die Drehzahl des Steuermotors 45 gleichbleibend
sein. Bei Anwendung der Erfindung läuft der Steuermotor jedoch vorteilhaft wahlweise
mit mindestens zwei unterschiedlichen, möglichst nur wenig voneinander abweichenden
Drehzahlen. Das Umschalten von der eine auf die andere Drehzahl geschieht durch
einen Umschalter im Schaltkasten 90, der durch die Lichtschranke 54, 54a gesteuert
wird.
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Zu Beginn des Schärens wird der Motor 33 e5cha1tet» der den Wickelzylinder
15 antreibt und in Richtung des Pfeils 94 in Rotation versetzt.
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Zugleich läuft auch der Steuermotor 45 mit seiner niedrigeren Drehzahl
an.
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Sobald der wachsende Bandwickel 56 in den Bereich des Lichtstrahls
55 gerbt, wird der Steuermotor 45 auf seine höhere Drehzahl umgeschaltet. Das hat
zur Folge, daß nicht nur der Supportvorschub in Richtung des Pfeils 95 beschleunigt
wird, sondern auch über die Wirkverbindung Steuermotor 45, Getriebe 44, Kettenrad
65, Gliederkette 63, Kettenrad 62, Spindel 61, Schlitten 66, Meisterwinkel 74, SchErblatthalter
76 zunächst das Schärblatt 78 und über die weitere Wirkverbindung Arm 82, Zahnsegment
51, Ritzel 50, Zahnrad 49, Zahnstange 48 die Lichtschranke 54, 54a schneller in
Richtung des Pfeils 94 bewegt wird. Dabei gerät der Lichtstrahl 55 wieder aus dem
Bereich des Bandwickels 56. In gleichen Augenblick wird der Steuermotor 45 auf seine
niedrigere Drehzahl umgeschaltet. Das Steuerspiel setzt sich mit vielen kleinen
Schaltstufen fort, bis das Schärband fertig ist, wie es Fig. 4 zeigt, Größe und
Anzahl der Schaltstufen ergeben sich aus der Hysteresis der Lichtschranke und der
Wirkverbindungskette sowie aus den Garnabmessungen und dem Konuswinkel α.
Die Anzahl der Schaltstufen wird außerdem durch die Dicke des Bandwickels bestimmt.
Die Hysteresis wird möglichst klein gehalten.
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In Figur 3 ist durch die Linie 98 der Weg der Lichtschranke 54, 54a
während des Schärvorgangs dargestellt. Wegen der atark verkleinerten Darstellung
sind die einzelnen Schaltstufen nicht mehr sichtbar.
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Aus der Zeichnung Figur 4 ist die Stellung des Schärblatthalters 76
und der Lichtschranke 54, 54a beim Ende eines Arbeitsganges, zum Beispiel beim Ende
des Schärens des ersten Schärbandes, ersichtlich. Man erkennt, daß die Lichtschranke
in Abhängigkeit von der Stellung des Schärblatthalters ganz nach rechts zurückgefahren
worden ist.
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Der Motor 33 kann auf an sich bekannte Weise so gesteuert sein, daß
sich eine gleichmäßige Schärgeschwindigkeit ergibt. In diesem Fall wird der Supportvorschub
gemäß der Drehzahl des Wickelzylinders steuerbar gemacht. Das kann zum Beispiel
dadurch geschehen, daß ein Drehzahlaufnehmer laufend die Drehzahl des Motors 33
mißt und die Drehzahl beziehungsweise die Drehzahlen des Steuermotors 45 gemäß der
Drehzahl des Motors 33 durch an sich bekannte Mittel gesteuert werden. Dabei wird
diese Steuerung zum Beispiel dadurch modifiziert, daß mittels der Lichtschranke
54, 54a der Steuermotor 45 entweder abwechselnd ein und ausgeschaltet oder abwechselnd
von einer niedrigeren auf eine höhere Drehzahl umgeschaltet wird.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt. Der Steuermotor 45 könnte zum Beispiel auch als Schrittmotor ausgebildet
und durch von der Lichtschranke gesteuerte Triggersignale gesteuert sein. Bei gleichbleibender
Drehzahl des Wickelzylinders 15 könnte der Schrittmotor so gesteuert werden, daß
entweder Triggersignale gleichbleibender Frequenz durch die Lichtschranke aus- und
ein geschaltet werden oder daß die Lichtschranke im Wechsel von Triggersignalen
höherer Frequenz auf Triggersignale niedrigerer Frequenz ums chaltet. Bei gleichbleibender
Schärges chwindigkeit nimmt vorteilhaft die Frequenz der Triggersignale proportional
zur Drehzahl des Motors 33 während des Schärvorgangs kontinuierlich ab.
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L e e r s e i t e