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Die vorliegende Erfindung betrifft eine exakte
Ablaßsteuerung für einen Webstuhl und insbesondere ein
Kettfadenspannungssteuerverfahren zum genauen Steuern der
Kettfadenspannung synchron mit der Hauptbewegung des
Webstuhls derart, daß die Kettfadenspannung mit einem
Sollwert übereinstimmt.
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Eine Ablaßsteuerung für einen Webstuhl reguliert die
Kettfadenzufuhrrate entsprechend einer Änderung der
Position einer Spannrolle, über die die Kettfäden geführt
sind. Die Kettfadenspannung ist von einer Kraft
abhängig, die auf das eine Ende eines Spannhebels
aufgebracht wird, der an seinem anderen Ende die Spannrolle
über ein mechanisches Mittel, etwa einem Gewicht oder
eine Spannfeder, trägt. Entsprechend kann eine
Kettfadensollspannung mechanisch in einem Bereich unter
Verwendung eines Gewichtes mit einem geeigneten Wert
oder durch Verwendung einer Spannfeder, die eine
geeignete Federkonstante hat, eingestellt werden.
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Die Kettfadenspannung variiert während jeder Umdrehung
der Hauptwelle synchron mit der Hauptbewegung des
Webstuhls pulsierend. Es ist daher erforderlich, die
Kettfadenspannung geeignet zu korrigieren, wenn die
Kettfadenspannung zeitweilig durch die Fachbewegung oder
die Schlagbewegung der Webmaschine erhöht wird oder
dann, wenn die Spannung der Kettfäden auf einer
Tuchwebmaschine verringert werden muß, um ein Kettflor zu
bilden.
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Eine Erleichterungsbewegung wird, beispielsweise, in
der japanischen Gebrauchsmuster-Offenlegungsschrift
59-133 687 beschrieben. Diese Erleichterungsbewegung
verändert die Position einer Spannrolle zuverlässig,
damit die Kettfadenspannung verringert wird.
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Bei einer solchen Erleichterungsmethode muß die
korrigierte Kettfadenspannung jedoch nicht notwendigerweise
mit einer Kettfadensollspannung übereinstimmen, da die
Kettfadensollspannung durch eine Verlagerung der
Spannrolle definiert wird. Das heißt, da die Beziehung
zwischen der tatsächlichen Kettfadenspannung und der
Verlagerung der Spannungsrolle von dem Young-Modulus der
Kettfäden, den Webbedingungen und den tatsächlichen
Webumständen abhängig ist, und die tatsächliche
Kettfadenspannung nicht immer genau proportional zu der
Verlagerung der Spannrolle ist, kann eine bekannte
Erleichterungssteuerung nicht die tatsächliche
Kettfadenspannung genau auf eine Sollspannung einstellen, auch
dann, wenn die Spannrolle um einen vorgegebenen Weg
verlagert wird. Weiter wird dann, wenn eine
gelegentliche Kettfadenspannungssteuerung erforderlich ist, um
den Kettfaden nur einmal während mehrerer Umdrehungen
der Hauptwelle der Webmaschine zu entspannen,
beispielsweise bei dem Ausbilden von Flor auf einem Flor-
Gewebe-Webstuhl, ist eine genaue Bildung des Flores
unmöglich,
da die Spannung der Flor-Kettfäden erheblich
variiert.
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Obwohl die vorbekannte Erleichterungsbewegung in der
Lage ist, ein zeitweises Ansteigen der
Kettfadenspannung zu unterdrücken, kann die Erleichterungsbewegung
nicht bei unter allen Umständen einen genauen
Kettfadenspannungssteuerbetrieb bewirken, da die gesteuerte
Variable nicht die Kettfadenspannung, sondern die
Verlagerung der Spannrolle ist, die in ihrer Höhe von der
Kettfadenspannung abhängig ist.
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Das Dokument EP-A 0 116 234 offenbart ein automatisches
Steuersystem für eine motorbetriebene Ablaßsteuerung
bei einem Webstuhl unter Verwendung einer Spannfeder,
die auf einen Hebel wirkt, der die Spannung des
Kettfadens aufnimmt, wobei Änderungen in der Spannung des
Kettfadens kontrolliert werden und einem
Regulationsvorgang durch die Steuerung der Verlagerung der
Spannrolle unterworfen ist.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
die Kettfadenspannung mit einer hohen Genauigkeit zu
steuern, einen zeitweisen Anstieg der Kettfadenspannung
zu unterdrücken und Kettfäden zum Bilden von Flor durch
Aufbringen einer Kraft, die dieselbe Spannung wie die
Kettfadenspannung hat, bei einem Kettfadenspannsystem
auf eine geringe Spannung einzustellen.
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Nach der Erfindung wird eine vorgegebene Kraft in der
Wirkungsrichtung der Nachgiebigkeit einer Spannfeder
synchron mit der Drehung der Hauptwelle eines Webstuhls
aufgebracht.
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Die vorgegebene Kraft wird durch einen
elektromagnetischen Wandler, etwa einen AC-Servomotor oder einen
Drehmomentmotor, als um die Drehachse des Spannhebels
gerichtetes Drehmoment aufgebracht. Infolgedessen
gleicht die Kettfadenspannung die Summe aus der
Nachgiebigkeit der Spannfeder und der vorgegebenen Kraft
aus und die Kettfadenspannung wird so auf den Sollwert
eingestellt.
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Auch dann, wenn der Young-Modul der Kettfäden zeitweise
schwankt oder auch dann, wenn die Webbedingungen sich
während der Steuerung der Schußfadenspannung ändern,
wird die Schußfadenspannung auf den Sollwert
eingestellt, da die Kettfadenspannung immer mit der sich
ergebenden Kraft der Nachgiebigkeit der Spannfeder und
der vorgegebenen Kraft, die gegen die Richtung der
Änderung der Nachgiebigkeit der Spannfeder wirkt,
übereinstimmt. Wenn die vorgegebene Kraft die
Nachgiebigkeit der Spannfeder einschließt, ist die Spannfeder
nicht unbedingt erforderlich.
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Wenn Florkettfäden mit einer hohen Zufuhrrate und einer
geringen Kettfadenspannung nur einmal während mehreren
Umdrehungen der Hauptwelle der Webmaschine einzutragen
sind, etwa bei dem Zuführen von Florkettfäden auf einer
Tuchwebmaschine, ist die Trägheit der Spannrolle bei
dem Stoppen und bei dem Bewegen der Spannrolle ein
Problem. Die vorliegende Erfindung kann auch die zeitweise
Änderung der Kettfadenspannung aufgrund der Trägheit
der Spannrolle wirksam unterdrücken.
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Die vorliegende Erfindung steuert die Spannung eines
Kettfadens mit großer Genauigkeit durch Aufbringen
einer Kraft, die die Spannung des Kettfadens auf einen
für eine Bewegung synchron mit der Hauptbewegung des
Webstuhls getragenen Spannrolle ausgleicht. Da das
bekannte Kettfadenspannsteuersystem die Kettfadenspannung
über die Steuerung der Verlagerung der Spannrolle
steuert, ist es schwierig, die Kettfadenspannung genau auf
die Sollspannung einzustellen, da die Korrelation der
Verlagerung der Spannrolle mit der Kettfadenspannung
aufgrund der Verlängerung der Kettfäden und der
Änderung der äußeren Bedingungen, die den Webvorgang auf
der Webmaschine beeinflussen, variiert. Die vorliegende
Erfindung kann jedoch eine genaue
Kettfadenspannungssteuerung ausführen, da, wie oben erwähnt, die
vorliegende Erfindung eine Kraft als einen manipulierten Wert
verwendet, die dieselbe Größe wie die Kettfadenspannung
hat. Entsprechend kann die vorliegende Erfindung mit
der Änderung der Kettfadenspannung in jedem Webzyklus
der Webmaschine umgehen, die bei einer üblichen
Kettfadensteuerung nicht berücksichtigt wird. Weiter kann die
vorliegende Erfindung die Kettfadenspannung genau zur
Bildung eines Flors auf einer Florgewebewebmaschine
steuern, um eine verbesserte Steuerung der
Kettfadenspannung und zur Verhinderung eines fehlerhaften Flors
zu erreichen.
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Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines
Ablaßantriebs;
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Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Teils eines
Drehmomentübertragungsmechanismus;
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Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer
elektromagnetischen Kupplung;
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Fig. 4 ist eine Blockdarstellung einer
Ablaßantriebssteuerung;
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Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die zur
Erläuterung der Wirkung eines Moments einer
auf einen Spannhebel wirkenden Moments
dient;
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Fig. 6 ist eine Darstellung, die der Erläuterung
verschiedener möglicher Betriebsarten zum
Antreiben des Spannhebels dient;
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Fig. 7-11 sind Blockdarstellungen des
Spannungssteuerers, und
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Fig. 12 ist eine Darstellung, die zur Erläuterung
einer Betriebsart zum Antreiben des
Ablaßantriebs einer Webmaschine dient.
Aufbau und Funktion eines Ablaßsteuersystems
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Fig. 1 zeigt einen Ablaßantrieb 1 zum Ausführen eines
Kettfadenspannsteuerverfahrens nach der vorliegenden
Erfindung, das auf das Ablassen von Kettnockenfäden 2
angewendet wird. Viele parallele Kettflorfäden 2 werden
auf einen Florkettfadenbaum 3 aufgebracht, der eine
webbreite auf einem Kettfadenbaum hat. Der
Florkettfadenbaum 3 wird über Übersetzungen durch einen
Ablaßmotor 4 gedreht, um die Florkettfäden 2 zuverlässig
abzulassen. Die Florkettfäden, die so abgelassen werden,
bewegen sich über eine Führungsrolle 5 und eine
Spannrolle 6 zu einem Tuchfeld 7. Die Führungsrolle 5 und
die Spannrolle 6 sind drehbar auf einem Spannhebel 8
gelagert. Der Spannhebel 8 ist für eine Schwingbewegung
auf einer Schwenkwelle 9 an einem festen Ort auf einem
Rahmen 10 befestigt. Eine Spannfeder 12 erstreckt sich
zwischen dem einen Ende des Spannhebels 8 und einem
Federrückhalter 11, der auf dem Rahmen 10 befestigt
ist, um den Spannhebel 8 kontinuierlich in eine
Richtung zu zwingen, um eine Spannung auf die Florkettfäden
aufzubringen. Die Schwenkwelle 9 wird durch einen
elektromagnetischen Wandler, beispielsweise einen AC-
Servomotor, über Übersetzungen 13a und 13b, wie in
Figur 2 gezeigt, oder aber durch eine elektromagnetische
Kupplung vom Spalttyp, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist,
in Drehung versetzt. Die Ausgangswelle des
AC-Servomotors 15 kann natürlich in entgegengesetzte Richtungen
drehen und der AC-Servomotor 15 erzeugt kontinuierlich
ein Drehmoment, das dem Strom, der ihm zugeführt wird,
proportional ist, auch wenn seine Ausgangswelle
gestoppt ist.
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Der Ablaßmotor 4 wird durch eine Ablaßsteuerung 16
gesteuert. Die Ablaßsteuerung 16 mißt den Verbrauch von
Florkettfäden 2 indirekt durch die Erkennung der
Verlagerung des Spannhebels 8 durch einen
Verlagerungsdetektor 17 und treibt den Ablaßmotor 4 an, so daß dieser
den Florkettfadenbaum 3 in Ablaßrichtung entsprechend
dem Verbrauch von Nockenkettfäden, der durch den
Verlagerungsdetektor 16 erkannt wird, zum Ablassen der
Kettfäden 2. Der Ablaßsteuerer 16 ist ein Rückkopplungs-
Steuerungssystem mit einer großen Zeitkonstante, die
zeitweise Verlagerung der Spannrolle 6 bei der
Abfallbewegung oder bei dem Bilden des Flors auf der
Webmaschine ist daher keine objektive Steuervariable der
Ablaßsteuerung 16. Die Einzelheiten der Bildung der
Ablaßsteuerung 16 wird später unter Bezugnahme auf Fig.
4 beschrieben werden.
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Grundkettfäden 18 werden auf einen Grundkettfadenbaum
aufgewickelt. Die Grundkettfäden 18 erstrecken sich
über eine Spannungsrolle 20. Die Grundkettfäden 18
werden durch die Vertikalbewegung der Litzen 21 zur
Bildung eines Fachs 22 gesteuert. Ein Kettfaden 23 wird in
das Fach 22 eingetragen und mit den Grundkettfäden 18
verflochten, sodann wird der eingetragene Kettfaden 23
durch ein Blatt 28 geschlagen, um den Träger eines
Gewebes 24 zu bilden. Das Gewebe 24 wird durch eine
Tuchwalze 25 aufgenommen, die hin zu und weg von dem Saum 7
des Tuchs bewegt werden kann, eine Oberflächenrolle 26
und Führungsrollen 25a und 25b und wird auf eine
Tuchwalze in einem Tuchbaum 27 aufgewickelt. Die Spannrolle
20 ist drehbar auf einem Spannhebel 29 gelagert, der
verschwenkbar auf einer Schwenkwelle 30 gestützt ist.
Der Spannhebel 29 wird durch eine Spannfeder 31 in eine
Richtung zum Aufbringen einer vorgegebenen Spannung auf
die Grundkettfäden 18 belastet. Die Schwenkwelle 30
wird an einem Ende eines Stützarms 30a getragen, der
für eine Schwingbewegung durch eine Welle 30b auf dem
Rahmen 10 getragen wird. Der Stützarm 30a und die
Tuchwalze 25 werden zu der Vorderseite für eine
Samtbewegung synchron mit der Schlagbewegung des Baumes bewegt,
beispielsweise für einen Florbildungsmechanismus mit
einer erzwungenen Bewegung zur Bewegung des Saums 7 des
Tuchs zu der Vorderseite um einen geeigneten Abstand
von der Schlagbewegung, nämlich einem Abstand, der
einer Länge zum Bilden eines Flors entspricht.
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Der Grundkettfadenbaum 19, die Oberflächenwalze 26 und
der Tuchbaum 27 werden durch übliche Mittel wie einem
Elektromotor oder mehreren Elektromotoren oder einem
mechanischen Abgabemechanismus bzw. mechanischen
Aufnahmemechanismen in Drehung versetzt.
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Wenn der Webstuhl den Webvorgang fortsetzt, werden die
Nockenkettfäden 2 graduell von der Vorderseite durch
das Gewebe 24 abgezogen, wodurch die Spannung auf den
Florkettfäden graduell zunimmt und der Spannhebel 8
dazu veranlaßt wird, sich, in Fig. 1 gesehen, im
Uhrzeigersinn entsprechend gegen die Federkraft der
Spannfeder
12 zu drehen. Der Verlagerungsdetektor 17 erkennt
die Winkelverlagerung des Spannhebels 8 und gibt ein
elektrisches Signal an den Ablaßsteuer 16 ab, das einer
Winkelverlagerung des Spannhebels 8 entspricht. Sodann
treibt der Ablaßsteuerer 16 den Ablaßmotor 4 für eine
Drehung des Florkettfadenbaums 3 exakt in der Richtung
zum Ablassen der Florkettfäden 2 zum Aufrechterhalten
der Spannung auf den Florkettfäden, so daß der Vlies 7
des Tuchs immer in einer vorgegebenen Position bleibt.
Entsprechend werden die Grundkettfäden 16 durch einen
exakten Ablaßantrieb abgelassen
Die Rate des Ablasses des Florkettfadens
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Bei dem Weben eines Florgewebes, etwa eines
dreifülligen-Samtgewebes, werden drei Schußfäden zur Bildung
eines vollständigen Gewebes aufgenommen, wobei die
Hauptwelle 55 der Webmaschine dreimal routiert, um ein
vollständiges Gewirk zu bilden. Bei einer Webmaschine
unter Verwendung eines Antriebs eines sich bewegenden
Tuchs vom Samttyp, wie in Fig. 1 gezeigt, werden die
Florkettfäden 2 mit einer geringen Spannung um eine
Länge abgelassen, die erforderlich ist, um den Flor in
einem Zeitraum zwischen einer Schlagbewegung zu bilden -
zur Ausbildung des Flors und der nachfolgenden
Schlagbewegung und die Florkettfäden 2 müssen bei einer
geringen Spannung in einer Periode zwischen der
Schlagbewegung zur Bildung des Flors und der vorgegebenen
Schlagbewegung zurückgezogen werden. Andererseits folgt
bei einer Webmaschine unter Verwendung eines variablen
Schlagantriebs vom Samttyp der ersten und zweiten
Aufnahme eine normale Schlagbewegung, während der dritten
Aufnahme eine besondere Schlagbewegung folgt, nämlich
die sogenannte Samtbewegung, in der die Florkettfäden 2
schnell um eine Länge abgegeben werden müssen, die zum
Bilden des Flors erforderlich ist.
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Die Florkettfaden-Ablaßrate, mit der die Florkettfäden
abgelassen werden wird ausgedrückt wird durch
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v = 2 πR (ω/60) [mm/sec] . . . (1)
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wobei ω [Umdrehungen pro Minute] die
Drehgeschwindigkeit des Florkettfadenbaums 3 ist, R [mm] der Radius
des Florkettfadenbaums 3 und v [mm/sec] die
Umfangsgeschwindigkeit des Florkettfadenbaums 3 ist.
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Andererseits ist die Ablaßlänge für jeden Schlag 10/B
[mm], wenn der Schlagabstand für die Schußfäden 23 = B
[Schläge/cm] ist. Die Kettfadenablaßlänge, die für drei
Schläge erforderlich ist, ist daher durch
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L = 3 · 10/B + d . . . (2)
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ausgedrückt, wobei L (mm] die Kettfadenablaßlänge für
drei Schläge ist und d [mm] ein Blattspiel ist, nämlich
eine Länge jedes Florkettfadens 2, der zum Bilden
eines Flors erforderlich ist.
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Da für drei Schläge eine Zeit von 3 · [60/n] [sec] ist,
wobei n [U/min] die Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle
55 der Webmaschine ist, gilt jetzt
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v = L/[180/n] = [n/180] [30/B + d] . . . (3).
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Ein Einsetzen der Gleichung (1) und (2) in die
Gleichung (3) führt zu
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w = [60/2 p R] [n/180] [30/B + d]
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= [n/6πR] [30/B + d] . . . (4).
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Die erforderliche Drehgeschwindigkeit N&sub0; des
Ablaßmotors 4 wird ausgedrückt durch
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N&sub0; = mω = m/6π*n/R (30/B + d) . . . (5),
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wobei bei m das Übersetzungsverhältnis eines
Übertragungsmechanismus ist, der den Ablaßmotor 4 und den
Florkettfadenbaum 3 verriegelt. Diesel Ausdruck ist ein
Grundausdruck zur Berechnung der Drehgeschwindigkeit
des Ablaßmotors 4 zum Antreiben des Florkettbaums 3. Da
das Übersetzungsverhältnis m dem System eigentümlich
ist, kann die Basisdrehgeschwindigkeit N&sub0; des
Ablaßmotors 4 über eine Berechnung bestimmt werden, wenn der
Radius R des Florkettbaums 3, die Drehgeschwindigkeit n
die Hauptwelle 55 der Webmaschine der Schlagabstand B
und das Blattspiel d gegeben sind.
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Zurück zu Fig. 4, die den Ablaßsteuerer 16 zeigt.
Eingangsdaten, nämlich jeweils vorgegebene Werte für die
Parameter der Gleichung (5), d. h. die
Drehgeschwindigkeit n die Hauptwelle 55, den Schlagabstand B und das
Blattspiel d, werden in eine arithmetische Einheit 34
durch Betreiben einer Dateneinstelleinheit 33
eingegeben. Ein üblicher Durchmesserdetektor 32 erkennt
kontinuierlich den Radius R des Florkettbaums 3 und gibt
Daten, die dem Radius R des Florkettbaums 3 entsprechen,
an die arithmetische Einheit 34 aus. Die arithmetische
Einheit 34 berechnet die Eingangsdaten unter Verwendung
der Gleichung (5) und schafft einen Digitalwert, der
die Grunddrehgeschwindigkeit N&sub0; des Ablaßmotors 4
repräsentiert.
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Die Gleichung (5) wird durch einen Term modifiziert,
der den Ausgang Mp eines automatischen Steuersystems
beinhaltet, um eine schließliche Drehgeschwindigkeit N
[U/min] zu bestimmen durch
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N = (m/6π) (n/R) (30/B + d) (1 + Mp/100) . . . (6),
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wobei r die Anzahl des Abtastungen pro Umdrehung der
Webmaschine ist und Mp ein PID-Ausgang, der durch
Mittelwertbildung von 3r gemessenen Werten xi einer
Verlagerung des Spannhebels 8 ist, der durch Abtasten der
Position des Spannhebels bei jedem festen
Winkelintervall während drei Umdrehungen der Hauptwelle 55
gewonnen wird. Bereits in dem U.S.-Patent Nr. 4 513 790 wird
festgestellt, daß
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Es wird wieder auf Fig. 4 Bezug genommen. Ein
Abtastwerthaltekreis 35 hält den Ausgang eines
Verlagerungsdetektors 17. Ein A/D-Wandler 36 wandelt das analoge
Ausgangssignal des Verlagerungsdetektors 17 in
entsprechende digitale Signale Xi. Ein
Durchschnittsbildschaltkreis 37 bildet den Durchschnitt der k-Stücke von
digitalen Signalen Xi zur Schaffung eines Hauptwerts
X(k). Eine Verlagerungserkennungszeiteinheit 38 steuert
eine Serie von Schritten des Abtastens und der
Mittelwertbildung zum Gewinnen eines Mittelwerts X(k) für
einen vorgegebenen Winkel der Drehung der Hauptwelle 55
der Webmaschine. Ein PID-Regler 39 verarbeitet die
Mittelwerte X(k) durch eine Proportional- zuzüglich
Integral- zuzüglich Ableitungsaktion zur Schaffung
eines Ausgangssignals Mp. Ein Addierer 40 liefert ein
digitales Steuersignal, das eine erforderliche
Drehgeschwindigkeit N repräsentiert. Das digitale
Befehlssignal wird durch einen D/A-Wandler 41 in ein analoges
Signal umgewandelt, das analoge Signal wird auf einen
Addierpunkt 42 aufgegeben, das analoge Signal wird
durch einen Treiberverstärker 43 verstärkt, um ein
Gleichspannungs-Antriebssignal zum Antreiben des
Ablaßmotors 4 zu schaffen. Die Drehgeschwindigkeit des
Ablaßmotors 4 wird durch einen Tachometergenerator 44 des
Rückkopplungsteuerungssystems erkannt und die erkannte
Drehgeschwindigkeit des Ablaßmotors 4 wird zu dem
Addierpunkt 42 rückgeführt.
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Die Steuerung der Spannrolle:
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Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen. Unter der Annahme,
daß die Komponente der Gesamtspannung T der senkrecht
auf den Spannhebel 8 wirkenden Florkettfäden 2 gleich
Fr ist und daß die Komponente der Federkraft der
Spannfeder 12, die senkrecht auf den Spannhebel 8 wirkt, Fo
ist, gilt
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R1*F&sub0; = R2*Fr = k*αx . . . (9)
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wobei α ist ein Koeffizient ist, der die effektive
Komponente der Federkraft der Spannfeder 12 senkrecht zu
dem Spannhebel 8 wiedergibt, k die Federkonstante der
Spannfeder 12, x die Erstreckung der Spannfeder 12, R1
die effektive Länge von dem Mittelpunkt der Achse der
Schwenkwelle 9 zu dem Wirkort von Fo der Spannfeder 12
und R2 die effektive Länge von dem Mittelpunkt der
Schwenkwelle zu dem Wirkpunkt von Fr der Gesamtspannung
T der Florkettfäden 2 ist. Die Spannung der
Florkettfäden
2 wird durch die Rückkopplungssteuerung
entsprechend dem Ausgangssignal für den Verlagerungsdetektor
17 mit einer festen geringen Spannung T gesteuert, die
die Gleichung (9) erfüllt.
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Bei dem Bewegen der Tuchwalze 25 zu der Vorderseite
durch Verursachen der Streckung x der Spannfeder 12 zur
Erhöhung um ein Inkrement Δx gilt,
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R1 k α [x + Dx] = R2 [Fr + ΔFr] . . . (10).
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Es gilt daher weiter,
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ΔFr = [R1/R2] kα*Δx . . . (11)
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Infolgedessen ist es möglich, daß eine fehlerhafte
Nockenbildung aufgrund der Erhöhung der Spannung T der
Nockenkettfäden 2 auftritt.
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Um eine fehlerhafte Nockenbildung zu vermeiden, bringt
der AC Servomotor 15 einen Drehmoment TM auf den
Spannhebel 8 auf, um den Spannhebel 8 in Fig. 5 gesehen im
Uhrzeigersinn zu drehen, so daß die Spannrolle 6 nach
vorne bewegt wird. Sodann gilt
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R1*kα (x + Δx) = R2 (Fr + ΔFr) + RM
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und daher
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ΔFr = (1/R2) (R1*kα*Δx-TM) . . . (12)
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Wenn TM = R1*k*Δx ist, ist ΔFr = 0, eine Erhöhung
der Spannung der Nockenkettfäden 2 wird daher
vermieden. Es ist auch möglich, eine fehlerhafte
Nockenbildung zuverlässig durch Reduzieren der Spannung T der
Nockenkettfäden 2 durch Aufbringen eines Drehmoments
TM
> R1*k*αx auf den Spannhebel 8 zu vermeiden, um
ΔFr < 0 zu machen.
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Unter der Annahme, daß die auftretende Fehlerkonstante
der Spannfeder 12 gleich K ist, gilt daher
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R1*k (1/(1 + Δx/x)) . . . (13)
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ergibt sich, daß die tatsächliche Fehlerkonstante K
kleiner ist als die Fehlerkonstante k.
Ausgleich der Trägheit der Spannroller
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Da die Tuchwalze 25 sich von der Vorderseite zu der
Rückseite synchron mit dem Webvorgang der Webmaschine
bewegt, wird dann, wenn die Tuchwalze 25 nach hinten
bewegt wird, die Spannrolle 6 entsprechend nach hinten
bewegt. Wenn der die Spannrolle 6 unterstützende
Mechanismus eine große Trägheit hat, wird die
Rückwärtsbewegung der Spannrolle 6 relativ zu der Rückwärtsbewegung
der Tuchwalze 25 verzögert, so daß die Nockenkettfäden
2 und die Grundkettfäden 18 erheblich entspannt werden,
was ein fehlerhaftes Abgeben verursacht und das
Schlagen unmöglich macht. Um die übermäßige Entspannung der
Nockenkettfäden 2 und der Grundkettfäden 18 zu
vermeiden, wird die Ausgangswelle des AC-Servomotors 12
zeitweise in umgekehrte Richtung gedreht, um ein
umgekehrtes Drehmoment auf den Spannhebel 8 aufzubringen, um
die wirkende Federkraft der Spannfeder 12 bei einer
hohen Ansprechgeschwindigkeit zu erhöhen, um so die
erhebliche Reduktion der Spannung auf die Nockenkettfäden
2 und die Grundkettfäden 18 zu vermeiden. Der negative
Einfluß der Schwerkraft der Spannrollen, die das System
tragen, auf den Spannsteuervorgang kann so vermieden
werden.
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Wenn die Spannrolle 6 über die rückwärtige Endposition
aufgrund ihres Trägheitsmoments hinausgeht, nimmt die
Spannung T übermäßig zu, was eine gleichmäßige
Nockenbildung unmöglich machen kann. Um eine solche
unerwünschte Bewegung der Spannrolle 6 zu vermeiden, kann
die Ausgangswelle des AC-Servomotors zeitweise in der
normalen Richtung betrieben werden, um ein Drehmoment
auf den Spannhebel 8 in der Ablaßrichtung derart
aufzubringen, daß die wirkende Federkraft der Spannfeder bei
einer hohen Ansprechgeschwindigkeit reduziert wird, um
die Spannung auf einem geeigneten Wert zu halten.
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Fig. 6 zeigt verschiedene Antriebsarten des AC-
Servomotors unter Bezug auf die Schlagbewegung und auf
die Bewegung des Gewebes 24. Wenn das Gewebe 24 nach
hinten bewegt wird, wird der AC-Servomotor 15 derart
angetrieben, daß der Saum 7 des Tuchs sich nach hinten
bewegt und wird nach hinten angetrieben, nach dem Ende
der Bewegung des Saums 7 des Tuchs, so daß der Saum 7
des Tuchs sich nach vorne bewegt. Wenn das Gewebe 24
sich von der hintersten Position nach vorne bewegt,
wird der AC-Servomotor 15 derart angetrieben, daß sich
der Saum 7 des Tuchs kontinuierlich oder
intermittierend nach vorne bewegt. Derartige Antriebsarten l, 2,
3, 4a und 4b des AC-Servomotors werden geeignet
bestimmt unter Berücksichtigung der Art der
Nockenkettfäden 2, den Abstand der Bewegung des Saums 7 des Tuchs
und dem Trägheitsmoment der Spannrolle 6. Obwohl die
Spannung der Nockenkettfäden 2 komplexen Einflüssen der
Änderung der Spannung von verschiedenen Phasen wie der
Einbringungsbewegung, der Schlagbewegung, der Bewegung
des Gewebes 24 und der Trägheit des mechanischen
Systems abhängig ist, kann die Spannungsänderung, die auf
solchen Ursachen beruht, durch den Antrieb des AC-
Servomotors 15 in einer geeigneten Antriebsweise des
AC-Servomotors ausgeglichen werden.
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Während des Webvorgangs für das Grundgewebe wird der
Saum 7 des Tuchs nicht bewegt und daher wird die
Steuerung die Bewegung der Spannrolle 6 für eine exakte
Spannungssteuerung unterbrochen.
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Wenn die Drehkraft des AC-Servomotors 15 durch die
Übersetzungen 13a und 13b auf die Schwenkwelle 9
übertragen wird, wie in Fig. 2 gezeigt, ist die Masse des
mechanischen Systems zum Bewegen der Spannrolle 5
verhältnismäßig groß. Wenn die elektromagnetische Kupplung
15 vom Spalttyp verwendet wird, um die Drehkraft des
AC-Servomotors 15 auf die Schwenkwelle 9 wie in Fig. 3
gezeigt zu übertragen, ist die Masse des mechanischen
Systems zum Bewegen der Rolle 6 verhältnismäßig gering,
was bezüglich der Vermeidung des negativen Einflusses
der Schwerkraft auf das mechanische System auf die
Steuerung der Spannung vorteilhaft ist.
Erstes Ausführungsbeispiel (Fig. 7)
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Das erste Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung verwendet einen Spannungssteuerer 56 zum Antreiben
des AC-Servomotors 15, nämlich das elektromagnetische
Wandlermittel, in einer vorgegebenen Antriebsweise.
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Ein Funktionsgenerator 45 speichert ein vorgegebenes
Antriebsmuster. Ein Winkelphasendetektor 46 erkennt die
Winkelphase der Hauptwelle 55 der Webmaschine. Der
Funktionsgenerator 45 gibt Ausgangssignale in
Übereinstimmung mit dem Antriebsmuster synchron mit dem
Phasenwinkel der Hauptwelle 55 zu einem
Treiberverstärker 48 aus, die durch den Phasenwinkeldetektor 46 über
einen Addierpunkt 47 erkannt wird. Der
Treiberverstärker 48 treibt den AC-Servomotor 15 entsprechend den
Eingangssignalen. Auf der anderen Seite erkennt ein
Tachometergenerator 49 die Drehgeschwindigkeit des AC-
Servomotors 15 und gibt ein elektrisches Signal ab, das
die Drehgeschwindigkeit des AC-Servomotors 15
repräsentiert, auf einen Addierpunkt 47 in einem
Rückkopplungsbetrieb auf. Der Antriebsverstärker 45 steuert so das
Drehmoment TM des AC-Servomotors 15 entsprechend einem
Antriebsmuster, das durch einen Funktionsgenerator
synchron mit der Drehung der Hauptwelle 55 der Webmaschine
angegeben ist.
Zweites Ausführungsbeispiel (Fig. 8)
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Das zweite Ausführungsbeispiel verwendet eine Mehrzahl
von Funktionsgeneratoren 45a, 45b, . . . bzw. 45n, die
eine Mehrzahl von Antriebsmuster speichern und jeweils
Kontakte 50a, 50 b . . . bzw. 50n haben, die mit einem
Addierpunkt 47 verbunden sind. Die Kontakte 50a, 50b,
. . . . und 50n sind selektiv durch einen
Musterselektionsschaltkreis 51 geschlossen, um die Antriebsmuster
selektiv auf die Addierpunkte aufzubringen. Der
Musterselektionskreis 51 wählt eines aus der Mehrzahl von
Funktionsgeneratoren 45a, 45b, . . . und 45n auf der
Grundlage eines Ausgangssignals eines Schwellendekoders
52, der der Hauptwelle der Webmaschine zugehörig ist,
aus. Andererseits führt der Musterselektionskreis 51
den Steuervorgang zum Steuern der Eintragsbewegung, der
Selektion der Schußfäden 23 und die Selektion des
Schlagabstands B aus. Ein Impulsgenerator 53 kennt die
Drehgeschwindigkeit des AC-Servomotors 15 und gibt ein
Impulssignal entsprechend der Drehgeschwindigkeit des
AC-Impulsmotors 15 auf einen F/V-Wandler 54 aus. Der
F/V-Wandler wandelt die Impulsausgangssignale des
Pulsgenerators
53 in ein Spannungssignal, das zu der
Frequenz des Impulsausgangssignals des Impulsgenerators 53
proportional ist und gibt das Spannungssignal auf den
Addierpunkt 47 für eine Rückkopplungssteuerung auf.
Drittes Ausführungsbeispiel (Fig. 9)
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Grundsätzlich ist das dritte Ausführungsbeispiel
dasselbe wie das erste Ausführungsbeispiel. In dem dritten
Ausführungsbeispiel wird die umkehrbare Drehung der
Ausgangswelle des AC-Servomotors 15 (den
elektromechanischen Wandler) durch Geben eines Befehls zur Drehung
in der normalen Richtung und eines Kommandos zur
Drehung in der umgekehrten Richtung auf einen
Treiberverstärker 48. Es ist möglich, ein Drehmoment TM auf die
Schwenkwelle 9 in entgegengesetzten Richtungen auf
zubringen durch Verbinden von zwei drehenden
Antriebsquellen, die ein Antriebselement nur in eine Richtung
drehen können, durch elektromagnetische Kupplungen 14
vom Spalttyp auf jeweils eines der gegenüberliegenden
Enden der Schwenkwelle 9 und selektives Aktivieren der
drehenden Antriebswellen.
Viertes Ausführungsbeispiel (10)
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In dem vierten Ausführungsbeispiel wird eines aus einer
Mehrzahl von Antriebsmustern entsprechend der
Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle 55 ausgewählt. Das heißt,
entweder ein Kontakt 50a oder 50b wird selektiv in
Abhängigkeit von der Webgeschwindigkeit der Webmaschine,
nämlich einer hohen Webgeschwindigkeit oder einer
geringen Webgeschwindigkeit geschlossen, um das
Antriebsmuster 4a oder 4b (Fig. 6) in Abhängigkeit von der
Webgeschwindigkeit des Webstuhls auszuwählen.
Fünftes Ausführungsbeispiel (11)
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In dem fünften Ausführungsbeispiel wird eine feste
Spannung auf den AC-Servomotor 15 über einen
Treiberverstärker 48 durch eine Spannungsquelle 57 mit
konstanter Spannung aufgebracht, während die
elektromagnetische Kupplung vom Spalttyp durch einen
Funktionsgenerator 45 angetrieben wird. Der Funktionsgenerator 45
treibt einen Treiberverstärker 58 entsprechend der
Winkelphase der Hauptwelle 55 an, die durch einen
Winkelphasendetektor erkannt wird, um die
Drehmomentübertragungskapazität der elektromagnetischen Kupplung 14 zu
variieren. Das Drehmoment TM, das auf die Schwenkwelle
9 übertragen wird, wird entsprechend dem Antriebsmuster
variiert, während das Ausgangsdrehmoment des AC-
Servomotors 15 konstant ist.
Andere Ausführungsbeispiele
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obwohl die vorliegende Erfindung bei einer Anwendung
zum Steuern der Spannung der Nockenschußfäden 2
beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung
auch auf das Steuern der Spannung der Grundkettfäden 18
und zum Steuern der Spannung der Kettfäden bei
gewöhnlichen Webstühlen geeignet. Fig. 12 zeigt die
Beziehung zwischen der Änderung der Spannung der
Grundkettfäden 18 in einem Webzyklus, nämlich bei einer
Umdrehung der Hauptwelle 55 der Webmaschine und die
Antriebsmuster. Bei dem Starten der Webmaschine wird der
AC-Servomotor 15 durch ein Antriebsmuster zum Antrieben
des AC-Servomotors 15 alternierend in entgegengesetzte
Richtung synchron mit einer Kickback-Bewegung zum
Verhindern einer Stopmarkierung angetrieben.
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Obwohl die Spannungsrolle 16 für eine Schwingbewegung
durch den Spannhebel 8 in den vorangehenden
Ausführungsbeispielen getragen wird, kann die Spannrolle 6
für eine lineare Bewegung gelagert sein und die
Spannrolle 6 kann linear durch ein elektromagnetisches
Wandlermittel bewegt sein, das dazu in der Lage ist, eine
lineare Antriebskraft zu erzeugen.
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Wenn ein elektromagnetisches Wandlermittel, die oben
erwähnt, dazu in der Lage ist, die Funktion der
Spannfeder 12 auszuführen, kann auf die Spannfeder 12
verzichtet werden.