DE4215691C2 - Kettenwirkmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenwirkmaschine, bei der die Hauptwelle durch einen elektrischen Hauptmotor angetrieben und mit einer elektrischen, bei Stromunterbre­ chung wirksamen Bremse versehen ist und bei der mindestens ein zusätzliches elektrisches Aggregat vorgesehen ist, welches die zuzuführenden Fäden beeinflußt und an dasselbe Netz wie der Hauptmotor angeschlossen ist.

Bei einer bekannten Kettenwirkmaschine dieser Art (DE-OS 30 25 782) werden beim Abschalten der Maschine die zusätz­ lichen Aggregate mit zeitlicher Verzögerung vom Netz ge­ trennt, so daß sie bis zum Auslauf der Hauptwelle wirksam sind. Bei einer Stromunterbrechung im Netz dagegen werden sowohl der Hauptmotor als auch das zusätzliche elektrische Aggregat stromlos. Während die Hauptwelle aufgrund der mit ihr gekoppelten Massen noch weiterläuft, werden die zusätzlichen Aggregate, nämlich ein Regelmotor für die Kettbaum-Antriebsgeschwindigkeit und eine Jaquard-Steuer­ vorrichtung, unwirksam. Letzteres wird aber als unschäd­ lich angesehen, weil die Bremse die Hauptwelle sehr rasch, beispielsweise nach nur ein bis zwei Nachlaufumdrehungen, zum Stillstand bringt und der sich dabei ergebende Muste­ rungsfehler optisch noch nicht ins Gewicht fällt.

In aller Regel sind Legeschienen mechanisch mit der Haupt­ welle gekoppelt, beispielsweise über Spiegelscheiben oder Musterketten. Auch beim Nachlauf der Hauptwelle bleibt daher die korrekte Zuordnung zwischen den Legenadeln und den übrigen Wirkwerkzeugen erhalten. Es ist aber mühsam, das Versatzmuster zu ändern, weil dies den Austausch der Spiegelscheibe oder Musterkette erfordert. Sich über einen längeren Rapport erstreckende Versatzmuster sind nicht oder nur unter Schwierigkeiten zu verwirklichen.

Es ist eine Steuervorrichtung für den Legeschienenversatz bei Kettenwirkmaschinen bekannt (DE-OS 22 57 224), bei der die jeweils vorzunehmenden Versatzschritte von einem Programmträger, z. B. einem Loch- oder Magnetband abgelesen werden. Ein Synchronisierungsgeber erzeugt in bestimmten Drehwinkelstellungen der Hauptwelle ein Signal, aufgrund dessen der zuletzt ausgelesene Versatzschritt mit Hilfe eines einen Linearmotor o. dgl. aufweisenden Lage-Regelkreises ausgeführt wird. Durch Verwendung eines anderen Programmträgers kann man das durch die Versatzbewegung erzeugte Muster der Kettenwirkware ändern. Der Verlauf der Versatzbewegung ist nicht kontrollierbar; er hängt im wesentlichen von der Auslegung des Regelkreises ab.

Bei einer anderen bekannten Steuervorrichtung für den Legeschienenversatz (DE-OS 24 19 694) erfolgt das Abschalten der Kettenwirkmaschine in gesteuerter Weise. Zunächst wird die Drehgeschwindigkeit der Hauptwelle reduziert. Nachdem noch eine Musterreihe erzeugt worden ist, wird das Steuerprogramm unterbrochen und die Hauptwelle gestoppt. Im Zusammenhang mit Inspektionen und Einstellarbeiten, bei denen die Hauptwelle langsam und schrittweise bewegt wird, ist eine elektromagnetische Bremse erwähnt, die die Hauptwelle in der richtigen Drehwinkelstellung abstoppt.

Normalerweise treten bei Abschaltung, Stromausfall und insbesondere kurzzeitiger Stromunterbrechung verfälschte Versatzpositionen der Legebarren auf. Diese Fehler werden gemäß DE-OS 37 34 072 durch Ermittlung der Stellung der Legebarren und anschließende Korrektur behoben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kettenwirk­ maschine der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der das Versatzmuster für die Legeschienen auf einfache und betriebssichere Weise geändert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zusätzliche Aggregat einen elektrischen Stellmotor für den Legeschienenversatz und eine Steuervorrichtung aufweist, die die Lage der Legeschiene in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung der Hauptwelle gemäß einer vor­ gebbaren Versatzfunktion bestimmt, und über einen wenig­ stens einen Speicherkondensator aufweisenden Zwischenkreis an das Netz angeschlossen ist.

Bei diesem Aufbau hängt der Legeschienenversatz von der der Steuervorrichtung vorgegebenen Versatzfunktion ab. Diese kann leicht ausgewechselt werden und läßt ohne weite­ res größere Rapporte zu. Die Versatzfunktion ist eine kon­ tinuierliche Funktion, die für jede Drehwinkelstellung der Hauptwelle eine bestimmte Lage der Legeschiene be­ stimmt. Im Normalbetrieb ist daher die relative Zuordnung zwischen den Legenadeln und den übrigen Wirkwerkzeugen genau definiert.

Schwierigkeiten treten aber auf, wenn eine Stromunterbre­ chung im Netz auftritt, weil die Steuervorrichtung und der Stellmotor nicht mehr arbeiten können, so daß Kollisio­ nen zwischen den Wirkwerkzeugen nicht zu vermeiden sind. Durch die Verwendung des Speicherkondensators wird jedoch die Zeit bis zum Stillstand der Hauptwelle überbrückt. Da die Hauptwelle gebremst wird und daher die elektrische Leistung nur für eine kurze Zeit zur Verfügung stehen muß, ist der Kosten- und Platzaufwand für den Speicherkondensa­ tor nicht allzu groß. Die Anordnung des Speicherkondensa­ tors im Zwischenkreis hat den Vorteil, daß er ständig voll aufgeladen ist und daher die Entladung bei Nennspannung beginnt.

Besonders günstig ist es, daß beim Vorhandensein von mehre­ ren Legeschienen mit zugehörigen Stellmotoren der Zwischen­ kreis allen Stellmotoren gemeinsam ist. Dies erlaubt es, die Gesamtkapazität des Speicherkondensators bzw. der pa­ rallel zu schaltenden Speicherkondensatoren kleiner zu halten, weil der Spitzenbedarf der einzelnen Stellmotoren in aller Regel nicht gleichzeitig auftritt und daher ein Energieaustausch möglich ist.

Vorteile bietet es, daß das Netz, der Hauptmotor und der Stellmotor mit Wechsel- oder Drehstrom betrieben sind und der Speicherkondensator im Zwischenkreis zwischen einem Gleichrichter und einem Wechselrichter angeordnet ist. Bei dieser Anordnung wird der Speicherkondensator sicher aufgeladen, obwohl im übrigen ein Wechsel- oder Drehstrom­ betrieb vorherrscht. Des weiteren ist es auf einfache Wei­ se möglich, den Stellmotor mit einer anderen, vorzugswei­ se geringeren Frequenz zu betreiben als den Hauptmotor, was hinsichtlich der Auslegung und Steuerung des Stellmo­ tors von Interesse ist.

Insbesondere kann der Stellmotor ein elektrischer Linear­ motor sein. Er erlaubt es, die Legeschiene mit hoher Ge­ nauigkeit zu führen.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Steuervorrichtung aufweist:

• a) einen Lage-Absolutgeber, der für jede Lage der Lege­ schiene bzw. des Stellmotors ein anderes Lagesignal abgibt,
• b) einen Drehwinkel-Absolutgeber, der für jede Drehwinkel­ stellung der Hauptwelle einen anderen Drehwinkel-Signal­ wert abgibt,
• c) einen Programmgeber, der unterschiedliche Versatzfunk­ tionen vorzugeben vermag und in Abhängigkeit vom Dreh­ winkelsignal der gewählten Versatzfunktion entsprechen­ de Lage-Sollwerte abgibt,
• d) einen Lage-Regelkreis, der das Lagesignal mit dem Lage- Sollwert vergleicht und in Abhängigkeit von der Regelab­ weichung den Stellmotor steuert.

Die Verwendung des Drehwinkel-Absolutgebers stellt sicher, daß zu jedem Zeitpunkt ein eindeutiger Zusammenhang zwi­ schen dem Lage-Sollwert und der Drehwinkelstellung der Hauptwelle existiert. Der Lage-Absolutgeber gewährleistet es, daß jedem Lage-Sollwert eindeutig ein Lagesignal zuge­ ordnet werden kann. Insgesamt ergibt sich daher eine ein­ deutige Zuordnung von Drehwinkelstellung und Lage. Diese Zuordnung kann durch Vorgabe einer anderen Versatzfunktion auf einfache Weise geändert werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Kettenwirkmaschine,

Fig. 2 ein vereinfachtes elektrisches Schaltbild,

Fig. 3 den Verlauf von Übergangskurven und

Fig. 4 eine aus diesen Übergangskurven entstandene Versatz­ funktion.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Kettenwirkmaschine weist eine zu versetzende Legeschiene 1 auf, die von einem Stell­ motor 2, hier in der Form eines elektrischen Linearmotors über eine Verbindungsstange 3 verlagert wird. Ein Lage-Ab­ solutgeber 4 erzeugt Lagesignale x_i, die über eine Leitung 5 an einen Lageregler 6 übergeben werden. Die Hauptwelle 7 der Kettenwirkmaschine wird von einem Elektromotor 8 angetrieben. Ein Drehwinkel-Absolutgeber 9 sendet über eine Leitung 10 ein Drehwinkelsignal ϕ, das der jeweiligen Drehwinkelstellung der Hauptwelle 7 entspricht, an eine Ausgabevorrichtung 11, die in Abhängigkeit vom Dreh­ winkelsignal einen Lage-Sollwert x_s an den Lageregler 6 abgibt. In Abhängigkeit von der Regelabweichung wird der Stellmotor 2 mit einem entsprechenden Steuersignal s ver­ sorgt. Ferner ist die Hauptwelle 7 mit einer Bremse 12 versehen, die unter der Wirkung eines Kraftspeichers, z. B. einer Feder, bei Stromausfall in die Bremsstellung geht.

Ein Programmgeber 13 weist einen Speicher 14 und einen Rechner 15 auf. In dem Speicher 13 sind mehrere Übergangs­ kurven F für den Überlegungs- und Unterlegungsversatz ge­ speichert. Die für ein gewünschtes Muster erforderlichen Übergangskurven werden durch den Kennwert K1 abgerufen. Dem Rechner 15 wird durch den Kennwert K2 eine Rechenvor­ schrift vorgegeben, mit der die Übergangskurven F verar­ beitet werden. Die Rechenvorschrift umfaßt unter anderem die Vorzeichenangabe und eine ganzzahlige Multiplikation. Aus diesen Angaben erzeugt der Rechner 15 eine Versatzfunk­ tion V. Aus dieser werden in der Ausgabevorrichtung 11 in Abhängigkeit vom Drehwinkelsignal ϕ die entsprechenden Lage-Sollwerte x_s abgerufen.

Auf diese Weise ergibt sich eine eindeutige Zuordnung zwi­ schen den Drehwinkelstellungen der Hauptwelle 7 und den jeweiligen Lagen der Legeschiene 1. Die Legeschiene wird durch den Lageregler so geführt, daß sie im Betrieb den Arbeitszyklus kollisionsfrei durchläuft.

In der Praxis brauchen die Blöcke 6, 11 und 15, gegebenen­ falls auch der Speicher 14, keine separaten Teile zu sein. Vielmehr können sie in einer Zentraleinheit Z zusammenge­ faßt und nach Art eines Prozeßrechners betrieben werden. Die Zentraleinheit Z bildet zusammen mit dem Lagen-Abso­ lutgeber 4 und dem Drehwinkel-Absolutgeber 9 eine Steuer­ vorrichtung 16 für den Versatz der Legeschiene 1.

Fig. 2 zeigt, daß der Hauptmotor 8 über einen zweipoligen Schalter 17 mit den Anschlüssen 18 und 19 eines Wechsel­ stromnetzes 20 verbunden ist. Die Bremse 12 ist dem Haupt­ motor 8 parallelgeschaltet, so daß bei Fortfall der Span­ nung, beispielsweise infolge einer Netzunterbrechung, die Bremse 12 wirksam wird und die Hauptwelle nach kurzer Zeit, insbesondere weniger als einer Sekunde, zum Stillstand bringt. Vom gleichen Wechselstromnetz 20 wird auch ein Gleichrichter 21 gespeist, an den sich ein Zwischenkreis 22 mit einem Speicherkondensator 23 anschließt. Dem Zwi­ schenkreis folgt ein Wechselrichter 24, der in Abhängig­ keit vom Steuersignal s den Stellmotor 2 betätigt. Falls ein zweiter Stellmotor 2a für eine weitere Legeschiene vorhanden sein sollte, geht vom Zwischenkreis 22 ein wei­ terer Wechselrichter 24a ab. Außerdem wird der Zwischen­ kreis 22 mit einem zusätzlichen Kondensator 23a oder ei­ nem vergrößerten Kondensator 23 versehen. Die Steuervor­ richtung 16 kann, sofern sie mit Gleichstrom betrieben wird, direkt an den Zwischenkreis angeschlossen werden.

Die Kapazität des Zwischenkreises 22 ist so gewählt, daß die Steuervorrichtung 16 und der Stellmotor 2 mit Sicher­ heit bis zum Stillstand der gebremsten Hauptwelle 7 betrie­ ben werden können. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß nur eine Teilentladung des Speicherkondensators 23 möglich ist, weil andernfalls die Kondensatorspannung nicht mehr zum Betrieb der Steuervorrichtung 16 und des Stellmotors 2 ausreicht. Im allgemeinen ist eine 50%ige Entladung des Kondensators zulässig.

In Fig. 3 sind einzelne Übergangskurven F1 für die Über­ legung und F2 für die Unterlegung dargestellt, wie sie im Speicher 14 abgelegt sind. Aus ihnen kann der Rechner 15 eine Versatzfunktion V erzeugen, wie sie in Fig. 4 dar­ gestellt ist. In diesem einfachen Fall besteht die Rechen­ operation darin, daß die Übergangskurve F2 mit negativem Vorzeichen in die Rechnung eingeht. Die Übergangskurven sind jeweils für den Versatz um eine Nadelteilung ausge­ legt. Für einen Versatz um mehrere Nadelteilungen kann man die gleichen Übergangskurven verwenden, indem sie im Rechner 15 mit einer ganzen Zahl multipliziert werden.

Die Übergangskurven sind hier durch gerade Linien darge­ stellt worden. In der Praxis handelt es sich hierbei aber um sehr spezielle Kurven, die sinus-, parabel- oder hyper­ belähnlich oder aus mehreren gekrümmten Abschnitten zusam­ mengesetzt sind. Ziel ist es, die Beschleunigungen und Verzögerungen der Legeschiene 1 gering zu halten. Die Ver­ satzfunktionen V können auch noch andere Versatzfehler berücksichtigen, wie sie durch die Verwendung eines gelen­ kigen Stößels beim Legeschienenantrieb oder durch einen Nadelverzug bei unter Spannung zugeführten Fäden auftre­ ten.

Im Ausführungsbeispiel spricht die Bremse nicht nur an, wenn im Netz eine Stromunterbrechung stattfindet, sondern auch, wenn der Schalter 17 geöffnet wird. Will man ein Ansprechen der Bremse in diesem Fall verhindern, kann man sie auch vor dem Schalter 17 anordnen, so daß der abge­ schaltete Hauptmotor 8 ungebremst ausläuft. In diesem Fall reicht die Speicherkapazität des Zwischenkreises 22 nicht aus, so daß man ihn erst in zeitlicher Verzögerung vom Netz abtrennen darf, wie dies für andere Aggregate in DE-PS 30 25 782 beschrieben ist.

Statt des Wechselstromnetzes kann auch ein Mehrphasen- oder Drehstromnetz verwendet werden.

Claims (5)

1. Kettenwirkmaschine, bei der die Hauptwelle durch einen elektrischen Hauptmotor angetrieben und mit einer elek­ trischen, bei Stromunterbrechung wirksamen Bremse ver­ sehen ist und bei der mindestens ein zusätzliches elek­ trisches Aggregat vorgesehen ist, welches die zuzufüh­ renden Fäden beeinflußt und an dasselbe Netz wie der Hauptmotor angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Aggregat einen elektrischen Stell­ motor (2) für den Legeschienenversatz und eine Steuer­ vorrichtung (16) aufweist, die die Lage der Legeschiene (1) in Abhängigkeit von der Drehwinkelstellung der Hauptwelle (7) gemäß einer vorgebbaren Versatzfunktion (V) bestimmt, und über einen wenigstens einen Speicher­ kondensator (23) aufweisenden Zwischenkreis (22) an das Netz (20) angeschlossen ist.

2. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß beim Vorhandensein von mehreren Legeschienen mit zugehörigen Stellmotoren (2, 2a) der Zwischenkreis (22) allen Stellmotoren gemeinsam ist.

3. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Netz (20), der Hauptmotor (8) und der Stellmotor (2) mit Wechsel- oder Drehstrom be­ trieben sind und der Speicherkondensator (23) im Zwi­ schenkreis (22) zwischen einem Gleichrichter (21) und einem Wechselrichter (24) angeordnet ist.

4. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Stellmotor (2) ein elektrischer Linearmotor ist.

5. Kettenwirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (16) aufweist:

• a) einen Lage-Absolutgeber (4), der für jede Lage der Legeschiene (1) bzw. des Stellmotors ein anderes Lagesignal (x_i) abgibt,
• b) einen Drehwinkel-Absolutgeber (9), der für jede Dreh­ winkelstellung der Hauptwelle (7) ein anderes Dreh­ winkelsignal (ϕ) abgibt,
• c) einen Programmgeber (13), der unterschiedliche Ver­ satzfunktionen (V) vorzugeben vermag und in Abhängig­ keit vom Drehwinkelsignal (ϕ) der gewählten Versatz­ funktion entsprechende Lage-Sollwerte (x_s) abgibt,
• d) einen Lage-Regelkreis (6), der das Lagesignal (x_i) mit dem Lage-Sollwert (x_s) vergleicht und in Abhän­ gigkeit von der Regelabweichung den Stellmotor (2) steuert.