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Webmaschine In der Textilindustrie wurden bisher bei der Herstellung
komplizierter Webmuster in der Regel sogenannte jacquardmaschinen benutzt, bei denen
das Anheben der Schäfte zur Bewegung der Ketten ins Ober- und Unterfach und gegebenenfalls
auch die Steuerung der Schützen (Schiffchen) entsprechend den gewünschten Mustern
durch Lochkarten erfolgte. Die Aufnahmefähigkeit der bekannten jacquardmaschinen
ist aus wirtschaftlichen Gründen begrenzt. Bei der üblichen jacquardmaschine werden
durch die Lochkarten jeweils meist Zoo Ketten bewegt; bei einer normalen Kettenzahl
von etwa 2000 sind dann zehn Serien zu Zoo Ketten parallel geschaltet, so daß sich
das Muster mindestens zehnmal wiederholt. Trotz dieser Vereinfachung werden immer
noch verhältnismäßig viel Lochkarten benötigt, da bei einer Länge von etwa io cm
wieder rund Zoo Lochkarten erforderlich sind. Jacquardmaschinen, bei welchen die
ganze Breite des Stoffes ein einziges Muster von i m Länge hat, benötigen Tausende
von Lochkarten. Die Herstellung der Lochkarten erfolgt aber durch besonders befähigte
Spezialisten. Diese Hinweise genügen, um die Kostspieligkeit des bisherigen Verfahrens
zu erklären, welches nur dann wirtschaftlich tragbar ist, wenn die einmal hergestellten
Lochkarten ausreichend oft verwendet und damit ausgenutzt werden, wie dies nur bei
der Herstellung von Massenware der Fall ist.
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Diese Nachteile haben dazu geführt, daß man nur verhältnismäßig einfache
Stoffmuster maschinell webt, bei komplizierten Mustern dagegen, wie sie besonders
bei der Teppich- und Gobelinherstellung üblich sind, von der automatischen Weberei
Abstand genommen hat und bei der Handweberei oder einer halbautomatischen Weberei
geblieben ist.
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Da ein Bedarf an komplizierten, schnell und preiswert herzustellenden
Stoffmustern besteht, hat
man sich mit dem Bedrucken der Gewebe
beholfen. Derart bedruckte Gewebe konnten jedoch dem Werturteil und den erhöhten,
durch die Verbraucher gestellten Anforderungen nicht standhalten, was u. a. darauf
zurückzuführen ist, daß das Bedrucken nur einseitig erfolgen kann.
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Diese Nachteile werden nach der Erfindung dadurch vermieden, daß zwar
ein dem reinen Webvorgang der J;.cquardmaschine ähnliches Prinzip Anwendung findet,
jedoch die Steuerung der Kettfäden und des Schiffchens durch elektrooptisches Abtasten
eines zu webenden Musterbildes erfolgt. Dies hat den Vorteil, daß mit dem Webprozeß
sofort nach Vorlage des Bildes begonnen werden kann, ohne daß es notwendig wäre,
vorher besonders kostspielige Hilfsmittel wie Lochkarten o. dgl. anzufertigen. Dies
ist nicht nur wirtschaftlich von Bedeutung, sondern ermöglicht es, schon kurzfristig
nach Fertigstellung der Musterzeichnung eine Stoffprobe herzustellen, an Hard deren
die endgültige Begutachtung erfolgen kann, was bei einer noch so gut hergestellten
Musterzeichnung niemals der Fall ist.
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Ferner kann der Wunsch des Verbrauchers nach individuellen Stoffmustern,
wie er in der lebhaften Nachfrage nach Teppichen und Gobelins zum Ausdruck kommt,
ohne erhöhte Webkosten und Kartenkosten außer den Kosten für die Herstellung der
Musterzeichnung befriedigt werden. Da der größere Arbeitsaufwand bei Herstellung
komplizierter Gewebe sich ausschließlich auf die Anfertigung der Musterzeichnung
beschränkt, so können weitere beliebig lange Stoffbahnen mit ständig wechselnden
Mustern ohne wesentlich erhöhte Kosten in kürzester Zeit im Gegensatz zu dem jetzigen
System gewebt werden, bei dem die Webmusterlänge praktisch durch die Anzahl der
Lochkarten begrenzt ist. Die Feinheit des Musters ist jetzt nur noch durch die Anzahl
der Kett- und Schußfäden begrenzt.
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Zusammenfassend kann man sagen, daß ohne erhöhten Kostenaufwand komplizierte
Bilder, wie sie beispielsweise in der Gobelin-Weberei üblich sind, kurzfristig hergestellt
werden können. Alle Vorteile der bisher nur auf die Handweberei beschränkten Individualität
der einzelnen Webbilder werden damit auch maschinell erreicht.
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Da die Abtastung des Musters ausschließlich auf elektrooptischem Wege
beruht, können einige der in der Bildtelegraphie und Fernsehtechnik bekannten technischen
Möglichkeiten auf die Weberei angewendet werden.
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So besteht ein weiterer Erfindungsgedanke in der verschiedenfarbigen
Herstellung von Webwaren durch Anwendung einer farbselektiven Abtastung des farbigen
Musterbildes und Kopplung desselben mit entsprechend gefärbten Schußfäden.
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Es besteht weiterhin die Möglichkeit, die Bilder durch einfache, in
der Fernmeldetechnik übliche, schaltungstechnische Maßnahmen beliebig zu verkleinern
oder aber zu vergrößern, so daß ein Webmuster entweder die gesamte Breite des Stoffes
in Anspruch nimmt oder aber man kann sofort anschließend durch eine einfache elektrische
Umschaltung, die mit der Fortbewegung des Stoffes gekoppelt ist, dasselbe Muster
verkleinert und vielfach nebeneinanderliegend weben. Es können also die Musterbilder
zum Teil abgetastet werden, so daß ein Teilbild des Musters nun über die ganze Webfläche
sich erstreckt. Dann wird die Abtastzeit, die sonst für das ganze Musterbild benötigt
wird, nur für das gewünschte Teilbild benutzt. Die Umschaltung dieser Abtastgeschwindigkeit
und der Abtastlänge geschieht durch in der Fernmeldetechnik bekannte Maßnahmen wie
Lochkarten oder Programmscheiben.
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Daß tatsächlich ein Bedarf an Geweben mit möglichst verschiedenartig
wechselnden Mustern vorliegt, beweisen amerikanische Erfindungen, nach denen vorgeschlagen
wird, mit optischen Mitteln komplizierte Muster auf Gewebe einseitig auf photographischem
Wege im Druckverfahren zu übertragen.
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In den Zeichnungen sind mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt. Es zeigt Fig. i ein optisches Abtastsystem für das Musterbild,
das aus einer drehbaren Scheibe mit einer abtastenden Linse, einer Photozelle mit
einem Photostromverstärker und einem Schaltarm zur Steuerung der Fühlhebel der Kettfäden
besteht, Fig. 2 einen teilweisen Grundriß zu der Fig. i, Fig.3 die schaubildliche
Darstellung des zeitlichen Ablaufes eines Webvorganges, Fig. 4 ein der Fig. i ähnliches
Abtastsystem mit einer Linse, einer Photozelle und einem Elektronenumschalter an
Stelle der Verstärkerröhre und des mechanischen Umschalters, Fig. 5 eine der Fig.
i ähnliche Anordnung einer abtastenden Linse und Photozelle, bei welcher die Steuerung
des Magnetsystems über Verstärkerröhren oder über Stromtore erfolgt, bei Benutzung
einer Sägezahnspannung zur Inbetriebsetzung der einzelnen Röhren, Fig.6 die Anordnung
einer abtastenden Linse und Photozelle mit einem Farbfilter zum Weben farbiger Muster
im Grundriß, Fig. 7 die Anordnung der Fig. 6 im Aufriß, Fig.8 die Anordnung der
Fig.6 im Seitenriß und Fig.9 die Anordnung einer Führungsnut zur Abtastung ebener
Musterbilder.
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Nach der Ausführungsform der Fig. i und 2 ist eine Abtastlinse i zusammen
mit einer Photozelle 2 und einer Blende 3 fest auf einer umlaufenden Scheibe 4 angeordnet
und zu einem optischen Abtastsystem vereinigt. Vor dieser Scheibe ist ein entsprechend
dem Scheibenumfang gebogenes Musterbild 5 angeordnet. Die von einem Punkt des Musterbildes
ausgehenden Lichtstrahlen fallen, nachdem sie durch die Blende und Linse zusammengefaßt
worden sind, auf die Photozelle. Der durch die Batterie 7 gespeiste Stromkreis 8
der Photozelle wird über das Gitter 9 einer Verstärkerröhre io geführt. In diesem
Stromkreis liegt ein
Widerstand i i, an dem je nach Belichtung der
Photozelle die für den Betrieb der Verstärkerröhre notwendige Spannungsänderung
entsteht. Bekanntlich ist die Stärke des Stromes, der durch die Photozelle und somit
durch den Widerstand i i fließt, abhängig von der Beleuchtung der Photozelle. Erhält
die Photozelle kein Licht, so ist der Strom praktisch null, also ist am Widerstand
kein Spannungsabfall. Wird die Photozelle beleuchtet, so entsteht am Widerstand
ein Spannungsabfall. Durch richtige Dimensionierung des Widerstandes kann erreicht
werden, daß der am Widerstand auftretende Spannungsabfall zur Steuerung der Röhren
ausreicht. Ein Schaltarm 12 wird über ein mechanisches System synchron zu der Umlaufbewegung
der optischen Scheibe 4 vor einer Anzahl von Kontakten 15 derart bewegt, daß jedem
Bildpunkt ein Kontaktpunkt 15 zugeordnet ist. Von den Kontakten führen Leitungen
zu :@Zagnetsystemen 16, die über Fühlhebel 17 die Kettfäden 18 bewegen. Die Magnetsysteme
16 sind über die Kontakte 15 und den Schaltarm 12 in den Anodenkreis i9 eingeschaltet.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Die optische Scheibe
,4 wird von dem in der Zeichnung nicht dargestellten üblichen Motor der Webmaschine
in gleichmäßige Umlaufbewegung versetzt. Hierbei werden sämtliche Punkte einer als
Niveaulinie 2o bezeichneten Bildlinie (Fig. 2) abgetastet. Die Photozelle erhält
nun, je nach der Ausleuchtung des Bildes (hell oder dunkel) Lichtimpulse, die sie
in elektrische Impulse umwandelt. Diese elektrischen .Impulse öffnen und schließen
in an sich bekannter Anordnung die Stromdurchlässigkeit der Verstärkerröhre. Im
Anodenstromkreis dieser Verstärkerröhre fließt je nachdem, ob ein heller oder dunkler
Lichtpunkt vorhanden war, ein Strom oder keiner. Der Strom steuert elektromagnetisch
den dazugehörigen Fühlhebel, der wiederum den Kettfaden steuert. Durch eine mechanische
oder elektrische Sperre, z. B. über einen Arbeitskontakt am Fühlhebel selbst wird
dieser in der dem Lichtimpuls entsprechenden Lage festgehalten. Die aufeinanderfolgenden
Kettfäden werden demnach entsprechend der Helligkeit des Bildes nacheinander eingestellt
und für den Webschuß vorbereitet. Die Rückstellung der Hebel in die Ruhestellung
erfolgt nach dem Webschuß durch eine mit dem Webmaschinenmotor gekoppelte Mechanik
oder elektrisch über Kontakte.
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Fig. 3 stellt den zeitlichen Ablauf des Webvorganges dar. Durch das
Abtastsystem wird während des ersten Fünftels 21 des Umlaufes der Abtastscheib;
die eingestellte Niveaulinie abgetastet. Mit einer Verzögerung von der Größe v stellen
sich magnetisch die Kettfäden entsprechend ein. Die Verzögerung erklärt sich aus
der mechanischen Trägheit des Magnet- und Kettfädensystems. Nach erfolgter Einstellung
der Kettfäden tritt nach ungefähr 3/5 des Umlaufes 22 der Webeschuß 23 ein. Darauf
folgt auf elektrischem oder mechanischem Wege, z. B. mit Hilfe einer Nockenscheibe,
die ebenfalls vom Maschinenantriebsmotor bewegt wird, eine Rückstellung 24 sämtlicher
Hebel in den Anfangszustand. Am Schluß dieser Zeitspanne 24 wird im Zeitabstand
25 das Musterbild um eine Niveaulinie durch den Maschinenantriebsmotor weitergeschoben.
Nach einem weiteren kurzen Zeitabstand 26 beginnt der Abtast- und Webvorgang von
neuem.
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Bei der Ausführungsform nach der Fig.4 läßt sich eine höhere Webgeschwindigkeit
dadurch erzielen, daß bei im übrigen gleicher optischer Abtastung des Bildes wie
bei der Ausführungsform i und 2 die Zuordnung der elektrischen Photozellenimpulse
unmittelbar hinter der Photozelle mit Hilfe eines an sich bekannten Elektronenumschalters
27 (Braunsche Röhre) erfolgt, der die Magnetsysteme mit ihren Fühlhebeln unmittelbar
beeinflußt. Die Steuerung des Elektronenumschalters erfolgt mit Hilfe eines Stromimpulses,
der von der Abtastscheibe synchron zur Bildabtastung gesteuert wird.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 werden die von der Photoabtastung
herrührenden Stromstöße nach einer zur Bildabtastung synchronen Verteilung Stromtoren
zugeführt. Die durch die Lichtimpulse erzeugten Stromimpulse werden über den Umschalter
3o den einzelnen Stromtoren 31 bis 34 zugeführt. Die Vorspannung der Stromtore ist
so bemessen, daß im Normalzustand kein Öffnen der Stromtore oder Röhren stattfindet.
Erst bei der Überlagerung der Lichtstromimpulse wird die der Stellung des Umschalters
entsprechende Röhre geöffnet, und beim Fließen des Stromes in Anodenstromkreis 35
wird das entsprechende Magnetsystem und der zugeordnete Fühlhebel bewegt. Mit 36
ist eine Batterie zur Erzeugung der Gittervorspannung bezeichnet, die die für ein
Schließen bzw. Offenhalten der Röhren notwendige Vorspannung liefert. Ein durch
den allgemeinen Antrieb gesteuerter Kontakt 37 löscht alle Stromtore am Ende des
Webvorgangs einer Zeile und stellt somit die Fiihlhebel zurück. Dieses Verfahren
hat den Vorteil, daß die Umschaltung für nur sehr schwache Ströme zu erfolgen braucht,
was eine Vereinfachung für die Kontaktgebung ermöglicht.
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Eine weitere Möglichkeit der Bildabtastung und ' Kettbewegung hat
man in der Benutzung einer in der Fernsehtechnik üblichen Bildspeicherröhre. Ferner
liegt es im Rahmen der Erfindung, sämtliche weiteren aus der Fernsehtechnik bekannten
Abtastverfahren, wie Drehspiegel u. dgl., anzuwenden.
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Nach der Ausführungsform der Fig. 6 bis 8 wird eine farbselektiveAbtastung
durch Anordnung einer senkrecht zur optischen Scheibe 4o angeordneten Farbfilterscheibe
41 ermöglicht, die mit drei verschiedenfarbig, z. B. rot, grün und blau, gefärbten
Filtergläsern 42 ausgerüstet ist. Die von dem farbigen Musterbild 43 ausgehenden
Strahlen müssen, bevor sie die Linse 44 treffen, das Farbfilter 42 passieren. Jede
Niveaulinie wird dreimal nacheinander abgetastet und das Musterbild nach jeder dritten
Abtastung um den Abstand einer Bildlinie verschoben. Jede der drei Abtastungen geschieht
mit einem anderen Filter, so daß eine auf dem Musterbild angeordnete grüne Farbe
nur beim
Passieren des grünen Filters, eine rote Farbe nur beim
roten Filter, optische und damit elektrische Impulse auslösen kann. Synchron zum
Farbfilter werden drei verschiedene Schiffchen mit drei korrespondierend gefärbten
Schußfäden zum Weben benutzt, wobei die Fadenstärke z. B. ein Drittel der gewöhnlichen
Stärke beträgt. Würde normale Fadenstärke benutzt werden, so kann durch das mehrfache,
z. B. dreifache Abtasten ein und derselben Bildlinie eine Verzerrung des Bildes
auf die dreifache Länge eintreten.
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Ganz neuartige Mustereffekte lassen sich dadurch erzielen, daß man
den einzelnen Farbfiltern anders gefärbte Fäden zuotdnet, wodurch beliebig getönte
oder absolut ungefärbte Webmuster entstehen, die aus modischen Gründen großen Anklang
finden und den Textilmustermalern neue Anregungen geben können. Idalbtonfarben lassen
sich dadurch erreichen, daß eine Niveaulinie ttiehrfach abgetastet wird und durch
Veränderung der Gittervorspannung der Verstärkerröhre, $. B. nach Fig. i,
ein hellerer oder dunklerer Ton eingewebt wird. Halbtöne können auch durch Benutzung
zweier korrespondierender Schaltröhren erzeugt werden, die im Gegensatz zu den vorher
beschriebenen Verfahren abwechselnd jeden zweiten Kettfaden beeinflussen. Die erste
Verstärkerröhre wird auch bei halbhellen Bildpunkten geöffnet, die zweite nur bei
sehr hellen Bildpunkten'. Dieses käntt z. B. durch verschiedene Sperrspannung der
Röhre erreicht werden.
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Um die Arbeit der Elektromagneten zu entlasten, können die Bewegungen
der Kettfäden, wie bisher üblich, der Webmaschine selbst überlassen bleiben und
nur die Auslösung der Kettfadenbewegung elektrisch-magnetisch gesteuert werden.
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In der bei der Fernmeldetechnik üblichen Weise können auch mehrere
jacquardmaschinen von einer Maschine durch Übertragung der Impulse gesteuert werden.
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Um gegebenenfalls Unschärfen bei der Abtastung des Musters zu vertneiden,
ohne daß man komplizierte optische Systeme zur Erzielung einer ausreichenden Tiefenschärfe
verenden müßte, kann ' entsprechend der Ausführungsform der Fig. 9 eine fest angeordnete
Kurvenfühtung 51 vorgesehen werden, die bei Drehung der optischen Scheibe das Linsensystem
52 jeweils während des Abtastvorganges parallel und im gleichen Abstand 53 zum Musterbild
54 bewegt, wodurch das Bild eben eingespannt ist.
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Alle notwendigen elektrischen und mechanischen Schaltbewegungen sind
in einfacher Weise, wie mehrfach ausgeführt, mit der Drehbewegung des Abtastsystems
gekoppelt, die wiederum von dem üblichen Motor der Webmaschine angetrieben wird.