EP0853696B1

EP0853696B1 - Fadenliefergerät für elastische garne

Info

Publication number: EP0853696B1
Application number: EP96938936A
Authority: EP
Inventors: Hermann Schmodde; Gerhard Park
Original assignee: Memminger IRO GmbH
Current assignee: Memminger IRO GmbH
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 2001-04-25
Anticipated expiration: 2016-09-17
Also published as: DE19537215C2; UY24342A1; KR100302035B1; JPH11500499A; EA000316B1; TW421682B; TR199800639T1; EP0853696A1; GR3035884T3; KR19990063971A; CN1072287C; UA49851C2; BR9610786A; DE19537215A1; CA2233647C; IL123953A; CA2233647A1; EA199800269A1; AR003796A1; CZ102198A3

Abstract

Es ist eine Fadenliefereinrichtung (1) für elastische Garne (Fäden) an Strickmaschinen mit zeitlich sehr stark schwankenden und periodisch hohem Fadenverbrauch geschaffen worden, die als Fournisseur ausgebildet ist. Die Fadenliefereinrichtung (1) weist ein von dem zu liefernden Faden (2) einige wenige Male umschlungenes Fadenrad (11) auf, das den Faden (2) in einen zwischen der Strickmaschine und dem Fadenrad (11) angeordneten Fadenspeicher (19) liefert. Der Fadenspeicher ist als ein im wesentlichen geradliniger Abschnitt des Fadenweges ausgebildet. Zur Überwachung der Fadenspannung ist ein Spannungssensor (22) vorgesehen, dessen Meßweg im Vergleich zu der in dem Fadenspeicher (19) zu speichernden Fadenlänge verschwindend ist. Der Meßweg wird durch ein bewegliches Element (25) der Sensoreinrichtung (22) definiert und ist orthogonal zu dem Laufweg des Fadens ausgerichtet. Die Verbindung einer trägheitsarmen Antriebseinrichtung (9) mit einem die Eigenelastizität des Fadens nutzenden Fadenspeicher (19) und einer die Fadenspannung mittels einer Sensoreinrichtung (22) überwachenden Regeleinrichtung (24) ermöglicht es, die Fadenliefereinrichtung (1) zur Zulieferung von elastischen Garnen zu verwenden und auch bei zeitlich stark schwankendem Fadenbedarf die Fadenspannung im wesentlichen konstant zu halten. Nachdem der Faden (2) in dem Fadenspeicher (19) keiner Umlenkung und insbesondere keiner nennenswerten Reibung unterliegt, und nachdem der Faden (2) ohne Zwischenschaltung einer Fadenbremse auf das Fadenrad (11) gelangt, können auch kurze Rücklieferungen von Faden (2) von der Strickmaschine an die Fadenliefereinrichtung (1) durch kurze Rückdrehung des Fadenrades (11) aufgefangen werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fadenliefereinrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1, die dem Zuliefern elastischer Fäden, Bänder, Stränge und dergleichen dient.

Fadenliefergeräte haben bei Wirk- und Strickmaschinen die Aufgabe, den entsprechenden Strickstellen zur jeweils richtigen Zeit Faden mit der erforderlichen Spannung und in der gewünschten Menge zuzuführen. Dies gilt in besonderem Maße für elastomere Garne oder anderweitige elastische Fäden, die vorwiegend im Verbund mit harten, d.h. im wesentlichen unelastischen Garnen (Grundfaden), zu mehr oder weniger elastischen Gestricken verarbeitet werden. Die Spannung des elastomeren Garnes bestimmt dabei den Griff und die Formhaltigkeit des erzeugten Gestrickes wesentlich. Schwankungen der Spannung des zugeführten elastomeren Garnes können, insbesondere wenn sie Maschenreihe für Maschenreihe systematisch wiederkehrend auftreten, zu einer wesentlichen Beeinträchtigung der Qualität des erzeugten Gestrickes führen.

Aufgrund der hohen Dehnbarkeit häufig verwendeter elastomerer Garne von bis zu 600% der Grundlänge erfordert die Konstanthaltung der Fadenspannung ein entsprechendes Fadenliefergerät, das unabhängig von dem jeweiligen Fadenverbrauch und unabhängig von der Vorspannung des von einer Garnspule abgezogenen Garnes die jeweils richtige Garnmenge liefert.

Dies gilt insbesondere für Strickmaschinen mit abrupt wechselndem und zumindest zeitweilig sehr hohem Garnverbrauch, wie bspw. Flachstrickmaschinen oder andere Strickmaschinen, bei denen ein einziges Fadenliefergerät eine Nadelreihe allein versorgt. Bei Flachstrickmaschinen werden den in einer oder mehreren Reihen angeordneten maschenbildenden Nadeln mittels eines translatorisch entlang der Nadelreihe hin und herlaufenden Fadenführers ein oder mehrere zu verstrickende Fäden zugeführt. Die Fadenzuführung erfolgt dabei mittels eines Fadenliefergerätes, das seitlich so neben dem Fadenführer angeordnet ist, daß dieser in seiner Arbeitsbewegung von dem Fadenliefergerät weg bzw. auf dieses zu läuft. Ersichtlicherweise ist die erforderliche Garnliefermenge in den beiden Arbeitsphasen sehr unterschiedlich. Hinzu kommt, daß in den Umkehrpunkten zwischen den Arbeitsphasen ein Garnverbrauch von Null auftritt, wobei im Übergang von der von dem Fadenliefergerät weglaufenden Arbeitsphase zu der hinlaufenden Arbeitsphase ein kurzer Arbeitsabschnitt auftritt, in dem der Faden zurückläuft.

Für Anwendungsfälle mit zeitlich stark schwankendem Fadenverbrauch ist die aus der DE 36 27 731 C1 bekannte Fadenliefervorrichtung entwickelt worden, die ein durch einen Schrittmotor angetriebenes Fadenrad aufweist. Dieses führt den über eine Fadenbremse von einer Garnspule abgezogenen Faden der betreffenden Strickstelle zu. Der von dem Fadenrad gelieferte Faden läuft dabei durch eine endseitige Öse eines anderenends schwenkbar gelagerten Hebels, wobei die Öse einen Umlenkpunkt darstellt, an dem der Faden im spitzen Winkel umgeleitet ist. Zur Einstellung einer konstanten Fadenspannung ist der Schwenkhebel mittels eines Gleichstrommotores mit einem konstanten Drehmoment beaufschlagt. Außerdem ist der Schwenkhebel mit einem Stellungsgeber verbunden, der seine Schwenkstellung erfaßt und den Schrittmotor entsprechend nachsteuert. Der Schwenkhebel wirkt somit als Fadenspeicher zum Zwischenspeichern von Faden, der von den Strickstellen nicht abgenommen worden ist, aufgrund des Trägheitsmomentes und der Steuercharakteristik des Schrittmotors jedoch geliefert worden ist. Außerdem dient er dem Einstellen der Fadenspannung sowie im Zusammenwirken mit der Sensoreinrichtung zum Erfassen des vorhandenen Fadenvorrates.

Diese Fadenliefereinrichtung ist nur eingeschränkt für das Liefern von elastischen Garnen geeignet und für eine Spannungsüberwachung erweist sich der Schwenkhebel als zu unempfindlich. Aufgrund der Eigenelastizität des Garnes erreicht der Schwenkhebel im Betrieb seine Extremlagen (Anschläge), wobei die Fadenspannung dann außer Kontrolle ist.

Als Weiterentwicklung ist die aus der DE 38 20 618 C2 bekannte Fadenliefervorrichtung für Kräusel- und andere Effektgarne bekannt, die zwei gegensinnig rotierende, drehend angetriebene Garnräder aufweist, um die das zu liefernde Garn mehrfach achtförmig geschlungen ist. Als Fadenspeicher zum Zwischenspeichern zeitweilig von den Strickstellen nicht abgenommenen Garnes dient ein endseitig eine Öse tragender Arm, der in einer vorbestimmten Drehrichtung drehmomentbeaufschlagt ist. Das Garn läuft in spitzem Winkel durch seine endseitige Öse und wird zum Zwischenspeichern auf entlang eines Umkreises des Armes angeordneten Bolzen oder Pfosten abgelegt.

An den einen Zwischenspeicher bildenden Bolzen oder Pfosten sowie an der spitzwinklig durchlaufenden Öse des Armes treten den Garnlauf beeinflussende Reibungseffekte auf.

Aus der DE 42 06 607 A1 ist ein Fadenliefergerät zum gleichzeitigen Zuführen von zwei Fäden zu einer Strickmaschine bekannt, bei der ein Fadenlieferrad von einem Scheibenläufermotor angetrieben wird. Wenigstens ein Faden läuft von dem Fadenlieferrad durch die Längsöffnung einer konisch oder trompetenförmig gewickelten Schraubenfeder. An einer die Schraubenfeder an einem Ende schwenkbar haltenden Lagerung sind ein Dauermagnet und ein Hall-Sensor vorgesehen, um Auslenkungen der Schraubenfeder erfassen zu können. Anhand dieser wird der Scheibenläufermotor nachgesteuert, so daß sich in stationärem Zustand die Soll-Lage der Schraubenfeder einstellt. In dieser läuft der Faden seitlich an der Innenwandung der Schraubenfeder anliegend durch deren Öffnung. Die Schraubenfeder dient als Feder- und Dämpfungselement, das eine gewisse Zwischenspeicherung von geliefertem Faden gestattet.

Schließlich ist aus der US-PS 38 58 416 ein Fadenliefergerät bekannt, das für Strickmaschinen mit im wesentlichen konstantem Fadenverbrauch und zur Zuführung von harten Garnen geeignet ist. Das Fadenliefergerät weist einen in seiner Drehzahl über die angelegte Spannung steuerbaren Elektromotor auf, der mittels eines entsprechenden Fadenrades Garn von einer Spule abzieht und über einen Fadenspannungssensor der jeweiligen Strickstelle zuführt. Außerdem ist ein Sollwertgeber vorhanden, der über einen Umschalter und wahlweise einschaltbare Einstelleinrichtungen mit einem Sollwertein gang eines Reglers verbunden ist. Dieser erhält über den Umschalter ein die Fadenspannung kennzeichnendes Signal an seinem Istwert-Eingang und steuert den Motor entsprechend nach. Außerdem sind an dem Elektromotor und an der Strickmaschine Drehzahlsensoren vorhanden, die bei einer entsprechenden anderen Schalterstellung des Umschalters an den Sollwert- und Istwert-Eingang der Regeleinrichtung angeschlossen werden können. Der Umschalter erlaubt die Umschaltung von einer Betriebsart mit konstant geregelter Fadenspannung in eine Betriebsart mit definierter Fadenliefermenge. Jeder Strickstelle der Rundstrickmaschine ist eine entsprechende Fadenliefervorrichtung zugeordnet, so daß die zu liefernde Fadenmenge dem Fadenverbrauch einer Strickstelle entspricht. Die Fadenlaufgeschwindigkeit ist entsprechend gering.

Maßnahmen zum Zwischenspeichern eventuell vorhandener überschüssiger, aufgrund von Motorträgheit oder -charakteristik gelieferter oder zum Abgeben plötzlich benötigter Fadenlängen sind nicht getroffen.

Eine solche Fadenliefervorrichtung ist nicht zum Zuliefern von elastischen Garnen an Strickmaschinen mit hoher Garnlaufgeschwindigkeit und abrupten Geschwindigkeitsänderungen geeignet, wie sie bei Flachstrickmaschinen auftreten.

Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Fadenliefereinrichtung zu schaffen, mittels derer Strickmaschinen elastische Garne mit hohen Geschwindigkeiten, die sich abrupt ändern können, mit im wesentlichen konstanter Fadenspannung zuführbar sind.

Diese Aufgabe wird mit einer Fadenliefereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. nach dem Verfahren nach Anspruch 21 gelöst.

Die Fadenliefereinrichtung ist ein Fournisseur für Fäden, Bänder und dergl., der dank der geringen Trägheitsmomente von Antriebseinrichtung und Fadenrad an sich rasch ändernde Garnabnahmeverhältnisse anpaßbar ist. In Lieferphasen werden bei vollem Fadenverbrauch Garngeschwindigkeiten bis zu mehreren Metern pro Sekunde (6 Meter pro Sekunde) erreicht. Zwischen Lieferphasen liegen abrupt auftretende Stillstands- und/oder Rücklaufphasen. Der vorgesehene Fadenspeicher ermöglicht es, die im Übergang zwischen den genannten Phasen anfallenden Garnmengen aufzunehmen bzw. wieder abzugeben, ohne die Fadenspannung dabei wesentlich zu ändern. Es dient dabei eine im wesentlichen wegfreie Sensoreinrichtung als Spannungssensor zur Überwachung der Fadenspannung. Der im Vergleich zu der zwischenzuspeichernden Fadenmenge verschwindende Meßhub der Sensoreinrichtung ermöglicht es, die Fadenspannung praktisch unabhängig von Beschleunigungskräften irgendwelcher bewegter Teile der Sensoreinrichtung einzustellen. Die Sensoreinrichtung ist somit massearm, hochdynamisch und rückwirkungsfrei. Der Fadenspeicher und die Sensoreinrichtung sind wirkungsmäßig voneinander getrennt. Im konkreten Fall wird dies erreicht, indem der gering gehaltene Meßweg der Sensoreinrichtung im wesentlichen rechtwinklig zu der Durchlaufrichtung des Fadens steht.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung liegt darin, daß der gesamte von dem Faden durchlaufene Fadenweg ungefedert ausgebildet ist, d.h. alle Fadenleitelemente sind starr montiert. Damit gelingt es, Schwingungsvorgänge von Maschinenelementen, die auf die Fadenspannung zurückwirken könnten, auszuschließen. Die einzige im System vorhandene Federung oder Nachgiebigkeit ist durch die Eigenelastizität des Fadens gegeben, durch die in einem eigens dafür bemessenen Wegabschnitt ein Fadenspeicher ausgebildet wird.

Indem der Fadenspeicher als Wegabschnitt zwischen Fadenlieferrad und Strickstelle gebildet wird, in dem das elastische Garn frei dehnbar geführt ist, ist ein Garnspeicher geschaffen, der den zu speichernden Garnabschnitt reibungsfrei aufnimmt. Dies gelingt, indem der als Fadenspeicher dienende Wegabschnitt so lang bemessen wird, daß die sich mit dem entsprechenden Garn daraus ergebende Federkonstante einen Grenzwert unterschreitet. Dieser Grenzwert ist der Quotient aus maximaler Kraftänderung und vom Fadenspeicher maximal aufzunehmender Garnlänge. Die Länge des den Garnspeicher bildenden Wegabschnitts ist vorzugsweise größer als ein halber Meter.

Bei Anordnung der Fadenliefereinrichtung seitlich, d.h. im wesentlichen in Verlängerung einer von den maschenbildenden Nadeln definierten Reihe, verändert der als Fadenspeicher wirkende Wegabschnitt zwischen Fadenlieferrad und Fadenführer der Strickmaschine mit den Arbeitstakten der Strickmaschine periodisch seine Länge. Damit ändert der Fadenspeicher seine Aufnahmefähigkeit. Dies kommt den Verhältnissen bei Flachstrickmaschinen zu Ende der Weglaufphase, in der der Fadenführer von der Fadenliefereinrichtung weg läuft, insofern entgegen, als die größte Fadenverzögerung zu Ende der Weglaufphase auftritt. Bei der Weglaufphase wird praktisch eine dem doppelten Fadenverbrauch entsprechende Fadenmenge geliefert. Kommt der Fadenführer an seinem Umkehrpunkt an und in diesem zunächst zur Ruhe, sinkt der Fadenverbrauch schlagartig auf Null. Die durch ein Nachlaufen der Antriebseinrichtung verursachte Nachlieferung von elastischem Garn kann von dem seine größte Ausdehnung besitzenden Fadenspeicher gut aufgenommen werden, ohne die Fadenspannung nachhaltig zu ändern.

Im Gegensatz dazu wird bei dem entgegengesetzt liegenden Umkehrpunkt lediglich eine relativ geringe Geschwindigkeitsänderung der Liefergeschwindigkeit des Garnes erhalten, die von dem in dieser Position verkürzten Garnspeicher leicht aufgenommen wird.

Die von der aktuellen Position des Fadenführers abhängige Länge des Fadenspeichers der Fadenliefereinrichtung ermöglicht somit eine gute Anpassung der Aufnahmefähigkeit des Fadenspeichers an die auftretenden Abweichungen der Fadenlieferung von dem tatsächlichen Fadenverbrauch, insbesondere in den Auslaufphasen.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das elastische Garn zur Messung seiner Spannung an der Sensoreinrichtung lediglich geringfügig auszulenken. Es ergibt sich ein stumpfer Fadenführungswinkel, der vorzugsweise größer als 165° ist. Zwar werden die dadurch zu messenden Kräfte sehr gering, jedoch wird dabei auch die auftretende Reibung so klein, daß ihr Einfluß unbedeutend wird. Dies ist insbesondere bei elastomeren Fäden von Bedeutung.

Der Präzision der Fadenliefereinrichtung dient es auch, wenn die Sensoreinrichtung (Spannungssensor) einen zu vernachlässigenden Maximalhub hat, der wenigstens eine Größenordnung geringer ist als die Länge des zwischenzuspeichernden Garnabschnittes. Es wird damit erreicht, daß der Garnabschnitt nur von dem Fadenspeicher und nicht von der Sensoreinrichtung aufgenommen wird. Dies ist bspw. der Fall, wenn das mit dem elastischen Garn in Berührung stehende Element einen Maximalhub aufweist, der kleiner als 2 mm ist.

Als Sensor für die Verlagerung des mit dem Garn in Berührung stehenden Elementes wird vorzugsweise ein Element verwendet, das bei geringer Auslenkung ein großes Signal abgibt. Dies können Dehnmeßstreifen, Piezosensoren und dergleichen sein.

Die Sensoreinrichtung kann von der Fadenliefereinrichtung baulich getrennt sein. Dadurch wird es möglich, die Sensoreinrichtung möglichst nahe an den Strickstellen bzw. dem Fadenführer anzuordnen. An den Strickstellen auftretende Spannungsänderungen werden somit rasch erfaßt und schnell ausgeregelt. Der Präzision der Regelung dient es darüber hinaus, wenn die Sensoreinrichtung eine gesonderte Aufhängung aufweist, die von der Strickmaschine schwingungsmäßig entkoppelt ist.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Fadenliefereinrichtung ebenfalls so ausgebildet ist, daß sie von der Strickmaschine getrennt und/oder schwingungsmäßig von dieser entkoppelt ist.

Die Antriebseinrichtung wird in Abhängigkeit von der Fadenspannung über eine Regeleinrichtung gesteuert. Der Vermeidung von Fehlbedienungen dient es, wenn die Regeleinrichtung in allen Betriebsarten unabhängig von der Laufgeschwindigkeit der Strickmaschine arbeitet. Damit kann erreicht werden, daß eine einmal eingestellte Fadenspannung auch bei Änderung der Maschinenlaufgeschwindigkeit, des Fadenführerhubes, des Strickmusters oder anderer Einflußgrößen konstant bleibt. Fehleinstellungen, die ansonsten bei Änderung der genannten Betriebsgrößen oder der Garnart auftreten könnten, werden verhindert. Die Regeleinrichtung kann dabei ein PI- oder ein PID-Regler sein.

Der ausreichend groß bemessene und insbesondere in seiner Aufnahmefähigkeit an die jeweilige Stellung des Fadenführers angepaßte Fadenspeicher ermöglicht es, als Antriebseinrichtung für das Fadenlieferrad einen Schrittmotor zu verwenden. Dieser vorzugsweise als Scheibenläufermotor ausgeführte Schrittmotor weist eine hohe Dynamik auf, wobei jedoch bei Beschleunigung und Verzögerung vorgegebene Maximalwerte nicht überschritten werden können. Die entsprechende Über- oder Unterlieferung von Garn wird durch den Fadenspeicher ausgeglichen.

Eine Fadenrücklieferung im Umkehrpunkt des Fadenführers von seiner von dem Fadenlieferrad weglaufenden Phase zu seiner rücklaufenden Phase kann ausgeglichen werden, wenn die Regeleinrichtung (Ansteuerschaltung) und die Antriebseinrichtung so ausgelegt sind, daß das Fadenrad in beiden Drehrichtungen laufen kann.

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, das elastische Garn möglichst umlenkungsfrei zu führen, so daß es über seine Länge eine einheitliche Spannung erhält.

Die Bestimmung der Fadenspannung kann alternativ auch mit zwei oder mehreren Sensoreinrichtungen erfolgen, die an unterschiedlichen Stellen des Fadenweges angeordnet sind. Aus dem von den Sensoreinrichtungen abgegebenen Signal wird ein Ist-Signal für die Regeleinrichtung gebildet.

Zwischen der Sensoreinrichtung und der Regeleinrichtung kann wenigstens ein Filter angeordnet sein, das als Tief- oder Bandpaß Störfrequenzen von der Regeleinrichtung fernhält. Alternativ können auch Bandsperren oder dergleichen verwendet werden.

Kompensationsmittel zur Unterdrückung von Störsignalen können bspw. direkt an der Sensoreinrichtung vorgesehen werden. Solche Kompensationsmittel werden bspw. durch ein identisches Meßsystem gebildet, das nicht von dem Garn beeinflußt wird. Bei entsprechender Abstimmung und einer hohen Eigendämpfung repräsentiert die Differenz der von den beiden Sensoreinrichtungen abgegebenen Signale die Fadenspannung.

In den Fig. ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: eine Fadenliefereinrichtung an einer Flachstrickmaschine in schematischer Prinzipdarstellung,
Fig. 2: eine vereinfachte Darstellung der Fadenliefereinrichtung nach Fig. 1, in unterschiedlichen Arbeitsphasen und in Prinzipdarstellung,
Fig. 3: den zeitlichen Verlauf der Fadenspannung bei der Fadenliefereinrichtung nach den Fig. 1 und 2 im Vergleich zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Fadenliefereinrichtung und
Fig. 4: eine Ausführungsform einer Sensoreinrichtung zur Bestimmung der Fadenspannung in schematisierter Darstellung im Querschnitt.

In Fig. 1 ist eine Fadenliefereinrichtung 1 dargestellt, die einen elastischen Faden 2 (elastomeres Garn) von einer Garnspule 3 einer Flachstrickmaschine 4 zuführt, die lediglich symbolisch und ausschnittsweise anhand einiger maschenbildender Nadeln 5 und eines Fadenführers 6 dargestellt ist. Die Fadenliefereinrichtung 1 enthält eine Garnfördereinrichtung 7, die das Abziehen des Fadens 2 von der Garnspule 3 und die Zuführung zu dem Fadenführer 6 besorgt.

Die Garnfördereinrichtung 7 weist ein Gehäuse 8 auf, in dessen Innenraum ein nicht weiter dargestellter und in Fig. 2 schematisch angedeuteter Schrittmotor 9 angeordnet ist. Der Schrittmotor 9 ist als Scheibenläufer ausgebildet und insofern in kurzen Zeitspannen beschleunig- und bremsbar.

Auf der aus dem Gehäuse 8 ragenden Abtriebswelle des Schrittmotors 9 sitzt drehfest mit dieser verbunden ein Fadenrad 11. Dieses weist eine Nabe 12 auf, von der sich insgesamt sechs Drahtbügel 13 gleichmäßig voneinander beabstandet radial weg erstrecken.

Die Drahtbügel 13 weisen jeweils zwei radial ausgerichtete Speichen 14, 15 sowie einen diese verbindenden Auflageabschnitt 16 auf. Die Auflageabschnitte 16 nehmen den Faden 2 auf, der das Fadenrad 11 wenige Male umschlingt.

Von dem Fadenrad 11 bis zu dem Fadenführer 6 ist ein Fadenspeicher 19 ausgebildet, der von dem Faden 2 auf einem im wesentlichen geraden Weg durchlaufen wird. Dieser Weg ist im wesentlichen parallel zu einer in Fig. 1 durch einen Pfeil 21 markierten Translationsrichtung des Fadenführers 6 ausgerichtet.

Innerhalb des Garnspeichers 19 ist eine Sensoreinrichtung 22 für die Spannung des durchlaufenden Fadens 2 angeordnet, die über eine Ausgangsleitung 23 mit einer lediglich schematisch veranschaulichten Regeleinrichtung 24 (Fig. 2) verbunden ist. Die Sensoreinrichtung 22 gibt ein die Fadenspannung kennzeichnendes elektrisches Signal ab.

Die Sensoreinrichtung 22, die ein mit sehr kurzem Hub beweglich gelagertes Element 25 aufweist, ist als im wesentlichen wegfreier Spannungssensor ausgebildet. Dieses lenkt den Faden 2 vertikal aus, der zu beiden Seiten des Elementes 25 über zwei vorzugsweise als Ösen ausgebildete Gegenhalter 26, 27 läuft. Die Gegenhalter 26, 27 definieren mit ihrer Verbindungslinie die Laufrichtung des Fadens 2, die orthogonal zu der Auslenkrichtung des Elementes 25 liegt. Die seitliche Auslenkung des Fadens 2 ist dabei an der Sensoreinrichtung 22 so gering, daß der von dem Faden 2 durchlaufene stumpfe Winkel mit Scheitel an dem Element 25 größer als 165° ist.

Die Sensoreinrichtung 22 enthält einen Dehnmeßstreifen, der die von Fadenspannungsschwankungen verursachte unterschiedliche Auslenkung des Elementes 25 in elektrische Signale umsetzt, die der Regeleinrichtung 24 zugeführt werden. Die Bewegung des Elementes 25 ist dabei so gering, daß dadurch keine meßbare Änderung der Spannung des Fadens 2 verursacht wird.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist zwischen der Sensoreinrichtung 22 und der Regeleinrichtung 24 optional ein Filter 29 angeordnet, das Störfrequenzen aussiebt. Diese können von Vibrationen der Sensoreinrichtung 22 oder von Einstreuungen herrühren. Im übrigen sind sowohl die Garnfördereinrichtung 7 als auch die Sensoreinrichtung 22 vibrationsarm aufgehängt.

Wie sich aus den Fig. 1 und 2 im Zusammenhang mit der vorstehenden Beschreibung ergibt, ist der gesamte Fadenweg möglichst umlenkungsfrei gehalten. Von der Garnspule 3 läuft der Faden 2 umlenkungsfrei und ungebremst, d.h. ohne Fadenbremse, auf das Fadenrad 11 und von diesem ohne nennenswerte Umlenkung zu dem Fadenführer 6. Dieser führt den elastischen Faden 2 in jeder Bewegungsrichtung einem harten Grundfaden 31 nacheilend zu den Nadeln 5.

Die insoweit beschriebene Fadenliefereinrichtung 1 arbeitet wie folgt:

In Fig. 2 ist die beispielhaft angedeutete Flachstrickmaschine durch eine Reihe 32 maschenbildender Nadeln 5 angedeutet. Während des Strickvorganges werden die Nadeln 5 nach Art einer durchlaufenden Welle ausgetrieben und wieder zurückgezogen, während der Fadenführer 6 in Richtung des Pfeiles 21 translatorisch hin und herbewegt wird. Der Fadenführer 6 läuft dabei bspw. von einer nahen Endposition 33 zu einer fernen Endposition 34, wobei von der Fadenliefereinrichtung 1 eine Garnmenge nachgeliefert werden muß, die größer als das Doppelte des von dem Fadenführer 6 zurückgelegten Weges ist.

Die bei einem Strickvorgang auftretenden Fadenspannungen sind in Fig. 3 dargestellt. Der Start der Bewegung des Fadenführers 6 aus der nahen Endposition 33 ist in Fig. 3 in dem oberen Diagramm I mit 41 bezeichnet. Während des Starts befindet sich die Spannung des Garnes 2 zunächst noch in einem Toleranzbereich, was von der Sensoreinrichtung 22 erfaßt wird. Der Schrittmotor 9 und das Fadenrad 11 sind zunächst noch in Ruhe. Der jedoch abrupt einsetzende Garnverbrauch wird zunächst von dem Fadenspeicher gedeckt, wobei die Fadenspannung zunächst etwas ansteigt.

Die Regeleinrichtung 24 wird durch die ansteigende Fadenspannung veranlaßt, den Schrittmotor 9 zu beschleunigen. Das Fadenrad 11 zieht den Faden 2 von der Garnspule 3 ab und fördert diesen in den Fadenspeicher 19, dessen Länge durch den weglaufenden Fadenführer 6 zunimmt.

Nach einer gewissen, bei 42 beendeten Einschwingzeit liefert das Fadenrad 11 gerade die von der Flachstrickmaschine 4 verbrauchte und von dem Fadenspeicher 19 aufgenommene Garnmenge.

Ist der Fadenführer 6 in der fernen Endposition 34 angekommen, stoppt er unmittelbar. Dieser Zeitpunkt ist in Fig. 3 in dem Diagramm I mit 43 bezeichnet. Während einer bis 44 dauernden Zeitspanne bringt die Regeleinrichtung 24 den Schrittmotor 9 und damit das Fadenrad 11 zum Stillstand, wobei die Fadenspannung geringfügig, d.h. innerhalb des Toleranzbereiches, absinkt. Wird der Toleranzbereich sehr eng bemessen, wird während des Stillstandes des Fadenführers 6 in seiner fernen Endposition 34 durch Rückwärtslauf des Fadenrades 11 die geforderte Fadenspannung wieder aufgebaut. Aufgrund der Führung des elastischen Fadens 2 zwischen der Garnspule 3 und dem Fadenrad 11 ohne Fadenbremse ist eine Rückförderung möglich, ohne eine Störung des Fadenlaufes zu riskieren.

Bei dem in Fig. 3 bei 45 gestarteten Rückhub des Fadenführers 6 durchläuft der Fadenführer 6 zunächst eine in Fig. 2 mit 46 bezeichnete Totphase, innerhalb derer an den Strickstellen noch kein Fadenverbrauch auftritt, wobei jedoch durch den beginnenden Rücklauf des Fadenführers 6 Faden 2 frei wird. Dieser wird von dem Fadenspeicher 19 aufgenommen und bedarfsweise durch kurzes Rückwärtsfördern des Fadenrades 11 kompensiert. Der danach einsetzende Garnverbrauch ist in der Bewegung auf die nahe Endposition 33 zu deutlich geringer als bei der entgegengesetzten Bewegung auf die ferne Endposition 34 zu. Die Fadenliefereinrichtung 1 liefert deshalb die entsprechende Garnmenge problemlos in den sich verkürzenden Fadenspeicher 19.

Beginnend von einem Zeitpunkt 47 an, bei dem die Fadenspannung ihren oberen Grenzwert erreicht hat, wird diese auf dem gesamten Rückweg des Fadenführers 6 konstant gehalten, bis dieser bei 48 seine nahe Endposition 33 erreicht hat. Ein geringfügiger Nachlauf des Fadenrades 11 kann bis zu einem Zeitpunkt 49 zu einer geringfügigen Reduzierung der Fadenspannung führen.

In Fig. 3 ist dem mit der Fadenliefereinrichtung 1 erreichbaren Fadenspannungverlauf (Diagramm I) ein Fadenspannungsverlauf gegenübergestellt (Diagramm II), wie er mit der aus dem Stand der Technik bekannten Fadenliefervorrichtung gemäß der DE 36 27 731 C1 erreicht wird. Diese weist, wie in der Beschreibungseinleitung beschrieben, einen das Garn umlenkenden Schwenkhebel als Fadenspeicher auf. Dessen Masse und Reibung beeinflussen die Fadenspannung und den Regler. Wie das Diagramm II bei identischen Bezugszeitpunkten 41 bis 49 zeigt, ist die Einschwingphase für die Fadenspannung beim Hinlauf (41 bis 42) erheblich verlängert, wobei Spannungsspitzen auftreten, die zum Fadenriß führen können. Selbst beim Fadenrücklauf tritt zwischen den Zeitpunkten 45 und 47 ein Einschwingvorgang auf, der zu einer Überhöhung der Fadenspannung führt, die ein ungleichmäßiges Gestrick entstehen läßt.

Insbesondere sind die Spannungsabweichungen an der rechten und der linken Gestrickkante sehr unterschiedlich, was das Strickergebnis negativ beeinflußt. Demgegenüber ist die Fadenspannung bei der erfindungsgemäßen Fadenliefereinrichtung 1 gemäß dem Diagramm I im wesentlichen konstant, wobei insbesondere an beiden Gestrickkanten (nahe und ferne Endposition 33, 34) identische oder nahezu identische Fadenspannungen vorhanden sind.

Wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist, kann zusätzlich zu der einzelnen Sensoreinrichtung 22 eine weitere die Fadenspannung abtastende Sensoreinrichtung 22' vorgesehen werden. Diese erfaßt die Fadenspannung an einer anderen Stelle des Fadenweges. Die Regeleinrichtung bildet bspw. den Mittelwert der Signale beider Sensoreinrichtungen 22, 22' und nimmt diesen Mittelwert als Ist-Wert für die Fadenspannung. Damit können Störeinflüsse in ihrer Wirksamkeit minimiert werden.

Eine abgewandelte Ausführungsform einer Sensoreinrichtung 22a ist in Fig. 4 dargestellt. Die Sensoreinrichtung 22a weist ein erstes eine Federzunge 51 enthaltendes Element 25 auf, das mittels einer keramischen Fadenauflage 52 den Faden 2 führt. Ein Dehnmeßstreifen 53 wandelt die Biegung der Federzunge 51 in ein elektrisches Signal um. Ein baugleiches Element 25' weist ebenfalls eine keramische Fadenauflage 52' und einen Dehnmeßstreifen 53' auf. Beide Elemente 25, 25' sind überkritisch bedämpft, so daß sie bei stoßartiger Anregung nicht nachschwingen. Das Element 25' steht nicht mit dem Faden 2 in Berührung. Das Sensorausgangssignal ist die Differenz der beiden von den Dehnmeßstreifen 53, 53' abgegebenen Signale. Auf diese Weise werden Störeinflüsse durch Stoß und/oder Vibration minimiert.

Es ist eine Fadenliefereinrichtung 1 für elastische Garne an Strickmaschinen mit zeitlich sehr stark schwankendem und periodisch hohem Fadenverbrauch geschaffen worden, die als Fournisseur ausgebildet ist. Die Fadenliefereinrichtung 1 weist ein von dem zu liefernden Faden 2 einige wenige Male umschlungenes Fadenrad 11 auf, das den Faden 2 in einen zwischen der Strickmaschine und dem Fadenrad 11 angeordneten Fadenspeicher 19 liefert. Der Fadenspeicher 19 ist als ein im wesentlichen geradliniger Abschnitt des Fadenweges ausgebildet. Zur Überwachung der Fadenspannung ist eine Sensoreinrichtung 22 vorgesehen, deren Meßweg im Vergleich zu der in dem Fadenspeicher 19 zu speichernden Fadenlänge verschwindend ist. Der Meßweg wird durch ein bewegliches Element 25 der Sensoreinrichtung 22 definiert und ist orthogonal zu dem Laufweg ausgerichtet. Er ist klein und liegt unter 2 mm.

Die Verbindung einer trägheitsarmen Antriebseinrichtung 9 mit einem die Eigenelastizität des Fadens nutzenden Fadenspeicher 19 und einer die Fadenspannung mittels einer Sensoreinrichtung 22 überwachenden Regeleinrichtung 24 ermöglicht es, die Fadenliefereinrichtung 1 zur Zulieferung von elastischen Garnen zu verwenden und auch bei zeitlich stark schwankendem Garnbedarf die Garnspannung im wesentlichen konstant zu halten. Nachdem der Faden 2 in dem Fadenspeicher 19 keiner Umlenkung und insbesondere keiner nennenswerten Reibung unterliegt, und nachdem der Faden 2 ohne Zwischenschaltung einer Fadenbremse auf das Fadenrad 11 gelangt, können auch kurze Rücklieferungen von Faden 2 von der Strickmaschine an die Fadenliefereinrichtung 1 durch kurze Rückdrehung des Fadenrades 11 aufgefangen werden.

Claims

Fadenliefereinrichtung für elastisches Material, zum Zuliefern eines Fadens an Strickstellen bei zeitlich abrupt schwankendem Fadenverbrauch, für Wirk- und Strickmaschinen, inbesondere für Flachstrickmaschinen (4),

mit Fadenführungsmitteln, die einen Fadenweg definieren, der durch Fadenleitelemente definiert ist,

mit einem Fadenrad, das derart in dem Fadenweg angeordnet ist, daß es von dem Faden umschlungen werden kann und das zum definierten Fördern des Garnes dient,

mit einem trägheitsmomentarmen elektrischen Motor, der mit dem Fadenrad fest gekoppelt ist,

mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen der Fadenspannung, wobei die Sensoreinrichtung ein entlang eines Meßweges wenigstens geringfügig auslenkbares Fadenleitelement aufweist,

mit einer Regeleinrichtung, mittels derer ein das Fadenrad antreibender Motor anhand des von der Sensoreinrichtung abgegebenen Signales derart gesteuert wird, daß die Fadenspannung auf einen Sollwert ausgeregelt wird,

mit einem Fadenspeicher zum Zwischenspeichern und gegebenenfalls Wiederaufnehmen des Fadens, der von dem Fadenrad geliefert worden ist und an den Strickstellen nicht abgenommen wird, und zum Abgeben des Fadens, der an den Strickstellen benötigt, von dem Fadenlieferrad jedoch noch nicht geliefert wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Fadenspeicher (19) von der Sensoreinrichtung (22) funktionell getrennt ausgebildet und der gesamte, von dem Faden durchlaufene Fadenweg ungefedert ausgebildet ist,

daß die Sensoreinrichtung (22) im wesentlichen meßwegfrei ausgebildet ist, und

daß der Fadenspeicher (19) durch einen Wegabschnitt zwischen dem Fadenlieferrad (11) und der Strickstelle gebildet wird, in dem der elastische Faden (2) frei dehnbar geführt ist, wobei der Fadenspeicher so lang ist, daß der in dem Speicher befindliche Fadenabschnitt eine Federkonstante definiert, die einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, der der Quotient aus maximaler Kraftänderung und vom Fadenspeicher maximal aufzunehmender Garnlänge ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) derart ausgebildet ist, daß der Faden (2) von der Sensoreinrichtung (22) bei allen Fadenspannungen in einem stumpfen Winkel geführt wird.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) ein mit dem Faden (2) in Berührung stehendes Element (25) aufweist, das einen Maximalhub aufweist, der um wenigstens eine Größenordnung geringer ist, als die Länge des zwischenzuspeichernden und von dem Fadenspeicher (19) aufzunehmenden Fadens (2).
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) ein Biegeelement (51) aufweist, dessen Biegung von der Fadenspannung bestimmt wird und das mit einem Wandler zur Bestimmung der Durchbiegung gekoppelt ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein mechano-elektrischer Wandler mit geringer erforderlicher Auslenkung ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) von der übrigen Fadenliefereinrichtung (1) baulich getrennt ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) eine gesonderte Aufhängung aufweist, die von der Strickmaschine (4) schwingungsmäßig entkoppelt ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie von der Strickmaschine (4) schwingungsmäßig entkoppelt ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Regeleinrichtung (24) aufweist, die die Antriebseinrichtung (9) in allen Betriebsarten unabhängig von der Laufgeschwindigkeit der Strickmaschine (4) anhand der von der Sensoreinrichtung (22) bestimmten Fadenspannung ansteuert.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (24) ein PI-Regler ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung ein PID-Regler ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (9) ein Schrittmotor ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (9) ein Scheibenläufermotor ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (9) und die entsprechende Ansteuerschaltung (Regeleinrichtung 24) derart ausgelegt sind, daß die Antriebseinrichtung (9) in zwei Drehrichtungen betreibbar ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenrad (11) von sich radial erstreckenden an einer Nabe (12) befestigten Drahtbügeln (13) gebildet ist, die jeweils einen im wesentlichen geraden in Axialrichtung verlaufenden Abschnitt (16) zur Fadenauflage aufweisen, wobei jeder Drahtbügel (13) zwei Speichenabschnitte (14, 15) aufweist, die den Axialabschnitt (16) tragen.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenweg von dem Fadenrad (11) bis zu einem das Garn (2) führenden Maschinenelement (6) der Strickmaschine (4) im wesentlichen umlenkungsfrei geführt ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung zwei voneinander unabhängig arbeitende Sensoreinrichtungen (22, 22') vorgesehen sind, die zueinander im Abstand in dem Fadenweg angeordnet sind.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sensoreinrichtung (22) und der an diese angeschlossenen Regeleinrichtung (24) ein Filter (29) angeordnet ist.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (29) Störfrequenzbereiche sperrt.
Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) mit Kompensationsmitteln zur Unterdrückung von Störsignalen versehen ist.
Verwendung eines Wegabschnitts eines Fadenlaufwegs einer Fadenliefereinrichtung gemäß Anspruch 1 für elastisches Material, die zum Zuliefern eines Fadens an Strickstellen bei zeitlich abrupt schwankendem Fadenverbrauch an Wirk- und Strickmaschinen, inbesondere an Flachstrickmaschinen (4), vorgesehen ist und die

Fadenführungsmittel, die den Fadenlaufweg festlegen, der durch ungefedert gelagerte Fadenleitelemente definiert ist,

ein Fadenrad, das derart in dem Fadenweg angeordnet ist, daß es von dem Faden umschlungen werden kann, und das zum definierten Fördern des Garnes dient,

einen trägheitsmomentarmen elektrischen Motor, der mit dem Fadenrad fest gekoppelt ist,

eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Fadenspannung, wobei die Sensoreinrichtung ein entlang eines Meßweges wenigstens geringfügig auslenkbares Fadenleitelement aufweist, und

eine Regeleinrichtung, mittels derer der Motor anhand des von der Sensoreinrichtung abgegebenen Signals derart gesteuert wird, daß die Fadenspannung möglichst auf einen Sollwert ausgeregelt wird, aufweist,

als Fadenspeicher zur Aufnahme, Zwischenspeicherung und Abgabe von Faden, der bei abrupten Fadenspannungsschwankungen infolge der Trägheitsmomente des Fadenrads und des Motors im Vergleich zu dem Fadenverbrauch der Strickmaschine zuviel oder zuwenig geliefert worden ist,
wobei der Wegabschnitt zwischen dem Fadenlieferrad (11) und der Strickstelle gebildet wird, in dem der elastische Faden (2) frei dehnbar geführt ist, wobei der Wegabschnitt so lang ist, daß der in dem Speicher befindliche Fadenabschnitt eine Federkonstante definiert, die einen vorgegebenen Grenzwert unterschreitet, der der Quotient aus maximaler Kraftänderung und vom Fadenspeicher maximal aufzunehmender Garnlänge ist.