Faden-Verarbeitungssystem und Faden-Tensiometer
Die Erfindung betrifft ein Faden-Verarbeitungssystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegeben Art, sowie einen Faden-Tensiometer der im Oberbegriff des Anspruchs 10 angegebenen Art.
Bei dem aus EP 1 163 384 A bekannten Faden-Verarbeitungssystem mit einer Webmaschine ist die beim Weben übliche Integration des Tensiometers gegeben. Der Fadenweg zwischen dem Abzugsende des Speicherkörpers und der Eintragvorrichtung erstreckt sich bis auf den Tensiometerbereich im Wesentlichen gerade. Die Achse des Speicherkörpers bzw. die Längsachse des Faden-Liefergeräts fluchtet mit dem geraden Faden-Weg. Das Tensiometerelement ist gegenüber dem geraden Fadenweg quer versetzt, während stromauf und stromab des Tensiometerelements angeordnete, stationäre Fadenführungsteile im geraden Fadenweg positioniert sind. Daraus resultiert ein vorbestimmter Umlenkwinkel des Fadens am Tensiometerelement. Dieser Umlenkwinkel beträgt im Regelfall zwischen etwa 15 und 20°, d.h., der Faden schließt am Tensiometerelement einen Winkel von etwa 175° bis etwa 170° ein. Aus dieser Anordnung resultiert zwangsweise auch eine zusätzliche Umlenkung des Fadens an jedem der stromauf und stromab beabstandet zum Tensiometerelement angeordneten, stationären Fadenführungsteile mit jeweils in etwa dem halben, vorbestimmten Umlenkwinkel, d.h. etwa 7,5° bis etwa 10°, , so dass im Bereich des Tensiometers drei Umlenkstellen vorliegen, deren Gesamtumlenkwinkel in etwa dem Zweifachen des vorbestimmten, für die ordnungsgemäße Fadenspannungs-Messung erforderlichen Umlenkwinkels am Tensiometerelement entspricht. Die stationären Fadenführungselemente sind beispielsweise Querstifte, die auf der Seite des Fadens anliegen, die der Seite gegenüberliegt, mit der der Faden das Tensiometerelement kontaktiert.
Eine ähnliche Anordnung ist aus EP 1 253 099 A bekannt. Die stationären Fadenführungsteile stromauf und stromab des Tensiometerelements sind schräggestellte, kreisringförmige Fadenösen, deren jede den Faden sogar zweifach umlenkt, so dass der gesamte Umlenkwinkel im Bereich des Tensiometers sogar mehr als das Zweifache des vorbestimmten Umlenkwinkels am Tensiometerelement betragen kann.
Bei der intermittierenden Faden-Lieferung in eine fadenverarbeitende Maschine, insbesondere in das Webfach einer Webmaschine, z.B. einer Greifer- oder Projektilwebmaschine, mit sogenanntem Uberkopfabzug des Fadens vom Speicherkörper wird der Faden durch die umlaufende Bewegung beim Abzug vom Speicherkörper stark zu Schwingungen quer zum Fadenweg angeregt. Dazu kommen starke Beschleunigungen und Verzögerungen und eine hohe Spitzengeschwindigkeit bzw. ein stark variierendes Geschwindigkeitsprofil bei jedem Liefertakt, woraus eine signifikante Unruhe des von der Eintragvorrichtung mit variierender Fadenspannung abgezogenen Fadens resultiert. Die an jeder Umlenkstelle des Fadens abgegebene Reibung ändert sich nach einer Exponentialfunktion mit dem Umlenkwinkel, d.h., die Reibung nimmt wachsendem Umlenkwinkel exponential stark zu. Der das Zweifache oder mehr des vorbestimmten Umlenkwinkels betragende Gesamtumlenkwinkel bedeutet deshalb extreme mechanische Belastungen für den Faden, die Ursache für Fadenbrüche sind und, da sie variieren, Abweichungen in der vorbestimmten Ankunftszeit des freien Endes des eingetragenen Fadens am gegenüberliegenden Geweberand hervorrufen. Ein weiterer Nachteil liegt darin, dass die Reibung an den stromauf und stromab des Tensiometerelements angeordneten Fadenführungselementen die Fadenspannungsmessung verfälscht. Diese Nachteile wurden bisher jedoch als unabdingbar in Kauf genommen.
In ähnlicher Weise wird auch beim Stricken mit Fadenabzug überkopf des Speicherkörpers ein Tensiometer bisher mit Mehrfachumlenkungen des Fadens positioniert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Faden-Verarbeitungssystem und einen Faden-Tensiometer anzugeben, bei denen bei intermittierender Lieferung die mechanischen Belastungen für den Faden auf ein notwendiges Minimum reduziert sind, um die Quote an Fadenbrüchen zu reduzieren.
Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 10 gelöst.
Durch die Ausbildung zumindest im Wesentlichen gerader Stromauf- und Stromab- Faden-Wegabschnitte vor und hinter dem Tensiometerelement und durch die gekippte
Anordnung der mit dem Stromauf-Faden-Wegabschnitt fluchtenden Achse des Speicherkörpers in Relation zum Stromab-Faden-Wegabschnitt zumindest in etwa entsprechend dem vorbestimmten Umlenkwinkel am Tensiometerelement, wird überraschend einfach der Gesamtumlenkwinkel für den Faden auf ein notwendiges Minimum nahe bei dem vorbestimmten Umlenkwinkel reduziert. Der Faden läuft im Wesentlichen gerade von der Führungskomponente des Fadenliefergeräts bis zum Tensiometerelement und von diesem ebenfalls im Wesentlichen gerade bis in die Eintragvorrichtung. Dadurch entfallen die unerwünschten zusätzlichen Umlenkungen weitest- gehend, die bisher bei bekannten Anordnungen als unabdingbar angesehen wurden. Dennoch variiert der vorbestimmte Umlenkwinkel am Tensiometerelement nicht. Das Resultat sind eine reduzierte Quote an Fadenbrüchen, und eine verbesserte Messgenauigkeit.
Der Tensiometer ist baulich so ausgelegt, dass der Stromauf-Faden-Wegabschnitt im Wesentlichen gerade und senkrecht zur Anbauseite ist. Dadurch entfällt die zusätzliche Umlenkung des Fadens auf dem Laufweg zum Tensiometerelement, so dass nur mehr die für eine einwandfreie Messung erforderliche Umlenkung mit dem vorbestimmten Umlenkwinkel am Tensiometerelement vorgenommen wird. An der Auslaufseite des Tensiometers erfolgt ebenfalls keine weitere Umlenkung, weil der Stromab- Faden-Wegabschnitt vom Tensiometerelement bis in die Eintragvorrichtung oder des Stricksystems ebenfalls im Wesentlichen gerade ist.
In den meisten Fällen stimmt die Achse des Speicherkörpers mit der Längsachse des Faden-Liefergeräts überein. Deshalb wird auf montagetechnisch einfache Weise das Faden-Liefergerät relativ zum Stromab-Faden-Wegabschnitt gekippt angebracht, vorzugsweise mit einer kippbaren Klemmhalterung an einem Tragarm eines Liefergerät- Ständers.
Da der Faden am Tensiometerelement in einer durch die Stromauf- und Stromab- Faden-Wegabschnitte definierten Ebene im Raum umgelenkt wird, wird zweckmäßig auch die Achse des Speicherkörpers bzw. die Längsachse des Faden-Liefergeräts in dieser Ebene gekippt angeordnet. Falls das Faden-Liefergerät an einem Tragarm des Ständers montiert ist, wird diese Ebene zweckmäßig senkrecht zur Längsrichtung des
Tragarms gewählt. Die Ebene kann eine beliebige Lage im Raum haben, z.B. vertikal, horizontal oder schräg liegen. Entsprechend wird die Kipplage des Liefergeräts eingestellt.
Der Tensiometer kann getrennt vom Faden-Liefergerät im Fadenweg angeordnet werden. Es ist dann nur erforderlich, ihn und das Liefergerät so zu positionieren, dass der vorbestimmte Umlenkwinkel zwischen den Stromauf- und den Stromab-Faden- Wegabschnitten ohne zusätzliche Umlenkungen eingehalten wird.
Alternativ kann der Tensiometer am Fadenliefergerät angebaut sein. In diesem Fall wird er, vorzugsweise, stromab der Faden-Führungskomponente des Fadenliefergeräts angebracht. Diese Komponente kann von einer Führungsöse oder einer Auslassöse einer gesteuerten Fadenbremse gebildet sein, die am Faden-Liefergerät angebracht ist.
Zweckmäßig wird der Tensiometer direkt an die gesteuerte Fadenbremse angebaut, wobei der Stromauf-Faden-Wegabschnitt in Verlängerung der Achse des Speicherkörpers gerade durch die gesteuerte Fadenbremse bis zum Tensiometerelement verläuft.
Zusätzlich können am Tensiometer stromauf und stromab des Tensiometerelements beabstandet stationäre Faden-Führungsteile vorgesehen sein, die der Faden mit einem gegen Null gehenden Umlenkwinkel kontaktiert, der jedoch erheblich kleiner ist als der halbe vorbestimmte Umlenkwinkel am Tensiometerelement.
Der vorbestimmte Umlenkwinkel liegt zweckmäßig zwischen etwa 15 bis 20°.
Die stationären Faden-Führungsteile des Tensiometers können quer zum Faden orientierte Auflageflächen sein, die der Faden mit derselben Seite kontaktiert, mit der er auch auf dem Tensiometerelement seine Reaktionskraft abgibt. Die Fadenführungsteile kommen nur zur Wirkung, falls der Faden eine Tendenz zum Schwingen entwickelt. Bei ruhigem Lauf kann der Faden diese Führungsteile relativ kraftlos oder überhaupt nicht kontaktieren. Ein ganz geringer Umlenkwinkel an jedem Führungsteil stellt
sicher, dass der Faden unter der Fadenspannung nicht vom Führungsteil abhebt, so dass der vorbestimmte Umlenkwinkel exakt eingehalten wird. Zusätzlich können in den geraden Wegabschnitten Fadenösen positioniert sein, die ebenfalls keine nennenswerte Umlenkung erzeugen.
Zweckmäßig der Tensiometer in einer Baugruppe mit einer gesteuerten Faden- Bremse kombiniert, die an das Faden-Liefergerät angebaut ist. Das Gehäuse des Tensiometers wird mit der Anbauseite an der gesteuerten Fadenbremse montiert, derart, dass der gerade Fadendurchgang durch die gesteuerte Fadenbremse durch den Stromauf-Faden-Wegabschnitt im Tensiometer bis zum Tensiometerelement zumindest weitgehend gerade verlängert wird, so dass hier keine zusätzliche Umlenkung erfolgt. Auch ausgangsseitig des Tensiometers entfällt eine zusätzliche Umlenkung des Fadens, weil der Stromab-Faden-Wegabschnitt vom Tensiometerelement bis in die Eintragvorrichtung zumindest weitgehend geradlinig verläuft.
Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Faden-Verarbeitungssystem mit einer Baugruppe aus einer gesteuerten Fadenbremse und einem daran montierten Tensiometer,
Fig. 2 eine Draufsicht zu einer alternativen Ausführungsform eines Faden- Verarbeitungssystems einer Greifer-Webmaschine,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Faden-Verarbeitungssystems einer Projektil- Webmaschine, und
Fig. 4 eine vergrößerte Detaildarstellung der Faden-Umlenkung im Tensiometer- Bereich.
Ein Faden-Verarbeitungssystem S in Fig. 1 umfasst eine Vorratsspule A für einen Faden Y, ein Faden-Liefergerät F, beispielsweise eine gesteuerte Fadenbremse CB mit hier beispielsweise geradem Fadendurchgang a', einen Tensiometer T, der hier in
einer Baugruppe G an die gesteuerte Fadenbremse CB angebaut ist, und eine Eintragvorrichtung EV einer fadenverarbeitenden Maschine FVM, z.B. einer Webmaschine, beispielsweise einer Greifer- oder Projektilwebmaschine.
Das Faden-Liefergerät F besitzt ein Gehäuse 1 mit einem Gehäuseausleger 2. Im Gehäuse 1 ist ein nicht hervorgehobener Antriebsmotor M für ein Aufwickelelement 3 untergebracht. Die Längsachse des Fadenliefergeräts F ist mit x1 angedeutet und stimmt mit einer Achse X eines trommeiförmigen Speicherkörpers 4 überein, auf dessen Außenumfang 5 mit dem rotierend angetriebenen Wickelelement 3 nebeneinanderliegende Fadenwindungen aus dem Faden Y gebildet und zwischengespeichert sind. Der Speicherkörper 4 hat einen freiliegenden Abzugsrand 6, über den (Uberkopfabzug) der Faden Y von der Eintragvorrichtung EV durch eine Fadenführungskomponente 7 in Verlängerung der Achse X intermittierend abgezogen und eingetragen wird. Die Fadenführungskomponente 7 ist bei der gezeigten Ausführungsform eine Einlass-Fadenöse der gesteuerten Fadenbremse CB. Sollte die gesteuerte Fadenbremse CB weiter stromab und gegebenenfalls getrennt vom Faden-Liefergerät F angeordnet sein, dann könnte eine stationäre Fadenöse an dieser Stelle am Ausleger 2 montiert sein.
Mit dem freien Abzugsrand 6 des Speicherkörpers 4 arbeitet eine übliche Fadenbremse B, z.B. ein Borstenring oder ein kegelstumpfförmiges, in einer nachgiebigen Fassung gehaltenes Metallband (Flexbrake) zusammen, um beim Abzug eine vorbestimmte, relativ konstante Fadenspannung zu erzeugen und die Abzugsbewegung des Fadens Y zu kontrollieren.
Die gesteuerte Fadenbremse CB hat hierbei, wie erwähnt, den geraden Fadendurchgang a' zwischen der Fadenführungsöse 7 und einer Ausgangsöse 8. Der Tensiometer T enthält als aktives Tensiometerelement E beispielsweise einen Querstab 9, an dem der Faden Y mit seiner in Fig. 1 untenliegenden Seite mit einem vorbestimmten Umlenkwinkel umgelenkt wird. Stromauf und stromab des Tensiometerelements E sind beabstandet stationäre Fadenführungsteile 10, 11 , z.B. Auflageflächen vorgesehen, an denen der Faden Y nicht oder nur unwesentlich umgelenkt wird. Das Tensio- metergehäuse 15 besitzt ferner eine Ausgangs-Fadenöse 12, in der der Faden Y
ebenfalls nicht oder nur unwesentlich umgelenkt wird und dann direkt zur Eintragvorrichtung EV der fadenverarbeitenden Maschine verläuft.
Das Tensiometergehäuse 15 hat eine Anbauseite 16, mit der der Tensiometer T in der Baugruppe G an die gesteuerte Fadenbremse CB angebaut ist. In der Anbauseite 16 ist ein Gehäuseeinlass 17 vorgesehen, der so positioniert ist, dass der aus der gesteuerten Fadenbremse CB kommende Faden Y in weitestgehend gerader Verlängerung des Fadendurchgangs a' bis zum Tensiometerelement E verläuft, an diesem mit dem vorbestimmten Umlenkwinkel α umgelenkt wird und dann ebenfalls weitestgehend gerade durch die Ausgangsseite der Fadenöse 12 zur Eintragvorrichtung EV verläuft. Auf diese Weise wird ein Stromauf-Faden-Wegabschnitt a gebildet, der sich von der Fadenführungskomponente 7 durch die gesteuerte Fadenbremse CB und das Tensiometergehäuse 15 weitestgehend gerade bis zum Tensiometerelement E erstreckt, und auch ein Stromab-Faden-Wegabschnitt b, der sich vom Tensiometerelement E weitestgehend gerade bis zur Eintragvorrichtung EV erstreckt.
Damit der Faden Y im Wesentlichen nur am Tensiometerelement E, und zwar mit dem vorbestimmten Umlenkwinkel , umgelenkt wird, ist die Achse X des Speicherkörpers 4 (die bei der gezeigten Ausführungsform der Längsachse x1 des Faden-Liefergeräts F entspricht) in der durch die Stromauf- und Stromab-Faden-Wegabschnitte a, b definierten Ebene (in Fig. 1 beispielsweise eine bodensenkrechte Ebene in der Zeichnungsebene) relativ zum Stromab-Faden-Wegabschnitt b mit dem vorbestimmten Umlenkwinkel α nach oben gekippt.
Das Faden-Liefergerät F ist, wie in dieser Technologie üblich, in einem nicht näher hervorgehobenen Ständer D mit einer Klemmhalterung 13 auf einem Tragarm 14 positioniert. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Ebene, in der die Achse X gekippt ist, weitestgehend senkrecht zur Längsrichtung des Tragarms 14.
In der Baugruppe G in Fig. 1 sind die auslassseitige Fadenöse 8 der gesteuerten Fadenbremse CB wie auch die auslassseitige Fadenöse 12 des Tensiometergehäuses 5 so positioniert, dass sich der Faden Y nicht weiter als gezeigt nach oben verlagern kann, sondern über die Fadenführungsteile 10, 11 geradlinig hinweg verläuft, damit
sich der vorbestimmte Umlenkwinkel α nicht verändern kann. Sollte der Faden hingegen die Tendenz haben, sich in den Fadenführungsösen 8, 12 geringfügig nach unten zu verlagern, so findet er dort genügend Platz, während die Führungsteile 10, 11 stromauf und stromab des Tensiometerelements dann den Faden ganz geringfügig umlenken und so führen, dass sich der vorbestimmte Umlenkwinkel nicht ändert. Eine solche Kondition ist in Fig. 4 schematisch angedeutet. Die ggfs. zusätzlichen Umlenkwinkel α1 und α2 gehen jeweils gegen Null und sind in jedem Fall wesentlich kleiner als der halbe vorbestimmte Umlenkwinkel α des Fadens Y am Tensiometerelement.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines Schussfaden-Verarbeitungssystems S an einer Greiferwebmaschine W und zwar in einer Draufsicht, um zu verdeutlichen, dass hier der vorbestimmte Umlenkwinkel dadurch ohne zusätzliche Umlenkungen festgelegt wird, dass das Schussfadenliefergerät F mit seiner Längsachse x1 , x seitlich gekippt angeordnet ist, weil die Ebene, die durch die Stromauf- und Stromab- Schussfaden-Wegabschnitte a, b des hier getrennt vom Schussfaden-Liefergerät F angeordneten Tensiometers waagrecht ist. Eine gesteuerte Fadenbremse CB (gestrichelt angedeutet) kann vorgesehen sein, ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, falls, beispielsweise, der Tensiometer T aus anderen Gründen zur Messung der Fadenspannung bzw. des Fadenspannungsverlaufes bei jedem Liefervorgang benötigt wird. Zusätzlich zu den in Fig. 2 gezeigten Führungsteilen 10, 11 oder als Alternativen dazu könnten die Führungsösen 8, 12 an diesen Positionen vorgesehen werden.
Von der Greiferwebmaschine W ist in Draufsicht ein Webfach 18 erkennbar, das durch Kettfäden K gebildet wird, zwischen die der Schussfaden Y eingetragen wird, und zwar mittels eines Bringergreifers 19 und eines Nehmergreifers 20. Bei jedem Eintragvorgang bringt der Bringergreifer 19 der Eintragvorrichtung EV das freie Schussfadenende bis in etwa zur Mitte des Webfachs 18, ehe der Nehmergreifer 20 das freie Schussfadenende übernimmt und zur Gänze durch das Webfach 18 zieht, bis es am gegenüberliegenden Geweberand angelangt ist.
Da an der Webmaschine W in vielen Fällen mehrere Fadenkanäle mit jeweils einem Schussfaden-Liefergerät F vorgesehen sind, und die Fadenkanäle hinsichtlich der
Fadengeometrie weitgehend ähnlich gestaltet sein sollten, kann die jeweils durch die Stromauf- und Stromab-Schussfaden-Wegabschnitte a, b definierte Ebene eine beliebige Lage im Raum haben. Das Schussfaden-Liefergerät F wird mit seiner Achse X1, X jeweils in dieser Ebene so gekippt, dass ohne nennenswerte zusätzliche Umlen- kungen am Tensiometerelement E der vorbestimmte Umlenkwinkel α erzeugt wird.
In Fig. 3 ist in einer Seitenansicht ein Schussfaden-Verarbeitungssystem S an einer Projektil-Webmaschine W angedeutet. Die von den Stromauf- und Stromab-Schussfa- den-Wegabschnitten a, b definierte Ebene liegt hier in der Zeichnungsebene und beispielsweise vertikal in Bezug auf das Webfach 18 mit den Kettfäden K. Die Eintragvorrichtung EV verfügt über mehrere Projektile 21, deren jedes bei einem Eintragtakt einen Schussfaden durch das Webfach 18 einträgt. Die Achsen X, X1 sind relativ zum Stromab-Schussfaden-Wegabschnitt b mit dem vorbestimmten Umlenkwinkel α gekippt angeordnet.
In dem Schussfaden-Verarbeitungssystem wird eine Positionierung des Schussfaden- Liefergeräts mit der Achse X des Speicherkörpers 4 in Bezug auf das Tensiometerelement E und die Eintragvorrichtung EV eingestellt, mit der außer dem vorbestimmten Umlenkwinkel α, der für eine präzise Messung der Fadenspannung durch das Tensiometerelement E erforderlich ist, keine weitere zusätzliche nennenswerte Umlenkung des Fadens Y mehr erfolgt.
Beim Stricken mit Uberkopfabzug des Fadens vom Speicherkörper eines Strickliefergeräts in das Stricksystem als die Eintragvorrichtung EV können ebenfalls die vorher beschriebenen Anordnungen des Tensiometers mit im Wesentlichen nur einer Umlenkung im Tensiometerbereich vorgesehen werden. Es kann eine gesteuerte Fadenbremse oder eine andere Fadenbremse vorgesehen sein.