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Dokumentenidentifikation DE10028049B4 29.06.2006
Titel Düsenwebmaschine mit einem Schussfadeneintragssystem
Anmelder Lindauer Dornier GmbH, 88131 Lindau, DE
Erfinder Schiller, Peter, 88131 Lindau, DE;
Teufel, Dieter, 88085 Langenargen, DE;
Gielen, Markus, 88131 Lindau, DE
DE-Anmeldedatum 06.06.2000
DE-Aktenzeichen 10028049
Offenlegungstag 20.12.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 29.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.06.2006
IPC-Hauptklasse D03D 47/28(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse D03D 47/30(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Düsenwebmaschinen nach den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 30 43 003 C2 ist ein Verfahren zum Transport der Schussfäden mittels eines strömenden Fluids durch das Webfach einer Webmaschine, sowie eine Webmaschine zur Durchführung des Verfahrens bekannt.

Hintergrund des bekannten Verfahrens ist, die Webmaschine optimal zu betreiben, und zwar so, dass zu jedem Zeitpunktes des Schusses die Eintragsdüsen nur mit soviel strömendem Fluid eines hohen Druckes gespeisst werden, dass die gewünschte Schussgeschwindigkeit oder die gewünschte Fadenflugzeit in Relation zur Drehzahl der Webmaschine erreicht wird. Dazu sieht das bekannte Verfahren vor, von jedem Schussfaden die Transportgeschwindigkeit zu messen, ein für die gemessene Transportgeschwindigkeit repräsentatives Signal einem Steuersystem zuzuführen, in welchem dieses Signal in ein Steuersignal umgewandelt wird, das diejenigen Komponenten des Schussfadentransportsystems beeinflusst, welche die Geschwindigkeit des Schussfadens bestimmen.

In Ausgestaltung des vorgenannten Verfahrens wird eine kontinuierliche Messung der zum Schusstransport erforderlichen Zeit, also der Fadenflugzeit, durchgeführt und zwar wird über eine Anzahl aufeinander folgender Schüsse die mittlere Schusszeit bestimmt und diese mit der gewünschten Schusszeit verglichen, wobei man ein für den zu messenden Zeitunterschied repräsentatives Signal einem Steuersystem zuführt, in welchem dieses Signal in ein Steuersignal umgewandelt wird, das die Komponenten des Schussfadentransportsystems beeinflusst.

Um ein Steuersignal zur Beeinflussung der Komponenten des Schusstransportsystems zu erhalten, sieht die bekannte Verfahrensweise also vor, über eine Anzahl aufeinander folgender Schüsse eine mittlere Schusszeit je Schussfadentyp zu bestimmen und diese mit der Soll-Schusszeit des Schussfadentyps zu vergleichen.

Das ist eine aufwendige Vorgehensweise.

Über Art und Aufbau der Komponenten des Schussfadentransportsystems gibt die bekannte DE 30 43 003 C2 keine Auskunft. Komponenten des Schusstransportsystems sind u.a. Magnetventile zum Schalten bzw. Steuern oder Regeln von Volumenströmen.

Des weiteren ist aus der DE 28 36 206 B2 eine elektronische Steuereinrichtung für eine Webmaschine bekannt, die abhängig von der Winkelstellung der Hauptwelle verschiedene Betriebsglieder wie beispielsweise eine Schussfadeneintrags-Luftdüse der Webmaschine über Betätigungselemente wie z.B. Magnetventile ansteuert.

Nicht bekannt ist, Ventile mit einem piezo-elektrischen Antrieb, wie sie u.a. aus DE 195 47 149 A1 und DE 197 23 388 C1 bekannt sind, als Komponente in einem Schussfadeneintragsystem einer Düsenwebmaschine zu verwenden, um die allgemein bekannten Nachteile der verwendeten Magnetventile auszuräumen.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Webmaschine mit einer Ventilstruktur auszurüsten, die bei einer von einer Sollfadenflugzeit abweichenden Fadenflugzeit reaktionsschnell eine zwischen Soll- und Istfadenflugzeit auftretende Zeitdifferenz kompensiert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit einer Düsenwebmaschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Düsenwebmaschine weist ein Schussfadeneintragssystem auf, welches Schussfadeneintragsdüsen und Komponenten zur Beaufschlagung der Schussfadeneintragsdüsen mit einem Schussfadentransportmedium umfasst. Die Komponenten beeinflussen zusammen mit einer eine Datenbank beinhaltende Webmaschinensteuerung den Druck oder die Menge des den Schussfadeneintragsdüsen zugeführten Schussfadeneintragsmedium zur Ausführung vergleichsweise identischer Webzykluszeiten bei identischen oder voneinander abweichenden spezifischen Qualitätsparametern der Schussgarne. Die erfindungsgemäße Düsenwebmaschine weist des Weiteren Ventile mit einer Ventilstruktur auf, die piezo-elektrische Antriebe zur Regelung bzw. Steuerung des Mediumdruckes und/oder der Mediummenge besitzt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung besteht die Ventilstruktur aus wenigstens einem rahmenartig ausgebildeten Ventilmodul, das einen Ventilausgang besitzt. Das Ventilmodul besitzt ferner einen auf den Ausgang wirkenden piezo-elektrischen Aktuator und des weiteren ist das Ventilmodul zwischen einer ersten und einer zweiten kopfseitigen Flanschplatte aufgenommen, wobei wenigstens eine der Flanschplatten einen Ventileingang besitzt. Mehrere baugleiche Ventilmodule bilden zusammen die modular aufgebaute Ventilstruktur, wobei jedes Modul einen separat ansteuerbaren piezo-elektrischen Aktuator besitzt, der als ein einseitig freischwingend gehaltenes Schwingelement ausgebildet ist, an dessen freiem Ende ein dem Ventilausgang gegenüberliegender Ventilteller angeordnet ist.

Besteht die Ventilstruktur aus einzelnen Ventilmodulen, so ist jedes Ventilmodul einer Eintragsdüse oder einer Gruppe von Eintragsdüsen des Schussfadeneintragsystems zugeordnet.

Jedes Ventilmodul besitzt, wie vorstehend erwähnt, verständlicherweise einen eigenen Ausgang, jedoch besitzt die Gesamt-Ventilstruktur mit den Modulen wenigstens einen gemeinsamen Ventileingang. Der Ventileingang ist vorzugsweise in einer die Ventilstruktur abschließenden bzw. die Module einschließenden kopfseitigen Flanschplatte vorgesehen. Innerhalb des wenigstens einen Ventilmoduls bzw. innerhalb der Ventilstruktur ist wenigstens ein Sensor angeordnet, der den innerhalb der Ventilstruktur herrschenden statischen Druck erfasst. Der erfasste Druckwert wird als elektrisches Signal der Webmaschinensteuerung signalübertragend gemeldet.

Ein weiterer Sensor kann in dem Ausgang jedes Ventilmoduls integriert sein, der den dynamischen Druck des über Leitungen zu den Eintragsdüsen fliesenden Mediums erfasst und die erfassten Druckwerte als elektrische Signale der Webmaschinensteuerung meldet.

Dieser Sensor dient einmal der Kontrolle des dynamischen Druckniveaus in den betreffenden Schussfadeneintragdüsen, aber auch dazu, um die sich aus dem Vergleich zwischen Soll- und Istfadenflugzeit ergebende Differenz zu kompensieren, nämlich durch Änderung des Druckes oder der Durchflussmenge des Mediums zu den Eintragdüsen, was der automatischen Erstellung eines geänderten oder eines neuen Soll-Druckprofils für den betreffenden Schussfaden und für einen folgenden Schusseintrag entspricht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann jeder piezo-elektrische Aktuator mit einem Messsystem und/oder mit einer Vorspanneinrichtung zusammenwirken, das/die entweder einen vorbestimmten Durchflussspalt "X" zwischen dem Ventilausgang und dem Ventilteller realisiert oder das/die dem vollständigen Schließen des Ausganges dient.

In einem ersten Beispiel kann die Vorspanneinrichtung ein mit dem piezo-elektrischen Schwingelement verbundener Permanentmagnet sein, der mit einer mit Gleichstrom betriebenen Spule zusammenwirkt.

In einem zweiten Beispiel kann die Vorspanneinrichtung wahlweise aus einer mit dem piezo-elektrischen Schwingelement wirkverbundenen Druck- oder Zugfeder bestehen.

Das Messsystem kann dabei ein Wegmesssystem sein.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist der Vorteil verbunden, eine vorhandene Artikeldatenbank in der Steuerung der Düsenwebmaschine dahin gehend zu erweitern, dass dem darin gespeicherten charakteristischen Qualitätsparameter eines Schussfadens ein Soll-Druckprofil für den Schusseintrag zugeordnet werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung der Ventilstruktur können die Soll-Druckprofile kontinuierlich und automatisch so geändert oder neu erstellt werden, dass immer ein optimales Soll-Druckprofil für den Schusseintrag gegeben ist. Durch die automatische Druckregelung werden auftretende Zeitdifferenzen zwischen aufeinander folgenden Webzyklen vollständig beseitigt.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die Druckprofile automatisch an verschiedene Tourenzahlen der Webmaschine anpassbar sind oder dass umgekehrt die Tourenzahl in Übereinstimmung mit den Soll-Druckprofilen gebracht wird.

Mit der neuen Ventilstruktur ist gegenüber bekannten Magnetventilen eine schnellere Reaktionszeit und damit eine verbesserte Dynamik beim Schusseintrag verbunden. Ferner lassen sich mit der neuen Ventilstruktur, neben dem Schusseintrag an sich, Hilfsfunktionen, wie z.B. das Einfädeln des Schussfadens in die Hauptdüse und wie das pneumatische Einlegen der Schussfadenenden zur Ausbildung einer Einlegekante, steuern. Die neue Ventilstruktur kann zudem beliebig in der Webmaschine platziert werden. Das lässt eine optimale Druckschlauchverlegung zu. Zumindest für die Hauptdüsenfunktion kann die Ventilstruktur nahezu verschleissfrei betrieben werden, weil wegen der erforderlichen Schussfadenhalteluft eine von Null verschiedene Ventilöffnung vorgebbar ist.

Wird die Ventilstruktur den Hauptdüsen oder anderen Verbrauchern direkt zugeordnet, so entfällt ein Totvolumen bzw. eine Totzeit, die bisher durch den Druckaufbau in den Schlauchleitungen verursacht wurde, weitestgehend. Das bedeutet, unmittelbare oder kurze Reaktionszeit und Genauigkeit in der Funktionserfüllung.

Dadurch, dass die Ventilstruktur nur einen Ventileingang besitzt, wird die Betriebssicherheit und die Wartung der Ventilstruktur vereinfacht.

Bei entsprechender Dimensionierung der Ventilmodule oder durch Hinzufügen sogenannter Blindmodule kann das Volumen der Ventilstruktur so gestaltet werden, dass der Tank für die Hauptdüsen entfallen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

1 die schematische Ventilstruktur in Wirkverbindung mit der Hauptdüse einer Düsenwebmaschine,

2 die Ventilstruktur mit der Hauptdüse nach Ansicht A in 1,

3 ein Ventilmodul im Schnitt mit einer Vorspanneinrichtung,

4 ein Ventilmodul im Schnitt mit einem im Ventilausgang integrierten Drucksensor,

5 ein Soll-Druckprofil eines Zwei-Wege-Magnetventils im Vergleich mit dem Soll-Druckprofil eines Ventilmoduls mit piezo-elektrischem Aktuator im Schussfadeneintragsystem einer Düsenwebmaschine.

In 1 und 2 besteht die Ventilstruktur 2 eines Schussfadeneintragsystems 1 aus einem bzw. zwei rahmenartig ausgebildeten Ventilmodulen 3, 4 wobei in jedem Ventilmodul 3, 4 ein piezo-elektrischer Aktuator 5 in Art eines einseitig freischwingend gehaltenen piezo-elektrischen Schwingelementes angeordnet ist.

Das Schwingelement ist einseitig mit der Innenwand 3a des Ventilmoduls 3 verbunden.

Zur elektrischen Ansteuerung steht jedes Schwingelement über separate Steuerleitungen 6 mit der Steuerung 7 der Webmaschine signalübertragend in Verbindung.

Die Steuerung 7 besitzt eine Datenbank 7a, in welcher wenigstens ein für den Schussfadeneintrag charakteristischer Parameter abgelegt ist.

Verfahrensgemäß wird jedem charakteristischen Parameter eines Schussfadens ein die Sollfadenflugzeit sicherndes Soll-Druckprofil zugeordnet.

In einem in der Steuerung 7 vorhandenen Komparator 7b wird die Istfadenflugzeit mit der Sollfadenflugzeit verglichen. Ein sich aus der Differenz beider Flugzeiten ergebendes Signal wird der Steuerung 7 zugeführt, in welcher das Signal in ein Steuersignal umgewandelt wird. Das Steuersignal wird über die betreffende Steuerleitung 6 dem piezo-elektrischen Akutator 5 zugeleitet, welcher den Druck und/oder die Menge des der Schussfadeneintragdüse 8 zuzuführenden Mediums im Sinne einer kontinuierlichen Änderung des Soll-Druckprofils beeinflusst.

Basis der Beeinflussung der einzelnen Piezo-Aktuatoren 5 ist ein innerhalb der Ventilstruktur 2 erfassender Sensor 9, mittels dessen die Größe des Spaltes X bestimmt wird, wodurch sich ein definierter Durchfluss von dem betreffenden Ventilmodul 3 zur betreffenden Schussfadeneintragsdüse 8 einstellt.

In dem Bereich zwischen dem jeweiligen Ventilmodul 3, 4 und der Schussfadeneintragdüse 8 ist ein zweiter Sensor 10 zur Erfassung des Istdruckes vorhanden, wie in 4 gezeigt, vorzugsweise in dem Ausgang 11 jedes Ventilmoduls 3, 4.

Mit dem gemessenen Ergebnis des zweiten Sensors 10 ist es nun möglich, ein neues Soll-Druckprofil für Schusseinträge zu erstellen, die jenem Schusseintrag folgen, in welchem eine Differenz zwischen Ist- und Sollfadenflugzeit oder eine Differenz zwischen Soll-Druckprofil und Ist-Druckprofil aufgetreten ist.

Um eine kontinuierliche Änderung des Soll-Druckprofils zu ermöglichen, besitzt der Aktuator 5 entlang seiner Längsachse L einen oberen Piezo-Stapel 5b und einen unteren Piezo-Stapel 5c. Die Piezo-Stapel 5b, 5c werden gegensinnig betrieben, so dass sich der Aktuator 5 längs seiner Achse L in Richtung hin zu dem Ventilausgang 11 oder in Richtung weg von dem Ventilausgang 11 krümmt. Dadurch wird z.B. der vorgegebene Spalt X zwischen Ventilausgang 11 und Ventilteller 5a verändert. Andere Anordnungen oder auch die Verwendung eines longitudinal wirkenden Aktuators 5 liegen im Rahmen der Erfindung.

2 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Ventilstruktur 2 mit einem ersten Ventilmodul 3 und einem zweiten Ventilmodul 4. Beide Module sind zwischen einer ersten kopfseitigen Flanschplatte 13 und einer zweiten kopfseitigen Flanschplatte 14 eingeordnet und durch Verbindungsmittel 15 zu der Ventilstruktur 2 zusammengefügt.

Die kopfseitige Flanschplatte 13 ist hier mit dem Eingang 16 versehen, wie in 1 deutlich dargestellt. Ein Druckschlauch 17 stellt die Verbindung zwischen einer nicht dargestellten Druckquelle und der Ventilstruktur 2 her.

Der Druckschlauch 12 zur Verbindung des jeweiligen Ventilmoduls 3,4 und der jeweiligen Eintragsdüse 8 ist hier als strichpunktierte Linie dargestellt.

Ferner nimmt die kopfseitige Flanschplatte 13 den Drucksensor 9 auf, der den innerhalb der Ventilstruktur 2 herrschenden statischen Druck des Mediums erfasst.

In 3 ist an dem körperlich in das Innere jedes Ventilmoduls 3, 4 ragenden Ausgang eine vorzugsweise mit Gleichstrom erregbare Spule 18 angeordnet, die mit einem am Ventilteller 5a vorhandenen Permanentmagneten 19 in Wirkverbindung treten kann.

Die betreffenden Spulen 18 und die betreffenden Permanentmagnete 19 bilden zusammen eine auf den jeweiligen Piezo-Aktuator 5 wirkende Vorspanneinrichtung aus.

Diese Vorspanneinrichtung kann auf den Piezo-Aktuator 5 entlastend oder belastend wirken.

In einem anderen Fall kann die Vorspanneinrichtung aus einem nicht dargestellten Druck- oder Zugfederelement bestehen, das mit dem Aktuator 5 wirkverbunden ist.

5 zeigt die Kurve 20 des Soll-Druckprofils für die Schussfadeneintragsdüse 8 einer Düsenwebmaschine über die Schussfadenflugzeit unter Verwendung eines nach dem Stand der Technik bekannten Zwei-Wege-Magnetventils.

Ferner zeigt 5 mit der Kurve 21 ein durch Regelung beeinflussbares Soll-Druckprofil für dieselbe Schussfadeneintragsdüse 8 derselben Düsenwebmaschine, wobei das Soll-Druckprofil durch einen piezo-elektrisch gesteuerten Aktuator 5 eines Ventilmoduls 3, 4 der Ventilstruktur 2 erzeugt wird.

Durch Übereinanderlegen der Druckprofile 20, 21 entsteht ein erster schraffierter Bereich 22 und ein zweiter schraffierter Bereich 23.

Der schraffierte Bereich 22 bedeutet, dass im Vergleich mit dem Druckverlauf gemäß Kurve 20 eines Magnetventils der Druckverlauf gemäß Kurve 21 eines Ventils mit Piezo-Aktuator 5 den Schussfaden "sanfter" beschleunigt.

Der obere schraffierte Bereich 23 macht deutlich, dass der Schussfaden mittels des piezo-gesteuerten Ventils mit einem höheren Druck beschleunigt wird.

Daraus ergibt sich insgesamt eine gleichmäßigere Belastung des Schussfadens in der Eintragsphase. Ferner zeigt das Diagramm, dass die maximale Amplitude des Druckprofils 21 verändert werden kann, um dadurch stabile Schussfadenflugzeiten zu erhalten.

01Schussfadeneintragsystem 02Ventilstruktur 03Ventilmodul 03aInnenwand 04Ventilmodul 05Aktuator, Schwingelement 05aVentilteller 05bPiezo-Stapel 05cPiezo-Stapel 06Steuerleitung 07Steuerung 07aDatenbank 07bKomparator 08Schussfadeneintragsdüse 08aEingang 09Sensor 10Sensor 11Ventilausgang 12Druckleitung 13Flanschplatte 14Flanschplatte 15Verbindungsmittel 16Ventileingang 17Druckschlauch 18Spule 19Permanentmagnet 20Soll-Druckprofil 21Soll-Druckprofil 22Bereich 23Bereich

Anspruch[de]
  1. Düsenwebmaschine mit einem Schussfadeneintragsystem, umfassend Schussfadeneintragsdüsen und Komponenten zur Beaufschlagung der Schussfadeneintragsdüsen mit einem Schussfadentransportmedium, wobei die Komponenten zusammen mit einer eine Datenbank beinhaltenden Webmaschinensteuerung den Druck oder die Menge des den Schussfadeneintragsdüsen zugeführten Schussfadeneintragsmediums zur Ausführung vergleichsweise identischer Webzykluszeiten bei identischen oder voneinander abweichenden spezifischen Qualitätsparametern der Schussgarne beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten aus einem einzigen Ventilmodul je Schussfadeneintragsdüse (8) bestehen, wobei mehrere Ventilmodule (3, 4) eine Ventilstruktur (2) ausbilden, in welcher Ventilstruktur jedes Modul (3, 4) einen Ventilausgang (11) und einen auf den Ventilausgang wirkenden piezo-elektrischen Aktuator (5) besitzt, in welcher Ventilstruktur (2) die Ventilmodule (3, 4) zwischen einer ersten kopfseitigen Flanschplatte (13) und einer zweiten kopfseitigen Flanschplatte (14) aufgenommen sind, wobei wenigstens eine der Flanschplatten (13, 14) einen Eingang (16) besitzt, und wobei innerhalb eines der Ventilmodule (3, 4) wenigstens ein Drucksensor (9) zur Erfassung des statischen Druckes angeordnet ist, welcher Drucksensor (9) mit der Webmaschinensteuerung (7) signalübertragend verbunden ist.
  2. Düsenwebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der piezo-elektrische Aktuator (5) ein einseitig freischwingend gehaltenes piezo-elektrisches Schwingelement ist, an dessen freiem Ende ein dem Ausgang (11) gegenüberliegender Ventilteller (5a) angeordnet ist.
  3. Düsenwebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Mehrfachmodulaufbau der Ventilstruktur (2) jeder piezo-elektrische Antrieb (5) separat angesteuert ist.
  4. Düsenwebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ausgang (11) jedes Ventilmoduls (3, 4) ein Sensor (10) angeordnet ist, der mit der Steuerung (7) signalübertragend verbunden ist.
  5. Düsenwebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem piezo-elektrischen Aktuator (5) ein Messsystem wirkverbunden ist.
  6. Düsenwebmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ventilmodul (2) vorzugsweise im Bereich des Ausganges (11) eine Vorspanneinrichtung besitzt.
  7. Düsenwebmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung aus dem mit einem Permanentmagneten (19) ausgerüsteten Ventilteller (5a) und aus einer im Bereich des Ausganges (11) angeordneten elektrisch erregbaren Spule (18) besteht.
  8. Düsenwebmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorspanneinrichtung ein mit dem Aktuator (5) wirkverbundenes Federelement ist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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