Verfahren zum Überwachen des Schussfadenfreigabe- und Stoppvorganges an Vorspulgeräten für Webmaschine

Abstract

 Aufgabe der Erfindung ist es, die Ist-Schaltzeiten der Faden-Stoppereinrichtung eines mit einer Webmaschine wirkverbundenen Vorspulgerätes im Hinblick auf unzulässige Abweichungen gegenüber Soll-Schaltzeiten zu überwachen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass während der elektrischen Ansteuerung der Faden-Stoppereinrichtung ein auftretendes an sich bekanntes charakteristisches Merkmal im Steuerstromverlauf (I) über die Zeit (t) als signifikante Größe zum Feststellen der Funktionstüchtigkeit der Faden-Stoppereinrichtung verwendet wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen des Schussfadenfreigabe- und Stoppvorganges an Vorspulgeräten, die insbesondere mit Luftdüsenwebmaschinen in Wirkverbindung stehen.

[0002] Bekannt ist, dass moderne, schnell laufende Luftdüsenwebmaschinen mit sogenannten Vorspulgeräten in Verbindung stehen, durch die, entsprechend der Schussfadeneintragsleistung der Webmaschine, die Schussfäden in vorbestimmten Längen freigegeben werden.
Dem Freigeben einer definierten Schussfadenlänge folgt steuerungstechnisch das Stoppen der freigegebenen Schussfadenlänge.
Der auf einer Trommel des Vorspulgerätes aufgewickelte Schussfaden wird dabei abzugsseitig der Trommel von einem sogenannten Fadenstopper im Sinne einer Klemme gehalten.
Im Prozess des Schussfadeneintragens sind die Hauptdüse der Luftdüsenwebmaschine und das Vorspulgerät derart elektrisch angesteuert, dass der Fadenstopper des Vorspulgerätes die Schussfadenlänge synchron mit der elektrischen Ansteuerung des elektromagnetischen Steuerventils der Hauptdüse freigibt und der Fadenstopper am Ende des Schussfadeneintragprozesses die Schussfadenfreigabe blockiert. Dadurch wird erreicht, dass nur die Schussfadenlänge von dem Vorspulgerät freigegeben wird, die der notwendigen Schussfaden-Eintragslänge entspricht. Diese notwendige bzw. definierte Schussfadenlänge wird dabei dadurch erreicht, dass die Trommel des Vorspulgerätes im Durchmesser verstellbar ist und so eine ganzzahlige Anzahl von Windungen aufnimmt und freigibt, die der Schussfadeneintragslänge entspricht.
Bekannte Ausführungen von Vorspulgeräten besitzen wenigstens einen Fadenstopper, der radial zum Trommeldurchmesser bewegbar ist und dabei den Schussfaden freigibt oder stoppt.
Gemäss EP 0 544 730 B1 wird die wenigstens eine Stoppereinrichtung elektromagnetisch direkt betätigt oder auch indirekt im Zusammenhang mit dem Schalten eines elektromagnetisch betätigbaren Ventils der Hauptdüse betätigt.
Die synchrone Betriebsweise der elktromagnetischen Stoppereinrichtung des Vorspulgerätes und des Magnetventils der Hauptdüse einer Luftdüsenwebmaschine setzt voraus, wie aus der EP 0 544 730 B1 hervorgeht, dass sowohl die Zeitpunkte zur Freigabe und zum Stoppen des Schussfadens als auch die Funktionszeiten der Hauptdüse in Übereinstimmung sind oder sich in vertretbaren Grenzen bewegen. Ob im Laufe des Webbetriebes die notwendigen Voraussetzungen der synchronen Betriebsweise weiter bestehen, unterliegen nach dem Stand der Technik keiner Überwachung.
Zum Beispiel in dem Fall, dass der Stopper des Vorspulgerätes den Schussfaden zu einem Zeitpunkt freigibt, der wenige Millisekunden nach dem Funktionszeitpunkt für den Schussfadeneintrag der Hauptdüse liegt, wird der Schussfaden zwischen dem Vorspulgerät und der Hauptdüse einer relativ hohen Fadenzugkraft ausgesetzt. Diese Fadenzugkraft kann je nach Garnparameter, wie z.B. Zugfestigkeit, unmittelbar während der vorgenannten relativ kurzen Zeitspanne oder beim weiteren Verlauf des Schussfadeneintragprozesses zu einem sogenannten Schussfadenbruch führen.
Ohne eine vergleichende Überwachung der Funktionszeiten der Stoppereinrichtung des Vorspulgerätes, also der Zeitpunkte, zu denen der Stopper den Schussfaden freigeben und stoppen muss, und des Funktionszeitpunktes der Hauptblasdüse, also des Zeitpunktes, an dem der Schussfadeneintrag erfolgt, ist ein direktes Erkennen der Ursache eines Schussfadenbruchs nicht möglich.
Auch ein Stoppen des Schussfadens zu einem Zeitpunkt, der nach dem steuerungsseitig vorgegebenen Stoppzeitpunkt liegt, führt zu Produktionsstörungen, weil von der Trommel des Vorspulgerätes eine weitere ganzzahlige Fadenwindung abgegeben wird, die für den Schussfadeneintrag zunächst nicht benötigt wird.
Die Produktionsstörung kann hier im Bilden von Schussfadenschlingen liegen, die ebenfalls Ursache von Schussfadenbrüchen sein können.

[0003] Aus der DE 196 02 513 C1 ist ein Verfahren zum Überwachen der Funktionstüchtigkeit elektrisch ansteuerbarer Magnetventile in Webmaschinen bekannt.
Hintergrund der Erfindung ist, dass frühzeitig ein möglicher Ausfall der in Webmaschinen verwendeten pneumatisch betriebenen und elektrisch ansteuerbaren Hilfsaggregate erkannt werden kann.
Bei der Lösung der Aufgabe ist man von der allgemeinen Kenntnis ausgegangen, dass alle elektromagnetischen Systeme, so auch elektrisch angesteuerte Magnetventile, einen charakteristischen Kurvenverlauf des Steuerstromes (I) über die Zeit (t) aufweisen.
Die besondere Charakteristik des Steuerstromes (I) über die Zeit (t) stellt sich im aufsteigenden Teil einer Kurve als kurzzeitiger Stromeinbruch dar.
Dieser Stromeinbruch ergibt sich regelmäßig, wenn der Magnetkreis bei einem Elektromagnetsystem geschlossen wird.

[0004] Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, die Ist-Schaltzeiten der Stoppereinrichtung eines mit einer Webmaschine wirkverbundenen Vorspulgerätes im Hinblick auf unzulässige Abweichungen gegenüber Soll-Schaltzeiten zu überwachen.

[0005] Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Anwendung der an sich bekannten Verfahrensschritte gem. der Erfindung nach der DE 196 02 513 C1 gelöst.
Danach wird nun auch bei elektrischer Ansteuerung der elektromagnetischen Stoppereinrichtung eines Vorspulgerätes der charakteristische Stromverlauf einer aus einer Spule, eines federbelasteten Stoppers und eines ersten und zweiten Positionssignalgebers für den Stopper bestehenden Einrichtung erfasst.
Erfindungswesentlich ist danach, dass der kurzzeitige Einbruch des Steuerstromes, der sich regelmäßig ergibt, wenn der Magnetkreis bei einem elektromagnetisch betriebenen System geschlossen wird, im aufsteigenden Teil einer Kurve über die Zeit messtechnisch erfasst und in einem Diagramm dargestellt wird.

[0006] Das Auftreten dieses kurzzeitigen Stromeinbruchs zum Zeitpunkt der Ansteuerung t_ein wird mit Δ t₁ als Sollwert vorgegeben und mit einem ermittelten Istwert Δ t_1' verglichen. Für den Fall, dass der ermittelte Istwert Δ t_1' außerhalb des vorgegebenen Zeitpunktes Δ t₁ (Sollwert) oder eines vorgegebenen Zeitfensters (Soliwerthereich) liegt, wird eine Fehlermeldung in der Steuerung der Webmaschine generiert, die zum Unterbrechen des Webprozesses führt.
Wenn mehrmals hintereinander die gleiche Abweichung vom vorgegebenen Sollwert oder Sollwertbereich auftritt, kann erfindungsgemäß ein Verlegen des Ansteuerzeitpunktes der Stoppereinrichtung im Sinne einer zeitlichen Vorverlegung oder Verzögerung erfolgen.

[0007] Erfolgt die Freigabe des Schussfadens durch die Stoppereinrichtung elektromagnetisch mit federbelastetem Stopper, so wird in Ausgestaltung der Erfindung zur Kontrolle der Stoppfunktion ein Weg- oder Positionssignal generiert. Dafür kommen z.B. als Mittel Lichtschranken, Initiatoren, Hallsensoren und dgl. in Frage.

[0008] Bei Verwendung eines Umkehrhubmagneten z.B. tritt das charakteristische Merkmal des kurzzeitigen Einbruchs des Steuerstroms (I) sowohl bei dem Freigeben als auch beim Stoppen des Schussfadens durch den Fadenstopper auf.
Erfindungsgemäß kann nun in weiterer Ausgestaltung der Erfindung wahlweise das erste oder zweite charakteristische Merkmal zur Schaltzeitüberwachung der Stoppereinrichtung verwendet werden.

[0009] Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

[0010] In den Zeichnungen zeigen:

Figur 1

ein Diagramm mit dem Verlauf des Steuerstroms (I) eines elektrisch angesteuerten elektromagnetischen Systems über die Ansteuerzeit (t),

Figur 2

ein Blockschaltbild, nach welchem die Messwerte und/oder der Steuerstromverlauf erfasst und verglichen wird,

Figur 3

ein Vorspulgerät in schematischer Darstellung mit der Stoppereinrichtung.

[0011] Im Diagramm gemäß Figur 1 ist auf der Ordinate der Steuerstrom I und auf der Abszisse die Zeit t des wirksamen Steuerstroms einer an eine Gleichstromquelle VDC angeschlossenen Stoppereinrichtung bzw. einer nicht dargestellten Fadenbremseinrichtung eines Vorspulgerätes 1 gemäß Figur 3 aufgetragen.
Der Stromverlauf in einem elektromagnetischen System, wie es die Stopper- oder die Fadenbremseinrichtung darstellt, ist bekannt.
Demnach ist auch bekannt, dass sich im aufsteigenden Teil 1a der Stromverlaufskurve 1 ein kurzzeitiger Stromeinbruch nach dem Ansteuern t_ein der Stopper- oder Fadenbremseinrichtung zu einem Zeitpunkt Δt₁ als charakteristisches Merkmal 2 einer solchen Kurve 1 ergibt.
Dieses charakteristische Merkmal 2 tritt auf, wenn sich der Magnetkreis der aus wenigstens der Spule 7 und dem Stopper 4 bestehenden Stoppereinrichtung oder der Magnetkreis der nicht dargestellten Fadenbremseinrichtung schließt.

[0012] Bei Vorspulgeräten, die mit wenigstens einer elektromagnetisch wirkenden Stoppereinrichtung und mit einer elektromagnetischen Fadenbremseinrichtung ausgerüstet sind und die in Webmaschinen, insbesondere in Luftdüsenwebmaschinen Anwendung finden, ist beim Ansteuern der Stoppereinrichtung oder der Fadenbremseinrichtung das Auftreten des charakteristischen Merkmals 2' zu einem Zeitpunkt Δt_1' , dessen Abweichung in Zeit und Größe gegenüber einem charakteristischen Merkmal 2 zu einem Zeitpunkt Δt₁ oder das Ausbleiben des charakteristischen Merkmals 2 ein Indikator für die Funktionstüchtigkeit der erwähnten Einrichtungen eines Vorspulgerätes oder ein Indikator für einen schädliche Asynchronität im Zusammenspiel zwischen dem Schusseintragssystem der Webmaschine und dem Vorspulgerät 3.

[0013] Das charakteristische Merkmal 2 bei Δt₁ der Kurve 1 gemäß Figur 1 wird z.B. durch eine Spitzenwertdetektion überwacht. Das Detektionssignal wird an eine an sich bekannte Messschaltung 10 weiter geleitet, siehe auch Figur 2.
Das charakteristische Merkmal 2 bei Δt₁ stellt sich beim Ansteuern (Einschalten) jeder Stoppereinrichtung oder jeder Fadenbremse durch hier nicht näher genannte Mittel einer Webmaschinensteuerung dar.

[0014] Bleibt das charakteristische Merkmal 2 während des Ansteuerns im Webprozess aus oder wird über die Messwertschaltung 10, Messwertaufnehmer 11 und Referenzwertaufnehmer 12 mittels des Vergleichers 13 z.B. eine Zeitdifferenz zwischen dem als Referenzwert Δt₁ (Sollwert) abgelegten und dem gemessenen Δt_1' (Istwert) festgestellt, die außerhalb eines Toleranzbereiches liegt, erhält die betreffende Steuereinrichtung der Webmaschine ein Signal, das entweder das Ausbleiben des charakteristischen Merkmals 2 im Steuerstrom 1 der Stoppereinrichtung oder der Fadenbremseinrichtung anzeigt und/oder ein Unterbrechen des Webprozesses auslöst.

[0015] Auf der Abszisse gemäß Figur 1 ist beispielhaft ein gemessener Istwert Δt_1' für das Auftreten des charakteristischen Merkmals 2' dargestellt. Diese Ist-Zeitdauer Δt_1' und/oder die Ist-Steuerstromkurve 1' wird als Messwert erfasst. Diese Messwerte werden mit den Referenzwerten in dem Vergleicher 13 gemäß Figur 2 verglichen.
In Abhängigkeit von der Größe eines aus den Zeiten Δt₁ und Δt_1' ermittelten Differenzwertes und/oder eine sich jeweils aus zwei miteinander verglichenen Kurvenverläufen 1 und 1' ergebende Differenz im Auftreten des charakteristischen Merkmals 2 bzw. 2' wird der Zeitpunkt t_ein , der dem Ansteuerzeitpunkt der Stoppereinrichtung 4,7 gemäß Figur 3 oder der nicht dargestellten Fadenbremseinrichtung entspricht, korrigiert. Wichtig ist dabei, dass zumindest der Differenzwert zwischen Δt₁ und Δt_1' einen vorgegebenen Toleranzbereich nicht über- oder unterschreitet.
Wird im Verlaufe der Betriebszeit des Vorspulgerätes 1 z.B. ein Überschreiten des Toleranzbereiches festgestellt, so wird dies durch ein diesbezügliches Signal angezeigt, das mit dem Unterbrechen des Webprozesses einhergehen kann.

[0016] Das in Figur 3 schematisch dargestellte Vorspulgerät 3 besitzt eine Trommel 3a, auf der ein von einer nicht dargestellten Fadenspule abgezogener Schussfaden 5 aufgewickelt ist. Der Schussfaden 5 wird im Webprozess von der Trommel 3a über Kopf durch ein nicht dargestelltes Schussfadeneintragsorgan über eine Fadenführung 8 abgezogen.

[0017] In einer Luftdüsenwebmaschine ist das Schussfadeneintragsorgan die Hauptdüse.
Das Schussfadeneintragsorgan ist dabei so gesteuert, dass die Stoppereinrichtung, bestehend aus der Spule 7, dem mit einer Feder 4a belasteten Fadenstopper 4 und der wenigstens einen Detektiereinrichtung 6, oder z.B. eine in Abzugsrichtung des Schussfadens, siehe Pfeilrichtung 9, angeordnete Fadenbremseinrichtung den Schussfaden 5 synchron mit der Ansteuerung der Hauptdüse freigibt und am Ende des Schussfadeneintrags auf der Trommel 2 blockiert und gegebenenfalls eine Fadenbremseinrichtung den Schussfaden bremst.
Die Stoppereinrichtung und die nicht dargestellte Fadenbremseinrichtung stehen mit den in Figur 2 an sich bekannten Mitteln 10,11,12,13 und 14 in Verbindung, um mittels eines Soll-Istwert-Vergleichs zwischen wenigstens den Größen Δt₁ und Δt_1' Aufschluss über die Synchronisation der Schaltzeiten zwischen dem Magnetventil der Hauptdüse und der wenigstens einen Stoppereinrichtung eines mit der Webmaschine zusammenarbeitenden Vorspulgerätes 3 zu erzielen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Überwachen des Schussfadenfreigabe- und Stoppvorgangs an Vorspulgeräten für Webmaschinen, wonach vorzugsweise eine elektromagnetisch wirkende Stoppereinrichtung durch elektrische Ansteuerung intermittierend eine vorbestimmte, ganzzahlige Anzahl von Schussfadenwindungen zu einem vorbestimmten Zeitpunkt an eine Webmaschine freigibt und die Freigabe intermittierend stoppt, dadurch gekennzeichnet, dass während der elektrischen Ansteuerung der Stoppereinrichtung ein auftretendes an sich bekanntes charakteristisches Merkmal im Verlauf des Steuerstromes (I) über die Zeit (t) als signifikante Größe zum Feststellen der Funktionstüchtigkeit des Vorspulgerätes verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbleiben des charakteristischen Merkmals oder eine erkannte Zeitverschiebung des charakteristischen Merkmals der Steuerung der Webmaschine signalisiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die korrekte Funktion Schussfadenfreigabe durch einen Soll-Istwert-Vergleich zwischen dem zu einem Zeitpunkt Δ t₁ auftretenden charakteristischen Merkmal und dem zu einem von Δ t₁ abweichenden Zeitpunkt Δ t_1' auftretenden charakteristischen Merkmal überwacht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die korrekte Funktion Schussfadenstoppen durch ein vom Stopper ausgelöstes Positionssignal erzeugt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoppfunktion des Stoppers durch mechanisches Rückstellen des Stoppers erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Verwendung eines Umkehrhubmagneten für die Stoppereinrichtung das Überwachen der Hubbewegungen des Stoppers wahlweise mittels des charakteristischen Merkmals beim Freigeben oder des charakteristischen Merkmals beim Stoppen des Schussfadens erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrfaches Abweichen des Zeitpunktes Δ t_1' von dem Zeitpunkt Δ t₁ die Stoppereinrichtung als verschlissen interpretiert und eine entsprechende Meldung generiert wird.

8. Webmaschine, insbesondere Luftdüsenwebmaschine mit einem aus wenigstens einer Hauptblasdüse und einer Vielzahl von Hilfsblasdüsen bestehenden Schussfadeneintragssystem, wobei die Hauptblasdüse und die Hilfsblasdüsen mit elektrisch ansteuerbaren Magnetventilen in Verbindung stehen, mit wenigstens einem Vorspulgerät mit vorzugsweise einer elektrisch ansteuerbaren elektromagnetischen Schussfadenstoppereinrichtung und wobei zum Überwachen der Funktionstüchtigkeit der Magnetventile ein im Steuerstrom der Magnetventile auftretendes charakteristisches Merkmal zu einem Soll-Istwert-Vergleich verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Verwendung des charakteristischen Merkmals (2) zum Überwachen der Magnetventile ein im Steuerstrom der Schussfadenstoppereinrichtung auftretendes charakteristisches Merkmal zum Überwachen der Funktionstüchtigkeit der Schussfadenstoppereinrichtung verwendet wird, und dass wenigstens das charakteristische Merkmal zum Überwachen des Hauptblasdüsenventils und das charakteristische Merkmal zum Überwachen der Stoppereinrichtung in einer Webmaschinensteuerung auf vorhandene zeitliche Koinzidenz geprüft werden und ein Fehlersignal für eine Anzeige und/oder das Abschalten der Webmaschine erzeugt wird, wenn wenigstens ein charakteristisches Merkmal außerhalb eines zeitlichen Koinzidenz-Fensters liegt.

9. Webmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zeitpunkt der Koinzidenz oder das zeitliche Koinzidenzfenster einem Drehwinkel oder Drehwinkelbereich der Hauptwelle der Webmaschine entspricht.

Zeichnung