Die Erfindung betrifft ein Fadenliefergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art
Bei bekannten Fadenliefergeräten ist der Elektromotor ein Asynchronmotor, der bauartbedingt eine aufwendige Steuerungselektronik benötigt und ein Betriebsverhalten hat, das beim Antreiben des Fadenführelements des Fadenliefergeräts einige Kompromisse zu akzeptieren erfordert Unter den bekannten Fadenliefergeräten gibt es Ausstattungsvarianten, bei denen das Einfädeln eines neuen Fadens vereinfacht oder sogar automatisiert ist Zum manuellen Einfädeln mit einer Einfädeinadel kann im gehäusefesten Ausleger eine Führungsbahn für die Einfädelnadel benutzt werden, um den neuen Faden zum Abzugsbereich zu bringen. Bei einem automatischen oder halbautomatischen pneumatischen Einfädelsystem ist als eine Einfädeleinrichtung im gehäusefesten Ausleger eine Führungsbahn für den den neuen Faden transportierenden Luftstrom vorgesehen. in beiden Fällen ist es erforderlich, das Fadenführelement zum Einfädeln räumlich auf die Einfädeleinrichtung auszurichten. Dazu wird in vielen Fällen steuerungsseitig beim Anhalten des Elektromotors die Motorwelle so weit gedreht, dass das Fadenführelement beim Stillstand exakt auf die Einfädeleinrichtung ausgerichtet ist Dabei ist diese Soll-Drehposition der Motorwelle entsprechend der Ausrichtung des Fadenführelements auf die Einfädeleinrichtung erreicht, ohne dass sich die Motorwelle in der oder gegen die vorherige Drehrichtung weiterdreht.
Seit langem gibt es Vorschläge, als Elektromotor eines Fadenliefergeräts einen Permanentmagnetmotor zu benutzen. Bauartbedingt hat der Rotor eines stromlosen Permanentmagnetmotors die Tendenz, genau eine von mehreren stabilen Relativ-Drehlagen einzunehmen, wenn er zum Stillstand kommt Es gibt nämlich abwechselnd stabile und instabile Relativ-Drehlagen des Rotors. Käme der Rotor zufällig im Bereich einer instabilen Drehlage zum Stillstand, dann dreht er sich ohne Einfluss von außen entweder in der vorhergehenden Drehrichtung oder entgegengesetzt in eine stabile Drehlage. Dieses Phänomen des Permanentmagnetmotors führt in einem Fadenliefergerät mit einer Einfädeleinrichtung zu Problemen, bei der Einstellung der Sollposition der Motorwelle, in der das Fadenführelement mit der Einfädeleinrichtung zusammenarbeiten muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Fadenliefergerät der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem im Stillstand die für das Einfädeln benötigte Sollposition reproduzierbar einstellbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird mit dem Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.
Die Ausstattung des Fadenliefergeräts mit dem Permanentmagnetmotor hat den Vorteil, dass hinsichtlich des betriebsseitigen Betriebsverhaltens weniger Kompromisse in Kauf genommen zu werden brauchen, wie mit einem Asynchronmotor. Der Permanentmagnetmotor ist steuerungsseitig einfacher zu beherrschen, kompakter und in Großserie kostengünstiger. Er bietet vor allem auch den wichtigen Vorteil einer leichten Integration, in computerisierte Daten- und Signalübertragungssysteme von Textilmaschinen. Der bauartbedingte, unvermeidbare Effekt der mehreren stabilen und instabilen Drehlagen des Rotors des stromlosen Permanentmagnetmotors wird bewusst genutzt, um das Fadenführelement in der Einfädelposition relativ stabil festzulegen, da die zusammenwirkende Komponentengruppe aus dem Stator, dem Rotor des Permanentmagnetmotors, der Motorwelle und dem Fadenführelement so in das Gehäuse eingebaut ist, dass eine der stabilen Relativ-Drehlagen des Rotors zu der Soll-Drehposition der Motorwelle und damit der Einfädelposition des Einführelements passen muss. Es ist dadurch leicht möglich, beim Anhaften des Permanentmagnetmotors das Fadenführelement korrekt in der Einfädelposition zu positionieren ohne zusätzliche Mittel festzuhalten. Bei der Konzeption des Fadenliefergeräts ist es unter Berücksichtigung der stabilen und instabilen Relativ-Drehlage des Rotors nur erforderlich, zufällige Einbaupositionen zu vermeiden und eine bauseitig vorherbestimmte Einbauposition zu gewährieisten.
Herstellungseinfach wird bei fester Zuordnung zwischen der Motorwelle und dem Rotor und dem Fadenführelement ausschließlich die Drehposition des Stators im Gehäuse auf die Soll-Drehposition abgestimmt, die mit der Einfädelposition des Fadenführelements übereinstimmt Dies bedeutet, dass der Rotor fest auf der Motorwelle angebracht, und das Fadenführelement fest mit der Motorwelle verbunden ist.
Allerdings gibt es mehrere Möglichkeiten, die instabilen Relativ-Drehlagen des Rotors des Permanentmagnetmotors ihres Einflusses auf die gewünschte Einfädelposition des Fadenführelementes zu entledigen. Die erwähnte Drehpositionierung mittels einer Positionsvorrichtung nur des Stators im Gehäuse ist die erste Möglichkeit. Alternativ oder additiv kann auch eine Drehpositionierung zwischen dem Rotor und der Motorwelle vorgenommen werden, um die gewünschte Einfädelposition des Fadenführelementes im Zusammenspiel mit einer stabilen Relativ-Drehlage des Rotors herzustellen, und alternativ oder additiv auch durch eine Drehpositionierung des Fadenführelements relativ zur Motorwelle. Die auszuwählende Möglichkeit richtet sich nach den baulichen Gegebenheiten im Fadenliefergerät.
Zweckmäßig wird am Stator wenigstens eine Eingriffsstelle vorgesehen, an der ein Eingriffselement des Gehäuses zum Angriff bringbar ist, um den Stator so im Gehäuse zu drehpositionieren, dass eine der stabilen Relativ-Drehlagen mit der Einfädelposition des Fadenführelements korreliert.
Herstellungstechnisch einfach ist die Eingriffsstelle eine Vertiefung oder Längsnut im Außenumfang des Stators. Ein Vorsprung im Gehäuse wird zum Eingriff mit dieser Eingriffsstelle gebracht Zweckmäßigerweise wird eine Passschraube eingedreht, die die Positionierung des Stators sicherstellt.
Aus Montagegründen sollte das Eingriffselement an der Gehäuseunterseite vorgesehen werden. Auf diese Position des Eingriffselements im Gehäuse abgestimmt wird die jeweilige Eingriffsstelle am Stator im Hinblick auf die Drehwinkel des Rotors bei seiner stabilen Relativ-Drehlagen platziert.
Da der Rotor mehrere stabile Relativ-Drehlagen innerhalb einer vollen Umdrehung hat, ist es zweckmäßig, eine der Anzahl der Polpaare des Stators entsprechende Anzahl von Eingriffsstellen Ober den Umfang zu verteilen und davon eine wahlweise zum Drehpositionieren des Stators mittels des Eingriffselements zu nutzen.
Die Einfädeleinrichtung kann, wie an sich bekannt, eine in einem gehäusefesten Ausleger vorgesehene Führung für entweder eine Einfädelnadel oder einen Einfädelluftstrom sein. In der Soll-Drehposition der Motorwelle ist dann der Auslass eines das Fadenführelement bildenden Wickelrohrs der Motorwelle auf die Führung ausgerichtet, wenn der Rotor des stromlosen Permanentmagnetmotors eine bestimmte seiner stabilen Relativ-Drehlagen eingenommen hat.
Bei einem Permanentmagnetmotor sind in der Steuerungselektronik mit relativ geringern Aufwand Drehwinkel-lnformationen des Rotors vorhanden, die nutzbar sind, um beim Anhalten des Permanentmagnetmotors über eine Motorstopproutine den Rotor in die mit der Soll-Drehposition der Motorwelle korrelierende stabile Retativ-Drehlage einzustellen.
Alternativ oder additiv kann auch das Positionssignal eines Drehpositionssensors des Fadenliefergeräts genutzt werden, das der Motorsteuerung das Erreichen der Einfädelposition des Fadenführelements bestätigt.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
Ein in den Fig. 1 und 2 gezeigtes Fadenliefergerät F ist beispielsweise ein Schussfaden-Liefergerät für eine Webmaschine und besitzt eine Ausstattung zum manuellen oder automatisierten oder halbautomatisierien Einfädeln eines neuen Fadens.
Das Fadenliefergerät F weist ein massives Gehäuse 1 mit einem gehäusefesten Ausleger 2 auf. In der Unterseite des Auslegers 2 ist als Einfädeleinrichtung T eine Führung 3 vorgesehen, die entweder zum Führen einer Einfädelnadel oder eines einen neuen Faden durch das Fadenliefergerät F transportierenden Luftstroms nutzbar ist.
In einem Hohlraum 5 des Gehäuses 1 ist ein Permanentmagnetmotor PM montiert, der als Antrieb eines Fadenführelements E dient, mit dem ein in Fig. 1 von links einlaufender, nicht gezeigter Faden durch das Fadenführelement E hindurch bis auf eine Speicherfläche eines Speicherkörpers D bringbar ist, um einen nicht gezeigten Fadenvorrat zu formen, aus dem der Faden in Fig. 1 nach rechts zum Verbrauch abgezogen wird.
Der Permanentmagnetmotor PM besteht aus einem im Gehäuse 1 festgelegten Stator S und einem Rotor R, der im Stator S auf einer Motorwelle W angebracht ist, die in Lagerungen 4 im Gehäuse drehgelagert ist, und den Speicherkörper D trägt. Im Gehäuse 1 bzw. im Gehäuseausleger 2 ist eine Steuerungselektronik C für den Permanentmagnetmotor PM angeordnet, die über eine Verbindung 6 mit dem Permanentmagnetmotor PM verbunden ist Ferner kann ein Drehpositionssensor H vorgesehen sein, z.B. ein Hallsensor, der im Gehäuse 1 angeordnet ist und die Drehposition des Fadenführelements E abtastet und beispielsweise ein Signal generiert und Ober eine Verbindung 9 an die Steuerungselektronik C übermittelt wenn das Fadenführelement E in der in Fig. 1 gezeigten, auf die Führung 3 der Einfädeleinrichtung T ausgerichteten Einfädelposition angelangt ist.
Der Speicherkörper D ist auf der Motorwelle W auf nicht gezeigte Weise um deren Achse X drehbar gelagert Er wird durch im Gehäuse 1 angeordnete Permanentmagneten 7, die mit im Speicherkörper D angeordneten Permanentmagneten 8 über das Fadenführelement E hinweg zusammenarbeiten, am Mitdrehen mit der Motorwelle W gehindert (Stationärer Speicherkörper). Die Motorwelle W ist zumindest in ihrem linken Endabschnitt als Hohlwelle ausgebildet (nicht gezeigt). Das Fadenführelement E ist in diesem Fall in eine sogenannte Wickelscheibe integriert und von einem von der Motorwelle W schräg nach außen verlaufenden Wickelrohr gebildet.
In Fig. 2 ist der auf der Motorwelle W drehfest angebrachte Rotor R mit einer Bestückung mehrerer in Umfangsrichtung verteilter, gegebenenfalls unterschiedlich beabstandeter, Permanentmagneten 11 erkennbar. Der Stator S besitzt in Umfangsrichtung verteilte Polkeme 12, zwischen denen Hohlräume 13 für nicht gezeigte Windungen oder Wicklungen vorliegen.
Aus der magnetischen Zusammenwirkung zwischen den Permanentmagneten 11 und den Polkemen 12, entsteht der Effekt, dass der Rotor R innerhalb einer vollen Umdrehung mehrere stabile Relativ-Drehlagen DLS und entsprechend viele instabile Relativdrehlagen hat Aus einer instabilen Drehlage dreht sich der Rotor bei stromlosem Permanentmagnetmotor PM unkontrolliert in der einen oder der anderen Drehrichtung selbsttätig jeweils bis in eine stabile Relativ-Drehlage.
Eine stabile Relativ-Drehlage ist mit den beiden zueinander weisenden Pfeilen bei DLS angedeutet In dieser stabilen Relativ-Drehlage DLS nimmt die Motorwelle W eine Soll-Drehposition Y ein, in welcher das Fadenführelement E seine mit Z angedeutete Einfädelposition hat und auf die Führung 3 der Einfädefvorrichtung T ausgerichtet ist Damit die stabile Relativ-Drehlage DLS und die davon abhängende Soll-Drehposition Y der Motorwelle mit der Einfädelposition Z des Fadenführelements E korrelieren, ist in Fig. 2 der Stator S des Permanentmagnetmotors PM in einer ganz bestimmten Drehposition im Gehäuse 1 festgelegt Zu diesem Zweck sind über den Umfang des Stators verteilt sind mehrere Eingriffsstellen 14, z.B. Vertiefungen oder Längsnuten, geformt In eine dieser Eingriffsstellen 14 ist ein Eingriffselement 15 des Gehäuses 1 zum Eingriff gebracht Das Eingriffselement 15 ist beispielsweise eine Passschraube 16, die durch eine Gewindebohrung 17 im Gehäuse 1 eingeschraubt wird. Die Gewindebohrung 17 befindet sich zweckmäßigerweise an der dem Gehäuseausleger 2 in Bezug auf die Achse X diametral gegenüberliegenden Gehäuseunterseite 10. Von den mehreren Eingriffsstellen 14 kann wahlweise jede zur Zusammenarbeit mit dem Eingriffselement 15 benutzt werden.
In Relation zu der auf die Achse X in Fig. 2 gegebenen Lage der Einfädeleinrichtung T, der Soll-Drehposition Y der Motorwelle W bei auf die Einfädeleinrichtung T ausgerichtetem Fadenführelement E, der Anordnung der Permanentmagneten 11 am Rotor R und den Positionen der Polkempaare 12 des Stators S, und schließlich der gewählten Position des Eingriffselements 15 im Gehäuse, sind die Eingriffsstellen 14 so am Umfang des Stators S angeordnet, dass sich bei ordnungsgemäßem Eingriff zwischen einer Eingriffsstelle 14 und dem Eingriffselement 15 das Fadenführelement E präzise auf die Einfädeleinrichtung T ausgerichtet ist, wenn auch der Rotor R gleichzeitig eine seiner stabilen Relativ-Drehlagen, zB. DLS, eingenommen hat.
Da bei einem Permanentmagnetmotor die Steuerungselektronik C Ober die relative Winkelposition des Rotors R im Stator S informiert ist, kann eine Motorstopproutine programmiert sein, mit der zum Anhalten des Permanentmagnetmotors PM der Rotor R genauso weit gedreht wird, bis er die stabile Relativ-Drehlage DLS erreicht, in der das Fadenführelement E auf die Einfädeleinrichtung T ausgerichtet ist.
Alternativ oder additiv kann auch das Bestätigungssignal des in Fig. 1 gezeigten Drehpositionssensors H als Referenz benutzt werden, um den Rotor R beim Anhalten des Permanentrnagnetmotors PM bis in eine stabile Drehlage DLS zu drehen und der Sensor H das Erreichen der Soll-Position Y der Motorwelle W bestätigt, wobei auch dann der Rotor die vorbestimmte stabile Relativ-Drehlage eingenommen hat.
In der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist die Drehposition des Stators S so vorbestimmt, dass die vorerwähnten Resultate erzielt werden. Alternativ wäre es möglich, den Rotor R relativ zur Motorwelle W zu verdrehen und dann festzulegen, wenn bei gegebener Einbaulage des Stators S und gegebener Einfädelposition Z des Fadenführelements die gewünschte stabile relative Drehlage DLS des Rotors vorliegt Als weitere Alternative wäre es möglich, das Fadenführelement E relativ zur Motorwelle W zu verdrehen und dann festzulegen, wenn bei der vorliegenden Einbaulage des Stators S im Gehäuse 1 die Einfädelposition Z bei einer stabilen relativen Drehlage des Rotors R erreicht ist.