DE19537215C2 - Fadenliefergerät für elastische Garne - Google Patents

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 besonde­ rem Maße für elastomere Garne oder anderweitige elastische Fäden, die vorwiegend im Verbund mit harten, d. h. im we­ sentlichen 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 wesent­ lich. Schwankungen der Spannung des zugeführten elastome­ ren Garnes können, insbesondere wenn sie Maschenreihe für Maschenreihe systematisch wiederkehrend auftreten, zu ei­ ner wesentlichen Beeinträchtigung der Qualität des erzeug­ ten 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 Faden­ verbrauch und unabhängig von der Vorspannung des von einer Garnspule abgezogenen Garnes die jeweils richtige Garnmen­ ge liefert.

Dies gilt insbesondere für Strickmaschinen mit abrupt wechselndem und zumindest zeitweilig sehr hohem Garnver­ brauch, wie bspw. Flachstrickmaschinen oder andere Strick­ maschinen, bei denen ein einziges Fadenliefergerät eine Nadelreihe allein versorgt. Bei Flachstrickmaschinen wer­ den den in einer oder mehreren Reihen angeordneten maschenbildenden Nadeln mittels eines translatorisch ent­ lang der Nadelreihe hin und herlaufenden Fadenführers ein oder mehrere zu verstrickende Fäden zugeführt. Die Fadenzuführung erfolgt dabei mittels eines Fadenlieferge­ rätes, das seitlich so neben dem Fadenführer angeordnet ist, daß dieser in seiner Arbeitsbewegung von dem Faden­ liefergerät weg bzw. auf dieses zu läuft. Ersichtlicher­ weise ist die erforderliche Garnliefermenge in den beiden Arbeitsphasen sehr unterschiedlich. Hinzu kommt, daß in den Umkehrpunkten zwischen den Arbeitsphasen ein Garnver­ brauch von Null auftritt, wobei im Übergang von der von dem Fadenliefergerät weglaufenden Arbeitsphase zu der hin­ laufenden Arbeitsphase ein kurzer Arbeitsabschnitt auf­ tritt, 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 abge­ zogenen Faden der betreffenden Strickstelle zu. Der von dem Fadenrad gelieferte Faden läuft dabei durch eine end­ seitige Öse eines anderenends schwenkbar gelagerten He­ bels, wobei die Öse einen Umlenkpunkt darstellt, an dem der Faden im spitzen Winkel umgeleitet ist. Zur Einstel­ lung 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 Zwischen­ speichern von Faden, der von den Strickstellen nicht abge­ nommen worden ist, aufgrund des Trägheitsmomentes und der Steuercharakteristik des Schrittmotors jedoch geliefert worden ist. Außerdem dient er dem Einstellen der Faden­ spannung 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 Extrem­ lagen (Anschläge), wobei die Fadenspannung dann außer Kon­ trolle ist.

Als Weiterentwicklung ist die aus der DE 38 20 618 C2 bekannte Fadenliefervorrichtung für Kräusel- und andere Effektgarne bekannt, die zwei gegensinnig rotierende, dre­ hend angetriebene Garnräder aufweist, um die das zu lie­ fernde Garn mehrfach achtförmig geschlungen ist. Als Fa­ denspeicher zum Zwischenspeichern zeitweilig von den Strickstellen nicht abgenommenen Garnes dient ein endsei­ tig 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 40 32 402 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Fadensteuerung bei maschenbildenden Tex­ tilmaschinen bekannt, zu der ein Speicherfournisseur und eine nachgeordnete Regeleinrichtung gehören. Die Regelein­ richtung weist einen Schwenkarm auf, der an seinem freien Ende eine Fadenleitöse trägt. Über diese ist der Faden im spitzen Winkel geführt. Durch Änderung der Schwenkstellung des Schwenkarms wird die Größe der zwischen dem Speicher­ fournisseur und der Fadenverbrauchstelle vorhandenen Fa­ denreserve geändert.

An der von dem Schwenkarm getragenen Öse kann Reibung zwischen dem Faden und der Öse auftreten.

Aus der DE 42 06 607 A1 ist ein Fadenliefergerät zum gleichzeitigen Zuführen von zwei Fäden zu einer Strickma­ schine 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 hal­ tenden Lagerung sind ein Dauermagnet und ein Hall-Sensor vorgesehen, um Auslenkungen der Schraubenfeder erfassen zu können. Anhand dieser wird der Scheibenläufermotor nach­ gesteuert, so daß sich in stationärem Zustand die Soll- Lage der Schraubenfeder einstellt. In dieser läuft der Faden seitlich an der Innenwandung der Schraubenfeder an­ liegend durch deren Öffnung. Die Schraubenfeder dient als Feder- und Dämpfungselement, das eine gewisse Zwischen­ speicherung von geliefertem Faden gestattet.

Schließlich ist aus der US-PS 38 58 416 ein Fadenlie­ fergerät bekannt, das für Strickmaschinen mit im wesentli­ chen konstantem Fadenverbrauch und zur Zuführung von har­ ten Garnen geeignet ist. Das Fadenliefergerät weist einen in seiner Drehzahl über die angelegte Spannung steuerbaren Elektromotor auf, der mittels eines entsprechenden Faden­ rades Garn von einer Spule abzieht und über einen Faden­ spannungssensor der jeweiligen Strickstelle zuführt. Au­ ßerdem ist ein Sollwertgeber vorhanden, der über einen Umschalter und wahlweise einschaltbare Einstelleinrichtun­ gen mit einem Sollwerteingang eines Reglers verbunden ist. Dieser erhält über den Umschalter ein die Fadenspannung kennzeichnendes Signal an seinem Istwert-Eingang und steu­ ert den Motor entsprechend nach. Außerdem sind an dem Elektromotor und an der Strickmaschine Drehzahlsensoren vorhanden, die bei einer entsprechenden anderen Schalter­ stellung des Umschalters an den Sollwert- und Istwert-Ein­ gang 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 Fadenliefervor­ richtung 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 Zu­ liefern von elastischen Garnen an Strickmaschinen mit ho­ her Garnlaufgeschwindigkeit und abrupten Geschwindigkeits­ änderungen geeignet, wie sie bei Flachstrickmaschinen auf­ treten.

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

Diese Aufgabe wird mit einer Fadenliefereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Die Fadenliefereinrichtung ist ein Fournisseur für Fäden, Bänder und dergl., der dank der geringen Trägheits­ momente von Antriebseinrichtung und Fadenrad an sich rasch ändernde Garnabnahmeverhältnisse anpaßbar ist. In Lieferp­ hasen werden bei vollem Fadenverbrauch Garngeschwindig­ keiten bis zu mehreren Metern pro Sekunde (6 Meter pro Sekunde) erreicht. Zwischen Lieferphasen liegen abrupt auftretende Stillstands- und/oder Rücklaufphasen. Der vor­ gesehene Fadenspeicher ermöglicht es, die im Übergang zwi­ schen den genannten Phasen anfallenden Garnmengen aufzu­ nehmen bzw. wieder abzugeben, ohne die Fadenspannung dabei wesentlich zu ändern. Es dient dabei eine im wesentlichen wegfreie Sensoreinrichtung als Spannungssensor zur Überwa­ chung der Fadenspannung. Der im Vergleich zu der zwischenzuspeichernden Fadenmenge verschwindende Meßhub der Sensoreinrichtung ermöglicht es, die Fadenspannung praktisch unabhängig von Beschleunigungskräften irgendwel­ cher bewegter Teile der Sensoreinrichtung einzustellen. Die Sensoreinrichtung ist somit massearm, hochdynamisch und rückwirkungsfrei. Der Fadenspeicher und die Sensorein­ richtung sind wirkungsmäßig voneinander getrennt. Im kon­ kreten Fall wird dies erreicht, indem der gering gehaltene Meßweg der Sensoreinrichtung im wesentlichen rechtwinklig zu der Durchlaufrichtung des Fadens steht.

Indem der Fadenspeicher als Wegabschnitt zwischen Fadenlieferrad und Strickstelle gebildet wird, in dem das elastische Garn frei dehnbar geführt ist, ist ein Garn­ speicher geschaffen, der den zu speichernden Garnabschnitt reibungsfrei aufnimmt. Dies gelingt, indem der als Faden­ speicher dienende Wegabschnitt so lang bemessen wird, daß die sich mit dem entsprechenden Garn daraus ergebende Fe­ derkonstante einen Grenzwert unterschreitet. Dieser Grenz­ wert ist der Quotient aus maximaler Kraftänderung und vom Fadenspeicher maximal aufzunehmender Garnlänge.

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 Eigenelastizi­ tät des Fadens gegeben, durch die in einem eigens dafür bemessenen Wegabschnitt ein Fadenspeicher ausgebildet wird.

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 Fadenlie­ ferrad und Fadenführer der Strickmaschine mit den Arbeits­ takten 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 auf­ tritt. Bei der Weglaufphase wird praktisch eine dem doppelten Fadenverbrauch entsprechende Fadenmenge gelie­ fert. Kommt der Fadenführer an seinem Umkehrpunkt an und in diesem zunächst zur Ruhe, sinkt der Fadenverbrauch schlagartig auf Null. Die durch ein Nachlaufen der An­ triebseinrichtung verursachte Nachlieferung von elasti­ schem Garn kann von dem seine größte Ausdehnung besitzen­ den Fadenspeicher gut aufgenommen werden, ohne die Faden­ spannung nachhaltig zu ändern.

Im Gegensatz dazu wird bei dem entgegengesetzt lie­ genden Umkehrpunkt lediglich eine relativ geringe Ge­ schwindigkeitsänderung der Liefergeschwindigkeit des Gar­ nes erhalten, die von dem in dieser Position verkürzten Garnspeicher leicht aufgenommen wird.

Die von der aktuellen Position des Fadenführers ab­ hängige Länge des Fadenspeichers der Fadenliefereinrich­ tung ermöglicht somit eine gute Anpassung der Aufnahme­ fähigkeit des Fadenspeichers an die auftretenden Abwei­ chungen der Fadenlieferung von dem tatsächlichen Fadenver­ brauch, insbesondere in den Auslaufphasen.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, das elas­ tische Garn zur Messung seiner Spannung an der Sensoreinrichtung lediglich geringfügig auszulenken. Es ergibt sich ein stumpfer Fadenführungswinkel, der vorzugs­ weise größer als 165° ist. Zwar werden die dadurch zu mes­ senden Kräfte sehr gering, jedoch wird dabei auch die auf­ tretende Reibung so klein, daß ihr Einfluß unbedeutend wird. Dies ist insbesondere bei elastomeren Fäden von Be­ deutung.

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 zwischenzu­ speichernden 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 ste­ hende 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 Ele­ ment verwendet, das bei geringer Auslenkung ein großes Signal abgibt. Dies können Dehnmeßstreifen, Piezosensoren und dergleichen sein.

Die Sensoreinrichtung kann von der Fadenlieferein­ richtung baulich getrennt sein. Dadurch wird es möglich, die Sensoreinrichtung möglichst nahe an den Strickstellen bzw. dem Fadenführer anzuordnen. An den Strickstellen auf­ tretende 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 Fadenlie­ fereinrichtung 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 Regel­ einrichtung in allen Betriebsarten unabhängig von der Laufgeschwindigkeit der Strickmaschine arbeitet. Damit kann erreicht werden, daß eine einmal eingestellte Faden­ spannung auch bei Änderung der Maschinenlaufgeschwindig­ keit, 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 Schritt­ motor zu verwenden. Dieser vorzugsweise als Scheibenläu­ fermotor ausgeführte Schrittmotor weist eine hohe Dynamik auf, wobei jedoch bei Beschleunigung und Verzögerung vor­ gegebene Maximalwerte nicht überschritten werden können. Die entsprechende Über- oder Unterlieferung von Garn wird durch den Fadenspeicher ausgeglichen.

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

Darüber hinaus hat es sich als vorteilhaft herausge­ stellt, das elastische Garn möglichst umlenkungsfrei zu führen, so daß es über seine Länge eine einheitliche Span­ nung 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 Sig­ nal wird ein Ist-Signal für die Regeleinrichtung gebildet.

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

Kompensationsmittel zur Unterdrückung von Störsigna­ len können bspw. direkt an der Sensoreinrichtung vorgese­ hen 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 Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Fadenliefereinrichtung an einer Flach­ strickmaschine in schematischer Prinzipdarstel­ lung,

Fig. 2 eine vereinfachte Darstellung der Fadenliefer­ einrichtung 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 Fadenfüh­ rers 6 dargestellt ist. Die Fadenliefereinrichtung 1 ent­ hält 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 ange­ ordnet ist. Der Schrittmotor 9 ist als Scheibenläufer aus­ gebildet und insofern in kurzen Zeit spannen beschleu­ nig- 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 vonein­ ander beabstandet radial weg erstrecken.

Die Drahtbügel 13 weisen jeweils zwei radial ausge­ richtete Speichen 14, 15 sowie einen diese verbindenden Auflageabschnitt 16 auf. Die Auflageabschnitte 16 neh­ men 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 Translationsrich­ tung des Fadenführers 6 ausgerichtet.

Innerhalb des Garnspeichers 19 ist eine Sensorein­ richtung 22 für die Spannung des durchlaufenden Fa­ dens 2 angeordnet, die über eine Ausgangsleitung 23 mit einer lediglich schematisch veranschaulichten Regelein­ richtung 24 (Fig. 2) verbunden ist. Die Sensoreinrich­ tung 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 ausgebil­ det. 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 Gegen­ halter 26, 27 definieren mit ihrer Verbindungslinie die Laufrichtung des Fadens 2, die orthogonal zu der Aus­ lenkrichtung des Elementes 25 liegt. Die seitliche Aus­ lenkung 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 Dehnmeß­ streifen, der die von Fadenspannungsschwankungen verursachte unterschiedliche Auslenkung des Elemen­ tes 25 in elektrische Signale umsetzt, die der Regelein­ richtung 24 zugeführt werden. Die Bewegung des Ele­ mentes 25 ist dabei so gering, daß dadurch keine meßba­ re Änderung der Spannung des Fadens 2 verursacht wird.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist zwischen der Sensor­ einrichtung 22 und der Regeleinrichtung 24 optional ein Filter 29 angeordnet, das Störfrequenzen aussiebt. Die­ se können von Vibrationen der Sensoreinrichtung 22 oder von Einstreuungen herrühren. Im übrigen sind so­ wohl die Garnfördereinrichtung 7 als auch die Sensor­ einrichtung 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 un­ gebremst, 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 Flachstrick­ maschine durch eine Reihe 32 maschenbildender Na­ deln 5 angedeutet. Während des Strickvorganges wer­ den 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 zurückge­ legten Weges ist.

Die bei einem Strickvorgang auftretenden Faden­ spannungen sind in Fig. 3 dargestellt. Der Start der Be­ wegung des Fadenführers 6 aus der nahen Endposition 33 ist in Fig. 3 in dem oberen Diagramm 1 mit 41 be­ zeichnet. Während des Starts befindet sich die Span­ nung des Garnes 2 zunächst noch in einem Toleranzbe­ reich, was von der Sensoreinrichtung 22 erfaßt wird. Der Schrittmotor 9 und das Fadenrad 11 sind zunächst noch in Ruhe. Der jedoch abrupt einsetzende Garnver­ brauch 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 be­ schleunigen. 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 Einschwing­ zeit liefert das Fadenrad 11 gerade die von der Flach­ strickmaschine 4 verbrauchte und von dem Fadenspei­ cher 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. Wäh­ rend einer bis 44 dauernden Zeitspanne bringt die Re­ geleinrichtung 24 den Schrittmotor 9 und damit das Fa­ denrad 11 zum Stillstand, wobei die Fadenspannung ge­ ringfügig, 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 Faden­ rades 11 die geforderte Fadenspannung wieder aufge­ baut. Aufgrund der Führung des elastischen Fadens 2 zwischen der Garnspule 3 und dem Fadenrad 11 ohne Fadenbremse ist eine Rückförderung möglich, ohne ei­ ne 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 Bewe­ gung auf die ferne Endposition 34 zu. Die Fadenliefer­ einrichtung 1 liefert deshalb die entsprechende Garn­ menge problemlos in den sich verkürzenden Fadenspei­ cher 19.

Beginnend von einem Zeitpunkt 47 an, bei dem die Fadenspannung ihren oberen Grenzwert erreicht hat, wird diese auf dem gesamten Rückweg des Fadenfüh­ rers 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 er­ reichbaren Fadenspannungsverlauf (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 er­ reicht wird. Diese weist, wie in der Beschreibungseinlei­ tung 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 Bezugs­ zeitpunkten 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 Fadenrücklauftritt zwischen den Zeitpunkten 45 und 47 ein Einschwingvor­ gang 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 unter­ schiedlich, was das Strickergebnis negativ beeinflußt. Demgegenüber ist die Fadenspannung bei der erfin­ dungsgemäßen Fadenliefereinrichtung 1 gemäß dem Diagramm I im wesentlichen konstant, wobei insbeson­ dere an beiden Gestrickkanten (nahe und ferne Endpo­ sition 33, 34) identische oder nahezu identische Faden­ spannungen vorhanden sind.

Wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt ist, kann zusätz­ lich 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 Regeleinrich­ tung bildet bspw. den Mittelwert der Signale beider Sensoreinrichtungen 22, 22' und nimmt diesen Mittel­ wert als Ist-Wert für die Fadenspannung. Damit können Störeinflüsse in ihrer Wirksamkeit minimiert werden.

Eine abgewandelte Ausführungsform einer Sensor­ einrichtung 22a ist in Fig. 4 dargestellt. Die Sensorein­ richtung 22a weist ein erstes eine Federzunge 51 enthal­ tendes Element 25 auf, das mittels einer keramischen Fadenauflage 52 den Faden 2 führt. Ein Dehnmeßstrei­ fen 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 Sensoraus­ gangssignal ist die Differenz der beiden von den Dehn­ meßstreifen 53, 53' abgegebenen Signale. Auf diese Weise werden Störeinflüsse durch Stoß und/oder Vibra­ tion 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 lie­ fernden Faden 2 einige wenige Male umschlungenes Fadenrad 11 auf, das den Faden 2 in einem zwischen der Strickmaschine und dem Fadenrad 11 angeordneten Fa­ denspeicher 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 spei­ chernden Fadenlänge verschwindend ist. Der Meßweg wird durch ein bewegliches Element 25 der Sensorein­ richtung 22 definiert und ist orthogonal zu dem Laufweg ausgerichtet. Er ist klein und liegt unter 2 mm.

Die Verbindung einer trägheitsarmen Antriebsein­ richtung 9 mit einem die Eigenelastizität des Fadens nutzenden Fadenspeicher 19 und einer die Fadenspan­ nung mittels einem Sensoreinrichtung 22 überwachen­ den Regeleinrichtung 24 ermöglicht es, die Fadenliefer­ einrichtung 1 zur Zulieferung von elastischen Garnen zu verwenden und auch bei zeitlich stark schwankendem Garnbedarf die Garnspannung im wesentlichen kon­ stant zu halten. Nachdem der Faden 2 in dem Faden­ speicher 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 Rück­ lieferungen von Faden 2 von der Strickmaschine an die Fadenliefereinrichtung 1 durch kurze Rückdrehung des Fadenrades 11 aufgefangen werden.

Claims (20)

1. Fadenliefereinrichtung für elastisches Material, zum Zuliefern eines Fadens an Strickstellen bei zeitlich abrupt schwankendem Fadenverbrauch, für Wirk- und Strick­ maschinen, inbesondere für Flachstrickmaschinen (4),
mit Fadenführungsmitteln, die einen Fadenweg definie­ ren, der durch ungefedert gelagerte Fadenleitelemente de­ finiert ist,
mit einem Fadenrad, das derart in dem Fadenweg ange­ ordnet ist, daß es von dem Faden umschlungen werden kann und das zum definierten Fördern des Garnes dient,
mit einer trägheitsmomentarmen elektrischen An­ triebseinrichtung, die mit dem Fadenrad fest gekoppelt ist,
mit einer Sensoreinrichtung zum Erfassen der Faden­ spannung, wobei die Sensoreinrichtung ein entlang eines Meßweges wenigstens geringfügig auslenkbares Fadenleit­ element aufweist,
mit einer Regeleinrichtung, mittels derer ein das Fadenrad antreibender Motor anhand des von der Sensorein­ richtung 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 Fa­ denrad 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 ist,
daß die Sensoreinrichtung (22) im wesentlichen meß­ wegfrei 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 dehn­ bar geführt ist, wobei der Fadenspeicher so lang ist, daß der in dem Speicher befindliche Fadenabschnitt eine Feder­ konstante definiert, die einen vorgegebenen Grenzwert un­ terschreitet, der der Quotient aus maximaler Kraftänderung und vom Fadenspeicher maximal aufzunehmender Garnlänge ist.

2. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) derart ausgebildet ist, daß der Faden (2) von der Sensoreinrich­ tung (22) bei allen Fadenspannungen in einem stumpfen Winkel geführt wird.

3. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) ein mit dem Faden (2) in Berührung stehendes Element (25) auf­ weist, das einen Maximalhub aufweist, der um wenigstens eine Größenordnung geringer ist, als die Länge des zwi­ schenzuspeichernden und von dem Fadenspeicher (19) auf­ zunehmenden Fadens (2).

4. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) ein Bieg­ element (51) aufweist, dessen Biegung von der Fadenspan­ nung bestimmt wird und das mit einem Wandler zur Bestim­ mung der Durchbiegung gekoppelt ist.

5. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler ein mechano-elektrischer Wandler mit geringer erforderlicher Auslenkung ist.

6. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) von der übrigen Fadenliefereinrichtung (1) baulich getrennt ist.

7. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) eine gesonderte Aufhängung aufweist, die von der Strickma­ schine (4) schwingungsmäßig entkoppelt ist.

8. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie von der Strickmaschine (4) schwingungsmäßig entkoppelt ist.

9. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Regeleinrichtung (24) auf­ weist, die die Antriebseinrichtung (9) in allen Betriebs­ arten unabhängig von der Laufgeschwindigkeit der Strick­ maschine (4) anhand der von der Sensoreinrichtung (22) bestimmten Fadenspannung ansteuert.

10. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (24) ein PI- Regler ist.

11. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung ein PID-Regler ist.

12. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (9) ein Schrittmotor ist.

13. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (9) ein Scheibenläufermotor ist.

14. 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.

15. 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 Axialab­ schnitt (16) tragen.

16. 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.

17. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung zwei voneinander unabhängig arbeitende Sensoreinrichtungen (22, 22') vor­ gesehen sind, die zueinander im Abstand in dem Fadenweg angeordnet sind.

18. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Sensoreinrichtung (22) und der an diese angeschlossenen Regeleinrichtung (24) ein Filter (29) angeordnet ist.

19. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter (29) Störfrequenzbereiche sperrt.

20. Fadenliefereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (22) mit Kom­ pensationsmitteln zur Unterdrückung von Störsignalen versehen ist.