EP0799920A1 - Jacquardwebmaschine und Verfahren zum Betrieb derselben - Google Patents

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EP0799920A1
EP0799920A1 EP96810214A EP96810214A EP0799920A1 EP 0799920 A1 EP0799920 A1 EP 0799920A1 EP 96810214 A EP96810214 A EP 96810214A EP 96810214 A EP96810214 A EP 96810214A EP 0799920 A1 EP0799920 A1 EP 0799920A1
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EP
European Patent Office
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jacquard
weaving machine
torque
sensor
angle
Prior art date
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Application number
EP96810214A
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English (en)
French (fr)
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EP0799920B1 (de
Inventor
Ernst Eberhard
Klaus Berktold
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Itema Switzerland Ltd
Original Assignee
Sultex AG
Maschinenfabrik Rueti AG
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Publication date
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Priority to EP96810214A priority patent/EP0799920B1/de
Priority to JP9016612A priority patent/JPH09273048A/ja
Priority to US08/791,923 priority patent/US5755267A/en
Publication of EP0799920A1 publication Critical patent/EP0799920A1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
    • D03C3/00—Jacquards
    • D03C3/24—Features common to jacquards of different types
    • D03C3/32—Jacquard driving mechanisms
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D51/00—Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions
    • D03D51/007—Loom optimisation
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D51/00—Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions
    • D03D51/02—General arrangements of driving mechanism

Definitions

  • the invention relates to a jacquard weaving machine and a method for operating the jacquard weaving machine.
  • Known jacquard weaving machines include a weaving machine for inserting a weft thread and a jacquard device for controlling the shedding of the warp threads.
  • the weaving machine and the jacquard device are usually connected to one another via a gear and a cardan shaft and are driven together by the motor of the weaving machine.
  • Such an arrangement has the disadvantage that an engine with high power output is required, in particular when driving a large jacquard device.
  • both the weaving machine and the jacquard device have an individual torque which is variable in function of the angle of rotation, which leads to a variable angular velocity. This is caused by various oscillating, mass-laden components.
  • the subclaims 2 to 6 relate to further advantageous configurations of the device according to the invention.
  • the object is further achieved with a method for operating a jacquard weaving machine according to claim 7.
  • the subclaims 8 to 10 relate to further, advantageous operating methods.
  • the jacquard weaving machine has an additionally acting auxiliary drive, and at least one sensor for detecting the angle of rotation and / or the torque applied between the weaving machine and the jacquard device.
  • the auxiliary drive can, for example, act directly on the jacquard device, or directly on the weaving machine or directly on the cardan shaft.
  • the sensor signal is fed to a control device which controls the auxiliary drive in such a way that speed fluctuations and / or torque fluctuations and / or torque peak values of components of the jacquard weaving machine are reduced.
  • the auxiliary drive usually designed as an electric motor, can act both as a driver and as a brake on the jacquard device.
  • Both the weaving machine and the jacquard device have a torque which is variable as a function of the angle of rotation, the torque additionally depending on operating parameters such as speed, the pattern produced or the type of fabric.
  • the connection of weaving machine and jacquard device forces the two devices to have a common speed. This creates a very complex relationship between the angle of rotation and the torque of a jacquard weaving machine.
  • speed control of a jacquard weaving machine the three following, fundamentally different states must be taken into account.
  • this state brings about a high torque in the jacquard device the weaving machine mechanically connecting coupling device, for example in a cardan shaft or in a transmission.
  • the auxiliary motor acts on the jacquard device in such a way that the torque in the coupling device, for example the cardan shaft, is reduced.
  • both the weaving machine and the jacquard device strive for a synchronous movement, both devices requiring a torque that decreases as a function of the angle of rotation, which causes a temporary increase in the angular velocity of the jacquard weaving machine.
  • the auxiliary motor has a braking effect on the jacquard device, which has a stabilizing effect on the speed fluctuation.
  • both devices strive for an idle movement, both devices requiring a torque that increases as a function of the angle of rotation, which causes a temporary reduction in the angular velocity of the jacquard weaving machine.
  • the auxiliary motor has a driving effect on the jacquard device, which also has a stabilizing effect on the speed fluctuations.
  • An advantage of the invention can therefore be seen in the fact that speed fluctuations can be reduced and / or that peak torque values can be reduced in the torque transmission device arranged between the jacquard device and the weaving machine.
  • a further advantage can be seen in the fact that both the weaving machine and the jacquard device run synchronously with one another even in the event of large speed fluctuations, the auxiliary drive reducing the speed fluctuations and / or the torque fluctuations.
  • Another advantage of the invention can be seen in the fact that a standard design weaving machine can be used for the jacquard weaving machine, which in particular has a standard motor for driving, since the device according to the invention and the corresponding control method either no longer require peak performances, or at least partially these Auxiliary drive are applied so that a standard motor is sufficient to drive the loom.
  • Another advantage can be seen in the fact that a jacquard weaving machine which has the device according to the invention can be operated at a higher speed than previously known embodiments, so that more fabric can be produced per unit of time.
  • the mechanical coupling device for torque transmission between the weaving machine and the jacquard device can be designed, for example, as a cardan shaft, but can also have another type of mechanical transmission, such as a chain drive or a roller chain.
  • the torque transmitted between the weaving machine and the jacquard device can be measured using different measuring methods or measuring sensors as well as on different parts of the jacquard weaving machine.
  • the torque can be determined by measuring the torsion of the cardan shaft.
  • the measurement of the reaction force applied to a transmission is also suitable for determining the torque.
  • Another possibility is the measurement of the torque on the shaft of the jacquard device, directly at its entrance into the housing of the jacquard device.
  • FIG. 1 shows a jacquard weaving machine 20 comprising a weaving machine 1 with shaft 1a and drive motor 3 and a jacquard device 2 with shaft 2a, 2b, 2c.
  • the two shafts 1a and 2a, 2b, 2c are rigidly connected to one another via a transmission device 4a, 4b, 5, an angular gear 4a, 4b and a cardan shaft 5, so that both the jacquard device 2 and the weaving machine 1 are synchronous or approximately synchronous run towards each other.
  • One end region of the shaft 2a, 2b, 2c is connected to the angular gear 4b.
  • An auxiliary motor 8 is arranged at the other end region of the shaft 2a, 2b, 2c, which causes a torque on the shaft 2a, 2b, 2c.
  • the auxiliary motor 8 has a sensor 7 for detecting the angle of rotation of the shaft 2a, 2b, 2c. Furthermore, a sensor 6 for detecting a torque applied to the shaft 2a, 2b, 2c is arranged between the angular gear 4b and the jacquard device 2.
  • the sensors 6, 7 are connected via signal lines 6a, 7a to a control device 9, which is connected to the auxiliary motor 8 via a control line 9a.
  • the connecting cords 10a, 10b running between the jacquard device 2 and the weaving machine 1 are indicated, which determine the position of the warp threads and thereby the shed formation.
  • the auxiliary motor 8 is controlled by the control device 9 such that the torque peak values and / or torque fluctuations to be transmitted by the cardan shaft 5 are reduced and / or that the speed fluctuations of the jacquard weaving machine 20 are reduced and / or that the electrical power consumption of the entire jacquard weaving machine 20 is reduced .
  • the torque applied between the jacquard device 2 and the weaving machine 1 is detected by the sensor 6 and fed to the control device 9.
  • the auxiliary motor 8 is controlled by the control device 9 in accordance with a selectable target.
  • the target is:
  • the torque is measured on the shaft 2b, 2c.
  • the torque can also be measured at another point in the torque transmission device between the weaving machine 1 and the jacquard device 2.
  • the torsion of the cardan shaft 5 can be measured using strain gauges and the applied torque calculated from this.
  • FIG. 3 Another device for measuring the torque is shown in FIG. 3.
  • the side view of the gear 4a shows the shaft 5 and the one-sided, pivotable mounting 4c.
  • the gear 4a is also connected to a sensor 6c, which is also used for storage, with a signal line 6d.
  • the torque transmitted by the shaft 5 causes reaction forces in the transmission 4a, which are transmitted to the support 38 via the bearing 4c and the sensor 6c.
  • the reaction forces occurring can thus be measured by the sensor 6c, from which the torque applied to the shaft 5 can be measured.
  • a rotary angle sensor 7, 7b, 7c is arranged on both sides of the end of the cardan shaft 5, which are connected to the control device 9 via signal lines 6a, 7a.
  • the cardan shaft 5 has an elasticity, which is why an applied torque causes a torsion of the shaft 5, which can be measured with the rotation angle sensors 7b, 7c.
  • sensors 7b, 7c with a sufficiently good angular resolution of, for example, 0.1 degrees are used.
  • the control device 9 can calculate the applied torque from the difference between the two rotation angle sensor signals 6a, 7a.
  • the rotation angle sensor 7b, 7c measures the signal ⁇ ⁇ t.
  • Each of the two rotation angle sensors 7b, 7c measures a signal ⁇ 1 ⁇ t or a signal ⁇ 2 ⁇ t, the torque being proportional to the angle difference of the two rotation angle sensor signals, corresponding to ⁇ 1 ⁇ t - ⁇ 2 ⁇ t. With this difference signal, speed fluctuations can be measured very well, so that dynamic torque fluctuations can also be measured reliably.
  • the torque itself can also be calculated from other quantities, for example by measuring the power consumed by the motor 3.
  • the two angle sensors do not necessarily have to be attached in the area of the jacquard device 2 or the weaving machine 1, but can be attached anywhere on rotating parts of the jacquard weaving machine 20, provided that the parts between the two measuring points, such as gears, universal joints or spline shafts, have no or only a small amount Have play.
  • a particularly inexpensive arrangement for measuring the angle of rotation is obtained if one already exists Angle sensors are used, such as an angle sensor 7 already installed as standard in the motor 8.
  • a further suitable target for the control device 9 is
  • a further suitable target for the control device 9 is
  • the auxiliary motor 8 can provide either a driving or a braking torque. In braking operation, energy can be transferred to an intermediate store and can be removed from the store again by the auxiliary motor 8 in driving operation. However, this process can have poor efficiency, especially if the storage cannot be filled further and the excess energy is dissipated as heat loss.
  • the jacquard weaving machine 20 is therefore advantageously controlled by the control device 9 in such a way that no braking operation is required, or in such a way that at least the braking energy does not exceed the storage capacity of the intermediate store.
  • the control device 9 advantageously uses a flexible control strategy and takes into account both the torque, the rotational speed and the power consumption in order to control the auxiliary motor 8 as the control variable, so that none of these three values has excessive values during operation of the jacquard weaving machine 20.
  • FIG. 2 shows an advantageous embodiment in that an intermediate storage device 8a is connected to the drive device 8 via a line 8b.
  • This storage device 8a is supplied with energy during the braking operation of the auxiliary drive 8 and, during the output of the auxiliary drive 8, the energy stored in the storage device 8a is also fed back into the auxiliary drive 8.
  • This energy exchange between auxiliary drive 8 and storage device 8a makes it possible, in particular, to compensate for fluctuations in speed, with additional energy savings.
  • the total power consumption of the jacquard weaving machine 20 can be reduced by this method.
  • the intermediate storage device 8a is normally a component of the drive device 8, the energy exchange taking place automatically in the drive device 8.
  • the overall power consumption can be further optimized by monitoring the energy consumption of the motor 3 by the control device 9 via a signal line 8d.
  • This power measurement can be used instead of a torque measurement be used for control, in particular in a state of the weaving machine in which no other torque value is available, for example in the event of a sensor failure.
  • FIG. 4a shows an angular gear 4a with shafts 30, bearings 32 and gearwheels 31.
  • Such an angular gear is suitable for measuring the torque transmitted via the shafts 30 if a sensor 33 according to FIG. 4c is arranged on at least one bearing 32.
  • the side view of a bearing 32 with shaft 30 shown in FIG. 4c is connected to a base 35 via a measuring device 33.
  • the measuring device 33 allows the forces F1, F2 acting on the bearing 32 to be measured, from which the torque transmitted by the shaft 30 can be calculated.
  • FIG. 4b shows a further exemplary embodiment of a transmission 4c with a bearing 32, shaft 30 and toothed wheels 31.
  • at least one bearing can be equipped with a measuring device 33 according to FIG. 4c, so that the torque applied to the shaft 30 can be measured.
  • the weaving machine 1 and the jacquard device 2 can be coupled to one another in a wide variety of ways.
  • the shaft parts 2a, 2b, 2c need not necessarily be components of the same shaft.
  • the shaft parts 2a, 2b, 2c can also be connected to one another by gears, for example.
  • the motor 8 can also drive the jacquard device 2 via an intermediate gear.
  • the motor 8 can engage the jacquard device 2 at different points, including the shaft 2c.
  • the motor 3 can also be connected to the shaft 1a of the weaving machine 1 via couplings and gears, so that the motor 3 is not directly connected to the main shaft of the weaving machine 1.
  • the drive device 8 can be designed as a so-called servo amplifier comprising a rectifier, a DC link, a capacitor and an output stage for driving the motor.
  • the servo amplifier usually has a rotation angle sensor.

Abstract

Die Jacquardwebmaschine (20) umfasst eine Webmaschine (1) sowie eine Jacquardeinrichtung (2), welche beide zur Drehmomentübertragung über eine mechanische Transmissionsvorrichtung (4a,4b,5) miteinander verbunden sind und von einem gemeinsamen Motor (3) angetrieben sind, wobei eine zusätzliche, zumindest auf die Jacquardeinrichtung (2) einwirkende Antriebsvorrichtung (8) angeordnet ist, und wobei ein Sensor (7) zum Erfassen eines Drehwinkels und/oder ein Sensor (6) zum Erfassen eines zwischen der Webmaschine (1) und der Jacquardeinrichtung (2) anliegenden Drehmomentes angeordnet ist, und wobei der Sensor (6) und/oder der Sensor (7) mit einer Regelvorrichtung (9) verbunden ist, welche die Antriebsvorrichtung (8) derart ansteuert, dass Drehmomentspitzenwerte und/oder Drehzahlschwankungen reduziert werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Jacquardwebmaschine und ein Verfahren zum Betrieb der Jacquardwebmaschine.
  • Bekannte Jacquardwebmaschinen umfassen eine Webmaschine zum Eintrag eines Schussfadens sowie eine Jacquardeinrichtung zur Ansteuerung der Fachbildung der Kettfäden. Die Webmaschine sowie die Jacquardeinrichtung sind üblicherweise über ein Getriebe sowie eine Kardanwelle miteinander verbunden und werden gemeinsam vom Motor der Webmaschine angetrieben. Eine derartige Anordung weist den Nachteil auf, dass ein Motor mit hoher Leistungsabgabe erforderlich ist, insbesondere beim Antrieb einer grossen Jacquardeinrichtung. Weiter weist sowohl die Webmaschine als auch die Jacquardeinrichtung im freien Lauf ein individuelles, in Funktion des Drehwinkels variables Drehmoment auf, was zu einer variablen Winkelgeschwindigkeit führt. Dies wird hervorgerufen durch verschiedene oszillierende, massebehaftete Bauteile. Werden die Webmaschine und die Jacquardeinrichtung über eine Transmissionsvorrichtung, wie zum Beispiel eine Kardanwelle, miteinander zu einer einzigen Jacquardwebmaschine verbunden, so treten hohe Drehmomentschwankungen auf, durch welche der Antrieb, die Getriebe, die Welle als auch die Lager in erheblichem Masse zusätzlich belastet werden. Dies erfordert massiv ausgebildete Antriebsteile, verkürzt deren Lebensdauer und führt zudem zu Energieverlusten.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine wirtschaftlicher zu betreibende Jacquardwebmaschine vorzuschlagen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäss Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 6 beziehen sich auf weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Vorrichtung. Die Aufgabe wird weiter gelöst mit einem Verfahren zum Betrieb einer Jacquardwebmaschine gemäss Anspruch 7. Die Unteransprüche 8 bis 10 beziehen sich auf weitere, vorteilhafte Betriebsverfahren.
  • Erfindungsgemäss weist die Jacquardwebmaschine einen zusätzlich einwirkenden Hilfsantrieb auf, sowie zumindest einen Sensor zum Erfassen des Drehwinkels und/oder des zwischen der Webmaschine und der Jacquardeinrichtung anliegenden Drehmomentes. Der Hilfsantrieb kann zum Beispiel unmittelbar auf die Jacquardeinrichtung einwirken, oder unmittelbar auf die Webmaschine oder unmittelbar auf die Kardanwelle. Das Sensorsignal wird einer Regelvorrichtung zugeführt, welche den Hilfsantrieb derart ansteuert, dass Drehzahlschwankungen und/oder Drehmomentschwankungen und/oder Drehmomentspitzenwerte von Komponenten der Jacquardwebmaschine reduziert werden. Dabei kann der Hilfsantrieb, üblicherweise als Elektromotor ausgestaltet, sowohl antreibend als auch bremsend auf die Jacquardeinrichtung einwirken. Sowohl die Webmaschine als auch die Jacquardeinrichtung weisen an sich ein in Abhängigkeit des Drehwinkels variables Drehmoment auf, wobei das erforderliche Drehmoment zudem von Betriebsparametern wie Drehzahl, hergestellem Muster oder Gewebeart abhängt. Die Verbindung von Webmaschine und Jacquardeinrichtung, zum Beispiel über eine Kardanwelle, zwingt den beiden Vorrichtungen eine gemeinsame Drehzahl auf. Daher entsteht zwischen dem Drehwinkel und dem Drehmoment einer Jaquardwebmaschine ein sehr komplexer Zusammenhang.
    Bezüglich der Drehzahlregelung einer Jaquardwebmaschine sind unter anderem die drei folgenden, prinzipiell unterschiedlichen Zustände zu berücksichtigen. Streben die Webmaschine und die Jacquardeinrichtung eine gegenläufige Bewegung an, was heisst, dass die eine Vorrichtung ein in Funktion des Drehwinkels zunehmendes Drehmoment und die andere Vorrichtung ein in Funktion des Drehwinkels abnehmendes Drehmoment erfordert, so bewirkt dieser Zustand ein hohes Drehmoment in der die Jacquardeinrichtung mit der Webmaschine mechanisch verbindende Kuppelungsvorrichtung, beispielsweise in einer Kardanwelle oder in einem Getriebe. In diesem Betriebszustand wirkt der Hilfsmotor derart auf die Jacquardeinrichtung, dass das Drehmoment in der Kuppelungsvorrichtung, z.B. der Kardanwelle reduziert wird. In einem zweiten Betriebszustand streben sowohl die Webmaschine als auch die Jacquardeinrichtung eine mitläufige Bewegung an, wobei beide Vorrichtungen ein in Funktion des Drehwinkels abnehmendes Drehmoment erfordern, was eine temporäre Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit der Jacquardwebmaschine bewirkt. In diesem Betriebszustand wirkt der Hilfsmotor bremsend auf die Jacquardeinrichtung, was sich auf die Drehzahlschwankung stabilisierend auswirkt.
    In einem dritten Betriebszustand streben beide Vorrichtungen eine mitläufige Bewegung an, wobei beide Vorrichtungen ein in Funktion des Drehwinkels zunehmendes Drehmoment erfordern, was eine temporäre Reduktion der Winkelgeschwindigkeit der Jacquardwebmaschine bewirkt. In diesem Betriebszustand wirkt der Hilfsmotor antreibend auf die Jacquardeinrichtung, was sich auf die Drehzahlschwankungen ebenfalls stabilisierend auswirkt.
  • Ein Vorteil der Erfindung ist somit darin zu sehen, dass sich Drehzahlschwankungen verringern lassen und/oder dass sich Drehmomentspitzenwerte in der zwischen der Jacquardeinrichtung und der Webmaschine angeordneten Drehmomentübertragungsvorrichtung reduzieren lassen. Ein weitere Vorteil ist darin zu sehen, dass sowohl die Webmaschine als auch die Jacquardeinrichtung selbst bei grossen Drehzahlschwankungen synchron zueinander laufen, wobei der Hilfsantrieb die Drehzahlschwankungen und/oder die Drehmomentschwankungen reduziert. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass für die Jacquardwebmaschine eine Webmaschine in Standardbauform einsetzbar ist, die insbesondere zum Antrieb einen Standardmotor aufweist, da durch die erfindungsgemässe Vorrichtung sowie das entsprechende Regelverfahren Spitzenleistungen entweder nicht mehr erforderlich sind, oder diese zumindest teilweise vom Hilfsantrieb aufgebracht werden, sodass zum Antrieb der Webmaschine ein Standardmotor genügt. Ein weitere Vorteil ist darin zu sehen, dass eine Jacquardwebmaschine, welche die erfindungsgemässe Vorrichtung aufweist, gegenüber bisher bekannten Ausführungsformen mit einer höheren Drehzahl betreibbar ist, sodass mehr Gewebe pro Zeiteinheit herstellbar ist.
  • Die mechanische Koppelungsvorrichtung zur Drehmomentübertragung zwischen der Webmaschine und der Jacquardeinrichtung kann zum Beispiel als eine Kardanwelle ausgestaltet sein, jedoch auch eine andere Art mechanischer Transmission aufweisen, wie zum Beispiel ein Kettentrieb oder eine Rollenkette.
  • Das zwischen der Webmaschine und der Jacquardeinrichtung übertragene Drehmoment ist mit unterschiedlichen Messmethoden beziehungsweise Messensoren sowie an unterschiedlichen Steilen der Jacquardwebmaschine messbar. So lässt sich das Drehmoment zum Beispiel durch Messen der Torsion der Kardanwelle bestimmen. Weiter eignet sich auch die Messung der an einem Getriebe anliegenden Reaktionskraft zur Ermittlung des Drehmomentes. Eine weitere Möglichkeit ist die Messung des Drehmomentes an der Welle der Jacquardeinrichtung, unmittelbar an deren Eingang ins Gehäuse der Jacquareinrichtung.
  • Die Erfindung wird mit mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:
    • Fig. 1
    Eine schematische Anordnung einer Jacquardwebmaschine;
    Fig. 2
    eine weitere schematische Anordnung einer Jacquardwebmaschine;
    Fig. 3
    eine Seitenansicht eines Getriebes;
    Fig. 4a, 4b
    Ausführungsformen von Getrieben und
    Fig. 4c
    eine Drehmomentmessvorrichtung für Getriebe.
  • Fig. 1 zeigt eine Jacquardwebmaschine 20 umfassend eine Webmaschine 1 mit Welle 1a und Antriebsmotor 3 sowie eine Jacquareinrichtung 2 mit Welle 2a,2b,2c. Die beiden Wellen 1a und 2a,2b,2c sind über eine Transmissionsvorrichtung 4a,4b,5, ein Winkelgetriebe 4a,4b sowie eine Kardanwelle 5, starr miteinander verbunden, sodass sowohl die Jacquardeinrichtung 2 als auch die Webmaschine 1 synchron oder annähernd synchron zueinander laufen. Der eine Endbereich der Welle 2a,2b,2c ist mit dem Winkelgetriebe 4b verbunden. Am andere Endbereich der Welle 2a,2b,2c ist ein Hilfsmotor 8 angeordnet welcher ein Drehmoment auf die Welle 2a,2b,2c bewirkt. Zudem weist der Hilfsmotor 8 einen Sensor 7 zur Erfassung des Drehwinkels der Welle 2a,2b,2c auf. Weiter ist zwischen dem Winkelgetriebe 4b und der Jacquardeinrichtung 2 ein Sensor 6 zum Erfassen eines an der Welle 2a,2b,2c anliegenden Drehmomentes angeordnet. Die Sensoren 6,7 sind über Signalleitungen 6a,7a mit einer Regelvorrichtung 9 verbunden, welche über eine Ansteuerleitung 9a mit dem Hilfsmotor 8 verbunden ist. Weiter sind andeutungsweise die zwischen der Jacquardeinrichtung 2 und der Webmaschine 1 verlaufenden Verbindungsschnüre 10a,10b dargestellt, welche die Lage der Kettfäden und dadurch die Fachbildung bestimmen.
  • Der Hilfsmotor 8 wird derart von der Regelvorrichtung 9 angesteuert, dass die von der Kardanwelle 5 zu übertragenden Drehmomentspitzenwerte und/oder Drehmomentschwankungen reduziert werden und/oder dass die Drehzahlschwankungen der Jacquardwebmaschine 20 reduziert werden und/oder dass die elektrische Leistungsaufnahme der gesamten Jacquardwebmaschine 20 reduziert wird. Das zwischen der Jacquardeinrichtung 2 und der Webmaschine 1 anliegende Drehmoment wird vom Sensor 6 erfasst und der Regelvorrichtung 9 zugeleitet. Der Hilfsmotor 8 wird entsprechend einer wählbaren Zielvorgabe durch die Regelvorrichtung 9 angesteuert.
  • Als Zielvorgabe eignet sich:
    • a) Drehmomentregelung
  • Der Hilfsmotor 8 wird derart angesteuert, dass das in der Welle 8 übertragene Drehmoment beeinflusst wird. Dabei eignen sich unterschiedliche Regelstrategien wie:
    • Begrenzung des positiven oder negativen Drehmomentes auf einen zulässigen Maximalwert
    • Reduktion des Drehmomentes um einen konstanten Faktor oder entsprechend einer vorgebbaren, mathematischen Gesetzmässigkeit
    • Begrenzung oder Reduktion der Drehmomentveränderung in Funktion der Zeit
    • Sowohl eine Begrenzung des maximal anliegenden Drehmomentes als auch zugleich eine Reduktion des Drehmomentes
    • Begrenzung des Drehomentes auf einen minimalen, gegen Null strebenden Wert.
  • Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 wird das Drehmoment an der Welle 2b,2c gemessen. Das Drehmoment lässt sich jedoch auch an anderen Stelle der Drehmomentübertragungsvorrichtung zwischen der Webmaschine 1 und der Jacquareinrichtung 2 messen. So lässt sich zum Beispiel die Torsion der Kardanwelle 5 mittels Dehnmessstreifen erfassen und daraus das anliegende Drehmoment berechnen. Eine weitere Vorrichtung zur Messung des Drehmomentes ist in Fig. 3 dargestellt. Aus der Seitenansicht des Getriebes 4a ist die Welle 5 ersichtlich sowie die einseitige, schwenkbare Lagerung 4c. Das Getriebe 4a ist weiter mit einem auch zur Lagerung dienenden Sensor 6c mit Signalleitung 6d verbunden. Das von der Welle 5 übertragene Drehmoment bewirkt im Getriebe 4a Reaktionskräfte, welche sich über die Lagerung 4c sowie den Sensor 6c auf die Unterlage 38 übertragen. Die auftretenden Reaktionskräte sind somit durch den Sensor 6c messbar, woraus das an der Welle 5 anliegende Drehmoment messbar ist.
  • Eine weitere Vorrichtung zur Bestimmung des zwischen der Webmaschine 1 und der Jacquardvorrichtung 2 übertragenen Drehmomentes ist in Fig. 2 dargestellt. Dabei ist an der Kardanwelle 5 beidseitig an deren Endbereich jeweils ein Drehwinkelsensor 7,7b,7c angeordnet, welche über Signalleitungen 6a,7a mit der Regelvorrichtung 9 verbunden sind. Die Kardanwelle 5 weist eine Elastizität auf, weshalb ein anliegendes Drehmoment eine Torsion der Welle 5 bewirkt, welche mit den Drehwinkelsensoren 7b,7c messbar ist. Dazu werden Sensoren 7b,7c mit einer genügen guten Winkelauflösung von zum Beispiel 0.1 Grad verwendet. Aus der Differenz der beiden Drehwinkelsenorensignalen 6a,7a kann die Regelvorrichtung 9 das anliegende Drehmoment berechnen. Wird die Drehzahl der Welle 5 mit ω und die Zeit mit t bezeichnet, so misst der Drehwinkelsensor 7b,7c das Signal ω·t. Jeder der beiden Drehwinkelsensoren 7b,7c misst ein Signal ω1·t beziehungsweise ein Signal ω2·t, wobei das Drehmoment proportional zur Winkeldifferenz der beiden Drehwinkelsensorsignalen, entsprechend ω1·t - ω2·t ist. Mit diesem Differenzsignal lassen sich Drehzahlschwankungen sehr gut messen, sodass auch dynamische Drehmomentschwankungen zuverlässig messbar sind.
  • Das Drehmoment an sich lässt sich auch aus anderen Grössen wie zum Beispiel über die Messung der vom Motor 3 aufgenommenen Leistung berechnen.
  • Die beiden Winkelsensoren müssen nicht unbedingt im Bereich der Jacquardvorrichtung 2 oder der Webmaschine 1 angebracht sein sondern können irgendwo an rotierenden Teilen der Jacquardwebmaschine 20 angebracht sein, sofern sich die zwischen den beiden Messstellen befindlichen Teile wie z.B. Getriebe, Kardangelenke oder Keilwelle kein oder nur ein geringes Spiel aufweisen. Eine besonders kostengünstige Anordnung zur Messung der Drehwinkel erhält man, wenn bereits vorhandene Winkelgeber verwendet werden, wie zum Beispiel ein bereits standardmässig im Motor 8 eingebauter Winkelsensor 7.
  • Als weitere Zielvorgabe für die Regelvorrichtung 9 eignet sich eine
    • b) Drehzahlregelung
  • Die Drehzahl der Jaquardwebmaschine lässt sich an irgend einer geeigneten Stelle messen, so zum Beispiel, wie in Fig. 1 dargestellt, direkt ain Hilfsmotor 8 mit einem Drehzahlgeber 7, oder wie in Fig. 2 dargestellt, durch die Messung der Drehzahl der Kardanwelle 5. Die Regelvorrichtung 9 steuert den Hilfsmotor 8 derart, dass Drehzahlschwankungen reduziert werden, durch
    • Begrenzung der Drehzahl auf einen zulässigen Maximalwert
    • Begrenzung der Spitzenwerte der Drehzahlveränderung
    • Reduktion der Drehzahlschwankungen auf einen gegen Null strebenden Wert
  • Als weitere Zielvorgabe für die Regelvorrichtung 9 eignet sich eine
    • c) Leistungsoptimierung
  • Der Hilfsmotor 8 kann entweder ein Antriebs- oder ein Bremsmoment erbringen. Im Bremsbetrieb kann Energie in einen Zwischenspeicher übertragen werden und vom Hilfsmotor 8 im antreibenden Betrieb wieder dem Speicher entnommen werden. Dieser Vorgang kann jedoch einen schlechten Wirkungsgrad aufweisen, insbesondere wenn der Speicher nicht weiter gefüllt werden kann und die überschüssige Energie als Verlustwärme abzuführen ist.
  • Die Jacquardwebmaschine 20 wird daher von der Regelvorricht 9 vorteilhafterweise derart angesteuert, dass kein Bremsbetrieb erforderlich ist, oder derart, dass zumindest die Bremsenergie die Speicherkapazität des Zwischenspeichers nicht übersteigt.
  • Die Regelvorrichtung 9 regelt die Jacquardwebmaschine 20 derart, dass entweder
    • a) eine Drehmomentregelung
    • b) eine Drehzahlregelung
    • c) eine Leistungsoptimierung
    oder eine Kombination dieser drei Regelstrategien durchgeführt wird.
  • Vorteilhafterweise verwendet die Regelvorrichtung 9 eine flexible Regelstrategie und zieht als Regelgrösse sowohl das Drehmoment, wie die Drehzahl als auch den Leistungsverbrauch in Betracht um den Hilfsmotor 8 anzusteuern, sodass keiner der dieser drei Werte während dem Betrieb der Jacquardwebmaschine 20 übermässige Werte aufweist.
  • Die drei Regelgrössen sind zum Beispiel derart verknüpfbar, dass
    • wenn sich das Drehmoment in Funktion des Drehwinkels sowohl der Webmaschine 1 als auch der Jacquardeinrichtung 2 gleichsinnig ändert, dies ein kleines Drehmoment in der Kardanwelle 5 zur Folge hat, sodass in diesem Fall die Drehzahl der Jacquardwebmaschine geregelt wird.
    • wenn sich das Drehmoment in Funktion des Drehwinkels der Webmaschine 1 und der Jacquardeinrichtung 2 gegenläufig ändert, dies ein grosses Drehmoment in der Kardanwelle 5 zur Folge hat, sodass in diesem Fall das Drehmoment geregelt wird, indem der Hilfsmotor 8 ein derartiges Drehmoment auf die Jacquardeinrichtung 2 bewirkt, dass die Kardanwelle 5 entlastet wird, um die Kardanwelle 5 zum Beispiel vor einer Zerstörung zu schützen.
    • wenn die Drehzahl unter einem vorgebbaren Wert liegt der Hilfsantrieb 8 im antreibenden Sinne betätigt wird, um die Jacquardwebmaschine 20 zu beschleunigen, und wenn die Drehzahl über einem vorgebbaren Wert liegt den Hilfsantrieb 8 nicht zu betätigen, um dadurch eine Drehzahl über dem vorgebbaren Wert zuzulassen, dafür den Hilfsantrieb 8 möglichst wenig im Bremsbetriebs zu betreiben, was einen vorteilhaften Gesamtwirkungsgrad bewirkt.
  • Fig. 2 zeigt eine vorteilhafte Ausgestaltung indem mit der Antriebsvorrichtung 8 eine Zwischenspeichervorrichtung 8a über eine Leitung 8b verbunden ist. Diese Speichervorrichtung 8a wird während dem Bremsbetrieb des Hilfsantriebes 8 Energie zugeführt und während einer Leistungsabgabe des Hilfsantriebes 8 auch die in der Speichervorrichtung 8a gespeicherte Energie dem Hilfsantrieb 8 wieder zugeführt. Durch diesen Energieaustausch zwischen Hilfsantrieb 8 und Speichervorrichtung 8a lassen sich insbesonderere Drehzahlschwankungen unter zusätzlicher Energieeinsparung kompensieren. Durch dieses Verfahren lässt sich der Gesamtleistungsverbrauch der Jacquardwebmaschine 20 reduzieren. Die Zwischenspeichervorrichtung 8a ist normalerweise ein Bestandteil der Antriebsvorrichtung 8, wobei der Energieaustausch selbsttätig in der Antriebsvorrichtung 8 abläuft. Der Gesamtleistungsverbrauch lässt sich weiter optimieren, indem der Energieverbrauch des Motors 3 von der Regelvorrichtung 9 über eine Signalleitung 8d überwacht wird. Es kann sich als vorteilhaft erweisen über die Signalleitung 8d die aktuelle elektrische Leistung des Motors 3 zur Regelvorrichtung 9 zu übermitteln. Diese Leistungsmessung kann an Stelle einer Drehmomentmessung zur Regelung verwendet werden, insbesondere in einem Zustand der Webmaschine, bei dem kein anderer Drehmomentwert zur Verfügung steht, zum Beispiel beim Ausfall eines Sensors.
  • Fig. 4a zeigt ein Winkelgetriebe 4a mit Wellen 30, Lagern 32 sowie Zahnrädern 31. Ein derartiges Winkelgetriebe eignet sich zur Messung der über die Wellen 30 übertragenen Drehmomentes wenn an zumindest einem Lager 32 ein Sensor 33 gemäss Fig. 4c angeordnet ist. Die in Fig. 4c dargestelle Seitenansicht eines Lagers 32 mit Welle 30 ist über eine Messvorrichtung 33 mit einer Unterlage 35 verbunden. Die Messvorrichtung 33 erlaubt die auf das Lager 32 einwirkenden Kräfte F1, F2 zu messen, woraus das von der Welle 30 übertragene Drehmoment berechenbar ist. Fig. 4b zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Getriebes 4c mit Lager 32, Welle 30 sowie Zahnräder 31. Auch hier kann zumindest ein Lager mit einer Messvorrichtung 33 gemäss Fig. 4c ausgestattet sein, sodass das an der Welle 30 anliegende Drehmoment gemessen werden kann.
  • Die Webmaschine 1 sowie die Jacquardeinrichtung 2 können auf unterschiedlichste Weise miteinander gekoppelt sein. Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 müssen die Wellenteile 2a,2b,2c nicht unbedingt Bestandteile derselben Welle sein. Die Wellenteile 2a,2b,2c können zum Beispiel auch durch Getriebe untereinander verbunden sein. Ebenfalls kann der Motor 8 die Jacquardeinrichtung 2 über ein zwischengeschaltetes Getriebe antreiben. Der Motor 8 kann an unterschiedlichen Stellen auf die Jacquardeinrichtung 2 eingreifen, so auch an der Welle 2c. Weiter kann der Motor 3 auch über Kupplungen und Getriebe mit der Welle 1a der Webmaschine 1 verbunden sein, sodass der Motor 3 nicht direkt mit der Hauptwelle der Webmaschine 1 verbunden ist. Die Antriebsvorrichtung 8 kann als ein sogenannter Servoverstärker ausgestaltet sein umfassend einen Gleichrichter, einen Gleichstromzwischenkreis, einen Kondensator sowie eine Endstufe zum Antrieb des Motors. Zusätzlich weist der Servoverstärker üblicherweise ein Drehwinkelsensor auf.

Claims (10)

  1. Jacquardwebmaschine (20) umfassend eine Webmaschine (1) sowie eine Jacquardeinrichtung (2), die beide über eine mechanische Transmissionsvorrichtung (4a,4b,5) miteinander gekoppelt und von einem gemeinsamen Motor (3) angetrieben sind, wobei eine zusätzliche, zumindest auf die Jacquardeinrichtung (2) wirkende Antriebsvorrichtung (8) angeordnet ist, und wobei zumindest ein Sensor (7) zum Erfassen eines Drehwinkels und/oder ein Sensor (6) zum Erfassen eines zwischen der Webmaschine (1) und der Jacquardeinrichtung (2) anliegenden Drehmomentes angeordnet ist, und wobei der Sensor (6,7) mit einer Regelvorrichtung (9) verbunden ist, welche die Antriebsvorrichtung (8) derart ansteuert, dass Drehmomentschwankungen und/oder Drehzahlschwankungen reduziert werden.
  2. Jacquardwebmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (6) zum Erfassen des Drehmomentes an der mechanischen Transmissionsvorrichtung (4a,4b,5) angeordnet ist.
  3. Jacquardwebmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (7) zum Erfassen des Drehwinkels der Jacquardeinrichtung (2) angeordnet ist.
  4. Jacquardwebmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor (7) zum Erfassen des Drehwinkels der Webmaschine (1) und ein weiterer Sensor (7) zum Erfassen des Drehwinkels der Jacquardeinrichtung (2) angeordnet ist.
  5. Jacquardwebmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Transmissionsvorrichtung (4a,4b,5) als eine Welle (5) mit Getrieben (4a,4b) ausgestaltet ist.
  6. Jacquardwebmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Antriebsvorrichtung (8) ein Zwischenspeicher (8a) verbunden ist, um Energie der Antriebsvorrichtung (8) aufzunehmen und wieder an diese abzugeben.
  7. Verfahren zur Regelung einer Jacquardwebmaschine (20) umfassend eine Webmaschine (1) sowie eine Jacquardeinrichtung (2) die beide über eine mechanische Transmissionsvorrichtung (4a,4b,5) miteinander verbunden und von einem gemeinsamen Motor (3) angetrieben werden, wobei mit einer Regelvorrichtung (9) der Drehwinkel und/oder das zwischen der Webmaschine (1) und der Jacquareinrichtung (2) auftretende Drehmoment erfasst wird und mit Hilfe dieser Werte eine zumindest auf die Jacquardeinrichtung (2) einwirkende Antriebsvorrichtung (8) derart angesteuert wird, dass Drehmomentschwankungen und/oder Drehmomentspitzenwerte und/oder Drehzahlschwankungen reduziert werden.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsaufnahme der Antriebsvorrichtung (8) und/oder des gemeinsamen Motors (3) von der Regelvorrichtung (9) erfasst wird, und die Antriebsvorrichtung (8) derart angesteuert wird, dass die gesamte Leistungsaufnahme der beiden Antriebesvorrichtungen (3,8) minimiert wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (8) entweder eine Antriebswirkung erzeugend und/oder eine Bremswirkung erzeugend betrieben wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Antriebsvorrichtung (8) und einem Zwischenspeicher (8a) Energie ausgetauscht wird.
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