编织机

文档序号:1676673 发布日期:2019-12-31 浏览:29次 >En<

阅读说明:本技术 编织机 (Braiding machine ) 是由 霍尔格·菲德勒 沃尔夫冈·施塔德勒 于 2018-02-20 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种编织机以及一种用于控制这样的编织机的方法。编织机的一个实施例具有多个编织材料载体、驱动装置和控制装置。所述多个编织材料载体围绕编织机的共同编织中心设置并且分别构造为用于承载需在所述共同编织中心中编织的编织材料。驱动装置构造为用于驱动所述多个编织材料载体,使得它们围绕共同编织中心运动。控制装置构造为用于控制驱动装置,使得作用到编织材料载体中的至少一个编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。(The present invention relates to a knitting machine and a method for controlling such a knitting machine. One embodiment of a braiding machine has a plurality of carriers of braiding material, a drive device, and a control device. The plurality of carriers of knitting material are arranged around a common knitting center of a knitting machine and are each configured for carrying knitting material to be knitted in the common knitting center. The drive device is configured for driving the plurality of carriers of woven material such that they move about a common weaving center. The control device is designed to control the drive device in such a way that the centrifugal force acting on at least one of the woven material carriers remains at least almost constant.)

编织机

技术领域

本发明涉及一种编织机以及一种用于控制这样的编织机的方法。

背景技术

用于对编织材料进行编织的编织机在现有技术中是已知的。当前,编织机以恒定不变的转速运行,该转速不得超过最大转速。最大容许转速决定性地通过机器的最大允许负荷限定,该最大允许负荷又是最大容许离心力的结果。

由DE 21 62 170 A1已知了一种快速编织机,其用于在使用两个彼此对向旋转的线轴支架的情况下利用线状编织材料编绕绞线状材料,所述线状编织材料形式为由有机和无机材料构成的线材或带材。

此外,由DE 10 2005 058 223 A1已知了一种编织机,其特别是用于编织金属丝织物(Drahtgewebe)或纺织织物(Textilgewebe)。该编织机具有第一线轴支架组和至少一个第二线轴支架组,这些线轴支架组在编织时相对彼此进行相对运动,其中,线轴支架组中的至少一个线轴支架组沿着圆形导轨被引导。

在编织过程期间,输送并编织由编织材料载体持续提供的编织材料。因此,编织材料载体的质量在编织过程期间变化。接着编织机的负荷也发生变化。当今的编织机因此大多以如下的转速运转,该转速虽然保护编织机避免过载,然而未充分考虑生产率提高的可能性。

发明内容

鉴于这种情况存在的要求是:提供一种编织机以及一种用于控制编织机的方法,该编织机和该方法能够实现生产率提高。为此说明了一种根据权利要求1所述的编织机以及一种根据权利要求17所述的方法。由从属权利要求1至16产生编织机的特别实施例。

本发明的第一观点涉及一种编织机。该编织机具有多个编织材料载体、驱动装置和控制装置。编织材料载体围绕编织机的共同编织中心设置。所述编织材料载体分别构造为用于承载需在所述共同编织中心中编织的编织材料。所述驱动装置构造为用于驱动所述多个编织材料载体,使得这些编织材料载体围绕所述共同编织中心运动。所述控制装置构造为用于控制驱动装置,使得作用到编织材料载体中的至少一个编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。

所述驱动装置例如可以构造为用于驱动所述多个编织材料载体,使得这些编织材料载体围绕共同编织中心转动/这些编织材料载体围绕共同编织中心旋转。

本发明的第二观点涉及一种用于控制编织机的方法。所述编织机具有多个编织材料载体、驱动装置和控制装置。所述多个编织材料载体围绕编织机的共同编织中心设置。所述编织材料载体分别构造为用于承载需在所述共同编织中心中编织的编织材料。该方法说明了对所述多个编织材料载体的驱动,使得这些编织材料载体围绕所述共同编织中心运动。该方法此外还说明了对驱动装置的控制,使得作用到编织材料载体中的至少一个编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。

例如可以驱动所述多个编织材料载体,使得这些编织材料载体围绕共同编织中心转动/这些编织材料载体围绕共同编织中心旋转。

根据本发明,由控制装置控制驱动装置,使得作用到编织材料载体中的至少一个编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变/被保持得恒定不变。在编织过程期间,对由编织材料载体承载的编织材料持续进行编织。因此在编织过程期间充填载体的充填度和由此编织材料载体的质量发生变化。与传统编织机不同,不是对恒定不变的转速进行调整、而是保持至少几乎恒定不变的离心力。当所述至少一个编织材料载体的质量减少时,只要作用到该编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变,就不必将转速保持得恒定不变,而是例如可以提高转速。在质量减少的情况中,提高转速导致至少几乎恒定不变的、作用到所述至少一个编织材料载体上的离心力。提高转速导致生产率提高。

出于清楚的原因,本发明在下文主要集中对根据第一观点的编织机进行说明,其中,下文的探讨相应地适于根据第二观点的用于对编织机进行控制的方法。

编织材料载体可以围绕共同编织中心圆形地延伸、也就是说沿着环绕共同编织中心的圆周设置。编织材料载体沿着围绕共同编织中心的周向相互间可以相应具有固定间距地设置。编织材料载体可以是线轴,编织材料例如可以缠绕到这些线轴上。编织材料载体可以沿着径向方向与编织中心具有相同间距地设置。编织材料载体与编织中心的径向间距可以是固定的/不变的或可变的。编织材料载体可以设置有相同的或至少部分彼此不同的编织材料量。在编织中心中将分别由编织材料载体提供的编织材料相互编织。所述编织中心也可以称为编织机的编织轴。编织中心可与编织机的纵轴线平行或者与该纵轴线相对应。

根据第一可能的实施例可考虑的是:编织材料载体安装或设置在一个共同的支架上。通过该共同的支架的运动、例如转动可以执行所描述的编织材料载体围绕共同编织中心的运动。作为补充方案可以设置有不可动的编织材料载体,从而以已知的方式将由所述多个编织材料载体提供的编织材料和由所述不可动的编织材料载体提供的编织材料相互编织。在这种情况中,在这里说明的观点和细部涉及例如安装或设置在共同的支架上的编织材料载体的运动。根据第二可能的实施例可考虑的是:所述多个编织材料载体安装或设置在第一共同的支架上,并且另外的编织材料载体安装或设置在第二共同的支架上。两个共同的支驾在一种特殊的构造设计中可以构造为线轴组或闭合环(Kranz)。两个支架可以分别由一个共同的驱动装置或由单独的/不同的驱动装置驱动。可以以已知的方式例如通过两个共同的支架的对向运动、例如相反的转动进行编织工艺。在这里说明的观点和细部可以涉及例如安装或设置在第一共同的支架上的编织材料载体的运动。作为补充方案,在这里说明的观点和细部可以涉及例如安装或设置在第二共同的支架上的编织材料载体的运动。根据一种特殊的实现方案,设有编织材料载体的、位于外侧的、所谓的下部闭合环可以相对同样设有编织材料载体的、位于内侧的、所谓的上部闭合环运动。在这里说明的观点和细部可以涉及编织机的下部闭合环和/或上部闭合环。

编织材料可以是任何可想到的、绞线状的或伸长的、适于编织过程的材料。因此可以借助所述编织机由绞线状的材料如线材或纺织纤维制造不同的编织物,例如形式为软管编织物或绞合线编织物和/或用于利用金属丝编织物编绕例如缆线。所述编织机例如可以是专门适于编织线材的线材编织机。所述编织机可以是旋转编织机。

编织过程可以理解为用于制造编织产品的完整过程。此外可考虑的是:一个编织过程可以理解为一个从编织机启动起到编织机停止运行为止的持续过程。当编织材料载体中的一个或多个编织材料载体空转并且分别通过装满的、也就是说完全装填编织材料的编织材料载体替换时,例如使编织机停止运行。

在编织过程期间,例如可以由控制装置如下地控制驱动装置,使得相应作用到全部编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。控制的概念在这里可以理解为其包括控制和/或调节。

如已经说明的那样,在编织过程期间,持续地对由编织材料载体承载的编织材料进行编织。因此在一个编织过程期间充填载体的充填度和由此编织材料载体的质量发生变化。编织材料载体的充填度和由此质量能够相应地相互协调。若在这种情况中将作用到编织材料载体之一上的离心力保持得恒定不变,那么自动地将相应作用到其它编织材料载体上的离心力在等值的情况下保持得恒定不变。

根据一个实施例,驱动装置可构造为用于如下地驱动所述多个编织材料载体,使得这些编织材料载体以可调的转速围绕共同编织中心转动。所述控制装置可构造为用于如下地调节可调的转速,使得作用到编织材料载体中的至少一个编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。例如,控制装置可构造为用于如下地调节可调的转速,使得相应作用到所有编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。所述控制装置可构造为用于如下地控制编织机的驱动装置,使得所述多个编织材料载体以经调节的转速围绕共同编织中心转动。驱动装置为此可以由控制装置获得相应的控制指令。驱动装置可以基于所述控制指令相应地驱动编织材料载体。

根据这个实施例的一种变型方案,驱动装置可构造为用于如下地驱动所述多个编织材料载体,使得它们以可调的角速度或速度围绕共同编织中心转动。

控制装置可构造为用于如下地调节可调的角速度或速度,使得作用到编织材料载体中的至少一个编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。例如,控制装置可构造为用于如下地调节可调的角速度或速度,使得分别作用到所有编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。

通过所述实施例及其变型方案,在所述至少一个编织材料载体的质量发生变化时,将作用到该编织材料载体上的离心力通过如下方式保持至少几乎恒定不变,即,对转速、角速度或速度进行调节。这构成高效和简单的将离心力保持至少几乎恒定不变的可能性。如已经阐述的那样,在编织过程期间,持续地对由编织材料载体提供的编织材料进行编织。因此在编织过程期间充填载体的充填度和由此编织材料载体的质量发生变化。与传统的编织机不同,不对转速、角速度或速度进行调节并将其保持恒定不变,而是当所述至少一个编织材料载体的质量减少时,在相应作用到该至少一个编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变其间,例如可以提高转速、角速度或速度。提高转速、角速度或速度导致生产率提高。

即使在这里涉及的是转速,而不是角速度或速度,这些详细说明相应地也适于角速度或速度。

控制装置可构造为用于在编织过程期间多次/重复地对可调的转速进行调节。在编织过程期间可以以固定的或可变的时间间隔对可调的转速进行调节。纯示范性地在此应该说明的是:在编织过程期间连续地/不断地对可调的转速进行调节。通过对转速的多次的、例如连续的调节能够更加精确地控制驱动装置。由于离心力是转速的二次函数,最大容许的机器转速在离心力恒定不变而质量持续减少时上升。由此可以提升转速,以提高生产率。对转速的多次调节保证了能够在编织过程期间多次提高转速。这提高了编织过程期间的生产率。

控制装置可构造为用于如下地控制驱动装置,使得最大限度地作用到编织材料载体中的至少一个编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。例如控制装置可构造为用于如下地对可调的转速进行调节,使得最大限度地作用到编织材料载体中的至少一个编织材料载体上的离心力保持至少几乎恒定不变。

由此将编织机设定在最大限度作用的离心力上。这保证了对防止编织机过载的更加可靠的保护。

控制装置可构造为用于根据编织材料载体中的至少一个编织材料载体的质量控制驱动装置。例如,控制装置可构造为用于根据编织材料载体中的至少一个编织材料载体的质量对可调的转速进行调节。

由此在对驱动装置进行控制时、诸如在对转速进行调节时,对编织材料载体中的至少一个编织材料载体的质量加以考虑。如已经阐述的那样,在编织过程期间,持续地对由编织材料载体提供的编织材料进行编织。因此在编织过程期间充填载体的充填度和由此编织材料载体的质量发生变化。通过对所述至少一个编织材料载体的质量的考虑,可以根据变化的质量来调节转速,以便将作用到所述至少一个编织材料载体上的离心力保持恒定不变。

可以考虑各种不同的实现方案,如可以基于编织材料载体中的至少一个编织材料载体的质量进行对驱动装置的控制。

根据第一可能实现方案可考虑的是:在对转速进行调节时只求得并考虑编织材料载体中的一个唯一的编织材料载体的质量。当例如已知所有编织材料载体具有相同质量时,这种措施就可以足够了。当使编织机重新运行或将所有编织材料载体共同更换时,编织材料载体则具有例如相同的质量。

根据第二可能实现方案,例如求得所有编织材料载体的质量。根据第二可能实现方案的第一变型方案,例如可以由求得的质量构成平均值或中值。那么在对转速进行调节时可以考虑求得的质量平均值或中值。

根据第二可能实现方案的第二变型方案,控制装置可构造为用于根据所述多个编织材料载体中具有最大质量的编织材料载体的质量来控制驱动装置。例如控制装置可构造为用于根据所述多个编织材料载体中具有最大质量的编织材料载体的质量对可调的转速进行调节。为此,控制装置可求得所有编织材料载体的质量并且通过比较来选择具有最大质量的编织材料载体的质量并且为了控制编织机、诸如为了对可调的速度进行调节而对其加以考虑。可以如下地选择可调的转速,使得编织机的最大许可离心力不被超过。

编织材料载体的质量可视为环形面的二次函数。环形面可以是如下的路径,在该路径上编织材料载体围绕编织中心运动。当根据具有最大质量的编织材料载体对转速进行调节时,剩余线轴的质量相应更加快速地减少。因此在编织材料载体的充填度至少部分不同的情况中,其它具有较小充填度的编织材料载体的质量不保持恒定不变。

通过根据具有最大质量的编织材料载体的控制/调节,提供了用于维持离心力并且在质量减少时提高转速的精确且简单的可能性。

编织机的编织材料载体中的至少一些编织材料载体的充填度和由此质量可以不同。通过对所有编织材料载体的最大质量加以考虑,将编织机设定在最大限度作用的离心力上。这保证了对防止编织机过载的更加可靠的保护。也就是说,为了进行防止过载和误操作的保护,可以从最大限度充填的编织材料载体中求得可调的转速。另外,恒定不变的离心力由此可以低于最大许可离心力或者可以这样地选择,也就是说,低于在转速恒定不变的已知编织机中存在的离心力。由此不仅可以在机器的运行时间中实现生产率提高,而且还能够降低最大机器负荷。

例如可以线性地进行对编织机的控制/调节。在此,可以以如下的转速开始编织过程,该转速例如至少几乎与编织机的容许的实际转速相符。接着可以如下地控制/调节编织机,使得该编织机以例如线性上升的转速运行,直到达到最大转速、例如在所述至少一个编织材料载体的限定填充的情况中的最大容许转速为止。例如编织机可以以一个初始转速启动并且例如在所述至少一个编织材料载体的充填度为60%的情况中在一定时间后达到最大转速。这可以借助传感器调节地亦或可以不调节地以固定的设定进行。

可以通过不同方式求得编织材料载体的质量。根据可考虑的第一构造设计,控制装置可以基于编织机的运转参数和/或关于所述至少一个编织材料载体的信息来估计出所述至少一个编织材料载体的质量。例如,控制装置可以为此考虑:充满状态中(in vollemZustand)的编织材料载体在什么时刻被安装在编织机上,编织机从该时刻起以怎样的转速运行并且充满状态中的编织材料载体具有怎样的初始质量。可以从这些或类似的参数中推导出编织材料载体的当前质量。由此可以在不需要另外的部件的情况下估计出所述至少一个编织材料载体的质量。

根据可考虑的第二构造设计,编织机可具有至少一个传感器。该传感器可构造为用于检测具有编织材料的编织材料载体中的至少一个编织材料载体的充填度。在具有编织材料载体的第一共同支架和编织材料载体的第二共同支架、例如位于外侧的下部闭合环和位于内侧的上部闭合环的编织机中,例如可以检测所述第一共同支架的至少一个编织材料载体的充填度和/或所述第二共同支架的至少一个编织材料载体的充填度。纯示范性地在此应该说明:在具有两个线轴闭合环(Spulenkranz)的编织机中,例如只测量上部闭合环的至少一个编织材料载体的充填度(上部闭合环通常对于编织过程来说更加关键)亦或检测两个闭合环(上部闭合环和下部闭合环)的至少一个编织材料载体的充填度。如上所述,例如可以根据最大限度充填的编织材料载体进行调节。

根据一个实施例可以考虑:一个唯一的传感器设置为固定不动的,所述多个编织材料载体由于其围绕共同编织中心旋转之故而运动经过该传感器旁。这一个传感器可以相应地依次进行测量,以便从这些测量中检测编织材料载体的相应充填度。充填度可以理解为编织材料的百分率,编织材料载体与完全填充编织材料的编织材料载体相比事实上被以该百分率填充。由此该实施例例如可以通过如下方式得以完善,即,设置有另外的传感器,该另外的传感器可以设置用于编织材料载体的位置检测。这样根据该实施例例如可以设置有两个传感器。这两个传感器能够在编织材料载体中的每个编织材料载体中进行相应的测量。例如两个传感器中的第一传感器可以经由测距来检测所述至少一个编织材料载体的充填度、例如每个编织材料载体的充填度。传感器中的第二传感器可以检测所述至少一个编织材料载体的位置并且例如经由发出信号来指示第一传感器开始测距。由此可以保证:始终在相同的位置并且为每个编织材料载体进行测距。根据另外的实施例,可以设置有多个用于充填度检测的传感器。例如可以设置有与编织材料载体数量相同数量的传感器。可考虑的是:这些传感器中的每个传感器例如如下地配置给一个编织材料载体,即,该传感器始终只进行用于检测这一个编织材料载体的充填度的测量。由此能够分别同时进行必要的测量。

所述至少一个传感器可以是间距传感器、也就是说构造为用于实施测距的传感器。在这种情况下可以是光学传感器。该传感器例如可构造为用于借助激光来检测间距。因此借助该传感器不能直接求得编织材料载体的质量、而是求得该传感器与编织材料载体的间距。由于在编织过程期间不断地由编织材料载体提供编织材料,所以编织材料载体的充填度下降。可以借助传感器的每次测距来检测编织材料载体的这个充填度损失/这个充填度下降、例如直径损失/直径下降。可以由测距、更确切地说由借助间距检测推导出的充填度算出实时质量。这结果是:编织材料载体的质量取决于其充填度,和反过来。

传感器可以如下地设置在编织机处或中,即,所有编织材料载体在其围绕共同编织中心转动时经过该传感器。该传感器例如可以在运动的编织材料载体外部、例如在旋转的闭合环外部静态地安装在编织机的框架上。

作为传感器例如作为用于检测编织材料载体的充填度和用于从检测到的充填度间接求得编织材料载体质量的间距传感器的设计方案以外的可选方案,可考虑的是:为所述至少一个编织材料载体、例如为每个编织材料载体配备一个力传感器。然后可以借助该力传感器直接测量相应作用的离心力。由此可以通过快速且简单的方式求得作用到相应编织材料载体上的离心力。

所述至少一个传感器可构造为用于在编织过程期间多次检测编织材料载体中的至少一个编织材料载体的充填度。可以以固定的或可变的时间间隔检测充填度。例如可以不断地/连续地求得所述至少一个编织材料载体的充填度。

可以将由所述至少一个传感器检测到的、关于所述至少一个编织材料载体的充填度的信息传递给控制装置。例如这些信息可以由所述至少一个传感器不断地、例如以固定的或可变的时间间隔传输给控制装置或者由控制装置从所述至少一个传感器处获取。例如可以连续地进行由传感器到控制装置的信息传递。

由此能够更加精确地控制编织机。例如可以更加频繁地提高转速。这导致生产率的进一步提高。

所述控制装置可构造为用于由所述至少一个编织材料载体的检测到的充填度推导出该至少一个编织材料载体的质量。为此作为对充填度的补充,所述控制装置可对未充满的编织材料载体的质量加以考虑。通过从所述至少一个编织材料载体的充填度求得质量,提供简单且精确的求得所述至少一个编织材料载体的质量的可能性,以便为了控制驱动装置、诸如调节转速而对这个质量加以考虑。

通过使用所述至少一个传感器,提供了以下可能性:快速且精确地求得所述至少一个编织材料载体、例如所有编织材料载体的质量。由此能够更加精确地控制编织机。

根据一个实施例,所述至少一个传感器可以构造为用于在编织过程期间不断地检测所有编织材料载体的充填度。所述控制装置可以由此不断地求得所有编织材料载体的质量。所述控制装置可以基于所述所有编织材料载体的质量来控制驱动装置、诸如调节转速。例如,控制装置可以基于所有求得的质量的平均值来调节转速。作为可选方案,所述控制装置可以基于所有求得的质量中的相应最高质量来不断地调节转速。

编织机此外可以具有至少一个不平衡度传感器。该至少一个不平衡度传感器可构造为用于求得所述多个编织材料载体在围绕共同编织中心转动时的不平衡度。由于编织材料载体可能不同程度地填充,所以在编织机中会存在不平衡度。由于线轴均匀地排空,所以存在重量差异并且因此也存在不平衡度。在提高转速的同时,不平衡度也增加。因此提高的转速可能导致较强的振动。为了对这一点进行监视,可以设置不平衡度传感器。振动会影响产品品质以及机器的耐用性。不平衡度传感器由现有技术已知并且例如在洗衣机中得到应用。

所述控制装置可构造为用于在对驱动装置进行控制时对求得的不平衡度加以考虑。例如控制装置可构造为用于在对可调的转速进行调节时对求得的不平衡度加以考虑。若控制装置例如确定了经调节的转速可能导致或实际已经导致了超过事先确定的极限值的不平衡度,那么该控制装置可以如下地调节所述转速,使得该速度正好在极限值上或低于极限值。

可以完全或部分地借助计算机程序实施所述方法。这样可以为了执行所述方法设置具有程序代码段的计算机程序产品。计算机程序可存储在计算机可读的存储介质上或编织机中。当计算机程序的程序代码段装载到计算器、计算机或处理器(例如微处理器、微控制器或数字信号处理器(DSP))中时,或者在计算器、计算机或处理器上运行时,这些程序代码段能够使计算机或处理器执行在此说明的方法的一个或多个步骤或所有步骤。

尽管与编织机相关地对上述观点和细部中的一些进行了说明,然而这些观点也可以以相应的方式在用于控制编织机的方法中或者在辅助或执行该方法的计算机程序中得以实现。

附图说明

应借助附图对本发明加以详细阐述。这些附图示意性示出:

图1a是由现有技术已知的编织机;

图1b是图1a所示编织机的离心力和转速的曲线;

图2是编织机的第一实施例;

图3是用于控制图2所示编织机的方法的实施例的流程图;

图4是编织机的第二实施例;

图5a是图2和4所示编织机的机器转速和离心力的曲线;

图5b是图1所示编织机的离心力与图2和4所示编织机的离心力的比较;

图5c是图1所示编织机的转速与图2和4所示编织机的转速的比较;

图5d是在使用图2和4所示编织机的情况中相对图1所示编织机的生产率提高,其以百分比为单位。

具体实施方式

下文阐述了然而并不局限于此的特殊细部,以便完全理解本发明。然而本领域技术人员清楚的是:本发明可应用在其它可能与下文中示出的细部不同的实施例中。

此外本领域技术人员也清楚的是:下面进行的阐述可以在应用硬件电路、软件工具或它们的组合的情况下得以实现。软件工具可以与编程的微处理器或普通的计算器、计算机、专用集成电路(ASCI)(Application Specific Integrated Circuit,德语:anwendungsspezifische integrierte Schaltung)和/或数字信号处理器(DSPs)(DigitalSignal Processors;德语:digitalen Signalprozessoren)。此外明确的是:即使针对一种方法对下述细部进行说明,这些细部也可以在适当的设备单元中、计算机处理器中或连接于处理器的存储器中得以实现,该存储器设有一个或多个程序,所述程序在它们通过处理器执行时实施所述方法。

图1a示出了根据现有技术的编织机1的示意图。该编织机1具有多个、在所示实例中八个线轴2作为编织材料载体的示例。这些线轴2中的每一个线轴都用作载体,该载体用于需借助编织机1在编织中心3中编织的编织材料。在编织机1的运行中,将编织材料从每个线轴2起径向向内输送到编织机1的编织中心3。该编织中心3也可以称为编织机的编织轴并且与编织机1的纵轴线相对应或与该纵轴线平行。根据图1所示实例,编织中心3与圆形轨道的中心点相对应,线轴2在该圆形轨道上围绕编织中心3运动。在运行中,线轴2以恒定不变的转速围绕编织中心/编织轴3转动。以现有技术已知的方式,通过线轴2围绕转动和编织中心3的转动以及通过相应编织材料沿编织中心3的移开将所输送的编织材料相互编织。

根据图1a的示意图,线轴2由线轴支架2a支承。通过线轴支架2a围绕共同编织中心3的转动和由此线轴2围绕该共同编织中心的运动可以执行编织工艺。作为补充方案,可以设置有不可动的线轴(未示出),从而将由多个线轴2提供的编织材料和由所述不可动的线轴提供的编织材料以已知方式相互编织。作为可选方案可考虑的是:所述多个线轴2设置在第一线轴支架2a上、例如上部闭合环上,而另外的线轴2设置在第二线轴支架(未示出)上、例如下部闭合环上。在这种情况中能够以已知的方式例如通过两个共同的线轴支架的对向运动、例如相反的旋转进行编织工艺。

在由现有技术已知的编织机中、例如在编织机1中,使用恒定不变的转速。如下地选择该转速,使得编织机的最大负荷不被超过。已知的编织机常常限制在175转/分钟的最大转速上并且以这个最大转速运行。由此在线轴2的最大充填度为100%的情况中,221.43N的容许离心力作用在每个填满的线轴2上。这个附图示出了:在转速恒定不变(参见转速曲线4)和充填度为100%的情况下离心力最大是多少并且如何随着线轴2的充填度的减少而下降。也就是说,在线轴2完全填充/装满的情况中产生最高负荷。随着线轴2的充填度减少,编织机1上的离心力和由此负荷连续变小。这导致现有技术的编织机虽然试图防止编织机1过载,然而没有以预期的程度优化到最大生产率。

图2示出了编织机10的第一实施例。该编织机10的原理性结构基于图1a所示编织机1的结构,因而参阅与此相关的详细说明。这样图2所示的线轴支架20a可以是用于实施编织过程的共同的线轴支架或两个对向的线轴支架、例如一个上部闭合环或一个下部闭合环中的一个线轴支架,其中的另一个在图2中未示出。

图2所示的编织机10具有线轴20作为编织材料载体的一个示例。线轴20中的每一个线轴都用作需编织的编织材料的载体。由编织机10的驱动装置12使线轴20围绕一个共同的编织轴30/围绕一个共同编织中心30转动,所述编织轴/编织中心根据图2对应于各线轴20的旋转中心。然而与图1a所示的编织机1不同,在图2所示的编织机10中没有预先选择转速而是保持恒定不变。相反,在图2所示的编织机10中使作用到线轴20中的一个或多个线轴上和通过转动引起的离心力保持恒定不变。

为此,编织机10具有控制装置40和传感器50。该传感器50重复地、例如不断地检查线轴20中的一个或多个线轴的充填度。为此,传感器50例如构造为间距传感器。传感器50例如可以借助激光来检测与运动经过的线轴20的相应间距。由于线轴20的充填度持续变化,所以由传感器50检测到的间距也相应地变化。下面例如假设:传感器50重复地检测所有线轴20的充填度。可以直接由传感器50或通过控制装置40从中求得线轴20中的每个线轴的质量。

作为传感器例如作为用于检测线轴20的充填度和从检测到的充填度间接求得线轴20的质量的间隔传感器的构造设计以外的可选方案或补充方案,例如可以为每个线轴20设置一个力传感器。借助该力传感器则可以直接测量相应作用的离心力。这就是说,作为传感器50以外的可选方案或补充方案(例如出于冗余原因),可以在线轴20中的每个线轴上分别设置一个传感器,该传感器直接测量作用到相应的线轴20上的离心力。

与质量的精确求得无关,在已知线轴20与旋转中心、也就是说与编织中心30的径向间距r的情况下,可以由控制装置40由线轴20的质量求得作用到相应的线轴20上的离心力。控制装置40原则上可以由每个线轴20的质量为每个线轴20推导出相应作用的离心力。如下,从角速度ω中得出离心力F:

F=m*ω2*r

角速度ω直接与转速n成比例,因为适用的是:

ω=2*π*n

由此为离心力F与转速n之间的相互关系得出:

F=4*π2*n2*m*r

圆周率π(Pi)是已知和恒定不变的。质量m与离心力F直接成比例。也就是说,作用到主体上的离心力F随着质量减少而直接成比例地下降。由此在线轴20的充填度减少和由此质量减少时能够相应地提高转速n,然而能够保持作用的离心力恒定不变。控制装置40如下地求得转速n,使得相应作用到线轴20上的离心力F保持恒定不变。由此可以随着线轴充填度的减少提高编织机10的转速n。这提高了生产率。在此纯示范性地列举如下:在编织工艺期间可以将转速调节在150转/分钟至250转/分钟的范围中或其中的子范围中。

在图2所示的实例中,所有线轴20的充填度纯示范性地是一致的。在实际中,当编织机10第一次运行时或当同时更换所有线轴20并且通过完全装满的线轴20替换时,例如会出现这种情况。在这种情况中足够的是:只相应检测线轴20之一的充填度。可选地,也可以检测所有线轴20的充填度。与此无关地,根据这个实例在任何情况下都足够的是:线轴20之一的质量在控制装置40方面识别并且为了控制而对其加以考虑。在这种情况中,控制装置40将基于所求得的线轴20之一的质量m和由此利用线轴20中的每个线轴的质量m的充分精度如下地调节转速n,使得在(多个)线轴20的质量m减少时离心力F保持恒定不变。可以由上述公式通过下列关系求得转速n:

n2=F/(4*π2*m*r)

不仅转速或转速调节是二次函数,而且生产期间/编织过程期间线轴20的质量或者线轴的质量损失也是二次函数(质量或者质量损失与π/4*(D2-d2)成比例)。D为最大线轴充填时线轴的外径。在编织过程期间D减小并且因此不是恒定不变的。d是线轴本身的芯径并且因此是恒定不变的。这样d也可以理解为没有填料的线轴的直径。通过这种方式可以由相应存在的线轴充填情况下的线轴20的外径和没有填料的线轴20的恒定不变的直径由已知的比例由求得质量损失。

现在参照图3对用于对编织机10进行控制的另外的细部进行说明。

在步骤S302中,编织机10的驱动装置如下地驱动线轴20,使得这些线轴围绕共同编织中心30运动、诸如转动。它们可以例如以可调的转速n围绕编织中心30转动。在步骤S304和S306中如下地控制驱动装置,使得作用到线轴20中的至少一个线轴上的离心力保持至少几乎恒定不变。为此在步骤S304中借助传感器50首先检测线轴20的充填度。此外在步骤S304中基于相应检测到的线轴充填度通过控制装置40求得线轴20的质量和由此至少几乎相同填充的线轴20中的每个线轴的质量。所求得的线轴20的质量现在可用于借助以下关系式求得经调节的转速:

n2=F/(4*π2*m*r)

由于与编织中心30的径向间距r是已知的和恒定不变的、质量m已经求出并且离心力F保持恒定不变,所以控制装置40可以在步骤S306中从这个关系式中直接求得经调节的转速n。这就是说,为离心力使用之前存在的和例如在开始时为编织机10选择的值。

在步骤S302中,以经调节的转速n驱动编织机10。在编织过程期间可以例如不断地重复步骤S302至S306。

图4示出了编织机10的第二实施例。图4所示编织机10以图2所示的编织机10为基础。因此为相同的元件使用相同的附图标记并且编织机也标记同样的附图标记。图4所示的编织机10具有经略微调节的算法。作为可选方案,图4所示的编织机10此外可具有不平衡度传感器60。如在图4中简略示出的那样,编织机10的线轴20纯示范性地至少部分具有不同的充填度。

经调节的算法得到如下调节,即,借助传感器50检测所有线轴20的充填度(这相当于图2所示的可能措施),然而为了求得转速只考虑最大充填的线轴20a的充填度和由此所有线轴20的最大质量。换言之,由充填度最大的线轴20a的充填度和由此从最大质量的线轴20a中求得可调的转速。若更换线轴20之一,那么最大质量的线轴20a会变化。

控制装置40可以将求得的质量m的最大质量m_max如下地进一步用于求得经调节的转速。

由于与编织中心30的径向间距r是已知的和恒定不变的,最大质量m_max是已知的并且离心力F保持恒定不变,所以控制装置40能够从关系式

F=4*π2*n2*m_max*r

中直接求得经调节的转速n。这就是说,为离心力使用之前存在的和例如在开始时为编织机10选择的值。

此外,借助不平衡度传感器60能够求得编织机10中的不平衡度。由线轴20的不同充填度和由此不同的质量产生该不平衡度。由于在转速上升时不平衡度增加,所以可选地可以对该不平衡度进行监视。控制装置40在调节转速n时可以考虑不平衡度。例如可考虑的是:假若使用由控制装置求得的转速,那么借助不平衡度传感器60确定最大容许不平衡度被超过。控制装置40则可以如下地降低转速,使得最大容许不平衡度不被超过。

图5a至5d图解说明了图2和4所示编织机10的优点。

从图5a中可以看出,在图2和4所示编织机10中离心力保持恒定不变(参见离心力Fk的曲线110)。这导致:在线轴20的充填度减少时(从100%到0%),可能的转速上升(参见转速的曲线210;通过转速n与可变值b>1相乘图示出上升的曲线)。

图5b示出了图2和4所示编织机10的离心力的曲线110与图1a所示编织机1的离心力的曲线100的比较。可以看出:编织机10中的离心力与线轴20的充填度无关地保持恒定不变(恒定不变的离心力Fk),而编织机1的离心力则随着充填度的减少而下降(通过离心力F与常数a<1相乘图示出下降的曲线)。

图5c对图2和4所示编织机10中的转速的曲线210与图1a所示编织机1中的转速的曲线200进行比较。如可以看出的那样,在100%的最大充填度的情况中,编织机10的转速纯示范性地略低于编织机1的转速。在约85%的充填度的情况中两个充填度已经接近并且至少几乎相同。从80%的充填度起,编织机10的转速已经变得大于编织机1的转速。由此在编织过程的大部分中图2和4所示编织机10能够以比图1a所示编织机1更高的转速运行。这提高了生产率。编织机10的启动转速已经接近或高于编织机1的转速。

纯示范性地由图5d得出生产率提高的程度。由于转速是恒定不变的,所以编织机1的生产率的曲线300与线轴2的充填度无关地是恒定不变的。与此相反,编织机10中的生产率的曲线310则随着线轴20的充填度减少而上升。在充填度在100%至低于85%的情况中,编织机10的生产率依然略低于在编织机1中,然而在充填度为85%时生产率彼此相等。作为可选方案,编织机10也可以立刻以最大容许转速开始。由此将(在编织机10起动时)立刻实现生产率提高。随着充填度从低于85%减少到0%,编织机10的生产率优势与编织机1相比持续上升。作为可选方案,从达到确定的极限转速起,编织机10能够以恒定不变的转速运行直到达到空状态识别(充填度0%)为止。生产率的在编织过程中的平均曲线320示出:编织机10的平均生产率高于编织机1的恒定不变的生产率。因此在整个过程中平均能够实现直到21%的显著的生产率提高。

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