SCHMID, Theo (Zeindlemattweg 11, Frick, CH-5070, CH)
MEIER, Erwin (Steig 28, Kaisten, CH-5082, CH)
SCHMID, Theo (Zeindlemattweg 11, Frick, CH-5070, CH)
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum thermischen Schneiden einer laufenden Textilbahn (2) aus schmelzfähigem Material, insbesondere einer gemusterten Textilbahn, mit einer Vielzahl von elektrisch beheizten Trenneinheiten (1) zum Schneiden der Textilbahn (2), wobei die Trenneinheiten (1) jeweils zumindest ein Trennelement (3) aufweisen,
Mitteln zum translatorischen Transport der Textilbahn (2) relativ zu den elektrisch beheizten Trenneinheiten (1), wobei die Vorrichtung weiterhin aufweist:
Mittel (9) zur Ermittlung der Sollschneidetemperatur zum Schneiden einer laufenden, insbesondere gemusterten Textilbahn (2) aus schmelzfähigem Material, aufgrund textiler Parameter wie Bindung, Gewebedicke, Gewebematerial, sowie der Geschwindigkeit des genannten translatorischen Transports an der Schnittstelle,
Mittel (8) zur übermittelung der Sollschneidetemperatur an die e- lektrisch beheizten Trenneinheiten (1), wobei jede Trenneinheit (1) eigene Temperaturregelungsmittel auf- weist, mittels derer die Temperatur an der Trennstelle entsprechend dem vorgegebenen Sollwert regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Trenneinheiten (1) einen Schneiddraht (3) mit temperaturabhängigem elektrischem Widerstand als Trennelement umfassen, wobei mittels der Temperaturregelungsmittel die aktuelle Schneidtemperatur dabei anhand des elektrischen Widerstandes des Schneiddrahtes (3) ermittelbar und/oder regelbar ist.
2. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zumindest einer Kontaktschiene (4), mittels derer die Trenneinheiten (1) mit elektrischer Leistung und Steuersignalen versorgbar sind.
3. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Gleichspannungsnetzgerät (7) zum Versorgen der Trenneinheiten (1) mit elektrischer Leistung.
4. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Wechselspannungsnetzgerät (7) zum Versorgen der Trenneinheiten (1) mit elektrischer Leistung.
5. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (8) zur übermittelung der Sollschneidetemperatur an die elektrisch beheizten Trenneinheiten (1) Mittel zur Modulation der Sollschneidetemperatur auf die Versorgungsspannung umfassen.
6. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (8) zur übermittelung der Sollschneidetemperatur an die elektrisch beheizten Trenneinheiten (1) zusätzliche Pole auf der Kontaktschiene (4) umfassen.
7. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Mittel (8) zur übermittlung von Störungsmeldungen von den Trenneinheiten (1) zu den Mitteln zur Ermittlung der Sollschneidetemperatur (9).
8. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (8) zur übermittlung von Störungsmeldungen von den Trenneinheiten (1) zu den Mitteln (9) zur Ermittlung der Sollschneidetemperatur Mittel zur Modulation der Störungsmeldungen auf die Versorgungsspannung umfassen.
9. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturregelungsmittel im Kaltzustand kalibrierbar sind, wodurch Schneiddraht-Längenunterschiede und daraus resultierende Widerstandsunterschiede kompensierbar sind.
10. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneiddrähte (3) im oberen oder unteren Bereich der Trenneinheiten (1) mittels eines thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Materials gehalten sind.
11. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen optischen Sensor (6) zur überwachung der Position der Trenneinheiten (1), mit dem ein Ausdrücken einer Trenneinheit (1) durch die transportierte Textilbahn aus einer Halterung (5) de- tektierbar und von welchem ein Signal zum Stoppen der Vorrichtung ausgebbar ist.
12. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen mechanischen Kontaktsensor zur überwachung der Position der Trenneinheiten (1), mit dem ein Ausdrücken einer Trenneinheit (1) durch die transportierte Textilbahn aus einer Halterung (5) detektierbar ist und von welchem ein Signal zum Stoppen der Vorrich- tung ausgebbar ist.
13. Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturregelungsmittel als Stromregelungsmittel oder Mittel zur Regelung der elektrischen Schneid- leistung der Trenneinheiten (1) ausgebildet sind. |
Vorrichtung zum thermischen Schneiden einer laufenden Textilbahn
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum thermischen Schneiden einer laufen- den Textilbahn aus schmelzfähigem Material, insbesondere einer gemusterten Textilbahn gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Stand der Technik
Schon aus der WO 92/02246 Al ist es bekannt, eine schmelzfähige Textilbahn mittels einer thermischen Schneideinrichtung in Bahnen zu unterteilen.
Aus der WO 2004/070103 Al ist eine Schneidvorrichtung zum Schneiden einer laufenden, insbesondere gemusterten Textilbahn aus schmelzfähigem Material bekannt. Dabei wird vorgeschlagen, dass das klingen- oder drahtförmige Schneidmesser so einstellbar sein soll, dass die Schnittstelle am Schneidmesser mittels einer Steuereinrichtung wählbar sei. Da nun zudem zwischen den Einspannstellen ein gegen den mittleren Bereich zunehmender Temperaturbereich vorliegt, kann eine für den Textilbereich angepasste Temperatur gewählt werden. Insbesondere beim Einsatz von Schneiddrähten hat sich diese Ausführung aber nicht als optimal erwiesen. Weiterhin wird in der WO 2004/070103 Al durch einen asymmetrisch zur Textilbahn verlaufenden Temperaturverlauf ein "V"- förmiger Schnitt ermöglicht. Dies bedeutet, dass auf der Seite - oberhalb oder unterhalb - der Textilbahn die Temperatur höher ist als auf der Gegenseite. Das Gewebe wird auf der wärmeren Seite breiter geschmolzen, wodurch der "V"- förmige Schnitt entsteht.
Aus der DE 195 10 818 Cl ist eine widerstandsbeheizte Trennvorrichtung für tex- tile Bahnen bekannt, die aber einen - dort als vorteilhaft bezeichneten berührungslosen - Temperatursensor benötigt, der elektrisch mit einem Komparator verbunden ist. Eine solche Lösung hat sich aber als nachteilig herausgestellt. Einerseits ist ein Temperatursensor aufwändig und wartungsanfällig. Andererseits bringt der Temperatursensor für die angestrebte Schneidvorrichtung auch noch Nachteile mit sich, die sich aus mit Störeinflüssen wie Verschmutzung und
Fremdlicht - sofern ein optischen Sensor eingesetzt wird - ergeben. Dies gilt es zu vermeiden. Auch die aus der WO 01/83872 Al bekannte Trennvorrichtung weist einen solchen nachteiligen Temperatursensor auf.
Darstellung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum thermischen Schneiden einer laufenden Textilbahn aus schmelzfähigem Material zu verbessern. Ein wichtiger Aspekt dieser Aufgabe ist es, die Qualität der Schnittkante einer elektrisch beheizten thermischen Schneideinrichtung insbesondere bei sich änderndem Gewe- be, z.B. Gewebedicke, zu verbessern. Ein anderer wichtiger Aspekt dieser Aufgabe ist es, die Bedienung durch den Anwender insbesondere bei Auftragswechsel zu vereinfachen. Insbesondere soll die Notwendigkeit eines zusätzlichen Temperatursensors - wie z.B. eines berührungslosen Temperatursensors - vermieden werden.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum thermischen Schneiden nach Anspruch 1 gelöst. Dabei haben die Massnahmen der Erfindung zunächst einmal zur Folge, dass mit der Schneidevorrichtung in besonderer Weise ermöglicht wird, eine Textilbahn unterschiedlicher Dicken in einzelne Bänder, insbesondere Etiket- tenbänder ohne zusätzliche Temperaturmessung zu schneiden. Die Lösung der Aufgabe umfasst, dass die optimale Schneidtemperatur aufgrund textiler Parameter wie Bindung, Gewebedicke, Gewebematerial, sowie der Transportgeschwindigkeit an der Trennstelle durch die zentrale Steuerung ermittelt wird. Diese Schneidtemperatur wird an die elektrisch beheizten Trenneinheiten als Sollwert übermittelt. Jede Trenneinheit hat eine eigene Temperaturregelung und regelt die Temperatur an der Trennstelle entsprechend dem vorgegebenen Sollwert. Dadurch werden Unterschiede zwischen den Trenneinheiten sowie äussere Störungen, insbesondere Kühlung durch Luftströmungen an der Schneidstelle kompensiert. Es wird eine gleich bleibende Schnittqualität auch bei sich ändern- den Gewebeeigenschaften erreicht.
Vorteilhafterweise werden die Trenneinheiten über Kontaktschienen mit elektrischer Leistung versorgt. Dadurch entfällt sowohl das aufwendige Auf-/Ab- und
Umstecken der Kabel bei Neuaufträgen und Musterwechseln als auch die Kabelvielfalt bei den unterschiedlichen Etikettenbreiten. Daraus resultiert eine bessere Bedienbarkeit und eine erhebliche Zeiteinsparung, welche einen noch schnelleren Muster- bzw. Auftragswechsel ermöglicht.
Gemäss der vorliegenden Erfindung kann als Speisung für die Schneidevorrichtung ein handelsübliches Gleichspannungs-Netzgerät verwendet werden, während gemäss dem Stand der Technik bei Serieschaltung der Trenneinheiten eine gesteuerte Stromquelle verwendet werden muss.
Wesentlich für die Erfindung ist eine Steuerungs- oder Regelungsmöglichkeit der Trenneinheiten. Beim Einsatz eines Schneiddrahtes als Trennelement umfassen die Trenneinheiten jeweils einen Schneiddraht mit temperaturabhängigem elektrischem Widerstand. In diesem Fall ist die aktuelle Schneidtemperatur anhand des elektrischen Widerstandes des Schneiddrahtes ermittelbar und/oder regelbar.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemässen Schneidevorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 13 beschrieben.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn Kontaktschienen vorgesehen sind, mittels derer die Trenneinheiten mit elektrischer Leistung und Steuersignalen versorgbar sind. Dadurch wird die Vorrichtung wesentlich vereinfacht. (Anspruch 2)
Wie oben bereits beschrieben, ist es ein Vorteil der Erfindung, dass als Speisung für die Schneidevorrichtung ein handelsübliches Gleichspannungs-Netzgerät verwendet werden kann, während gemäss dem Stand der Technik bei Serieschaltung der Trenneinheiten eine gesteuerte Stromquelle verwendet werden muss. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird dies so vorgesehen. (Anspruch 3) Alternativ kann aber auch ein Wechselspannungsnetzgerät zum Versorgen der Trenneinheiten mit elektrischer Leistung vorgesehen sein (Anspruch 4).
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfassen die Mittel zur übermittelung der Sollschneidetemperatur an die elektrisch beheizten Trenneinheiten
Mittel zur Modulation der Sollschneidetemperatur auf die Versorgungsspannung (Anspruch 5). Alternativ dazu kann aber z.B. die Kontaktschiene zusätzliche Pole zur übermittelung der Sollschneidetemperatur an die elektrisch beheizten Trenneinheiten aufweisen (Anspruch 6).
Um Störungen rückmelden zu können, sind vorteilhafterweise Mittel zur übermittlung von Störungsmeldungen von den Trenneinheiten zur Steuervorrichtung (also den Mitteln zur Ermittlung der Sollschneidetemperatur) vorgesehen, die dann ebenfalls als Modulation auf die Versorgungsspannung oder als eigene Pole auf der Kontaktschiene implementiert sind (Ansprüche 6 und 7).
Vorteilhaft ist es, wenn die Temperaturregelung im Kaltzustand kalibrierbar ist, wodurch Schneiddraht-Längenunterschiede und daraus resultierende Widerstandsunterschiede kompensiert werden können (Anspruch 9).
Vorteilhaft ist es, wenn die Schneiddrähte im oberen oder unteren Bereich der Trenneinheiten mittels eines thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Materials gehalten sind. Dadurch wird dem Schneiddraht Wärme entzogen, ohne dass der Schneiddraht elektrisch kurzgeschlossen wird (Anspruch 10). Mit dieser Anordnung ist es möglich, einen asymmetrischen, "V-förmiger Schnitt - wahlweise oberhalb oder unterhalb - zu erzeugen, ohne die Nachtele des Standes der Technik in Kauf nehmen zu müssen.
Um zu verhindern, dass nach einem Ausdrücken einer Trenneinheit durch die transportierte Textilbahn aus der Halterung die Anlage und/oder das zu schneidende Material weiteren Schaden nimmt, ist es vorteilhaft einen optischen Sensor zur überwachung der Position der Trenneinheiten vorzusehen, mit dem ein Ausdrücken einer Trenneinheit durch die transportierte Textilbahn aus der Halterung detektiert werden kann. Dadurch kann dann ein Signal zum Stoppen der Vorrichtung ausgegeben werden (Anspruch 11). Alternativ kann aber auch ein mechanischer Kontaktsensor zur überwachung der Position der Trenneinheiten vorgesehen sein (Anspruch 12).
In einer alternativen Abwandlung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Temperaturregelung indirekt mittels Stromregelung oder durch Regelung der e- lektrischen Schneidleistung der Trenneinheiten ausgeführt wird (Anspruch 13).
Die vorbenannten sowie die beanspruchten und in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschriebenen, erfindungsgemäss zu verwendenden Elemente unterliegen in ihrer Grosse, Formgestaltung, Materialverwendung und ihrer technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem jeweiligen Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der nachstehenden Zeichnungen beispielhaft erläutert. Dabei zeigt:
Figur 1 eine Darstellung einer Trenneinheit zu einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, von der Seite;
Figur 2 eine schematische Darstellung der Elemente der Vorrichtung zu dem Ausführungsbeispiel gemäss Figur 1;
Figur 3 eine fotografische Darstellung der Trenneinheit gemäss Figur 1; und
Figur 4 eine fotografische Darstellung einer Vielzahl von nebeneinander an- geordneten Trenneinheiten gemäss Figur 1 und 3.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In Figur 1 ist eine Trenneinheit als Ganzes mit 1 bezeichnet. Die Trenneinheit 1 zum Durchtrennen einer Textilbahn 2 aus schmelzfähigem Material ist mit einem Schneiddraht 3 ausgerüstet. Der Schneiddraht 3 ist im Ausführungsbeispiel über Kontaktschienen 4 mit elektrischer Leistung - im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit elektrischer Gleichspannung - versorgt. Der Schneiddraht 3 hat einen temperaturabhängigen elektrischen Widerstand. Dadurch ist die aktuelle
Schneidtemperatur anhand des elektrischen Widerstandes des Schneiddrahtes ermittelbar und regelbar. Es ist dabei vorgesehen, dass die Temperaturregelung im Kaltzustand kalibriert wird, wodurch Schneiddraht-Längenunterschiede und daraus resultierende Widerstandsunterschiede kompensiert werden. Durch den Einsatz der Kontaktschienen 4 entfällt sowohl ein aufwendiges Auf-/Ab- und Umstecken der Kabel bei Neuaufträgen und Musterwechseln als auch die Kabelvielfalt bei den unterschiedlichen Etikettenbreiten mit dem Vorteil einer besseren Bedienbarkeit und eine erhebliche Zeiteinsparung und der Möglichkeit eines sehr schnellen Muster- bzw. Auftragswechsels.
In Figur 2 ist eine Vielzahl von Trenneinheiten 1 aus Figur 1 nebeneinander dargestellt. Alle diese Trenneinheiten 1 sind mit der Kontaktschiene 4 verbunden. Die Kontaktschiene 4 ist mit einer Gleichspannungsquelle 7 verbunden. Dabei handelt es sich im vorliegenden Ausführungsbeispiel um ein handelsübliches Gleichspannungs-Netzgerät verwendet werden kann. In einer alternativen Ausführung kann aber auch ein handelsübliches Wechselspannungsnetzgerät zum Versorgen der Trenneinheiten mit elektrischer Leistung vorgesehen sein.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Solltemperatur durch ein Steuerge- rät 9 ermittelt. Dieses Steuergerät 9 verwendet dabei einerseits die Informationen über die speziellen Textilmaterialien des gewobenen Materials - also z.B. die Stärke und Schmelztemperatur der Kett- und Schussfäden, aber auch die Bindung und Gewebedicke, die sich aus dem Musterprogramm ergeben. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass sich aus dem Musterprogramm auch sehr un- terschiedliche Stärken und Schmelztemperaturen für die nebeneinander liegenden Kettfäden und auch für die unterschiedlichen Schussfäden, z.B. in Abhängigkeit der Farben der Kett- und Schussfäden ergeben können. Diese Werte sind dem Musterprogramm bekannt und daraus werden entsprechende Solltemperaturen ermittelt. Die Solltemperaturen hängen aber auch von der Schneidege- schwindigkeit des translatorischen Transports des Gewebematerials an der Schnittstelle ab.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die von der Steuereinrichtung ermittelten Daten der Sollschneidetemperatur mittels einer als Modulationseinrichtung ausgebildeten übermittelungseinrichtung 8 auf die Versorgungsspannung aufmoduliert. In einer alternativen, hier nicht näher dargestellten Ausführung werden die Daten zu den Solltemperaturen über zusätzliche Pole an der Kontaktschiene an die elektrisch beheizten Trenneinheiten übermittelt.
Um Störungen rückmelden zu können, ist die übermittelungseinrichtung 8 so ausgebildet, dass auch Störungsmeldungen von den Trenneinheiten zur Steuer- Vorrichtung 9 übermittelt werden können. Diese Störungsmeldungen werden dabei ebenfalls als Modulation auf die Versorgungsspannung aufmoduliert, im vorliegenden Ausführungsbeispiel als passive Modulation nach dem Prinzip der Laststrommodulation. Es können aber auch alle anderen, gängigen Rückmodulations- verfahren verwendet werden. Bei der alternativen, hier nicht näher dargestellten Ausführung mit Hilfe zusätzlicher Pole an der Kontaktschiene 4 sind auch für die Störungsmeldungen eigene Pole vorgesehen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel werden Störungsmeldungen von einem optischen Sensor 6 zur überwachung der Position der Trenneinheiten 1 erzeugt. Mit dem optischen Sensor 6 kann insbesondere ein Ausdrücken einer Trenneinheit 1 durch die transportierte Textilbahn 2 aus der Halterung 5 detektiert werden. Eine solche Störungsmeldung des optischen Sensors 6 wird dann über die Modulationseinrichtung 8 an die Steuereinheit 9 übermittelt, die die gesamte Vorrichtung zur Vermeidung weiterer Schäden abschalten kann. In einer alternativen, hier nicht näher dargestellten Ausführung wird an Stelle des optischen Sensors 6 ein mechanischer Kontaktsensor zur überwachung der Position der Trenneinheiten eingesetzt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Schneiddrähte 3 an Schneiddrahthaltern 10 aus thermisch leitendes und elektrisch isolierendes Material eingespannt. Dadurch wird dem Schneiddraht Wärme entzogen, ohne dass der Schneiddraht elektrisch kurzgeschlossen wird. Dies führt zu einem verbesserten Regelverhalten. Insbesondere ist es mit dieser Anordnung ist es möglich, einen asymmetrischen, "V-förmiger Schnitt - wahlweise oberhalb oder unterhalb - zu erzeugen.
Mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es in besonderer Weise möglicht, eine Textilbahn mit wechselnden Dicken in einzelne Bänder, insbe- sondere Eti ketten bänder zu schneiden. Dies kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn bei der Herstellung des Gewebes unterschiedliche Fadenstärken ge- mäss dem Etikettenmusters verwendet werden. Dadurch, dass jedes Trenneinheit 1 eine eigene Temperaturregelung hat und die Temperatur an der Trennstelle entsprechend dem vorgegebenen Sollwert geregelt werden kann, können auch Unterschiede zwischen den Trenneinheiten sowie äussere Störungen, insbesondere Kühlung durch Luftströmungen an der Schneidstelle kompensiert werden. Es wird also eine gleich bleibende Schnittqualität auch bei sich änderndem Gewebe erreicht.
In einer weiteren, alternativen Abwandlung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Temperaturregelung indirekt mittels Stromregelung oder durch Regelung der elektrischen Schneidleistung der Trenneinheiten ausgeführt wird.
In der vorstehend beschriebenen Ausführung wird jeweils auf ein Gewebe Bezug genommen. Es ist für den Fachmann ersichtlich und geht auch aus den nachfolgenden Patentansprüchen hervor, dass mit jeder vorstehend beschriebenen Vorrichtung gemäss der vorliegenden Erfindung auch andere Arten von Textilbah- nen, insbesondere gewirkte Bahnen geschnitten werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste
1 Trenneinheit mit Temperaturregelung
2 zu schneidende Textilbahn
3 Schneiddraht 4 Kontaktschiene
5 Halterung
6 Optischer Sensor
7 Gleichspannungsnetzgerät
8 übermittelungseinrichtung zur übermittelung der Sollschneidtemperatur und der Störungsmeldung
9 Steuereinrichtung
10 Schneiddrahthalter