DE10021963A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Hierbei wird der Faden auf einer angetriebenen Hülse zu einer Kreuzspule gewickelt, wobei der Faden mittels eines Changierfadenführers innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt wird. Dabei wird die Länge des Changierhubes periodisch jeweils mit einem Atmungszyklus verändert, wobei zu Beginn des Atmungszyklus der Faden in einem Umkehrpunkt am äußeren Rand der Kreuzspule abgelegt wird. Damit nach Beendigung des Atmungszyklus der Faden nicht am Umfang der Spule an gleicher Stelle abgelegt wird, wird die Geschwindigkeit und/oder der Changierhub des Changierfadenführers derart gesteuert, daß der Faden nach Beenden des Atmungszyklus in einem Umkehrpunkt am äußeren Rand der Kreuzspule abgelegt wird, der versetzt zu dem Umkehrpunkt zu Beginn des Atmungszyklus liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Das Verfahren und die Vorrichtung sind aus der EP 0 235 557 (Bag. 1509) bekannt.

Beim Aufwickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule wird der Faden innerhalb der Spulbreite bei im wesentlichen konstanter Umfangsgeschwindigkeit der Spule mit einem Kreuzungswinkel auf der Spulenoberfläche abgelegt. Hierzu wird der Faden durch einen Changierfadenführer vor Auflauf auf die Spulenoberfläche innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt. Um eine gleichmäßige Masseverteilung des Fadens, insbesondere in den Randbereichen der Spule, zu erhalten, ist es bekannt, den Changierhub während des Aufwickelns zyklisch zu verkürzen und zu verlängern. Diese Verkürzung und Verlängerung des Changierhubes bezeichnet man als sogenannte Atmung. Durch die Atmung wird ein hoher Kantenaufbau (Sattelbildung) der Spulen verhindert.

Bei dem aus der EP 0 235 557 bekannten Verfahren erfolgt die Atmung in vorgegebenen Atmungszyklen. Hierbei ist ein Atmungszyklus durch den Zeitabschnitt definiert, der benötigt wird, um die Länge des Changierhubes, die vor der Atmung eingestellt war, wieder zu erreichen. Somit wird ein Atmungszyklus durch mehrere Atmungshübe gebildet, die eine Hin- und Herbewegung des Changierfadenführers bei veränderter Changierhublänge definieren. Beim Durchlauf eines Atmungszyklus wird der Faden somit in vielen Atmungshüben auf der Spulenoberfläche abgelegt. Der Beginn des Atmungszyklus kann somit mehrere Fadenlagen von dem Ende des Atmungszyklus entfernt sein. Dabei besteht das Problem, daß die am äußeren Rand der Spule, d. h. bei maximalem Changierhub, abgelegten Fäden vor und nach dem Atmungszyklus an gleicher Stelle des Umfangs der Spule abgelegt werden, was zu unerwünschten Doppellagen führt.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, daß das Wickeln einer Kreuzspule mit im wesentlichen gleichmäßig verteilten Fadenumkehrpunkten in den Endbereichen der Kreuzspule ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13 gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Atmungszyklus derart durchlaufen wird, daß die Fadenumkehrpunkte vor und nach dem Atmungszyklus versetzt am Umfang der Spule angeordnet sind. Hierzu wird die Geschwindigkeit des Changierfadenführers oder der Changierhub des Changierfadenführers oder die Geschwindigkeit und der Changierhub des Changierfadenführers derart gesteuert, daß der Faden nach Beenden des Atmungszyklus in einem Umkehrpunkt am äußeren Rand der Kreuzspule (Endpunkt) abgelegt wird, welcher Endpunkt am Umfang der Spule versetzt zu dem Anfangspunkt liegt. Der Anfangspunkt ist der Fadenumkehrpunkt am Rand der Spule vor Beginn des Atmungszyklus. Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Stirnseiten der Spulen eine sehr geradlinige Ausbildung aufweisen. Die am Rand der Spule durch aufeinanderliegende Fadenlagen verursachten wulstartigen Ausbildungen werden völlig vermieden. Es wird ein gleichmäßiger Kantenaufbau der Spule erzeugt.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung werden die Fadenumkehrpunkte in ihrer Lage bestimmt bzw. vorausberechnet. Hierzu wird zu Beginn des Atmungszyklus die momentane Ist-Lage des Anfangspunktes bestimmt. Ausgehend von den momentanen Werten wird anhand einer vorgegebenen Zeit für den Atmungszyklus sowie unter Berücksichtigung der Ist- Lage des Anfangspunktes der komplette Atmungszyklus vorausberechnet und eine Soll-Lage des Endpunktes bestimmt. Durch einen Vergleich zwischen der Ist-Lage des Anfangspunktes und der vorausberechneten Soll-Lage des Endpunktes können entsprechende Steuersignale erzeugt werden.

Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn bei Zusammentreffen der Ist-Lage des Anfangspunktes mit der Soll-Lage des Endpunktes am Umfang der Spule die Changiergeschwindigkeit geändert wird, so daß der Faden am Ende des Atmungszyklus in einer von der Soll-Lage abweichenden Ist-Lage des Endpunktes abgelegt wird. Die Änderung der Changiergeschwindigkeit kann hierbei derart erfolgen, daß beispielsweise ein Mindestabstand zwischen dem Anfangspunkt und dem Endpunkt gewährleistet ist.

Ebenso vorteilhaft ist es, wenn bei Zusammentreffen der Ist-Lage des Anfangspunktes mit der Soll-Lage des Endpunktes am Umfang der Spule der Changierhub geändert wird. Die Änderung des Changierhubes wird dabei vorzugsweise durch eine Verkürzung oder eine Verlängerung des Atmungshubes erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, die Maximallänge oder die Minimallänge des Changierhubes zur Bestimmung eines Atmungszyklus zu variieren.

Sowohl die Änderung des Changierhubes als auch die Änderung der Changiergeschwindigkeit können parallel ausgeführt werden. In all den Fällen wird die Zeitdauer des Atmungszyklus verändert. Dabei können die Änderungen die Zeit des Atmungszyklus verringern oder verlängern.

Zur Bestimmung der Ist-Lage des Anfangspunktes wird hierbei vorgeschlagen, die momentane Winkellage der Spule und den momentanen Durchmesser der Spule zu erfassen. Damit ist der Anfangspunkt der Fadenumkehr zu Beginn des Atmungszyklus definiert. Die Erfassung des Durchmessers der Spule besitzt dabei den besonderen Vorteil, daß der Durchmesserzuwachs bei der Bestimmung der Soll-Lage des Endpunktes berücksichtigt werden kann. Mit zunehmendem Spulendurchmesser und gleichbleibender Zeit des Atmungszyklus wird eine geringere Wegstrecke am Umfang der Spule zwischen den Anfangspunkten und den Endpunkten durchlaufen.

Bei einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird die Bestimmung und der Abgleich der Fadenumkehrpunkte sowie die Steuerung des Changierfadenführers durch eine Steuereinrichtung ausgeführt. Die Steuereinrichtung ist mit dem Antrieb des Changierfadenführers verbunden, wobei der Antrieb die Changierbewegung und den Changierhub des Changierfadenführers beeinflußt.

Um einen möglichst präzisen Aufbau der Spule zu erhalten, ist die Verfahrensvariante nach Anspruch 10 besonders vorteilhaft. Hierbei werden laufend der Ist-Durchmesser der Spule und die Winkellage der Spule ermittelt, so daß der Antrieb durch die Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen der Lage des Anfangspunktes mit der Lage des Endpunktes gesteuert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist unabhängig von der Wicklungsart. Als Wicklungsarten gelten hierbei die Wildwicklung, die Präzisionswicklung oder die Stufenpräzisionswicklung. Bei der Wildwicklung bleibt der Mittelwert der Changiergeschwindigkeit während der Spulreise im wesentlichen konstant.

Hierbei ändert sich das Spulverhältnis (Spindeldrehzahl/Changiergeschwindigkeit) im Laufe der Spulreise stetig. Bei einer Präzisionswicklung wird das Spulverhältnis konstant gehalten. Bei einer Stufenpräzisionswicklung wird dagegen das Spulverhältnis nach einem vorgegebenen Programm in Stufen verändert.

Ebenso ist es besonders vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren mit den bekannten Verfahren zur Spiegelstörung zu kombinieren. Damit können Kreuzspulen mit großem Durchmesser und großer Spulendichte hergestellt werden, die bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten von über 1.000 m/min und mehr einen störungsfreien Ablauf des Fadens über Kopf gewährleisten.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei zylindrischen Kreuzspulen mit im wesentlichen rechtwinkeligen Stirnseiten als auch zur Bildung von bikonischen Spulen mit schrägen Stirnseiten eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität in der Herstellung der Spulen aus. Hierbei lassen sich die Atmungszyklen individuell in Abhängigkeit von den vorausberechneten Fadenablagen leicht variieren. Die Steuereinrichtung geht bei der Vorgabe des Changierhubes und der Changiergeschwindigkeit jeweils von einem momentanen Ist-Durchmesser der Spule aus. Hierzu ist die Steuereinrichtung mit zumindest einem Sensormittel zur Erfassung der Drehzahl und der Winkellage der Spule verbunden. In einem Datenspeicher der Steuereinrichtung ist zumindest ein Atmungszyklus und die Aufwickelgeschwindigkeit hinterlegt. Zur Ermittlung der Umkehrpunkte des Fadens am Rand der Spule vor und nach dem Atmungszyklus weist die Steuereinrichtung eine Recheneinheit auf. In Abhängigkeit von dem Abgleich zwischen der Ist-Lage des Anfangspunktes und der Soll-Lage des Endpunktes erfolgt eine Ansteuerung des Antriebs des Changierfadenführers. Somit ist gewährleistet, daß der Faden nicht in Doppellagen auf der Spule abgelegt wird.

Die Flexibilität der Vorrichtung wird durch die besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 noch erhöht. Hierbei wird der Changierfadenführer mittels eines elektrischen Motors, insbesondere eines Schrittmotors, angetrieben, wobei jede Stellung des Changierfadenführers einer Rotorstellung des Motors entspricht. Damit besteht die Möglichkeit, die Changiergeschwindigkeit mit der jeweiligen Längenänderung des Changierhubes zu koppeln. Eine Verkürzung des Changierhubes kann damit bei konstanter Changiergeschwindigkeit oder bei konstant abgelegter Fadenmenge pro Zeit erfolgen.

Die Rotorstellung des Motors ist dabei vorteilhaft durch einen Winkelgeber erfaßt und durch den Winkelgeber der Steuereinrichtung aufgegeben. Durch diese Rückkopplung läßt sich der Changierfadenführer mit sehr hoher Präzision steuern, so daß selbst bei sehr kurzen Atmungszyklen gewährleistet ist, daß keine Doppellagen des Fadens auf der Spule entstehen. Die Koppelung zwischen dem Changierfadenführer und dem Motor kann dabei durch eine Stange, Riemen oder Bänder erfolgen, wobei die Bindeglieder eine schlupffreie Übertragung ermöglichen müssen.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Sensormittel durch einen Impulsgeber gebildet. Der Impuls signalisiert somit eine Umdrehung der Hülse sowie eine Nullage der Spule. Hierzu ist beispielsweise eine Markierung vorgesehen, so daß pro Umdrehung ein Impuls signalisiert wird. Damit lassen sich vorteilhaft aus einem Sensorsignal sowohl der Durchmesser als auch die Winkellage der Spule bestimmen. Es ist jedoch auch möglich, das Sensormittel durch einen Drehzahlsensor und einen Winkelsensor zu bilden. Dabei werden zwei Signale erzeugt, die der Steuereinrichtung zugeführt werden.

Die vom Impulsgeber sensierte Markierung kann dabei an der Hülse oder an einem die Hülse spannenden Zentrierteller angebracht sein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Markierung durch eine bereits im Zentierteller enthaltene Fangnut gebildet wird.

Das Verfahren sowie die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind anhand eines Ausführungsbeispiels im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch eine Ansicht einer zylindrischen Kreuzspule;

Fig. 2 schematisch eine Abwicklung einer Kreuzspule;

Fig. 3 schematisch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 4 schematisch die Steuereinrichtung der Vorrichtung aus Fig. 3.

In Fig. 1 ist schematisch eine Ansicht einer zylindrischen Kreuzspule dargestellt. Die Kreuzspule 6 ist auf einer Hülse 7 gewickelt. Die Spule besitzt eine Spulenbreite B. Die Spulenbreite B wird dabei durch einen maximalen Changierhub H_max gebildet. Der Changierhub H bezeichnet dabei die Strecke, in welcher der Changierfadenführer hin- und hergeführt wird. Beim Changieren wird der Faden, bevor er auf die Spulenoberfläche aufläuft, in einem Changierfadenführer innerhalb des Changierhubes geführt. Hierzu wird der Changierfadenführer mit einer vorgegebenen Changiergeschwindigkeit angetrieben. An den Enden der Spule 6 wird kurz vor Umkehr der Changierfadenführer abgebremst und in umgekehrter Richtung wieder beschleunigt. Diese Fadenumkehr ist am Beispiel einiger Fadenlagen in Fig. 1 auf der Oberfläche der Spule schematisch dargestellt. Die Stelle auf der Spulenoberfläche, welche die Richtungsänderung der Fadenablage aufgrund der Umkehr des Changierfadenführers markiert, wird als Fadenumkehrpunkt F bezeichnet. In Abhängigkeit von dem Bewegungsablauf des Changierfadenführers kann sich dabei die Fadenumkehr am Ende der Spule über eine längere Strecke auf der Spulenoberfläche erstrecken. In diesem Fall ist der Fadenumkehrpunkt gleichzusetzen mit dem Wendepunkt der Fadenablage. Es ist jedoch auch möglich, einen Fadenumkehrpunkt fiktiv durch Verlängerung der am Spulenende abgelegten Fadenstücke zu definieren.

In Fig. 1 ist an der Stirnseite 22 der Spule 6 ein Fadenumkehrpunkt F1 beispielhaft eingetragen. Auf der gegenüberliegenden Stirnseite 23 ist ein mit gleichem Changierhub H_max erzeugter Fadenumkehrpunkt F_1' eingetragen. Die Fadenumkehrpunkte F₁ und F_1' sind am äußeren Rand der Spule 6 gebildet, wobei der Changierfadenführer den Changierhub H_max durchläuft.

Während der Spulreise wird durch eine zyklische Verkleinerung und Verlängerung des Changierhubes eine sogenannte Atmung durchgeführt. Hierbei wird zunächst der Changierhub H_max nach einer vorgegebenen Funktion stetig oder in Stufen bis zu einem minimalen Changierhub H_A verringert und anschließend nach einer vorgegebenen Funktion wieder stetig oder in Stufen auf den ursprünglichen Wert H_max des Changierhubes verlängert. In Fig. 1 ist der minimale Changierhub H_A eingezeichnet. Dabei wird der Faden in der Fadenumkehr in den Umkehrpunkten F₂ auf der linken Seite der Spule 6 und in F_2' auf der rechten Seite der Spule 6 abgelegt. Die Changierhubänderung von dem Changierhub H_max bis zu dem Changierhub H_A und wieder zurück zu dem Changierhub H_max wird als ein Atmungszyklus bezeichnet. Innerhalb eines Atmungszyklus werden eine Vielzahl von Atmungshüben ausgeführt. Dabei ist ein Atmungshub ein Changierhub mit im Verhältnis zur maximalen Changierhublänge verkürztem Changierhub.

In Fig. 2 ist schematisch ein Atmungszyklus Z beispielhaft in einem Diagramm eingetragen. In diesem Diagramm ist auf der Ordinate der Changierhub H und auf der Abszisse der Spulenumfang U eingetragen. Die Abszisse stellt dabei gleichzeitig eine der Stirnseiten der Spule 6 dar. Zu Beginn des Atmungszyklus Z wird in einem Atmungshub mit der Changierhublänge H_max der Faden in der Fadenumkehr im Punkt F_A abgelegt. Dieser Fadenumkehrpunkt wird als Anfangspunkt bezeichnet und ist vergleichbar mit Punkt F₁ oder F_1' aus Fig. 1. Nachdem der Atmungszyklus Z ausgeführt ist, wird am Ende des Atmungszyklus in einem Atmungshub mit der Länge H_max der Faden in der Fadenumkehr im Punkt F_E am Rand der Spule abgelegt. Dieser Fadenumkehrpunkt wird als Endpunkt bezeichnet und ist ebenfalls mit einem der Punkte F₁ oder F_1' aus Fig. 1 vergleichbar. In dem Fall, daß der Abstand L zwischen dem Anfangspunkt F_A und dem Endpunkt F_E gleich dem Umfang der Spule ist, werden die Fadenlagen im Anfangspunkt und im Endpunkt aufeinander gelegt. Eine derartige Verlegung wird nun durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch vermieden, daß eine Vorausberechnung des Atmungszyklus Z erfolgt. Hierzu wird zu Beginn des Atmungszyklus der momentane Spulendurchmesser und die momentane Winkellage der Spule erfaßt, so daß der Anfangspunkt F_A in seinen Koordinaten bestimmt ist, da der Spulenumfang U proportional π . D ist. Die Winkellage läßt sich hierbei direkt durch einen Sensor bestimmen. Der Durchmesser der Spule wird aus der momentanen Drehzahl der Spule ermittelt, die ebenfalls aus einem Sensorsignal abgeleitet wird. Ausgehend von den Koordinaten des Ausgangspunktes F_A wird anhand einer vorgegebenen Zeit für den Atmungszyklus sowie unter Berücksichtigung des Durchmesserzuwachses während des Atmungszyklus die Winkellage der Fadenumkehr auf der Spule am Ende des Atmungshubes, d. h. am Endpunkt F_E, vorbestimmt. Für den Fall, daß die vorbestimmte Lage des Endpunktes mit der aktuellen Lage des Anfangspunktes am Umfang der Spule zusammenfällt, wird die Zeitdauer des Atmungszyklus verändert. Dazu kann die Geschwindigkeit der Changierung oder die Länge der Hubverkürzung zu Beginn oder während des Atmungszyklus variiert werden. Für den Fall, daß die Lagen des vorausbestimmten Endpunktes nicht mit der Lage des Endpunktes am Umfang der Spule zusammenfällt, wird der Atmungszyklus mit den vorgegebenen Changiergeschwindigkeiten und Changierhubverkürzungen ausgeführt.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es auch möglich, die Endpunkte nach jedem Atmungszyklus, die bei kontinuierlicher Atmung gleichzeitig den Anfangspunkt des nächsten Atmungszyklus definieren, gleichmäßig am Umfang der Spule zu verteilen. Damit werden Doppellagen bei der Atmung vollständig vermieden, was sich insbesondere in sehr ebenen und gleichmäßig ausgebildeten Stirnseiten der Spule auswirkt.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, wie sie beispielsweise in einer Texturiermaschine eingesetzt sein kann. An den freien Enden eines gabelförmigen Spulenhalters 21 sind zwei sich gegenüberliegende Zentrierteller 8 und 9 drehbar gelagert. Der Spulehalter 21 ist an einer Schwenkachse (hier nicht gezeigt) in einem Maschinengestell schwenkbar gelagert. Zwischen den Zentriertellern 8 und 9 ist eine Hülse zur Aufnahme der Spule 6 gespannt. An der Oberfläche der Hülse 7 bzw. der Spule 6 liegt eine Treibwalze 5 an. Die Treibwalze 5 ist auf einer Antriebswelle 11 befestigt. Die Antriebswelle 11 ist an einem Ende mit dem Walzenmotor 10 gekoppelt. Der Walzenmotor 10 treibt die Treibwalze 5 mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit an. Über Friktion wird nun die Hülse 7 bzw. die Spule 6 mittels der Treibwalze 5 mit einer Aufwickelgeschwindigkeit angetrieben, die ein Aufwickeln eines Fadens 1 mit im wesentlichen konstanter Fadengeschwindigkeit ermöglicht. Die Aufwickelgeschwindigkeit bleibt während der Spulreise konstant.

Vor der Treibwalze 5 ist eine Changiereinrichtung 2 angeordnet. Die Changiereinrichtung 2 ist als sogenannte Riemenchangierung aufgebaut. Hierbei ist ein Changierfadenführer 3 an einem endlosen Riemen 16 befestigt. Der Riemen 16 wird zwischen zwei Riemenscheiben 15.1 und 15.2 parallel zur Hülse 7 geführt. In der Riemenebene ist eine vom Riemen teilumschlungene Antriebsscheibe 14 parallel zu den Riemenscheiben 15.1 und 15.2 angeordnet. Die Antriebsscheibe 14 ist auf einer Antriebswelle 13 eines elektrischen Motors 12 befestigt. Der Motor 12 treibt die Antriebsscheibe 14 oszillierend an, so daß der Changierfadenführer 3 in dem Bereich zwischen den Riemenscheiben 15.1 und 15.2 hin- und hergeführt wird. Der elektrische Motor 12 ist über eine Steuereinrichtung 4 steuerbar. Der elektrische Motor 12, der beispielsweise als Schrittmotor ausgeführt ist, ist mit einem Winkelgeber 28 verbunden. Der Winkelgeber 28 erfaßt die Rotor-Winkellage des Motors. Durch eine Signalleitung ist der Winkelgeber 28 mit der Steuereinrichtung 4 verbunden. Die Steuereinrichtung 4 steht in Verbindung mit einem an dem Spulenhalter 21 angeordneten Sensor 17, der die Drehzahl der Hülse 7 erfaßt und als Signal der Steuereinrichtung 4 aufgibt.

Der Sensor 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Impulsgeber ausgeführt, der eine Fangnut 19 in dem Zentrierteller 8 sensiert. Dadurch ist ein zusätzlicher Winkelsensor nicht erforderlich. Die Fangnut 19 gehört zu einer Fangeinrichtung 18, die zu Beginn der Spulreise den Faden 1 fängt und ein Anwickeln des Fadens auf der Hülse 7 ermöglicht. Der Impulsgeber 17 gibt hierbei pro Umdrehung ein Signal in Abhängigkeit von der immer wiederkehrenden Fangnut 19 ab. Diese Impulse werden in der Steuereinrichtung 4 zur Auswertung der Winkellage α und der Drehzahl n der Hülse 7 umgewandelt. Die Hülse 7 ist derart zwischen den Zentriertellern 8 und 9 eingespannt, daß die Zentrierteller 8 und 9 ohne Schlupf mit der Drehzahl der Hülse 7 umlaufen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Situation wird der Faden 1 zu der Kreuzspule 6 auf der Hülse 7 gewickelt. Der Faden 1 wird hierbei in einer Führungsnut des Changierfadenführers 3 geführt. Der Changierfadenführer 3 wird innerhalb der Spulbreite durch die Changiereinrichtung 2 hin- und hergeführt. Hierbei sind die Bewegung und die Changierhublängen des Changierfadenführers 3 durch den Motor 12, der beispielsweise als Schrittmotor ausgeführt sein könnte, gesteuert. Der anwachsende Spulendurchmesser der Kreuzspule 6 wird durch eine Schwenkbewegung des Spulenhalters 21 ermöglicht. Der Spulenhalter 21 weist hierzu Kraftgeber auf (hier nicht gezeigt), die einerseits einen zum Antrieb der Spule erforderlichen Anpreßdruck zwischen der Spule 6 und der Treibwalze 5 erzeugen und andererseits eine Schwenkbewegung des Spulenhalters 21 ermöglichen.

Die Changiergeschwindigkeit des Changierfadenführers 3 sowie die Länge des Changierhubes werden durch die Steuerung 4 vorgegeben, die zu einer entsprechenden Ansteuerung des Motors 12 führt. Zur Ansteuerung wird der Steuereinrichtung 4 die Atmungsfunktion Z_Soll sowie die Aufwickelgeschwindigkeit v aufgegeben. Wie in Fig. 4 dargestellt, weist die Steuereinrichtung 4 hierzu einen Datenspeicher 24 auf. In dem Datenspeicher 24 sind neben dem Atmungszyklus Z und der Aufwickelgeschwindigkeit v weitere Steuerungsprogramme hinterlegt. Als Beispiel wurde in Fig. 4 die Changiergeschwindigkeit D_H in Form von Anzahl der Doppelhübe pro Zeiteinheit dem Datenspeicher 24 zugeführt. In der Steuereinrichtung 4 ist ein Mikroprozessor integriert. In dem Mikroprozessor wird in einer Recheneinheit 25 die über eine Signalleitung von dem Sensor 17 laufend übermittelte aktuelle Drehzahl n und die Winkellage α ausgewertet. Hierzu wird in der Recheneinheit 25 der momentane Spulendurchmesser D aus der im Datenspeicher 24 hinterlegten Aufwickelgeschwindigkeit v und der Drehzahl n berechnet. Damit kann jeder Stellung des Changierfadenführers 3 und somit jeder Auflaufpunkt des Fadens 1 auf der Spule 6 eine Winkellage α der Spule und ein Durchmesser D der Spule 6 zugeordnet werden. Da die Aufwickelgeschwindigkeit bekannt ist und ebenso die Steuerprogramme zur Wicklung der Spule vorgegeben sind, läßt sich eine Ablage des Fadens auf der Spule vorherbestimmen. Diese Berechnung wird in der Recheneinheit 26 der Steuereinrichtung 4 durchgeführt. Als Ausgangspunkt wird der Recheneinheit 26 der Fadenumkehrpunkt F_A aufgegeben. Ausgehend von diesem Anfangspunkt wird nun der vorgegebene Atmungszyklus Z_Soll in seinen Fadenablagen vorausberechnet. Aus dieser Berechnung ergibt sich der Endpunkt F_E der Fadenumkehr nach dem Atmungszyklus. Durch Vergleich zwischen der Lage des Anfangspunktes F_A und der Lage des Endpunktes F_E am Umfang der Spule wird nun festgestellt, ob der Anfangspunkt F_A und der Endpunkt F_E am Umfang der Spule in ihrer Winkellage zusammentreffen oder ob ein Mindestabstand zwischen den beiden Fadenumkehrpunkten am Umfang vorhanden ist. Für den Fall, daß die Fadenumkehrpunkte vor dem Atmungszyklus und nach dem Atmungszyklus zusammenfallen oder ein Mindestabstand zwischen dem Fadenumkehrpunkt am Umfang nicht eingehalten ist, wird das vorgegebene Steuerprogramm zur Durchführung des Atmungszyklus geändert. Die Änderung kann hierbei durch Verkürzung oder Verlängerung der Atmungshübe oder durch Veränderung der Changiergeschwindigkeit ausgeführt werden. Dieser ermittele Atmungszyklus dient zur Ansteuerung des Motors 12. Hierzu werden über die Steuereinheit 27 dem Motor 12 entsprechende Steuersignale des geänderten Atmungszyklus Z_ist aufgeben. Gleichzeitig erfolgt durch die Steuereinheit 27 die Vorgabe der Changiergeschwindigkeit bzw. die Vorgabe von Steuerprogrammen zur Spiegelstörung. Derartige Steuerprogramme können dabei auch in Abhängigkeit von dem jeweiligen Spulendurchmesser ausgeführt werden.

Bei der Vorausberechnung der Fadenlagen wird der jeweilige Durchmesserzuwachs berücksichtigt. Dabei stellt der Durchmesserzuwachs die pro Zeiteinheit auf der Spule abgelegte Fadenmenge dar. Mit Hilfe der bekannten Größen wie Aufwickelgeschwindigkeit und Fadentiter sowie der Changierhublänge und dem Hülsendurchmesser läßt sich der Durchmesserzuwachs berechnen.

Um eine möglichst exakte Positionierung des Changierfadenführers 3 durch den Changierantrieb 2 zu erreichen, ist der Winkelgeber 28 mit der Steuereinrichtung 4 über eine Signalleitung verbunden, durch welche der Steuereinrichtung 4 jeweils eine Winkellage der Rotorwelle des Motors 12 zugeführt wird. Diese Ist- Lage des Motors wird bei der Steuerung einer Soll-Lage des Motors mit einbezogen, so daß stets ein Abgleich sowie eine sehr präzise Ansteuerung des Motors gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität sowie eine hohe Präzision beim Aufwickeln der Spulen aus. Dies wird dadurch erreicht, daß zu jeder Zeit der Spulreise der momentane Spulendurchmesser und die momentane Winkellage der Spule bekannt sind. Damit läßt sich die Verteilung der Fadenlagen am Umfang der Spule insbesondere an den Stirnseiten der Spule gleichmäßig verteilen.

Bezugszeichenliste

1

Faden

2

Changiereinrichtung

3

Changierfadenführer

4

Steuereinrichtung

5

Treibwalze

6

Kreuzspule

7

Hülse

8

Zentrierteller

9

Zentrierteller

10

Walzenmotor

11

Antriebswelle

12

Motor

13

Antriebswelle

14

Antriebsscheibe

15

Riemenscheibe

16

Riemen

17

Sensor, Impulsgeber

18

Fangeinrichtung

19

Fangnut

20

Fadenreserve

21

Spulenhalter

22

Stirnseite

23

Stirnseite

24

Datenspeicher

25

Recheneinheit

26

Recheneinheit

27

Steuereinheit

28

Winkelgeber

Claims (17)

1. Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens zu einer Kreuzspule, bei welchem der Faden mittels eines Changierfadenführers innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt und auf der Spule abgelegt wird, bei welchem der Changierhub des Changierfadenführers innerhalb der Spulenbreite der Kreuzspule in seiner Länge periodisch in einzelnen Atmungshüben während des Aufwickelns (Spulreise) veränderbar ist, wobei mehrere Atmungshübe einen Atmungszyklus bilden und wobei zu Beginn des Atmungszyklus der Faden in einem Umkehrpunkt am äußeren Rand der Kreuzspule (Anfangspunkt) abgelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Changierfadenführers und/oder der Changierhub des Changierfadenführers derart gesteuert wird, daß der Faden nach Beenden des Atmungszyklus in einen Umkehrpunkt am äußeren Rand der Kreuzspule (Endpunkt) abgelegt wird, welcher Endpunkt am Umfang der Spule versetzt zu dem Anfangspunkt liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ist-Lage des Anfangspunktes mittels eines Sensors bestimmt wird und daß eine Soll-Lage des Endpunktes aus einer vorgegeben Changiergeschwindigkeit und einem vorgegebenen Atmungszyklus ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Changiergeschwindigkeit geändert wird, wenn die Ist-Lage des Anfangspunktes mit der Soll-Lage des Endpunktes am Umfang der Spule zusammentreffen, so daß der Faden am Ende des Atmungszyklus in einer von der Soll-Lage abweichenden Ist-Lage des Endpunktes abgelegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Changierghub geändert wird, wenn die Ist-Lage des Anfangspunktes mit der Soll-Lage des Endpunktes am Umfang der Spule zusammentreffen, so daß der Faden am Ende des Atmungszyklus in einer von der Soll-Lage abweichenden Ist-Lage des Endpunktes abgelegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Changierhub durch eine Verkürzung oder eine Verlängerung des Atmugshubes geändert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung der Ist-Lage des Anfangspunktes die momentane Winkellage der Spule und der momentane Durchmesser der Spule erfaßt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der momentane Durchmesser der Spule aus einer laufend sensierten Drehzahl der Spule und einer vorgegebenen Aufwickelgeschwindigkeit ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll-Lage des Endpunktes in Abhängigkeit von dem Durchmesserzuwachs der Spule während des Atmungszyklus bestimmt wird.

9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Changierfadenführer durch einen steuerbaren Antrieb angetrieben wird, welcher mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, welche Steuereinrichtung Mittel zur Bestimmung der Ist-Lage des Anfangspunktes zu Beginn eines Atmungszyklus und der Soll-Lage des Endpunktes am Ende des Atmungszyklus aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Spule und die Winkellage der Spule erfaßt und der Steuereinrichtung aufgegeben wird, daß die Steuereinrichtung den momentanen Spulendurchmesser aus der Drehzahl der Spule und der Aufwickelgeschwindigkeit ermittelt, so daß die Steuereinrichtung den Antrieb des Changierfadenführer in Abhängigkeit von dem Vergleich zwischen der Lage des Anfangpunktes mit der Lage des Endpunktes steuert.

11. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während der Spulreise die Changiergeschwindigkeit nach einem vorgegebenen Steuerprogramm veränderbar ist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß während der Spulreise der Changierhub zur Bildung einer bikonischen Spule veränderbar ist.

13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 mit einer angetrieben Hülse (7), auf welcher ein Faden (1) innerhalb einer Spulenbreite (B) zu einer Kreuzspule (6) gewickelt wird, mit einem beweglichen Changierfadenführer (3), welcher durch einen Antrieb (12) innerhalb eines in seiner Länge veränderbaren Changierhubes (H) hin- und herführbar ist, und mit einer Steuereinrichtung (4) zur Steuerung des Changierhubes (H), dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (4) mit zumindest einem Sensormittel (17) verbunden ist, um eine Drehzahl und eine Winkellage der Hülse (7) zu erfassen, daß die Steuereinrichtung (4) einen Datenspeicher (24) zur Aufnahme zumindest eines Atmungszyklus und einer Aufwickelgeschwindigkeit besitzt, daß die Steuereinrichtung (4) eine Recheneinheit (25) zur Ermittlung der Lagen der Umkehrpunkte (Anfangspunkt, voraussichtlicher Endpunkt) des Fadens (1) am Rand der Spule (6) vor und nach dem Atmungszyklus aufweist, und daß die Steuereinrichtung (24) mit dem Antrieb (12) des Changierfadenführers (3) verbunden ist, um die Changiergeschwindigkeit und den Changierhub zu steuern.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Changierfadenführers (3) ein elektrischer Motor (12), insbesondere ein Schrittmotor ist, der mit seiner Rotorstellung die Changierbewegung und den Changierhub des Changierfadenführes bestimmt und durch die Steuereinrichtung ansteuerbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (12) einen Winkelgeber (28) aufweist, welcher die Rotorstellung des Motors (12) erfaßt, und welcher mit der Steuereinrichtung (4) verbunden ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Sensormittel durch einen Impulsgeber (17) gebildet ist, welcher eine Umdrehung der Hülse (7) durch einen Impuls der Steuereinrichtung (4) signalisiert.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls des Impulsgebers (17) durch eine Markierung an der Hülse (7) oder an einem die Hülse (7) spannenden Zentrierteller (8) auslösbar ist.