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DE19849007A1 - Verfahren zum Aufspulen eines laufenden Fadens - Google Patents

Verfahren zum Aufspulen eines laufenden Fadens

Info

Publication number
DE19849007A1
DE19849007A1 DE19849007A DE19849007A DE19849007A1 DE 19849007 A1 DE19849007 A1 DE 19849007A1 DE 19849007 A DE19849007 A DE 19849007A DE 19849007 A DE19849007 A DE 19849007A DE 19849007 A1 DE19849007 A1 DE 19849007A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
speed
winding
pressure roller
bobbin
spindle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19849007A
Other languages
English (en)
Inventor
Hermann Westrich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SAURER GMBH & CO. KG, 41069 MOENCHENGLADBACH, DE
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Barmag AG, Barmag Barmer Maschinenfabrik AG filed Critical Barmag AG
Priority to DE19849007A priority Critical patent/DE19849007A1/de
Publication of DE19849007A1 publication Critical patent/DE19849007A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40Arrangements for rotating packages
    • B65H54/52Drive contact pressure control, e.g. pressing arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H67/00Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
    • B65H67/04Arrangements for removing completed take-up packages and or replacing by cores, formers, or empty receptacles at winding or depositing stations; Transferring material between adjacent full and empty take-up elements
    • B65H67/044Continuous winding apparatus for winding on two or more winding heads in succession
    • B65H67/048Continuous winding apparatus for winding on two or more winding heads in succession having winding heads arranged on rotary capstan head
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/30Handled filamentary material
    • B65H2701/31Textiles threads or artificial strands of filaments

Landscapes

  • Winding Filamentary Materials (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufspulen eines anlaufenden Fadens zu einer Spule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Aufspulmaschine zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
Beim Aufspulen eines kontinuierlich anlaufenden Fadens zu einer Spule, bei welchem am Umfang der Spule eine Andrückwalze mit einer Anlagekraft anliegt, wird das Anwachsen des Spulendurchmessers durch eine Ausweichbe­ wegung einer die Spule tragenden Spulspindel oder durch eine Ausweichbe­ wegung der Andrückwalze ermöglicht. Hierbei bleibt der Kontakt zwischen der Spule und der Andrückwalze bestehen, um eine vorgegebene Anpreßkraft auf der Spulenoberfläche zu erzeugen.
Aus der EP 0 374 536 (Bag. 1670) ist ein Verfahren und eine Aufspulma­ schine bekannt, bei der die Ausweichbewegung der die Spule aufnehmenden Spulspindel während der Spulreise in Abhängigkeit von der Stellung der Andrückwalze geregelt wird. Hierbei wird die Hubbewegung der Andrück­ walze mittels eines Sensors erfaßt. Hierzu ist die Andrückwalze derart beweglich gelagert, daß sie radial zu der zu wickelnden Spule eine Hubbe­ wegung ausführen kann. Verläßt die Andrückwalze eine Sollposition, wird von dem Sensor ein Signal erzeugt und einer Regeleinrichtung aufgegeben. Die Regeleinrichtung steuert den Antrieb eines die Spulspindel tragenden Spindelträgers, so daß die Spule eine Ausweichbewegung vollzieht, bis die Andrückwalze ihren Sollbereich wieder erreicht hat. Bei dieser Zweipunkt­ regelung wird der Spindelträger mit einer konstanten Geschwindigkeit be­ wegt. Das führt dazu, daß insbesondere zu Beginn der Spulreise ein relativ hoher Regelungsaufwand erforderlich wird. Zudem führt die stufenweise Antriebsregelung des Spindelträgers zu einer unvermeidlichen Veränderung der Anpreßkraft zwischen der Spule und der Andrückwalze.
Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, das eingangs genannte Verfahren sowie die Aufspulmaschine zum Aufspulen eines kontinuierlich anlaufenden Fadens derart weiterzubilden, daß der Achsabstand zwischen der Andrück­ walze und der Spule im wesentlichen proportional zum anwachsenden Durch­ messer verändert wird bei minimalem Regelungsaufwand.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie aus den Merkmalen des Anspruchs 9.
Beim Aufspulen eines Fadens mit im wesentlichen konstanter Fadengeschwin­ digkeit ist der zeitliche Durchmesserzuwachs von dem jeweiligen Spulen­ durchmesser abhängig. Somit wird bei kleinem Spulendurchmesser der Außendurchmesser der Spule wesentlich schneller anwachsen als bei einem großen Außendurchmesser bei gleicher gewickelter Fadenlänge pro Zeitein­ heit. Der Durchmesserzuwachs pro Zeiteinheit kann daher als Funktion des Außendurchmessers der Spule angesehen werden. Dieser zeitliche Durch­ messerzuwachs bestimmt die Veränderung des Achsabstandes zwischen der Spule und der Andrückwalze. Die Erfindung stellt nun den Zusammenhang zwischen der Ausweichbewegung der Spulspindel zur Vergrößerung des Achsabstandes zwischen der Andrückwalze und der Spule sowie den vom Spulendurchmesser abhängigen Durchmesserzuwachs der Spule her. Die Ausweichbewegung der Spulspindel erfolgt mit unterschiedlichen Geschwin­ digkeiten. In der Phase, in der die Andrückwalze aus ihrem Sollbereich bewegt ist, wird der Regeleinrichtung das Sensorsignal aufgegeben, welche sodann den Antrieb des Spindelträgers mit einer Ausweichgeschwindigkeit vA steuert. Sobald die Andrückwalze ihren Sollbereich wieder erreicht hat, und somit der Sensor kein Signal erzeugt, wird der Antrieb des Spulspindel­ trägers auf eine Umsteuergeschwindigkeit vU umgesteuert. Die Umsteuerge­ schwindigkeit vU ist kleiner als die Ausweichgeschwindigkeit vA und kleiner als eine vorgegebene Spulgeschwindigkeit vS. Hierbei ist die Spulgeschwin­ digkeit vS die Geschwindigkeit des Spindelträgers, bei der die Ausweichbe­ wegung der Spule gerade dem zeitlichen Durchmesserzuwachs entspricht, so daß die Andrückwalze in ihrer Lage unverändert bleibt. Die Spulgeschwin­ digkeit wird mit anwachsendem Spulendurchmesser immer kleiner. Das bedeutet, daß ebenfalls die Umsteuergeschwindigkeit nach jeder Umsteuerung kleiner wird.
Die Erfindung besitzt den Vorteil, daß der Anpreßdruck zwischen der Andrückwalze und der Spule einen gleichmäßigeren Verlauf aufweist. Die Schalthäufigkeit der Regeleinrichtung wird erheblich reduziert, da die An­ drückwalze wesentlich längere Zeiten im Sollbereich bleibt.
Die vorgegebene Spulgeschwindigkeit vS ist abhängig vom zeitlichen Durch­ messerzuwachs der Spule. Hierbei wird der Durchmesserzuwachs der Spule während der Spulreise von den Parametern Fadengeschwindigkeit, Zeit, Packungsdichte der Spule, Titer des Fadens, Changierhub sowie momentaner Spulendurchmesser bestimmt. Da beispielsweise die Packungsdichte während der Spulreise variiert wird, läßt sich die Spulgeschwindigkeit zu Beginn der Spulreise nur näherungsweise vorgeben.
Bei einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird die Spulgeschwin­ digkeit aus einer den zeitlichen Durchmesserzuwachs der Spule kennzeichnen­ den Kenngröße und dem Spulendurchmesser berechnet. Die Beziehung läßt sich durch folgende mathematische Gleichung darstellen:
vS = (K2/2).(1/d).
Hierbei ist mit vS die Spulgeschwindigkeit, mit K die Durchmesserzuwachs- Kenngröße und mit d der Spulendurchmesser bezeichnet. Die Berechnung der Spulgeschwindigkeit erfolgt unmittelbar vor jeder Umschaltung von der Ausweichgeschwindigkeit zur Umsteuergeschwindigkeit und umgekehrt. Damit ist gewährleistet, daß der Spulspindelträger immer mit einer Geschwindigkeit geführt wird, die nahe an der Spulgeschwindigkeit liegt.
Um den Spulendurchmesser der zu wickelnden Spule laufend zu erfassen, ist es von Vorteil, den Spulendurchmesser aus der Drehzahl der Andrückwalze und aus der Drehzahl der Spulspindel zu ermitteln. Der besondere Vorteil liegt darin, daß zur Erfassung des Spulendurchmessers keine zusätzliche Einrichtung benötigt wird. Um die Fadenspannung während des Aufspulens im wesentlichen konstant zu halten, wird die Aufwickelgeschwindigkeit mit Hilfe der Andrückwalze geregelt. Hierbei wird ständig die Drehzahl der Andrückwalze erfaßt und mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen. Der Sollwert gibt eine konstante Drehzahl der Andrückwalze vor. Bei Abwei­ chung der Istdrehzahl von der Solldrehzahl wird der Antrieb der Spulspindel derart angesteuert, daß sich die gewünschte Drehzahl an der Andrückwalze einstellt. Diese bereits in einer Aufspulmaschine vorhandenen Informationen können bei dieser Verfahrensvariante gleichzeitig zur Ermittlung des Spulen­ durchmessers genutzt werden.
Gemäß der Verfahrensvariante nach Anspruch 4 läßt sich die Kenngröße K, die den zeitlichen Durchmesserzuwachs der Spule kennzeichnet, während der Spulreise bei stillstehendem Spindelträger der Spulspindel ermitteln.
Besonders vorteilhaft ist die Verfahrensvariante nach Anspruch 5, um die Schalthäufigkeit zum Umschalten von der Ausweichgeschwindigkeit zu einer Umsteuergeschwindigkeit zu minimieren. Hierbei wird eine weitere Ver­ gleichmäßigung der Anpreßkraft zwischen der Andrückwalze und der Spulen­ oberfläche realisiert.
Um sicherzustellen, daß die Andrückwalze während der Umsteuerphase eine Bewegung radial von der Spule ausführt, wird ein Verhältnis der Geschwindigkeiten (vU/vS) < 1 definiert und unabhängig vom Spulendurch­ messer im wesentlichen während der gesamten Spulreise konstant gehalten.
Tritt die Andrückwalze während der Spulreise aus ihrem Sollbereich heraus, wird der Antrieb des Spindelträgers erfindungsgemäß auf die Ausweichge­ schwindigkeit vA umgeschaltet. Die Ausweichgeschwindigkeit vA wird so gewählt, daß sie stets größer ist als die Spulgeschwindigkeit vS. Damit wird erreicht, daß die Andrückwalze relativ schnell in ihren Sollbereich zurückge­ langt. Durch diese Maßnahme können die Phasen der Spulreise währendde­ ren die Andrückwalze außerhalb ihres Sollbereiches liegt, kurzgehalten werden und die Phasen, in welchen die Andrückwalze ihren Sollbereich beibehält, möglichst lange beibehalten werden.
Die erfindungsgemäße Aufspulmaschine zeichnet sich durch ihr einfaches Regelungskonzept mit Beibehaltung der Vorteile einer Zweipunktregelung aus. Es werden somit keine undefinierten Zustände während des Wickelns der Spule erreicht. Durch die Anlage der Andrückwalze an der Spulenoberfläche wird der Spulendurchmesser ständig sensiert. Ein Auseinanderdriften der Andrückwalze und der Spule ist aufgrund der Geschwindigkeitsvorgaben nicht möglich.
Die Ausführungsvariante gemäß Anspruch 10 zeichnet sich dadurch aus, daß die zur Regelung der Aufspulgeschwindigkeit erzeugten Signale gleichzeitig genutzt werden können, um die Geschwindigkeiten zur Steuerung des Spin­ delträgers zu ermitteln.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprü­ chen definiert.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in den folgenden Zeichnungen erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 die Seitenansicht einer Aufspulmaschine im Betrieb;
Fig. 2 die Frontansicht der Aufspulmaschine aus Fig. 1 im Betrieb;
Fig. 3 bis 5 schematisch eine Aufspulmaschine im Betrieb;
Fig. 6 ein Diagramm mit dem Verlauf der Spulgeschwindigkeit während der Spulreise;
Fig. 7 ein Diagramm mit einem Geschwindigkeitsverlauf während der Umschaltung zwischen der Ausweichgeschwindigkeit und der Um­ steuergeschwindigkeit.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und Fig. 2 gemein­ sam beschrieben.
Die Aufspulmaschine weist einen revolverförmigen Spindelträger 11 auf, der mittels dem Lager 20 in einem Maschinengestell 9 drehbar gelagert ist. Der Spindelträger 11 wird von einem Elektromotor 40 angetrieben. In dem Spindelträger 11 sind zwei Spulspindeln 14 und 15 um 180° versetzt zuein­ ander außermittig auskragend drehbar gelagert. In Fig. 1 ist dargestellt, daß sich die Spulspindel 14 in Betriebsstellung in einem Aufspulbereich und die Spulspindel 15 in einer Wartestellung in einem Wechselbereich der Auf­ spulmaschine befindet.
Der Aufspulmaschine wird ein Faden 1 mit konstanter Geschwindigkeit zugeliefert. Der Faden 1 wird zunächst durch den Kopffadenführer 2 ge­ führt, der die Spitze des Changierdreiecks bildet. Sodann gelangt der Faden zu einer Changiereinrichtung. Die Changiereinrichtung besteht hierbei aus einem Changierantrieb 6 und den Flügeln 3. Die Flügel 3 führen den Faden 1 abwechselnd entlang eines Leitlineals 4 in den Grenzen eines Changierhu­ bes hin und her. Die Changiereinrichtung ist beweglich am Maschinengestell 9 der Aufspulmaschine gelagert. Hierzu dient ein Träger 7, an dessen freiem Ende die Changiereinrichtung befestigt ist und die mit dem anderen Ende derart schwenkbar gelagert ist, daß die Changiereinrichtung eine Bewegung senkrecht zu sich selbst und zu der Andrückwalze 5, d. h. eine Parallelverschiebung, ausführen kann.
Hinter der Changiereinrichtung wird der Faden an einer Andrückwalze 5 mit mehr als 90° umgelenkt und sodann auf der Spule 17 aufgewickelt. Die Spule 17 wird auf der Spulhülse 16 gebildet. Die Spulhülse 16 ist auf der frei drehbaren Spulspindel 14 aufgespannt. Die Spulspindel 14 befindet sich mit der darauf aufgespannten Spulhülse 16 und der darauf zu bildenden Spule 17 im mittleren Aufspulbereich.
Die Spulspindel 14 ist in dem Spindelträger 11 über das Lager 30 gelagert. Die Spulspindel 14 wird durch einen Spulspindelantrieb 27 angetrieben, welcher beispielsweise als Synchronmotor oder Asynchronmotor ausgeführt ist. Der Spulspindelantrieb 27 ist fluchtend mit der Spindel 14 an dem Spindelträger 11 befestigt. Der Spulspindelantrieb 27 wird durch einen Frequenzgeber 21 mit Drehstrom von steuerbarer Frequenz versorgt. Die Ansteuerung des Frequenzgebers 21 geschieht durch ein Steuergerät 34, das von einem Drehzahlsensor 35 angesteuert wird. Der Drehzahlsensor 35 tastet die Drehzahl der Andrückwalze 5 ab. Durch das Steuergerät 34 wird der Frequenzgeber 30 der Spulspindel 14 so gesteuert, daß die Drehzahl der Andrückwalze 5 und damit auch die Oberflächengeschwindigkeit der Spule 17 trotz wachsendem Spulendurchmesser konstant bleibt.
Wird der Spulspindelantrieb 27 durch einen Asynchronmotor gebildet, erfolgt eine Erfassung der Drehzahl der Spulspindel durch einen Drehzahlsensor (hier nicht gezeigt). Das Signal des Drehzahlsensors wird dem Steuergerät 34 aufgegeben. Das Steuergerät 34 regelt nun in einer inneren Schleife die Spulspindeldrehzahl auf einen konstanten Wert. Das Signal des Drehzahlsen­ sors 35, der die Drehzahl der Andrückwalze erfaßt, führt in einer äußeren Regelschleife dazu, daß die Spulspindeldrehzahl verändert wird.
Die zweite Spulspindel 15 ist über ein Lager 29 am Spindelträger 11 exzentrisch angeordnet und wird mittels eines Spulspindelantriebs 28 angetrie­ ben. Der Spulspindelantrieb 28 ist derzeit deaktiviert, da die Spulspindel 15 zum Austausch einer vollen Spule gegen eine Leerhülse 18 bereit steht.
Der Spindelträger 11 ist in dem Maschinengestell 9 der Aufspulmaschine drehbar gelagert und wird durch den Antrieb 40, beispielsweise ein fre­ quenzgesteuerter Elektromotor, in Drehsinn 23 angetrieben. Der Elektromotor 40 ist beispielsweise als Asynchronmotor ausgeführt. Der Elektromotor 40 dient dazu, den Spindelträger 11 in dem Sinne zu drehen, daß der Achs­ abstand zwischen der Andrückwalze 5 und der Spulspindel 14 bei wachsen­ dem Spulendurchmesser vergrößert wird. Der Elektromotor 40 wird hierzu über ein Stellglied 13 frequenzgesteuert, so daß der Spindelträger 11 jede beliebige Geschwindigkeit im Drehsinn 23 ausführen kann. Hierbei könnte jedoch in Verbindung mit einer Umpolung ebenfalls eine Drehbewegung entgegen dem Drehsinn 23 dem Spulrevolver aufgegeben werden.
Nach Fig. 1 ist die Andrückwalze 5 an einem Walzenträger 8 gelagert. Der Walzenträger 8 ist als Schwinge ausgeführt, so daß die Andrückwalze eine Bewegung in radialer Komponente zu der Spulspindel 14 ausführen kann. Die Schwinge 8 ist am Maschinengestell 9 um die Schwenkachse 25 schwenkbar gelagert. Durch eine Entlastungseinrichtung 12, die pneumatisch beaufschlagbar ist und die von unten gegen das Gewicht auf die Schwinge 8 einwirkt, kann das Gewicht, das auf der Andrückwalze und damit als Anlagekraft auf der Spule 17 lastet, ganz oder teilweise kompensiert werden, so daß eine Feineinstellung eines Grundwertes der gewünschten Anpreßkraft zwischen Andrückwalze und Spulenoberfläche einstellbar ist. Die Entlastungs­ einrichtung 12 kann über eine Steuereinrichtung (hier nicht gezeigt) gesteuert werden. Unterhalb der Schwinge 8 ist ein Sensor 19 angeordnet. Der Sensor 19 erfaßt den Hub der Andrückwalze 5 bzw. den Schwenkwinkel der Schwinge 8 relativ zum Maschinengestell 9. Der Sensor könnte daher als ein Winkelgeber ausgeführt sein. Der Sensor 19 ist mit einer Regeleinrich­ tung 10 verbunden. Die Regeleinrichtung 10 ist weiterhin mit dem Steuerge­ rät 34 und dem Umrichter 13 gekoppelt.
Die Betriebsweise der Aufspulmaschine ist im folgenden beschrieben.
Auf der Hülse 16 wird die Spule 17 gewickelt. Bei wachsendem Spulen­ durchmesser wird der Spindelträger 11 kontinuierlich mit einer vorgegebenen Umsteuergeschwindigkeit im Drehsinn 23 bewegt. Die Umsteuergeschwindig­ keit wird hierbei durch das Stellglied 13 und den Elektromotor 40 gesteuert. Dazu ist das Stellglied 13 mit der Regeleinrichtung 10 verbunden. In der Regeleinrichtung 10 wird anhand der vom Steuergerät 34 aufgegebenen Drehzahlen der Andrückwalze 5 und der Drehzahl der Spulspindel 14 der momentan gewickelte Spulendurchmesser mittels einer Recheneinheit berech­ net. Aus einer in der Regeleinrichtung 10 hinterlegten Master-Kurve zwi­ schen dem Spulendurchmesser und einer Spulgeschwindigkeit des Spindel­ trägers läßt sich somit zu dem momentanen Spulendurchmesser die dazugehö­ rige Spulgeschwindigkeit des Spulrevolvers ermitteln. Die Spulgeschwindigkeit ist hierbei genau die Geschwindigkeit des Spindelträgers, die bei Beibehal­ tung des Umfangskontaktes zwischen der Andrückwalze und der Spule eine unveränderte Lage der Andrückwalze gewährleistet. Die Masterkurve wird über einen Eingang 24 der Regeleinrichtung 10 aufgegeben. Die Steuerein­ richtung 10 gibt ein entsprechendes Steuersignal an das Stellglied 13, so daß der Elektromotor 40 mit einer Umsteuergeschwindigkeit betrieben wird, die kleiner ist als die Spulgeschwindigkeit. Wäre die Umsteuergeschwindigkeit des Spulrevolvers genau auf den Durchmesserzuwachs angepaßt, so bliebe die Andrückwalze 5 in ihrer Position unverändert. Die Umsteuergeschwindig­ keit ist jedoch langsamer als die Spulgeschwindigkeit, so daß sich die Position der Andrückwalze verändert. Sobald die Andrückwalze 5 ihren Sollbereich verläßt, wird von dem Sensor 19 ein Signal erzeugt. Der Sensor 19 führt sein Signal direkt zu der Regeleinrichtung 10. In der Regelein­ richtung 10 erfolgt nun eine Umschaltung mittels einer Umsteuereinrichtung von der Umsteuergeschwindigkeit zu der Ausweichgeschwindigkeit. Die Ausweichgeschwindigkeit ist höher als die Spulgeschwindigkeit, so daß die Andrückwalze in ihren Sollbereich zurückbewegt wird. Somit bleibt die eingestellte Anlagekraft zwischen der Andrückwalze und der Spule im wesentlichen unverändert.
Mit Hilfe der vom Steuergerät 34 aufgegebenen Signale läßt sich ebenfalls der Durchmesserzuwachs pro Zeiteinheit errechnen. Damit besteht die Mög­ lichkeit, die vorgegebene Spulgeschwindigkeit auf den tatsächlichen Durch­ messerzuwachs anzupassen. In diesem Fall weist die Regeleinrichtung 10 eine Recheneinheit auf, die eine laufende oder schrittweise - bei jeder Umschaltung - Berechnung des Durchmesserzuwachses durchführt und eine Korrektur und Berechnung der Spulgeschwindigkeit vornimmt. Diese er­ mittelte Spulgeschwindigkeitsfunktion wird durch die Regeleinrichtung 10 dann als Grundlage zur Festlegung der Umsteuer- und Ausweichgeschwindig­ keit genommen.
In den Fig. 3 bis 5 ist schematisch dargestellt, wie die Ausweichbewe­ gung der Spulspindel und der Andrückwalze während einer Spulreise gemäß der Erfindung zusammenwirkt. Hierbei ist die Andrückwalze 5 an einem beweglichen Walzenträger 8 gelagert. Unterhalb des Walzenträgers 8 ist ein Sensor 19 angeordnet, der mit einer Regeleinrichtung (hier nicht gezeigt) verbunden ist. Die Andrückwalze 5 liegt am Umfang einer zu wickelnden Spule 17 an. Die Spule 17 ist auf einer angetriebenen Spulspindel 14 aufgespannt. Die Spulspindel 14 ist auskragend an einem Spindelträger 11 angebracht. Der Spindelträger 11 ist in der mit einem Pfeil gekennzeichneten Bewegungsrichtung antreibbar.
In Fig. 3 ist eine Situation gezeigt, bei welcher der Spindelträger 11 derart angetrieben wird, daß die Spulspindel 14 sich mit der Spulgeschwindigkeit vS in Richtung vergrößernder Achsabstand zwischen der Andrückwalze und der Spulspindel bewegt. In dieser Situation bleibt die Andrückwalze 5 in ihrer Lage unverändert. Die Spulgeschwindigkeit vS ist hierbei die Geschwin­ digkeit, die bei Anliegen der Andrückwalze an dem Spulenumfang ein Anwachsen der Spule ermöglicht, ohne daß die Andrückwalze ihre Lage verändert. Somit wird die Spulgeschwindigkeit vS durch den zeitlichen Durchmesserzuwachs der zu wickelnden Spule 17 bestimmt. Die pro Zeitein­ heit auf die Spule aufgewickelte Fadenmenge ist jedoch neben anderen Faktoren von dem Spulenaufbau, dem Fadentiter und der Packungsdichte abhängig. Diese Größen können jedoch während einer Spulreise schwanken, so daß eine Vorgabe der Spulgeschwindigkeit eine ständige Einbeziehung aller Spulparameter erfordert und somit einen erhöhten Rechenaufwand darstellt. Erfindungsgemäß kann dieses dadurch vermieden werden, daß der Spindelträger 11 mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten betrieben wird, die eine Anpassung an die Spulgeschwindigkeit darstellen.
In Fig. 4 ist die Situation gezeigt, bei welcher der Spindelträger 11 mit der Umsteuergeschwindigkeit vU angetrieben wird. Die Umsteuergeschwindigkeit vU ist kleiner als die Spulgeschwindigkeit vS. Somit wird sich die Andrück­ walze 5 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Spulgeschwindigkeit und der Umsteuergeschwindigkeit radial zur Spule gerichtet bewegen. Diese mit Pfeil gekennzeichnete Hubbewegung führt dazu, daß die Andrückwalze 5 sich aus ihrem Sollbereich entfernt. Der Sensor 19 erfaßt jedoch den Hub der Andrückwalze 5 und wird, sobald die Andrückwalze 5 den Sollbereich verläßt, ein Signal erzeugen. Das Sensorsignal wird der den Antrieb des Spindelträgers regelnden Regeleinrichtung aufgegeben. Die Regeleinrichtung veranlaßt sodann eine Umschaltung des Antriebs des Spindelträgers 11. Der Spindelträger 11 wird sodann mit einer Ausweichgeschwindigkeit vA angetrie­ ben. Wie in Fig. 5 gezeigt, bewegt sich in dieser Phase die Andrückwalze 5 zurück in ihren Sollbereich. Die Ausweichgeschwindigkeit vA ist größer als die Spulgeschwindigkeit vS. Somit wird in Abhängigkeit von der Diffe­ renz zwischen der Ausweichgeschwindigkeit und der Spulgeschwindigkeit die Andrückwalze eine Hubbewegung in umgekehrter Richtung (Pfeil in Fig. 5) zurück zu ihrem Sollbereich vollführen. Sobald die Andrückwalze ihren Sollbereich erreicht hat, wird das Sensorsignal aufgehoben und die Regel­ einrichtung schaltet den Antrieb des Spindelträgers 11 auf die Umsteuerge­ schwindigkeit vO. Die Spulreise erfolgt somit im Wechsel zwischen der Umsteuergeschwindigkeit und der Ausweichgeschwindigkeit - wie in Fig. 4 und 5 dargestellt. Während der Spulreise können die Geschwindigkeiten, insbesondere die Umsteuergeschwindigkeit, kontinuierlich verringert werden, um eine weitere Anpassung an die Spulgeschwindigkeit zu erhalten. Ebenso ist es jedoch auch möglich, die Ausweichgeschwindigkeit besonders hoch einzustellen, um die Phasen während der Spulreise währenddessen die Andrückwalze außerhalb ihres Sollbereiches ist, möglichst kurz zu halten.
In Fig. 6 ist in einem Diagramm der Zusammenhang zwischen der Spulge­ schwindigkeit des Spindelträgers und der Spulendurchmesser der zu wickeln­ den Spule dargestellt. Der Spulendurchmesser ist auf der Abszisse mit d gekennzeichnet und die Spulgeschwindigkeit vS ist auf der Ordinate eingetra­ gen. Der Zusammenhang läßt sich näherungsweise durch einen hyperboli­ schen Verlauf darstellen. Die Spulgeschwindigkeit des Spindelträgers ver­ ringert sich mit wachsendem Spulendurchmesser.
In Fig. 7 ist nun ein Ausschnitt aus dem Verlauf der Spulgeschwindigkeit aus Fig. 6 gezeigt. In diesem Ausschnitt sind vier unmittelbar hintereinander während einer Spulreise durchlaufene Teilstücke I, II, III, IV gezeigt. Während des ersten Teilstücks I wird der Spindelträger 11 der Aufspulma­ schine mit der Ausweichgeschwindigkeit vA angetrieben. Zu Beginn dieser Phase I ist die Ausweichgeschwindigkeit größer als die Spulgeschwindigkeit. Nachdem nun die Andrückwalze ihren Sollbereich wieder erreicht hat, wird mittels der Regeleinrichtung der Antrieb des Spindelträgers auf eine Um­ steuergeschwindigkeit vU 1 umgeschaltet. In dieser Phase wird der Spindel­ träger mit der Umsteuergeschwindigkeit vU 1 angetrieben. Die Umsteuerge­ schwindigkeit ist in der Phase II stets kleiner als die Spulgeschwindigkeit vS. Somit wird die Andrückwalze im Laufe der Zeit aus ihrem Sollbereich geführt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Sensor ein Signal abgibt. Sobald ein Signal erzeugt wird, erfolgt eine Umschaltung des Antriebes durch die Regeleinrichtung, so daß der Spindelträger nunmehr mit einer Ausweichge­ schwindigkeit vA2 angetrieben wird. In der Phase III bewegt sich somit die Andrückwalze wieder in ihrem Sollbereich zurück. Beim Übergang von der Phase III in die Phase IV erfolgt wieder eine Umschaltung des Antriebes durch die Regeleinrichtung auf die Umsteuergeschwindigkeit vU 2. In diesem Sinne wird die Spulreise bis zu Erreichen des Vollwickels fortgeführt.
Bezugszeichenliste
1
Faden
2
Kopffadenführer
3
Flügel
4
Leitlineal
5
Andrückwalze
6
Changierantrieb
7
Träger
8
Walzenträger, Schwinge
9
Maschinengestell
10
Regeleinrichtung
11
Spindelträger
12
Entlastungseinrichtung
13
Umrichter
14
Spulspindel
15
Spulspindel
16
Spulhülse
17
Spule
18
Spulhülse
19
Sensor
20
Lager
21
Frequenzgeber
23
Drehsinn
25
Schwenkachse
26
Achse
27
Spulspindelantrieb
28
Spulspindelantrieb
29
Spindellagerung
30
Spindellagerung
31
Spule
32
Bewegungsrichtung
33
Bewegungsrichtung
34
Steuergerät
35
Drehzahlsensor
40
Antrieb

Claims (11)

1. Verfahren zum Aufspulen eines kontinuierlich anlaufenden Fadens zu einer Spule, bei welchem die Spule auf einer angetriebenen, an einem beweglichen Spindelträger auskragend gelagerten Spulspindel gebildet wird,
bei welchem eine an einem beweglichen Walzenträger gelagerte An­ drückwalze mit einer Anlagekraft am Umfang der Spule anliegt, bei welchem eine durch den Durchmesserzuwachs der Spule bedingte Hubbewegung der Andrückwalze durch einen Sensor erfaßt wird,
bei welchem der Sensor bei Abweichung der Andrückwalze aus einem Sollbereich ein Signal einer Regeleinrichtung aufgibt und
bei welchem die Regeleinrichtung in Abhängigkeit von dem Signal einen Antrieb ansteuert, welcher Antrieb den Spindelträger mit einer Ausweichgeschwindigkeit vA antreibt, um eine Veränderung des Achsabstandes zwischen der Spule und der Andrückwalze durch eine Ausweichbewegung der Spulspindel im Sinn eines wachsenden Spulendurchmessers zu erhalten bis die Andrückwalze ihren Soll­ bereich wieder erreicht hat und kein Signal des Sensors an der Regeleinrichtung anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß
bei Erreichen des Sollbereiches der Antrieb des Spindelträgers derart umgesteuert wird, daß der Spindelträger mit einer Umsteu­ ergeschwindigkeit vU angetrieben wird, welche kleiner ist als die Ausweichgeschwindigkeit vA und welche kleiner oder gleich ist als eine durch den zeitlichen Durchmesserzuwachs der Spule bestimmte Spulgeschwindigkeit vS der Ausweichbewegung bei im wesentlichen unveränderter Lage der Andrückwalze.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulgeschwindigkeit vS der Ausweichbewegung aus einer den zeitlichen Durchmesserzuwachs der Spule kennzeichnenden Kenngröße und dem Spulendurchmesser als Funktion des Spulendurchmessers vorausberechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulendurchmesser durch das Drehzahlverhältnis der Drehzahl der Andrückwalze und der Drehzahl der Spulspindel bestimmt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kenngröße während der Spulreise bei stillstehendem Spindelträger der Spulspindel ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuergeschwindigkeit vU im Sollbereich der Andrückwalze mit wachsendem Spulendurchmesser stetig verringert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Geschwindigkeiten vU/vS unabhängig vom Spulen­ durchmesser im wesentlichen konstant ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausweichgeschwindigkeit vA stets größer ist als die Spulgeschwin­ digkeit vS.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausweichgeschwindigkeit vA nach jeder Umsteuerung derart ver­ ringert wird, daß das Verhältnis der Geschwindigkeiten vA A/vS unabhängig vom jeweiligen Spulendurchmesser gleich bleibt.
9. Aufspulmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprü­ chen 1 bis 8 mit einer Changiereinrichtung, mit einer an einem zum Maschinengestell beweglichen Walzenträger (8) gelagerten Andrückwalze (5), mit einer an einem drehbaren Spindelträger (11) auskragend gelagerten Spulspindel (14), mit einem Antrieb (40) für den Spindelträger (11), mit einem Sensor (19) zur Erfassung der Hubbewegung der Andrückwalze (5) und mit einer mit dem Sensor (19) verbundenen Regeleinrichtung (10) zur Reglung des Antriebs (40) des Spindelträgers (11) in Abhängigkeit vom Durchmesserzuwachs der Spule, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtung (10) eine Umsteuereinheit aufweist, welche in Abhängigkeit von der Hubbewegung der Andrückwalze den Antrieb (40) des Spindelträgers (11) zwischen einer Ausweichgeschwindigkeit vA und einer Umsteuergeschwindigkeit vU und umgekehrt umschaltet.
10. Aufspulmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
daß die Regeleinrichtung (10) mit einem die Drehzahl der Spulspindel und die Drehzahl der Andrückwalze erfassendem Steuergerät (34) zur Ermittlung des Spulendurchmessers verbunden ist und
daß die Regeleinrichtung (10) eine Recheneinheit aufweist, welche aus den von dem Steuergerät (34) gelieferten Aufspulparametern eine Spulgeschwindigkeit vS der Ausweichbewegung bei im wesentlichen unveränderter Lage der Andrückwalze in Abhängigkeit von dem Spulendurchmesser berechnet.
11. Aufspulmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenträger als am Maschinengestell einseitig gelagerte Schwinge (8) ausgebildet ist und daß der Lagesensor (19) als ein den Schwenkwinkel der Schwinge (8) erfassender Winkelgeber ausgeführt ist.
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