DE19849007A1 - Verfahren zum Aufspulen eines laufenden Fadens - Google Patents
Verfahren zum Aufspulen eines laufenden FadensInfo
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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.
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.
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.
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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19849007A DE19849007A1 (de) | 1997-10-31 | 1998-10-23 | Verfahren zum Aufspulen eines laufenden Fadens |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19748280 | 1997-10-31 | ||
DE19849007A DE19849007A1 (de) | 1997-10-31 | 1998-10-23 | Verfahren zum Aufspulen eines laufenden Fadens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19849007A1 true DE19849007A1 (de) | 1999-05-20 |
Family
ID=7847302
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19849007A Withdrawn DE19849007A1 (de) | 1997-10-31 | 1998-10-23 | Verfahren zum Aufspulen eines laufenden Fadens |
Country Status (2)
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US (1) | US6161790A (de) |
DE (1) | DE19849007A1 (de) |
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- 1998-10-23 DE DE19849007A patent/DE19849007A1/de not_active Withdrawn
- 1998-10-30 US US09/183,377 patent/US6161790A/en not_active Expired - Fee Related
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US6161790A (en) | 2000-12-19 |
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