DE4423491A1 - Verfahren zum Steuern des Drehantriebs einer Aufspulmaschine - Google Patents
Verfahren zum Steuern des Drehantriebs einer AufspulmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern des
Drehantriebs eines wenigstens eine Spulspindel tragenden
Drehtellers einer Aufspulmaschine für einen kontinuier
lich anlaufenden Faden, die weiter mit einer Changier
einrichtung und einer dem Drehteller im Fadenlauf vor
geordneten Kontaktwalze versehen ist, bei dem die Kon
taktwalze durch das Steuern des Drehantriebs des Dreh
tellers in ständigem Umfangskontakt mit der im Verlauf
der Spulenreise im Durchmesser zunehmenden, von der bzw.
einer der beiden Spulspindeln getragenen Spulenpackung
gehalten wird.
Die EP 0 374 536 B1 beschreibt ein derartiges Verfahren
zum Steuern des Drehantriebs einer Aufspulmaschine, bei
dem der Hub der geringfügig beweglich gelagerten Kon
taktwalze über einen Sensor abgefragt wird und der Dreh
antrieb derart gesteuert wird, daß ein Umfangskontakt
zwischen Kontaktwalze und Spulenpackung gewährleistet
ist.
Das aus der genannten Druckschrift bekannte Verfahren
stellt sich als geschlossener Regelkreis dar. Ein sol
cher geschlossener Regelkreis neigt insbesondere unter
dem Einfluß von Störgrößen zum Schwingen. Störgrößen
sind z. B. Vibrationen der Spulspindel, unrunde Spulen
packungen und Spulenpackungen mit Spiegelsymptomen,
Schwankungen der Anpreßkraft der Kontaktwalze u. a. Ein
sicherer Betrieb und ein guter Spulenaufbau sind mit der
Aufspulmaschine mit einem solchen Regelkreis nicht zu
erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zum Steuern des Drehantriebs einer Aufspulmaschine zu
schaffen, das zuverlässig und in einfacher Weise wirkt
und nicht zum Schwingen neigt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch Berech
nen des jeweiligen Durchmessers der Spulenpackung durch
Bilden des Quotienten aus dem Produkt der Drehgeschwin
digkeit (Drehzahl) der Kontaktwalze und dem Durchmesser
der Kontaktwalze zu der Drehgeschwindigkeit (Drehzahl)
der die Spulenpackung tragenden Spulspindel, Ermitteln
der Winkelposition der die Spulenpackung tragenden Spul
spindel auf deren Drehkreis, bei dem der Umfang der Spu
lenpackung mit der Kontaktwalze in Umfangskontakt ist,
aus dem errechneten jeweiligen Durchmesser der Spulen
packung, und Steuern des Drehantriebs des Drehtellers
derart, daß die die Spulenpackung tragende Spulspindel
auf ihrem Drehkreis die ermittelte Winkelposition ein
nimmt.
Obwohl die Drehgeschwindigkeit der Kontaktwalze zumeist
konstant ist und bei dem Berechnen des jeweiligen Durch
messers der Spulenpackung daher als Konstante angenommen
werden kann, zeichnet sich ein bevorzugtes Ausführungs
beispiel dadurch aus, daß die jeweilige Drehgeschwindig
keit der Kontaktwalze durch das Abfragen eines entspre
chenden Sensors erfaßt wird.
Auch die Drehgeschwindigkeit der Spulenspindel wird vor
zugsweise durch Abfragen eines diesen erfassenden Sen
sors ermittelt, bei Verwendung eines Synchronmotors zum
Antrieb der Spulspindel kann jedoch auch das den Syn
chronmotor ansteuernde Signal unmittelbar verwendet wer
den.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich da
durch aus, daß die jeweilige Winkelposition der die Spu
lenpackung tragenden Spulspindel auf deren Drehkreis,
bei dem der Umfang der Spulenpackung mit der Kontaktwal
ze in Umgangskontakt ist, aus einer Tabelle ausgelesen
werden, in der die Winkel/Durchmesser-Beziehung einge
speichert ist. Alternativ kann jedoch auch eine exakte
Berechnung anhand der geometrischen Beziehung ausgeführt
werden.
Um eine dem jeweiligen Durchmesser der Spulenpackung
entsprechend variierten Anpressdruck der Kontaktwalze
gegen die Spulenpackung zu erreichen, wird weiter vorge
schlagen, daß die Kontaktwalze in einer belasteten
Schwinge gehalten wird, wobei die auf die Schwinge wir
kende, den Anpreßdruck der Kontaktwalze auf die Spulen
packung bestimmende Last von der Winkelposition der
Spulspindel und damit von dem jeweiligen Durchmesser der
auf der Spulspindel aufsitzenden Spulenpackung abhängig
ist. Dabei ist bevorzugt, daß die auf die Schwinge wir
kende Kraft von deren Winkelposition abhängig ist und
die Winkelposition der Spulenspindel dem jeweiligen
Durchmesser der Spulenpackung derart eingestellt wird,
daß die Anpreßkraft der Kontaktwalze auf die Spulen
packung einen vorbestimmten Wert annimmt.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Figuren er
läutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 den schematischen Aufbau einer Auf
spulmaschine,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Ver
fahrens nach der Erfindung in seiner Grund
form, und
Fig. 3a und Fig. 3b schematische Darstellun
gen der den Gegenstand der Ansprüche 5 und 6
bildenden Vorschläge.
Die in Fig. 1 dargestellte Aufspulmaschine weist einen
Drehteller 10 auf, der zwei Spulspindeln 14 trägt. Ober
halb des Drehtellers 10 ist eine im Fadenlauf vorgeord
nete Kontaktwalze 12 um die eigene Achse drehbar befe
stigt. Die Kontaktwalze 12 steht im Umfangskontakt zu
der sich auf der jeweils betriebenen Spulspindel 14 bil
denden Spulenpackung 16. Eine oberhalb der Kontaktwalze
12 an einem Tragarm 7 befestigte Changiereinrichtung 3
verlegt den Faden 5 senkrecht zur Umlaufbewegung der ro
tierenden Spulspindel 14. Ein Gehäuse 1 der Aufspulma
schine nimmt den Tragarm 7, die Kontaktwalze 12 und den
Drehteller 10 auf. Bei dem in den Fig. 1 und 2 darge
stellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist
die Kontaktwalze 12 ortsfest, also radial nicht beweg
lich.
Ein die Solldrehgeschwindigkeit der Kontaktwalze 12 vor
gebender Sollwertgeber 21 steuert über einen Umrichter 23
einen die Kontaktwalze 12 antreibenden ersten Motor
25. Das Sollwertsignal des Sollwertgebers 21 wird weiter
auf einen Rechner 27 gegeben, er als weiteres Eingangs
signal über einen Sensor 29 ein die Ist-Drehgeschwin
digkeit der Spulenspindel 14 entsprechendes Signal auf
nimmt. Der Rechner 27 gibt ein Adreß-Signal an eine Ta
belle 31 aus, aus der der ausgelesene Wert in eine
Steuerung 33 eingegeben wird, die den Motor 35 ansteu
ert, der den Drehteller 10 antreibt.
Um sicherzustellen, daß bei der ortsfesten Lagerung der
Kontaktwalze 12 diese mit dem im Verlauf der Spulenreise
im Durchmesser zunehmenden Spulenpackung immer in Um
fangskontakt ist, wird der Drehteller 10 gegen den Uhr
zeigersinn gedreht, so daß der Winkel α der Spulspindel
14 abnimmt. Die Steuerung des Drehantriebs des Drehtel
lers 10 erfolgt zu diesem Zweck so, daß die Drehge
schwindigkeit nT der Kontaktwalze und die Drehgeschwin
digkeit nT der Spulspindel 14 ständig ermittelt wird. Da
wegen des Kontakts das Produkt aus dem Durchmesser DS
und der Drehgeschwindigkeit der Spulspindel nS immer dem
Produkt aus der Drehgeschwindigkeit der Kontaktwalze nT
und dem Durchmesser der Kontaktwalze DT gleich sein muß,
gilt:
DS * nS = nT * DT,
woraus sich nach Auflösung:
DS = (nT * DT)/nS
ergibt.
Aus dem so ermittelten jeweiligen Durchmesser der Spu
lenpackung DS wird der Winkel α berechnet, bei dem ein
Anliegen der Kontaktwalze 12 an den Umfang der Spulen
packung 16 gewährleistet ist. Dabei kann diese Berech
nung anhand der bekannten geometrischen Beziehung erfol
gen, vorzugsweise erfolgt dies jedoch über die Tabelle
31, in der die jeweiligen Winkelpositionen der Spulspin
del 14 in Abhängigkeit von dem jeweiligen Durchmesser
der Spulenpackung 16 eingegeben ist.
Der Antrieb des Drehtellers 10 kann auch so angesteuert
werden, daß dieser während der Spulenreise jeweils um
einen festen Winkelbetrag weitergedreht wird. In diesem
Fall erfolgt ein solches Weiterdrehen des Drehtellers 10
immer dann, wenn der jeweilige Durchmesser der Spulen
packung 16 um einen Betrag zugenommen hat, der ein sol
ches Weiterdrehen des Drehtellers zum Erhalt des ge
wünschten Umfangskontakt mit der Kontaktwalze erfordert.
Die Kontaktwalze 12 kann auch, wie in den Fig. 3a und
3b dargestellt, in einer belasteten Schwinge 18 gehalten
werden, wobei die Last der Schwinge 18 den Anpreßdruck
der Kontaktwalze auf die Spulenpackung 16 bestimmt. Bei
einer derartigen Ausbildung kann die auf die Schwinge 18
wirkende Last - etwa durch die Vorsehung einer auf die
Schwinge wirkenden Feder 20 oder durch die Verwendung
eines pneumatisch betriebenen Zylinders - in Abhängig
keit von dem jeweiligen Durchmesser, der auf die Spul
spindel 14 aufsitzenden Spulenpackung 16 eingestellt
werden.
Auch bei einem Ausführungsbeispiel einer beweglichen
Lagerung der Kontaktwalze 12 in einer belasteten Schwin
ge 18 wird die Position der Kontaktwalze 12 nicht erfaßt
und wird damit nicht für die Steuerung des die Winkel
position α der die Spulenpackung 16 tragenden Spulspin
del 14 verwendet.
Die Fig. 3a und 3b zeigen die durch die Verlagerung
der Kontaktwalze 12 unterschiedlich stark gespannte Fe
der 20. Deutlich sichtbar ist die im Verlauf der Spulen
reise wandernde Berührungslinie zwischen der Kontaktwal
ze 12 und der Spulenpackung 16. Zur Einstellung einer
vorbestimmten Anpreßkraft der Kontaktwalze 12 auf die
Spulenpackung 16 wird die Winkelposition der Spulspindel
14 in Abhängigkeit vom jeweiligen Durchmesser der Spu
lenpackung derart eingestellt, daß die Kontaktwalze eine
Position einnimmt, in der die Feder 20 über die Schwinge
18 eine entsprechende Kraft erzeugt.
Durch den Verzicht auf eine Rückkopplung werden Regel
schwingungen ausgeschlossen, der Effekt der Gewährlei
stung eines vorbestimmten konstanten oder aber - wie bei
dem zweiten Ausführungsbeispiel - von dem jeweiligen
Durchmesser der Spulenpackung 16 abhängigen Anpreß
drucks zwischen Kontaktwalze 12 und Spulenpackung 16 ist
stets gewährleistet.
Claims (7)
1. Verfahren zum Steuern des Drehantriebs eines wenig
stens eine Spulspindel tragenden Drehtellers (10) einer
Aufspulmaschine für einen kontinuierlich anlaufenden
Faden, die weiter mit einer Changiereinrichtung und ei
ner dem Drehteller (10) im Fadenlauf vorgeordneten Kon
taktwalze (12) versehen ist, bei dem die Kontaktwalze
(12) durch das Steuern des Drehantriebs des Drehtellers
(10) in ständigem Umfangskontakt mit der im Verlauf der
Spulenreise im Durchmesser zunehmenden, von der Spul
spindel bzw. einer der beiden Spulspindeln (14) getra
genen Spulenpackung (16) gehalten wird,
gekennzeichnet durch
- - Berechnen des jeweiligen Durchmessers (DS) der Spu lenpackung (16) durch Bilden des Quotienten aus dem Produkt der Drehgeschwindigkeit (nT) der Kontaktwalze (12) und dem Durchmesser (DT) der Kontaktwalze (12) zu der Drehgeschwindigkeit (nS) der die Spulenpackung (16) tragenden Spulspindel (14),
- - Ermitteln der Winkelposition (α) der die Spulen packung (16) tragenden Spulspindel (14) auf deren Dreh kreis, bei dem der Umfang der Spulenpackung (16) mit der Kontaktwalze (12) in Umfangskontakt ist, aus dem errechneten jeweiligen Durchmesser (DS) der Spulen packung (16), und
- - Steuern des Drehantriebs des Drehtellers (10) der art, daß die die Spulenpackung (16) tragende Spulspin del (14) auf ihrem Drehkreis die ermittelte Winkelpo sition (α) einnimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehgeschwindigkeit (nT) der Kontaktwalze (12)
durch Abfragen eines diese erfassenden Sensors erfaßt
wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit (nS) der Spul
spindel (14) durch Abfragen eines diese erfassenden
Sensors erfaßt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Winkelpositi
on (α) der die Spulenpackung (16) tragenden Spulspin
del (14) auf deren Drehkreis, bei dem der Umfang der
Spulenpackung (16) mit der Kontaktwalze (12) in Um
gangskontakt ist, aus einer Tabelle ausgelesen wird, in
der die Winkel/Durchmesser-Beziehung enthalten ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Drehantrieb des Drehtellers
(10) schrittweise um feste Winkelbeträge erfolgt, wobei
die Durchmesserwerte der Spulenpackung (16), bei denen
ein solches Weiterdrehen des Drehtellers (10) erfolgt,
in eine Tabelle eingespeichert sind.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwalze (12) in
einer belasteten Schwinge (18) gehalten wird, wobei die
auf die Schwinge (18) wirkende, den Anpreßdruck der
Kontaktwalze (12) auf die Spulenpackung (16) bestim
mende Last von der Winkelposition (α) der Spulspindel
(14) und damit von dem jeweiligen Durchmesser (DS) der
auf der Spulspindel (14) aufsitzenden Spulenpackung
(16) abhängig ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die auf die Schwinge (18) wirkende Kraft von deren
Winkelposition (β) abhängig ist und die Winkelposition
(α) der Spulenspindel (14) dem jeweiligen Durchmesser
der Spulenpackung (16) entsprechend derart eingestellt
wird, daß die Anpreßkraft der Kontaktwalze (12) auf
die Spulenpackung (16) einen vorbestimmten Wert an
nimmt.
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