DE102021118859A1

DE102021118859A1 - Garnspanner, Arbeitsstelle sowie Verfahren zum Betreiben eines Garnspanners

Info

Publication number: DE102021118859A1
Application number: DE102021118859.8A
Authority: DE
Inventors: Christian Kettner; Gerard Küsters; Adalbert Stephan
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 2021-07-21
Filing date: 2021-07-21
Publication date: 2023-01-26

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Garnspanner (10) für eine Arbeitsstelle (1) einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, die dem Umspulen eines Garns (2) von einer ersten Hülse (3), insbesondere einer Spinnhülse, auf eine zweite Hülse (4), insbesondere eine Spulhülse, dient, wobei der Garnspanner (10) eine erste Spannereinheit (11) und eine zweite Spannereinheit (12) umfasst, wobei die erste Spannereinheit (11) und die zweite Spannereinheit (12) mit Hilfe eines Antriebs (15) des Garnspanners (10) relativ zueinander bewegbar sind, um hierdurch die Garnspannung eines sich beim Betrieb des Garnspanners (10) zwischen der ersten Spannereinheit (11) und der zweiten Spannereinheit (12) bewegenden Garns (2) zu regulieren. Es wird vorgeschlagen, dass der Garnspanner (10) zumindest einen Sensor (17) aufweist, mit dessen Hilfe eine beim Betrieb des Garnspanners (10) vom Garn (2) auf die erste Spannereinheit (11) und/oder die zweite Spannereinheit (12) übertragene Kraft detektierbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Garnspanners (10). Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Arbeitsstelle (1) einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, die dem Umspulen eines Garns (2) von einer ersten Hülse (3), insbesondere einer Spinnhülse, auf eine zweite Hülse (4), insbesondere eine Spulhülse, dient mit einem erfindungsgemäßen Garnspanner (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Garnspanner für eine Arbeitsstelle einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, die dem Umspulen eines Garns von einer ersten Hülse, insbesondere eine Spinnhülse, auf eine zweite Hülse, insbesondere eine Spulhülse, dient, wobei der Garnspanner eine erste Spannereinheit und eine zweite Spannereinheit umfasst, wobei die erste Spannereinheit und die zweite Spannereinheit mit Hilfe eines Antriebs des Garnspanners relativ zueinander bewegbar sind, um hierdurch die Garnspannung eines sich beim Betrieb des Garnspanners zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit bewegenden Garns zu regulieren. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Arbeitsstelle einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, die dem Umspulen eines Garns von einer ersten Hülse, insbesondere eine Spinnhülse auf eine zweite Hülse, insbesondere eine Spulhülse dient. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Garnspanners an einer Arbeitsstelle einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, mit deren Hilfe ein Garn von einer ersten Hülse, insbesondere eine Spinnhülse auf eine zweite Hülse, insbesondere eine Spulhülse umgespult wird, wobei der Garnspanner eine erste Spannereinheit und eine zweite Spannereinheit umfasst, wobei die erste Spannereinheit und die zweite Spannereinheit mithilfe eines Antriebs des Garnspanners relativ zueinander bewegt und hierdurch die Garnspannung des sich zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit bewegenden Garns reguliert wird.
Derartige Garnspanner, Arbeitsstellen mit Garnspannern und Verfahren zum Betreiben von Garnspannern sind seit langem bekannt. Vor allem an Spulmaschinen, die ein Garn von einer Spinnhülse, die beispielsweise von einer Spinnmaschine geliefert wird, auf eine Spule bzw. eine Spulhülse aufspulen, werden Garnspanner verwendet, um die Spannung des Garns beim Umspulen zu regulieren. Im Falle einer zu geringen Garnspannung können sich beispielsweise Wicklungsfehler auf der Spule ergeben oder es kann zu Schlaufenbildungen oder Garnbrüchen kommen. Eine Regulierung der Garnspannung ist daher wichtig.
Aus der EP 2 829 647 A1 ist beispielsweise bekannt, die Garnspannung durch einen Garnspanner und des Signals eines Sensors zur Messung der Garnspannung aktiv zu regeln. Hierdurch können Schwankungen der Garnspannung ausgeglichen und eine Fehleranfälligkeit des Spulvorgangs reduziert werden. Nachteilig hierbei ist der komplexe Aufbau, der für diese Regelung notwendig ist. Der Garnspanner wird von einer separaten und von ihm beabstandeten Sensoreinheit gesteuert. Der Platzbedarf der Sensoreinheit ist groß, wodurch die Spuleinheit ebenfalls größer dimensioniert werden muss.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, die aus dem Stand der Technik bekannte Erfassung der Garnspannung zu vereinfachen.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Garnspanner, eine Arbeitsstelle und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.
Der erfindungsgemäße Garnspanner eignet sich für eine Arbeitsstelle einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, die dem Umspulen eines Garns von einer ersten Hülse, insbesondere einer Spinnhülse auf eine zweite Hülse, insbesondere eine Spulhülse dient. Der Garnspanner umfasst eine erste Spannereinheit und eine zweite Spannereinheit, wobei die erste Spannereinheit und die zweite Spannereinheit mit Hilfe eines Antriebs des Garnspanners relativ zueinander bewegbar sind, um hierdurch die Garnspannung eines sich beim Betrieb des Garnspanners zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit bewegenden Garns zu regulieren. Es wird vorgeschlagen, dass der Garnspanner zumindest einen Sensor aufweist, mit dessen Hilfe eine beim Betrieb des Garnspanners vom Garn auf die erste Spannereinheit und/oder die zweite Spannereinheit übertragene Kraft detektierbar ist.
Die Garnspannung wird somit direkt am Garnspanner gemessen, womit ein vereinfachter und kompakter Aufbau von Garnspanner und Sensorik ermöglicht wird. Die Größe einer Arbeitsstelle, an der der Garnspanner verwendet wird, wird somit im Idealfall durch das Hinzufügen des Sensors nicht beeinträchtigt. Auch ist durch den vereinfachten Aufbau eine kostengünstigere Ausführung der Arbeitsstelle der Textilmaschine, an der Garnspanner zum Einsatz kommt, möglich.
Im Betrieb des Garnspanners bzw. der Arbeitsstelle läuft das Garn beispielsweise zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit. Vorzugsweise weisen die erste Spannereinheit und die zweite Spannereinheit Elemente auf, die kammartig ineinandergreifen. Diese Elemente sind beispielsweise stabförmig oder balkenförmig ausgebildet. Mit einem kammartigen Ineinandergreifen ist beispielsweise gemeint, dass die Elemente zwar formschlüssig ineinandergreifen, aber trotzdem ein Zwischenraum für den Durchlauf des Garns bleibt. Die Reibung am Garnspanner und damit die Garnspannung wird insbesondere dadurch gesteuert, dass je nach Stellung der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit zueinander, ein gegenseitiger Druck der Elemente auf das Garn vergrößert oder verringert wird, bzw. durch die relative Stellung der Elemente zueinander, der Umschlingungswinkel verändert wird. Die Elemente können beispielsweise abgerundete Kanten aufweisen, um eine Beschädigung des Garns zu vermeiden.
Der Antrieb kann beispielsweise ausgebildet sein, sowohl die erste Spannereinheit als auch die zweite Spannereinheit zu bewegen. Vorzugsweise ist aber nur eine der Spannereinheiten durch den Antrieb bewegbar. Die Relativposition der Spannereinheit wird dann ausschließlich durch die Bewegung einer der Spannereinheit bestimmt. Der Antrieb ist insbesondere ausgebildet, die Spannereinheiten linear relativ zueinander zu bewegen. Der Antrieb kann beispielsweise einen Elektromotor, insbesondere einen Schrittmotor, umfassen. Der Antrieb kann ebenfalls als hydraulischer oder pneumatischer Antrieb ausgebildet sein, bzw. ein Magnetspulensystem sein, welches eine entsprechende Linearbewegung ermöglicht. Es ist denkbar, dass die erste Spannereinheit mit einem ersten Antrieb in Verbindung steht und die zweite Spannereinheit mit einem zweiten Antrieb in Verbindung steht.
Der Sensor kann insbesondere jedes Messinstrument umfassen, das eine Kraft direkt erfasst oder eine zur Kraft proportionale Größe erfasst und in ein elektrisches Signal umwandelt. Eine zur Kraft proportionale Größe kann beispielsweise die Verformung eines Materials oder eine durch die Kraft verursachte Bewegung umfassen. Die durch die Kraft verursachte Bewegung kann beispielsweise gegen die Vorspannung einer Feder oder einer bestromten Magnetspule erfolgen.
Auch ist es von Vorteil, wenn der zumindest eine Sensor ausgebildet ist, eine Bewegung der ersten Spannereinheit und/oder eine Bewegung der zweiten Spannereinheit und/oder eine Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit zu detektieren. Der zumindest eine Sensor ist hierdurch in der Lage ebenfalls beispielsweise durch den Antrieb verursachte Bewegungen zu erfassen. Diese können eventuell zusätzlich zur detektierten Kraft für eine Regelung der Garnspannung verwendet werden. Ebenfalls ist es denkbar, durch die gemessenen Bewegungen die Kraft des Garns auf die erste und/oder zweite Spannereinheit zu ermitteln.
Der Sensor kann hierfür beispielsweise als Abstandssensor ausgebildet sein. Insbesondere eine elektromagnetische Messung eines Abstands ist denkbar. Ebenfalls kann beispielsweise zumindest ein Sensor zur Messung einer Kraft und zumindest ein Sensor zur Messung einer Bewegung vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass eine durch den Antrieb verursachte Relativbewegung durch den Antrieb selbst erfasst wird. Dies ist beispielsweise in einfacher Weise bei einem Schrittmotor durch die Summe der zurückgelegten Schritte umsetzbar.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn der zumindest eine Sensor ausgebildet ist, den Betrag der Kraft und/oder der Bewegung der ersten Spannereinheit und/oder der Bewegung der zweiten Spannereinheit und/oder der Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit zu detektieren. Durch eine quantitative Messung der Kraft und/oder der Bewegung ist eine genaue Regelung der Garnspannung möglich. Wie bereits beschrieben, kann der Sensor beispielsweise zunächst eine zum Betrag der Kraft und/oder der Bewegung proportionale Größe ermitteln. Beispielsweise in einer Steuerung kann diese Größe dann durch einen bekannten Proportionalitätsfaktor in eine Kraft und/oder eine Bewegung umgerechnet werden. Bei bestimmten Sensoren sind Proportionalitätsfaktoren grundsätzlich bekannt, es ist aber auch denkbar, Proportionalitätsfaktoren bei der Herstellung des Garnspanners empirisch zu ermitteln.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zumindest eine Sensor zumindest einen Biegebalken, insbesondere in Form eines Federkörpers, und einen Dehnungsmessstreifen oder eine Magnetspule umfasst, mit dessen/deren Hilfe ein Verbiegen des Biegebalkens detektierbar ist. Dieser Aufbau des Sensors ist platz- und kostensparend und daher besonders effizient. Auch die Auswertung des Sensors ist in diesem Fall besonders einfach. Das Verbiegen des Biegebalkens wird in diesem Fall als Maß für die wirkende Kraft verwendet. Die Gestalt des Biegebalkens kann gezielt auf eine gewünschte Messgenauigkeit des zumindest einen Sensors angepasst werden. Insbesondere kommt es hier auf die elastischen Eigenschaften des Biegebalkens an. Der Biegebalken kann beispielsweise eine gezielte Materialschwächung in Form einer Ausnehmung oder einer oder mehrere Dünnstellen aufweisen.
Vorteilhaft ist es, wenn der zumindest eine Sensor als Verbindung der ersten Spannereinheit mit einem Träger des Garnspanners oder mit dem Antrieb ausgebildet ist. Der zumindest eine Sensor kann auf diese Weise an den zentralen kraftübertragenden Punkten des Garnspanners platziert werden. Die Messgenauigkeit des zumindest einen Sensors ist hierdurch besonders hoch. Ebenfalls erfordert der Sensor keinen zusätzlichen Bauraum beispielsweise an einer Arbeitsstelle, an der der Garnspanner Verwendung findet.
Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn die erste Spannereinheit ausschließlich über den oder die Sensor(en) mit dem Träger oder dem Antrieb verbunden ist. Hierdurch wird eine wirkende Kraft in Gänze über den Sensor abgeleitet. Die Auswertung der Sensorsignals wird demnach vereinfacht. Ein auch ohne das Vorhandensein eines Sensors notwendiges Bauteil kann vollständig durch den Sensor ersetzt werden, womit im Idealfall kein zusätzlicher Bauraum für den Sensor vorgesehen werden muss. Vorzugsweise ist der Sensor in diesem Fall als Biegebalken mit Dehnungsmessstreifen ausgebildet.
Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn der Biegebalken einen Fixierbereich sowie einen Lasteinleitungsbereich aufweist, wobei der Biegebalken über den Fixierbereich mit dem Träger des Garnspanners oder mit dem Antrieb und über den Lasteinleitungsbereich mit der ersten Spannereinheit verbunden ist. Der Lasteinleitungsbereich kann somit beispielsweise gezielt zur Verformung bzw. Kraftmessung ausgebildet sein. Der Fixierbereich dient der Fixierung der Spannereinheit. Trotz einer Kraftmessung durch Materialverformung ist somit ein stabiler Aufbau des Garnspanners gewährleistet. Wie bereits beschrieben, kann insbesondere der Lasteinleitungsbereich eine gezielte Materialschwächung aufweisen.
Auch ist es von Vorteil, wenn der Garnspanner zumindest zwei Sensoren aufweist, die in einer vorgegebenen Garnlaufrichtung hintereinander angeordnet sind. Hierdurch ergibt sich gegebenenfalls eine redundante Messung, die Messfehlern vorbeugt. Außerdem kann die Messgenauigkeit durch die Verwendung mehrere Sensoren erhöht werden. Die erste Spannereinheit kann insbesondere über die zwei Sensoren mit dem Antrieb oder mit dem Träger verbunden sein.
Es ist denkbar, dass beide Sensoren vom selben Typ sind. Beispielsweise können beide Sensoren Biegebalken mit Dehnungsmessstreifen sein. Andererseits können aber auch Sensoren unterschiedlichen Typs zum Einsatz kommen. Insbesondere kann ein erster Sensor ausgebildet sein, die Kraft, die vom Garn auf die erste Spannereinheit ausgeübt wird, zu messen, und ein zweiter Sensor kann ausgebildet sein, die Bewegung der ersten und/oder zweiten Spannereinheit zu messen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste Spannereinheit und die zweite Spannereinheit jeweils mehrere Spannerabschnitte aufweisen, die vorzugsweise abwechselnd zueinander angeordnet sind und gemeinsam einen Garnweg für das Garn definieren. Die Spannerabschnitte können hierdurch beispielsweise unabhängig voneinander gewartet bzw. als Verschleißteil ausgetauscht werden. Auch können die Spannerabschnitte beispielsweise unabhängige elastische Einheiten bilden. Wie bereits beschrieben, greifen die Elemente der Spannerabschnitte vorzugsweise kammartig ineinander. Ein Druck, der hierbei beidseitig auf das Garn ausgeübt wird, kontrolliert die Reibung an den Spannerabschnitten und damit die Garnspannung.
Vorzugsweise sind die Spannerabschnitte der ersten Spannereinheit und die Spannerabschnitte der zweiten Spannereinheit parallel zueinander angeordnet. Hierdurch lässt sich bei einer Relativbewegung der Spannereinheiten zueinander der Garnweg bzw. die Breite des Garnwegs linear verändern. Falls der Garnspanner zumindest zwei Sensoren aufweist, kann beispielsweise ein erster Sensor einem ersten Spannerabschnitt zugeordnet sein und ein zweiter Sensor einem zweiten Spannerabschnitt zugeordnet sein. Beispielsweise weisen die erste Spannereinheit und die zweite Spannereinheit jeweils zwei Spannerabschnitte auf. Die Spannerabschnitte weisen beispielsweise jeweils mehrere der bereits beschriebenen Elemente auf. Insbesondere weist jeder Spannerabschnitte drei Elemente auf.
Die erfindungsgemäße Arbeitsstelle zeichnet sich dadurch aus, dass sie einen Garnspanner gemäß der vorangegangenen Beschreibung aufweist. Wie bereits beschrieben, kann an der Arbeitsstelle hierdurch in effizienter, kostengünstiger und platzsparender Weise die Garnspannung des umzuspulenden Garns geregelt werden.
Neben dem Garnspanner weist die Arbeitsstelle beispielsweise einen Ballonbegrenzer, wenigstens ein Garnführungselement, einen Spleißer zum Zusammenfügen von Garnenden, wenigstens ein Mittel zum Auffinden und Erfassen eines Garnendes, insbesondere in Form eines schwenkbaren Saugrohrs, und eine Changiervorrichtung, insbesondere in Form einer Nutwalze auf.
An einer Textilmaschine, insbesondere Spulmaschine, sind in der Regel eine Vielzahl derartige Arbeitsstellen nebeneinander angeordnet. Die Textilmaschine weist beispielsweise eine übergeordnete Steuerung auf, die den Betrieb der Textilmaschine insgesamt steuert. Daneben kann die jeweilige Arbeitsstelle ebenfalls eine Steuerung aufweisen, die entweder der übergeordneten Steuerung untergeordnet ist oder von dieser teilweise oder insgesamt unabhängig ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Arbeitsstelle oder der Garnspanner eine Steuerung aufweist oder mit einer solchen in Wirkverbindung steht, wobei die Steuerung ausgebildet ist, die Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit in Abhängigkeit eines Signals des Sensors zu steuern. Auf diese Weise kann die Garnspannung präzise geregelt werden. Die Garnspannung kann geänderten Umständen angepasst werden. Im Idealfall wird die Qualität einer Wicklung auf der Spule bzw. Spulhülse verbessert und die Häufigkeit von Garnbrüchen reduziert. Die Steuerung ist vorzugweise als halbleiterbasierte Recheneinheit ausgebildet. Beispielsweise ist die Steuerung ein integrierter Schaltkreis. Die Steuerung kann ebenfalls in eine allgemeine Arbeitsstellensteuerung integriert sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren beschreibt den Betrieb eines Garnspanners, vorzugsweise eines Garnspanners gemäß der vorangegangenen Beschreibung, an einer Arbeitsstelle einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, mit deren Hilfe ein Garn von einer ersten Hülse, insbesondere einer Spinnhülse auf eine zweite Hülse, insbesondere eine Spulhülse umgespult wird. Der Garnspanner umfasst eine erste Spannereinheit und eine zweite Spannereinheit, wobei die erste Spannereinheit und die zweite Spannereinheit mit Hilfe eines Antriebs des Garnspanners relativ zueinander bewegt und hierdurch die Garnspannung des sich zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit bewegenden Garns reguliert wird. Es wird für das Verfahren vorgeschlagen, dass mit Hilfe eines Sensors des Garnspanners eine vom Garn auf die erste Spannereinheit und/oder die zweite Spannereinheit übertragene Kraft detektiert wird. Insbesondere ist der zuvor beschriebene erfindungsgemäße Garnspanner ausgelegt, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben zu werden. Die bereits für den Garnspanner beschriebenen Vorteile haben daher ebenfalls für das Verfahren Gültigkeit. Das Verfahren ermöglicht eine effiziente Messung und eine präzise Regelung der Garnspannung.
Wie bereits beschrieben, kann durch den Antrieb beispielsweise die erste Spannereinheit oder die zweite Spannereinheit oder beide Spannereinheiten bewegt werden. Durch die Bewegung und die damit verbundene Einschränkung des Garnwegs wird eine Reibung des Garns an den Spannereinheiten beeinflusst und so die Garnspannung gesteuert. Das Detektieren der Kraft kann, wie bereits beschrieben, über den Umweg der Messung einer zur kraftproportionalen Größe erfolgen.
Für das Verfahren ist es vorteilhaft, wenn mit Hilfe des Sensors eine Bewegung der ersten Spannereinheit und/oder eine Bewegung der zweiten Spannereinheit und/oder eine Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit detektiert wird. Einerseits erlaubt die unabhängige Ermittlung der Bewegung eine verbesserte Steuerung des Antriebs. Andererseits kann durch die Messung der Bewegung, beispielsweise, wenn sie gegen eine Vorspannung eines elastischen Materialabschnitts oder einer Magnetspule erfolgt, ebenfalls die Kraft gemessen werden.
Vorteile bringt es zudem mit sich, wenn mit Hilfe des Sensors der Betrag der Kraft und/oder der Bewegung der ersten Spannereinheit und/oder der Bewegung der zweiten Spannereinheit und/oder der Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit und der zweiten Spannereinheit detektiert wird. Eine quantitative Auswertung der Kraft und/oder der Bewegung erlaubt eine präzise Steuerung bzw. Regelung der Garnspannung. Es ist denkbar, dass die Beträge der Kraft und/oder der Bewegungen der ersten Spannereinheit und/oder der zweiten Spannereinheit unabhängig voneinander durch verschiedene Sensoren erfasst werden. Ebenfalls ist es aber denkbar, dass zumindest die Bewegung einer der Spannereinheit und die Kraft von einem Sensor erfasst werden.
Auch ist es von Vorteil, wenn der Garnspanner mit einer Steuerung der Textilmaschine in Verbindung steht, wobei die Steuerung mit dem Antrieb in Verbindung steht und diesen in Abhängigkeit eines vom Sensor gelieferten Signals steuert. Die Steuerung kann somit eine Regelung der Garnspannung durchführen. Die Garnspannung kann damit dynamisch an sich verändernde Umstände angepasst werden. Die Qualität des Spulvorgangs wird damit verbessert. Die Steuerung kann beispielsweise auch andere Aspekte der Arbeitsstelle, in der der Garnspanner angeordnet ist, steuern. Die Steuerung kann den Antrieb beispielsweise derart steuern, dass zu jedem Zeitpunkt eine bestimmte Garnspannung, die durch die gemessene Kraft bestimmt wird, vorliegt.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Arbeitsstelle,
2 eine schematische Frontansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Garnspanners,
3 eine schematische Frontansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Garnspanners,
4 eine schematische Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Garnspanners, und
5 eine schematische Draufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Garnspanners.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der Figuren werden für in den verschiedenen Figuren jeweils identische und/oder zumindest vergleichbare Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet. Die einzelnen Merkmale, deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise werden meist nur bei ihrer ersten Erwähnung ausführlich erläutert. Werden einzelne Merkmale nicht nochmals detailliert erläutert, so entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der bereits beschriebenen gleichwirkenden oder gleichnamigen Merkmale.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Arbeitsstelle 1 einer nicht dargestellten Textilmaschine, insbesondere Spulmaschine. Die Arbeitsstelle 1 dient dem Umspulen eines Garns 2 von einer ersten Hülse 3 auf eine zweite Hülse 4.
Die erste Hülse 3 ist in den Ausführungsbeispielen als Spinnhülse ausgebildet. Die zweite Hülse 4 ist in den Ausführungsbeispielen als Spulhülse ausgebildet. Die Spinnhülse 3 wurde beispielsweise von einer Spinnmaschine mit einem von dieser gesponnenen Garn 2 bewickelt. Da die Spinnhülse 3 insbesondere nur vergleichsweise kleine Mengen an Garn 2 aufnehmen kann, wird das Garn 2 von mehreren Spinnhülsen 3 auf die Spulhülse 4 aufgespult. Zum Zusammenfügen von Garn 2 mehrerer Spinnhülsen 3 weist die Arbeitsstelle 1 beispielsweise einen Spleißer 5 auf.
Die Arbeitsstelle 1 weist beispielsweise ebenfalls einen Ballonbegrenzer 6, sowie ein erstes schwenkbares Saugrohr 7 und ein zweites schwenkbares Saugrohr 8 auf. Die schwenkbaren Saugrohre 7, 8 dienen dem Auffinden und Ergreifen von Garnenden auf der Spinnhülse 3 bzw. der Spulhülse 4. Außerdem weist die Arbeitsstelle 1 eine Nutwalze 9 auf, die einerseits beispielsweise dem Antrieb der Spulhülse 4 dient, und andererseits das Garn 2 zu einer Kreuzspule aufspult.
Zum Beibehalten einer gleichmäßigen Garnspannung weist die Arbeitsstelle 1 einen erfindungsgemäßen Garnspanner 10 auf. Der Garnspanner 10 ist in 2 in der gleichen Ansicht wie in 1 vergrößert dargestellt. Der Garnspanner 10 weist insbesondere eine erste Spannereinheit 11 und eine zweite Spannereinheit 12 auf. Die Spannereinheiten 11, 12 weisen insbesondere mehrere Spannerabschnitte 13 auf, die vorzugsweise abwechselnd zueinander angeordnet sind und gemeinsam einen Garnweg 14 für das Garn 2 definieren. Die Spannerabschnitte 13 der Spannereinheiten 11, 12 greifen beispielsweise kammartig ineinander. Der beidseitig ausgeübte Druck auf das Garn 2 bzw. die Reibung des Garns 2 an den Spannerabschnitten 13 bestimmen die Garnspannung.
Der Garnspanner 10 weist einen Antrieb 15 auf, der ausgebildet ist, die erste Spannereinheit 11 und die zweite Spannereinheit 12 relativ zueinander zu bewegen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Antrieb 15 ausschließlich mit der zweiten Spannereinheit 12 verbunden. Daher ist ausschließlich die zweite Spannereinheit 12 durch den Antrieb 15 bewegbar. Die Relativposition der Spannereinheiten 11, 12 zueinander wird nur von der zweiten Spannereinheit 12 bestimmt. Der Antrieb 15 ist beispielsweise als Elektromotor ausgebildet. Die erste Spannereinheit 11 ist bis auf eine elastische Verformbarkeit fest mit einem Träger 16 des Garnspanners 10 verbunden. Eine bessere Übersicht über die Verbindung zwischen der ersten Spannereinheit 11 und dem Träger 16 ist in den 4 und 5 gegeben.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die erste Spannereinheit 11 über Sensoren 17 mit dem Träger 16 verbunden. Die Sensoren 17 sind ausgebildet, durch das Erfassen einer elastischen Verformung eine vom Garn 2 auf die erste Spannereinheit 11 übertragene Kraft zu detektieren. Die Sensoren 17 umfassen hierzu im vorliegenden Beispiel jeweils einen Biegebalken 18 und einen Dehnungsmessstreifen 19. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Sensoren 17 die einzige Verbindung der ersten Spannereinheit 11 mit dem Träger 16. Eine elastische Verformung des Biegebalkens 18 wird durch den Dehnungsmessstreifen 19 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Die Auslenkung des Biegebalkens 18 ist proportional zur wirkenden Kraft. Durch bekannte Proportionalitätsfaktoren kann aus dem elektrischen Signal des Dehnungsmessstreifens 19 die wirkende Kraft berechnet werden.
Selbstverständlich können hier sämtliche bekannten Sensoren 17, die beispielsweise eine Verformung oder eine Positionsänderung bzw. Bewegung der Spannereinheiten 11, 12 erfassen können, zum Einsatz kommen. Im Ausführungsbeispiel der 3 umfassen die Sensoren 17 beispielsweise Magnetspulen 20, die von einer elektromagnetischen Kraft in einer Nullstellung gehalten werden. Die elektrische Leistung, die für das Beibehalten der Nullstellung gegen eine Verformung der Sensoren 17 notwendig ist, ist ein Maß für die vom Garn 2 auf die erste Spannereinheit 11 übertragene Kraft.
Im Ausführungsbeispiel der 3 enthält der Garnspanner 10 ebenfalls eine Steuerung 21, die beispielsweise ausgebildet ist, den Antrieb 15 in Abhängigkeit der Sensoren 17 zu steuern, bzw. die Garnspannung des Garns 2 hierdurch zu regeln. Die Steuerung 21 kann beispielsweise im Bereich des Antriebs 15 angeordnet sein. Selbstverständlich kann die Steuerung 21 auch an anderen Stellen des Garnspanners 10 oder der Arbeitsstelle 1 angeordnet sein. Die Steuerung 21 kann in eine Arbeitsstellensteuerung der Arbeitsstelle 1 integriert sein. Eventuell kann die Arbeitsstellensteuerung oder eine übergeordnete Steuerung der Textilmaschine die beschriebene Regelung der Garnspannung übernehmen.
Die 4 und 5 zeigen Draufsichten auf Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Garnspanners 10. Die 4 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel wie die 2. Die Verbindungen zwischen den Spannereinheiten 11, 12 und dem Träger 16 bzw. dem Antrieb 15 sind hier deutlicher dargestellt. Die erste Spannereinheit 11 ist, wie zuvor beschrieben, ausschließlich über den Sensor 17 mit dem Träger 16 verbunden. Eine Verformung des Biegebalkens 18 des Sensors 17 wird daher ausschließlich von einer vom Garn 2 auf die erste Spannereinheit 11 übertragene Kraft verursacht. Die Verformung des Biegebalkens 18 wird von dem Dehnungsmessstreifen 19 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Eine quantitative Auswertung des elektrischen Signals, beispielsweise durch die Steuerung 21, kann der Regelung der Garnspannung dienen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 weist der Biegebalken 18 des Sensors 17 eine gezielte Materialschwächung 22 auf. Diese als Ausnehmung ausgebildete Materialschwächung 22 dient der gezielten Manipulation der Elastizität des Biegebalkens 18. Eine gewünschte Genauigkeit bei der Kraftmessung bzw. ein gewünschter dynamischer Bereich der Kraftmessung kann hierdurch eingestellt werden. Wie auch bereits in 4 weist der Biegebalken 18 einen Fixierbereich 23 und einen Lasteinleitungsbereich 24 auf. Der Biegebalken 18 ist über den Fixierbereich 23 mit dem Träger 16 verbunden.
Über den Lasteinleitungsbereich 24 ist der Biegebalken 18 mit der ersten Spannereinheit 11 verbunden. Der Lasteinleitungsbereich 24 kann, wie bereits angedeutet, beispielsweise mittels der Materialschwächung 22, gezielt zur Kraftmessung durch Materialverformung ausgebildet werden.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn sie in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Arbeitsstelle
2: Garn
3: erste Hülse, insbesondere Spinnhülse
4: zweite Hülse, insbesondere Spulhülse
5: Spleißer
6: Ballonbegrenzer
7: erstes schwenkbares Saugrohr
8: zweites schwenkbares Saugrohr
9: Nutwalze
10: Garnspanner
11: erste Spannereinheit
12: zweite Spannereinheit
13: Spannerabschnitt
14: Garnweg
15: Antrieb
16: Träger
17: Sensor
18: Biegebalken
19: Dehnungsmessstreifen
20: Magnetspule
21: Steuerung
22: Materialschwächung
23: Fixierbereich
24: Lasteinleitungsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2829647 A1 [0003]

Claims

Garnspanner (10) für eine Arbeitsstelle (1) einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, die dem Umspulen eines Garns (2) von einer ersten Hülse (3), insbesondere einer Spinnhülse, auf eine zweite Hülse (4), insbesondere eine Spulhülse, dient, - wobei der Garnspanner (10) eine erste Spannereinheit (11) und eine zweite Spannereinheit (12) umfasst, wobei die erste Spannereinheit (11) und die zweite Spannereinheit (12) mit Hilfe eines Antriebs (15) des Garnspanners (10) relativ zueinander bewegbar sind, um hierdurch die Garnspannung eines sich beim Betrieb des Garnspanners (10) zwischen der ersten Spannereinheit (11) und der zweiten Spannereinheit (12) bewegenden Garns (2) zu regulieren, dadurch gekennzeichnet, dass der Garnspanner (10) zumindest einen Sensor (17) aufweist, mit dessen Hilfe eine beim Betrieb des Garnspanners (10) vom Garn (2) auf die erste Spannereinheit (11) und/oder die zweite Spannereinheit (12) übertragene Kraft detektierbar ist.
Garnspanner (10) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (17) ausgebildet ist, eine Bewegung der ersten Spannereinheit (11) und/oder eine Bewegung der zweiten Spannereinheit (12) und/oder eine Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit (11) und der zweiten Spannereinheit (12) zu detektieren.
Garnspanner (10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (17) ausgebildet ist, den Betrag der Kraft und/oder der Bewegung der ersten Spannereinheit (11) und/oder der Bewegung der zweiten Spannereinheit (12) und/oder der Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit (11) und der zweiten Spannereinheit (12) zu detektieren.
Garnspanner (10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (17) zumindest einen Biegebalken (18), insbesondere in Form eines Federkörpers, und einen Dehnungsmessstreifen (19) oder eine Magnetspule (20) umfasst, mit dessen/deren Hilfe ein Verbiegen des Biegebalkens (18) detektierbar ist.
Garnspanner (10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Sensor (17) als Verbindung der ersten Spannereinheit (11) mit einem Träger (16) des Garnspanners (10) oder mit dem Antrieb (15) ausgebildet ist.
Garnspanner (10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannereinheit (11) ausschließlich über den oder die Sensor(en) (17) mit dem Träger (16) oder dem Antrieb (15) verbunden ist.
Garnspanner (10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegebalken (18) einen Fixierbereich (23) sowie einen Lasteinleitungsbereich (24) aufweist, wobei der Biegebalken (18) über den Fixierbereich (23) mit dem Träger (16) des Garnspanners (10) oder mit dem Antrieb (15) und über den Lasteinleitungsbereich (24) mit der ersten Spannereinheit (11) verbunden ist.
Garnspanner (10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Garnspanner (10) zumindest zwei Sensoren (17) aufweist, die in einer vorgegebenen Garnlaufrichtung hintereinander angeordnet sind.
Garnspanner (10) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spannereinheit (11) und die zweite Spannereinheit (12) jeweils mehrere Spannerabschnitte (13) aufweisen, die vorzugsweise abwechselnd zueinander angeordnet sind und gemeinsam einen Garnweg (14) für das Garn (2) definieren.
Arbeitsstelle (1) einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, die dem Umspulen eines Garns (2) von einer ersten Hülse (3), insbesondere einer Spinnhülse, auf eine zweite Hülse (4), insbesondere eine Spulhülse, dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstelle (1) einen Garnspanner (10) gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche aufweist.
Arbeitsstelle (1) gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsstelle (1) oder der Garnspanner (10) eine Steuerung (21) aufweist oder mit einer solchen in Wirkverbindung steht, wobei die Steuerung (21) ausgebildet ist, die Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit (11) und der zweiten Spannereinheit (12) in Abhängigkeit eines Signals des Sensors (17) zu steuern.
Verfahren zum Betreiben eines Garnspanners (10), vorzugsweise eines Garnspanners (10) gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, an einer Arbeitsstelle (1) einer Textilmaschine, vorzugsweise einer Spulmaschine, mit deren Hilfe ein Garn (2) von einer ersten Hülse (3), insbesondere einer Spinnhülse, auf eine zweite Hülse (4), insbesondere eine Spulhülse, umgespult wird, - wobei der Garnspanner (10) eine erste Spannereinheit (11) und eine zweite Spannereinheit (12) umfasst, wobei die erste Spannereinheit (11) und die zweite Spannereinheit (12) mit Hilfe eines Antriebs (15) des Garnspanners (10) relativ zueinander bewegt und hierdurch die Garnspannung des sich zwischen der ersten Spannereinheit (11) und der zweiten Spannereinheit (12) bewegenden Garns (2) reguliert wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe eines Sensors (17) des Garnspanners (10) eine vom Garn (2) auf die erste Spannereinheit (11) und/oder die zweite Spannereinheit (12) übertragene Kraft detektiert wird.
Verfahren gemäß dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Sensors (17) eine Bewegung der ersten Spannereinheit (11) und/oder eine Bewegung der zweiten Spannereinheit (12) und/oder eine Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit (11) und der zweiten Spannereinheit (12) detektiert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des Sensors (17) der Betrag der Kraft und/oder der Bewegung der ersten Spannereinheit (11) und/oder der Bewegung der zweiten Spannereinheit (12) und/oder der Relativbewegung zwischen der ersten Spannereinheit (11) und der zweiten Spannereinheit (12) detektiert wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Garnspanner (10) mit einer Steuerung (21) der Textilmaschine in Verbindung steht, wobei die Steuerung (21) mit dem Antrieb (15) in Verbindung steht und diesen in Abhängigkeit eines vom Sensor (17) gelieferten Signals steuert.