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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Spulmaschine zum Aufwickeln
eines kontinuierlich zulaufenden Fadens auf einer Hülse zu einer
Spule an einer automatischen Spulmaschine, mit den in den Oberbegriffen
der unabhängigen
Patentansprüche
angegebenen Merkmalen. Bei dem Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich
zulaufenden Fadens zu einer Spule geht es darum, den Faden auf je einer
Hülse unter
Bildung einer Fixierwicklung, einer Reservewicklung und letztlich
der Spule möglichst schonend
aufzuwickeln.
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Unter
einer Fixierwicklung wird eine wulstartige Wicklung des Fadens auf
der Hülse
verstanden, bei der die Fadenlagen in einem eng begrenzten axialen
Bereich der Hülse,
und zwar mit Abstand zu der Spule, also außerhalb der Verlegebreite, übereinander
gewickelt werden, um den Anfang des Fadens auf der Hülse zu fixieren.
Unter einer Reservewicklung wird eine Wicklung des Fadens auf der
Hülse verstanden,
die den Abstand zwischen einer außerhalb der Spulenbreite angeordneten
Fixierwicklung und der Spule überbrückt und
in der der Faden gewindeartig auf der Hülse aufgewickelt wird.
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Hinsichtlich
der Vorrichtung geht es um eine kontinuierlich arbeitende Spulmaschine
mit mindestens zwei jeweils angetriebenen Spulspindeln, auf deren
Hülsen
der Faden abwechselnd aufgewickelt wird. In der Wechselposition
wird der Faden durchtrennt, so dass das so gebildete Ende des vorauslaufenden
Fadens noch auf den Umfang der vollen Spule aufgewickelt wird, während der
so gebildete neue Beginn des Fadens von einem Fangbereich der leeren
Hülse erfasst
und dort verankert wird und anschließend der Aufwickelvorgang auf
dieser neuen Hülse
stattfindet. Das Durchtrennen des Fadens kann auf beliebige Art
und Weise geschehen, beispielsweise durch Durchreißen infolge
erhöhter
Fadenspannung oder mit einer Schneideinrichtung. Die Erfindung ist
auch unabhängig
von der Art und Weise der Ausbildung des Fangbereiches. Der Fangbereich kann
an der jeweiligen Hülse
verwirklicht sein, z. B. innerhalb der Spulenbreite, häufig aber
außerhalb der
Spulenbreite. Der Fangbereich kann beispielsweise als ein oder mehrere über den
Umfang der Hülse
verteilt angeordneten Einschnitte oder aber auch durch Anordnung
eines Hakenbandstreifens o. dgl. erfolgen. Der Fangbereich kann
aber auch an einer Fangeinrichtung verwirklicht sein, die Bestandteil
der Spulspindel und damit von der Hülse unabhängig ist.
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Die
DE 26 43 421 B2 zeigt
ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art zum
Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens auf einer Hülse zu einer
Spule an einer automatischen Spulmaschine. Es wird innerhalb der
Changiereinrichtung eine Kehrgewindewelle eingesetzt, deren räumliche
Lage axial mittels eines Zylinders um einen festgelegten Hub in
Spulspindelrichtung veränderbar
ist. Die Kehrgewindewelle wird mit einem in seiner Drehzahl steuerbaren
und in seiner Drehrichtung umkehrbaren Motor angetrieben. Die Kehrgewindewelle
besitzt neben der normalen Verlegenut einen steigungslosen Nutabschnitt,
in die der Changierfadenführer
durch Drehrichtungsumkehr der Kehrgewindewelle einläuft. Eine
Weiche in dem steigungslosen Nutabschnitt ermöglich es dem Changierfadenführer in
Verbindung mit einer erneuten Drehrichtungsumkehr, die Verlegenut
zwecks Aufbau der Spule auf der Hülse zu erreichen. Es werden
Hülsen
eingesetzt, die einen Fangbereich aufweisen. Bei einem automatischen
Spulenwechsel wird zunächst
die Drehzahl der Kehrgewindewelle auf einen für die Bildung einer Fixierwicklung – dort Fadenreserve
genannt – günstigen
Wert verringert und der Faden mit dieser verringerten Geschwindigkeit
auf der Vollspule weiter aufgewickelt. Durch die nachfolgend eingeleitete
Drehrichtungsumkehr wird der Changierfadenführer in den steigungslosen
Nutabschnitt überführt. Anschließend erfolgt
eine axiale Verschiebung der Kehrgewindewelle um den durch den Zylinder
festgelegten Hub, so dass der Faden in den Fangbereich der Leerhülse gelangt.
Nach dem Fangen des Fadens im Fangbereich der Leerhülse wird
ein Spulbeginn-Detektor betätigt,
um die Kehrgewindewelle in ihre Ausgangsstellung zu bringen. Es
wird ein Zeitgeber zum Umschalten einer Regelvorrichtung in einen
Vorwärtsdrehzustand
eingeschaltet. Nachteilig ist dabei, dass zum Verfahren des Changierfadenführers in
den steigungslosen Nutabschnitt eine Drehrichtungsumkehr erfolgen
muss. Der Antrieb der Kehrgewindewelle muss also ein reversierbarer
Motor sein. Weiterhin ist nachteilig, dass nur Hülsen mit Fangbereich und mit
festliegenden geometrischen Abmessungen eingesetzt werden können. Eine
flexible Anpassung an Hülsen
mit unterschiedlichen Abmessungen ist nicht möglich. Die Ausbildung der Lagen
der Fixierwicklung und der Reservewicklung sind konstant. Die Ausbildung
der Fadenlängen
der Fixierwicklung und der Reservewicklung sind zufallsabhängig von
dem Zeitpunkt, zu dem der Changierfadenführer den steigungslosen Nutabschnitt
verlässt.
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Aus
der
WO 99/065810 A1 ist
eine Fadenchangierung bekannt. Ein zulaufender Faden wird auf einer
Hülse zu
einer Spule aufgewickelt. Die Vorrichtung weist zwei wechselweise
genutzte Spulspindeln auf. Es ist eine Changiereinrichtung vorgesehen,
die mit einem Zeiger als Changierfadenführer arbeitet, der über einen
Motor in einem Winkel bereichsweise hin- und herverschwenkt wird.
Die Changiereinrichtung weist keine Kehrgewindewelle auf. Die Vorrichtung
besitzt allerdings bereits eine Kontaktwalze, mit der die Hülse bzw.
die Spule angetrieben wird. Mit dem Schwenkmotor bzw. dem Zeiger
ist auch ein Signalgeber verbunden, dessen Winkelstellungen von
einem Signalempfänger
erfasst, einer Steuerung zugeführt
und für
die Motorsteuerung eingesetzt werden. Ein Eingabegerät ermöglicht es,
z. B. den Hub veränderlich
einzustellen. Damit wird ein Sensor eingesetzt, der die momentane
Winkelstellung der Schwenkwelle des Zeigers erfasst. Beim Aufstarten
muss das System an einen Referenzpunkt gebracht werden, und gelegentlich
muss an diesen Referenzpunkt zurückgefahren
werden, um das System zu kontrollieren. Zum Referenzieren werden
verschiedene Sensoren oder auch ein mechanischer Anschlag vorgeschlagen.
Es wird die Winkelstellung des Zeigers und nicht die räumliche
Position des Changierfadenführers
erfasst und überwacht.
Die tatsächliche
räumliche
Position des Changierfadenführers
ist damit nicht bekannt und wird weder erfasst noch gespeichert
noch bei der Bildung einer Fixierwicklung genutzt. Der Zeiger kann
zum Erreichen einer Fangposition in eine erste Stellung und zur
Bildung einer anschließenden
Reservewicklung in eine zweite Stellung gebracht und dort gehalten
werden. Damit ist es möglich,
eine Fixierwicklung und eine Reservewicklung auch außerhalb
der Spulenbreite der Spulspindeleinrichtung zu erzeugen, wobei es
allerdings offen bleibt, welche Geschwindigkeiten dabei angewendet
werden, so dass keine Festlegung nach Fadenlänge erfolgt.
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Aus
der
EP 1 125 879 A2 ist
eine Vorrichtung zur Erstellung einer Fixierwicklung an einer eine Changiereinrichtung
aufweisenden Aufwickelvorrichtung einer OE-Spinnmaschine bekannt.
Die Changiereinrichtung weist einen hin- und hergehend verschwenkbar
angetriebenen Hebel sowie eine Bogenplatte auf. Das Ende des Hebels
ist geschlitzt und bildet einen Changierfadenführer. Es ist auch eine Kontaktwalze
vorgesehen, mit deren Hilfe auf der Hülse der Faden zur Bildung der
Fixierwicklung und der Spule verlegt wird. Es ist ein Anschlag vorgesehen, der
als Referenzpunkt für
die Position des Hebels
5 dient, so dass in Abhängigkeit
von dem Erreichen des Referenzpunktes der Steuerablauf gestartet
werden kann. Auftretende Fehler während der Spulreise werden über einen
Sensor erfasst. Für
höhere
und höchste
Geschwindigkeiten kann die Steuerung durch ein rückgekoppeltes Regelsystem ersetzt
werden. Die Spulmaschine arbeitet mit einer einzigen Spulspindel
pro Spulstation. Es können
mehrere Spulstationen nebeneinander angesteuert werden. Während der
Erstellung der Fixierwicklung führt
der Hebel eine leichte Changierbewegung aus, damit die einzelnen
Fadenlagen nicht offen auf der Spulenhülse liegen. Bei dieser bekannten
Spulmaschine kann zwar die Verlegebreite und auch die relative Lage
der Fixierwicklung in einfacher Weise bestimmt bzw. ausgewählt werden.
Der hin- und hergehende Antrieb der Elemente der Changiereinrichtung
und die dabei auftretenden Trägheitsmomente
begrenzen jedoch die erreichbaren Geschwindigkeiten.
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Ein
Verfahren und eine automatische Spulmaschine ist aus der
DE 197 43 278 C2 bekannt.
Der kontinuierlich zulaufende Faden wird auf einer Hülse zu einer
Spule aufgewickelt, indem die Hülse
auf einer antreibbaren Spulspindel festgesetzt wird und der Faden über eine
Changiereinrichtung mit einem hin- und hergehend über eine
Kehrgewindewelle angetriebenen Changierfadenführer und eine Kontaktwalze
auf der Hülse
und der Spule unter Bildung einer Fixierwicklung, einer Reservewicklung
und der Spule verlegt wird. Es kommen Hülsen zum Einsatz, die mit einem
Fangbereich ausgestattet sind. Außer dem Chargierfadenführer sind
zwei weitere Fadenführer
vorgesehen, die auf einem Schwenkarm gelagert sind, der in den Spalt
zwischen der Spule und einer leeren Hülse einschwenkbar gelagert
ist. Der erster Fadenführer
ist in Spulspindelrichtung bewegbar und dient dazu, den Faden relativ
zu dem Fangbereich der leeren Hülse
zu positionieren. Der zweite Fadenführer leitet das auf die volle
Spule auflaufende Ende des Fadens. Die Changiereinrichtung, die
Kontaktwalze, die Spulspindel und die beiden Fadenführer sind
auf einer Seite des Fadens in einer solchen gegenseitigen Relativlage
vorgesehen sind, dass der Faden nach dem Einschwenken des die Fadenführer tragenden
Schwenkarms in den Spalt sowohl von der Oberfläche der leeren Hülse frei
geführt
ist als auch von der Changiereinrichtung freikommt, während der Faden
während
des Rückschwenkens
des Schwenkarms unter Nutzung des Kopffadenführers und des ersten Fadenführers an
den Fangbereich der leeren Hülse
unter Vergrößerung des
Umschlingungswinkels angelegt wird. Zur Realisierung des Schwenkarms,
der beiden Fadenführer
und der zugehörigen Antriebe
ist ein erheblicher maschineller Aufwand erforderlich. Außerdem wird
ein bewegbar gesteuerter Fadenhalter eingesetzt, um den Faden in
dem Chargierfadenführer
zu sichern und erst gezielt aus diesem austreten zu lassen. Beim
maschinellen Spulenwechsel wird der Faden in angenähert rechten
Winkeln zweimal umgelenkt, was zu Beschädigungen des Fadens führen kann,
insbesondere, wenn es sich um empfindliches Spulgut handelt. Die
Lage und die aufgewickelte Fadenlänge der Fixierwicklung und
der Reservewicklung liegen fest und sind damit nicht variabel. Sie
sind von der Geometrie der eingesetzten Hülsen, insbesondere von der
Anordnung des Fangbereiches auf der Hülse abhängig.
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Weiter
gibt es Spulmaschinen, die mit sogar drei Fadenführern arbeiten, wodurch sich
grundsätzlich
der Aufwand für
die Ausbildung und den Antrieb dieser drei Fadenführer erhöht. Eine
solche Spulmaschine ist beispielsweise aus der
DE 29 07 848 C2 bekannt.
Der erste Fadenführer
ist auch hier im Bereich der Changiereinrichtung vorgesehen und
dient dazu, den Faden aus der Changiereinrichtung auszuheben und
relativ zum Fangbereich der Leerhülse zu positionieren. Der zweite
und der dritte Fadenführer sind
sogar in doppelter Ausfertigung vorgesehen und auf einem Drehteller,
jeweils in den Sektoren zwischen den beiden Spulspindeln gelagert.
Der zweite Fadenführer
dient auch hier dazu, das Ende des ablaufenden Fadens auf der vollen
Spule anzulegen, während
der dritte Fadenführer
mit dem ersten Fadenführer
zusammenarbeitet, und zwar derart, dass der Faden zwischen diesen
beiden Fadenführern senkrecht
zur Spulspindelrichtung und damit relativ zu dem Fangbereich der
leeren Hülse
positioniert wird. Der Fangbereich ist durch einen senkrecht zur Spulspindelrichtung
vorgesehenen Einschnitt auf dem Umfang der leeren Hülse gebildet.
Die Ausbildung des Fangbereiches in anderer Art und Weise ist nicht
möglich.
Die oben beschriebenen Nachteile treten hier vermehrt auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Spulmaschine
und der beschriebenen Art bereitzustellen, bei denen Lage und Fadenlänge der
Fixierwicklung oder einer Fixierwicklung mit anschließender Reservewicklung
variabel vorwählbar
sind, und zwar bei Verwendung von Hülsen mit und ohne Fangbereich.
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Das
Verfahren der eingangs beschriebenen Art kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch
die Verfahrensschritte des Anspruchs 1.
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Zur
Bildung einer Fixierwicklung mit anschließender Reservewicklung außerhalb
der Spulenbreite, wird die Changiereinrichtung mit dem Changierfadenführer in
Spulspindelrichtung verfahren, und dabei die axiale Bewegung der
Changiereinrichtung in Relation zu den räumlichen Positionen des Changierfadenführers der
Changiereinrichtung über
die Spulreise so gesteuert, dass auf der Hülse nacheinander die Fixierwicklung,
die Reservewicklung und die Spule nach Lage und Fadenlänge festgelegt
und gebildet werden.
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Das
Verfahren erfordert es, zunächst
zu einem beliebig wählbaren
Zeitpunkt zu wissen, wo sich der Changierfadenführer der Changiereinrichtung befindet.
Dieser beliebig wählbare
Zeitpunkt kann bei jeder Spulreise neu gewählt werden. Es ist aber auch möglich, den
beliebig wählbaren
Zeitpunkt nach dem Einschalten des Hauptschalters der Spulmaschine unter
Anlegung der Steuer spannung einmalig zu wählen und einer Folge von Spulbildungen
bzw. Spulreisen zuzuordnen. Zu diesem beliebig wählbaren Zeitpunkt wird einmalig
die räumliche
Position des angetriebenen Changierfadenführers der Changiereinrichtung
erfasst. Dieses Signal ist nach Ort und Zeit festgelegt, wird gespeichert
und als Referenzposition bei der Bildung der Fixierwicklung, der Reservewicklung
und der Spule, also über
die gesamte Spulreise, genutzt. Aus diesem Signal der Referenzposition
werden die räumlichen
Positionen des Changierfadenführers
in ihrem zeitlichen Verlauf über
die Spulreise ermittelt, so dass zu jedem Zeitpunkt bekannt ist,
wo sich gerade der Changierfadenführer befindet. Aus der Kenntnis
dieser räumlichen Positionen
heraus ist es dann möglich,
insbesondere bei verminderter Drehzahl der Kehrgewindewelle, gezielt
einzelne ausgewählte
Positionen anzufahren, um dabei in Relation zu dem Antrieb der Spulspindel bzw.
der Umfangsgeschwindigkeit des gerade aufgewickelten Fadens auf
der Hülse
die verschiedenen Maßnahmen
zu ergreifen, nämlich
eine Fixierwicklung, eine anschließende Reservewicklung und eine Spule,
zu bilden, bei denen jeweils die örtliche Lage und die Fadenlänge wiederholbar
festgelegt sind.
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Da
die Fixierwicklung mit anschließender Reservewicklung
in allen Fällen
außerhalb
der Verlegebreite der Spule angeordnet wird, ist es erforderlich,
die Changiereinrichtung in Spulspindelrichtung zu verfahren, um
diese Positionen anzusteuern. Diese axiale Bewegung der Changiereinrichtung
wird in Relation zu den bekannten räumlichen Positionen des Changierfadenführers über der
Zeit so gesteuert, dass relativ zur Hülse auf der Spulspindel nacheinander
die Fixierwicklung, die Reservewicklung und die Spule, jeweils einstellbar
und wiederholbar festgelegt nach Lage und Fadenlänge gebildet werden.
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Das
neue Verfahren weist eine Reihe von Vorteilen auf. Die Fixierwicklung
mit anschließender Reservewicklung
und die Spule können
reproduzierbar nach Lagen und Fadenlängen entsprechend den Wünschen der
Anwender genau festgelegt und eingehalten werden. Dabei kann es
darauf ankommen, durch den Spulenwechsel beeinträchtigtes Spulgut mit Sicherheit
in der Fixierwicklung festzuhalten, die Reservewicklung z.B. aus
unverändertem
Spulgut zu bilden, ebenso wie die Spule. Bei dem neuen Verfahren
erübrigt
sich die Anordnung und der entsprechende maschinelle Aufwand für den Antrieb
eines zweiten und dritten Fadenführers
aus dem Stand der Technik, die beim Spulenwechsel mit dem Faden
in Berührung
kommen. Durch die insoweit reduzierte Anzahl der Teile für den Fadentransfer
ergeben sich auch weniger Reibungspunkte für das Spulgut. Das Spulgut
wird schonender umgelenkt. Weiterhin entfallen Probleme, die mit
dem Austritt und Wiedereintritt des Fadens in den Changierfadenführer beim Stand
der Technik vorhanden sind. Vorteilhaft wird auch eine mehrfädige Arbeitsweise
möglich,
da das Spulgut den Changierfadenführer nicht mehr verlassen muss,
auch bei der Bildung der Fixierwicklung und der Reservewicklung.
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Zur
einstellbaren Festlegung der Lage und der Fadenlänge der Fixierwicklung kann
die Drehzahl der Kehrgewindewelle derart geregelt oder auch auf zumindest
angenähert
Null abgebremst werden, dass der Changierfadenführer die ausgewählte Relativlage
zur Verlegebreite der Spulspindel einnimmt. Damit können in üblicher
Weise ausgebildete Kehrgewindewellen mit Verlegenut eingesetzt werden. Die
zusätzliche
Anordnung eines steigungslosen Nutabschnittes und einer Weiche wird
grundsätzlich
entbehrlich. Bei einer auf eine Drehzahl Null abgebremsten und festgesetzten
Kehrgewindewelle steht der Changierfadenführer genau an der ausgewählten Stelle
innerhalb der Verlegebreite, und es ist nur noch von der Zeit abhängig, mit
welcher Fadenlänge
die Fixierwicklung ortsgenau aufgebracht wird. Da die Verlegenut
in der Kehrgewindewelle Umlenkungen aufweist, die eine vergleichsweise
geringe Steigung besitzen, können
diese Bereiche auch ohne genaues Erreichen der Drehzahl 0 zumindest
für Fixierwicklungen geringer
Fadenlänge
genutzt werden. Da die Fixierwicklung nicht innerhalb der Verlegebreite
oder in einem der beiden Endbereiche der Spule, sondern außerhalb
der Verlegebreite oder der Spulenbreite, angebracht werden soll,
ist die Axialverschiebung der Changiereinrichtung in Spulspindelrichtung
erforderlich. Diese Verschiebung wird variabel einstellbar oder
steuerbar gestaltet, so dass die genaue Lage der Fixierwicklung
relativ zur Spule auf der Hülse auswählbar und
damit zur Wicklung unterschiedlicher Spulen unterschiedlich festlegbar
ist. Es entfällt auch
die Notwendigkeit, einen reversierbaren Motor für den Antrieb der Kehrgewindewelle
einzusetzen.
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Eine
beliebige räumliche
Position des angetriebenen Changierfadenführers der Changiereinrichtung
kann mit einem ersten Sensor erfasst, gespeichert und als Referenzposition
bei der Bildung der Fixierwicklung, ggfs. der Reservewicklung, und
der Spule genutzt werden. Damit wird der Beginn eines Steuer- bzw.
Regelablaufs und damit die Spulreise festgelegt. Zu diesem Zweck
kann ein erster Sensor zu einem beliebigen Zeitpunkt aktiviert werden.
Der Sensor überwacht
und erfasst den Weg des angetriebenen Changierfadenführers. Er
legt gleichzeitig mit der Feststellung einer Raumposition des Changierfadenführers den
Beginn einer Zeit fest und bildet damit eine Referenzposition, um
sich im Verlauf der Spulreise immer wieder darauf zu beziehen und
so eine Aussage treffen zu können,
wo sich während
der Spulreise der Changierfadenführer
gerade befindet.
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Es
ist aber auch möglich,
nach jedem Spulenwechsel eine Startposition anzufahren, in der die räumliche
Lage des Changierfadenführers
bekannt bzw. festgelegt ist und die dann den Beginn einer Spulreise
darstellt. Eine solche Startposition kann mit einem Absolutwertgeber
oder einem Inkrementalgeber detektiert bzw. angefahren werden.
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Insbesondere
bei Präzisionswicklung
kann vorteilhaft die Drehzahl der Kehrgewindewelle mit einem zweiten
Sensor zeitlich kontinuierlich erfasst werden. Bei Präzisionswicklung ändert sich
bekanntlich das Spulverhältnis über die
Spulreise und damit die Drehzahl der Kehrgewindewelle. Durch Erfassung
der Veränderung
der Kehrgewindewelle kann genau festgelegt werden, in Relation zu
der Referenzposition, an welcher Stelle sich zu welcher Zeit der
Changierfadenführer
relativ zur Spulspindel befindet. Man kann auch ohne den zweiten
Sensor auskommen. Es ist dann möglich,
den ersten Sensor wiederholt zu nutzen und aus dessen Signalen bei bekannter
Geometrie der Verlegenut auf die räumliche Lage des Changierfadenführers über einen
Doppelhub zu schließen.
Besonders einfach wird dies, wenn die Drehzahl der Kehrgewindewelle
zwischen zwei Signalen konstant gehalten wird.
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Eine
Spulmaschine zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens
auf einer Hülse
zu einer Spule kennzeichnet sich erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs
5.
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Da
eine Fixierwicklung mit anschließender Reservewicklung, also
außerhalb
der Spulenbreite, gebildet werden sollen, sind der steuerbare Antrieb zum
zeitlich geregelten Verfahren der Changiereinrichtung mit dem Changierfadenführer in
Spulspindelrichtung und die Regeleinrichtung so ausgebildet, dass
die axiale Bewegung der Changiereinrichtung in Relation zu den räumlichen
Positionen des Changierfadenführers
der Changiereinrichtung über
die Spulreise so geregelt wird, dass auf der Hülse nacheinander die Fixierwicklung,
die Reservewicklung und die Spule nach Lage und Fadenlänge festgelegt
und gebildet werden.
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Wesentlich
ist zunächst
einmal ein erster Sensor oder ein entsprechendes Element, der in
aller Regel im oder am Gehäuse
der Changiereinrichtung angeordnet wird, um so den Hub des Changierfadenführers zu überwachen
und festzustellen, zu welchem Zeitpunkt der Changierfadenführer eine
räumliche
Position durchläuft.
Zu diesem Zeitpunkt wird ein Signal gebildet. Der Zeitpunkt wird
festgehalten und das Signal einer Regeleinrichtung zugeleitet. Damit
ist eine Referenzposition festgelegt, die bei der Bildung der Fixierwicklung,
der Reservewicklung und der Spule genutzt wird. Die Regeleinrichtung
ist nun so ausgestaltet, dass sie in Abhängigkeit von dieser festgelegten
Referenzposition zu jedem Zeitpunkt in der Lage ist, eine Aussage über die
jeweilige räumliche
Position des Changierfadenführers
relativ zur Spulspindel zu machen. Es ist damit nicht nur möglich, eine
Aussage darüber
zu machen, wo sich der Changierfadenführer zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet,
sondern sogar vorauszuberechnen, wo sich der Changierfadenführer zu
einem Zeitpunkt in der Zukunft befinden wird, freilich abgestimmt
auf die Drehzahl der Kehrgewindewelle.
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Es
ist ein steuerbarer Antrieb zum Verfahren der Changiereinrichtung
in Spulspindelrichtung vorgesehen, wobei es darauf ankommt, letztlich
den Changierfadenführer
in eine bestimmte räumliche Position
außerhalb
der Verlegebreite zu bringen. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung,
ob die gesamte Changiereinrichtung, also einschließlich deren Gehäuse, oder
nur die Kehrgewindewelle in dem Gehäuse axial in Spulspindelrichtung
bewegt werden. Diese axiale Beweglichkeit der Changiereinrichtung bzw.
des Changierfadenführers
dient zum Erreichen von Positionen, die an sich außerhalb
des durch die Verlegenut abgedeckten Normalbereiches angeordnet
sind. So kann insbesondere die Fixierwicklung am einen oder anderen
Ende mit Abstand zu der zu platzierenden Spule vorgesehen sein.
Oft wird dieser Abstand je nach Anwendungsfall und Art der eingesetzten
Hülsen
auch veränderlich
gewünscht.
Entsprechendes gilt dann für
die Reservewicklung, die zwar in der Regel den Abstand zwischen
der Fixierwicklung und der Spule ausfüllt, aber im Einzelfall auch
gesondert und insbesondere mit unterschiedlicher Fadenlänge gebildet
werden kann.
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Für die Realisierung
einer solchen Spulmaschine kann in wesentlichen Elementen unverändert auf
den Stand der Technik zurückgegriffen
werden. Dies gilt insbesondere für
die Anordnung von zwei Spulspindeln auf einem Drehteller, die Ausbildung der
Changiereinrichtung mit Kehrgewindewelle mit Verlegenut und einem
oder mehreren Changierfadenführern.
Der Changierfadenführer
kann für
einfädiges
oder mehrfädiges
Arbeiten ausgebildet sein. Wichtig ist für eine Reseverwicklung der
zusätzliche Antrieb
für eine
Axialverschiebung des Changierfadenführers in Spulspindelrichtung
sowie dessen Steuerung über
eine Regeleinrichtung, die die räumliche
Zuordnung der Positionen des Changierfadenführers zu der Hülse auf
der Spulspindel kennt bzw. regelt.
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Vorteilhaft
ist es, wenn ein zweiter Sensor zur kontinuierlichen Erfassung der
Drehzahl der Kehrgewindewelle über
die Zeit vorgesehen ist. Auch dieses Signal des zweiten Sensors
wird der Regeleinrichtung zugeleitet, so dass in Verbindung mit
der Referenzposition zu jedem Zeitpunkt bekannt ist, wo sich der
Changierfadenführer
relativ zur Spulspindel befindet.
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Für die Realisierung
des ersten und des zweiten Sensors ergeben sich verschiedene Möglichkeiten.
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Zur
einmaligen Erfassung einer räumlichen Position
des angetriebenen Changierfadenführers der
Changiereinrichtung als erster Sensor kann mindestens eines der
folgenden Elemente vorgesehen sein:
- a) ein
berührungslos
arbeitender Näherungssensor,
- b) ein Absolutwertgeber,
- c) eine Einrichtung zum Einstellen einer vorher festge
legten
Referenzposition.
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Zur
Ermittlung des zeitlichen Verlaufs der räumlichen Positionen des Changierfadenführers über die
Spulreise als zweiter Sensor kann eines oder mehrere der folgenden
Elemente vorgesehen sein:
- a) ein Inkrementalgeber,
insbesondere auf dem Motor des Antriebes der Kehrgewindewelle,
- b) ein Resolver,
- c) ein berührungslos
arbeitender Näherungssensor,
- d) ein Tachometer,
- e) eine Zeitmesseinrichtung,
- f) ein Absolutwertgeber.
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Auf
den Spulspindeln können
Hülsen
eingesetzt werden, die mit einem Fangbereich ausgestattet sind.
Es versteht sich, dass der Changierfadenführer in Richtung der Spulspindel
so verfahrbar sein muss, dass der Faden zwischen dem Kopffadenführer und
dem Fangbereich der Hülse
in möglichst
gerader, möglichst
wenig geknickter Linie so aufgespannt wird, dass beim automatischen
Spulenwechsel sich der Faden in dem Fangbereich der Leerhülse verfängt. Sobald
dieses Verfangen festgestellt worden ist, kann die Position angefahren
werden, in der die Fixierwicklung gebildet werden soll. Die Fixierwicklung
kann auch so gelegt werden, dass der Fangbereich überwickelt
wird.
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Die
Erfindung wird anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und
beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht der für
die Erfindung wesentlichen Teile einer Spulmaschine in einer ersten Ausführungsform
während
des Wickelvorgangs der Spule über
die Spulreise,
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2 die
Spulmaschine gemäß 1 nach einem
Spulenwechsel in Fangposition,
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3 eine
Ansicht der Spulmaschine von vorne,
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4 eine
zweite Ausführungsform
der Spulmaschine während
des Wickelns der Spule,
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5 die
Spulmaschine gemäß 4 in Fangposition,
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6 eine
dritte Ausführungsform
der Spulmaschine während
des Wickelns der Spule,
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7 die
Spulmaschine gemäß 6 in Fangposition,
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8 eine
schematische Darstellung der Fixierwicklung, der Reservewicklung
und der Spule, und
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9 eine
Draufsicht auf einen Changierfadenführer für zweifädige Arbeitsweise.
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In
den Zeichnungen sind nur die für
das Verständnis
der Erfindung wesentlichen Teile der Spulmaschine angegeben. Die
Spulmaschine besitzt einen Rahmen 1, an dem ein Kopffadenführer 2 ortsfest
angeordnet ist. Dem Kopffadenführer 2 läuft ein Faden 3 zu,
dessen Verlegedreieck 4 strichpunktiert angedeutet ist.
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Am
Rahmen 1 ist ein Drehteller 5 in bekannter Weise
um eine Achse 6 drehbar gelagert. Der Drehteller 5 wird
in bekannter Weise beim Spulenwechsel gedreht angetrieben. Auf dem
Drehteller 5 sind zwei Spulspindeln 7 und 8 drehbar
gelagert und in der Betriebsstellung des Drehtellers 5 jeweils
mit einem Antrieb kuppelbar, über
den die betreffenden Spulspindeln 7 und/oder 8 angetrieben
werden. Die Spulspindel 7 gemäß 1 befindet
sich in der Betriebsposition und wird demgemäß angetrieben. Auf jeder Spulspindel 7, 8 sitzt
eine Hülse 9,
auf der der Faden 3 zu einer Spule 10 aufgewickelt
wird.
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An
dem Rahmen 1 der Spulmaschine ist eine Changiereinrichtung 11 vorgesehen.
Die Changiereinrichtung 11 weist ein Gehäuse 12 auf,
welches um eine Achse 13 schwenkbar am Rahmen 1 der
Spulmaschine gelagert ist, damit sich die Changiereinrichtung 11 während dem über die
Spulreise wachsenden Spulendurchmesser (3) anpassen
kann. In dem Gehäuse 12 der
Changiereinrichtung 11 ist eine Kehrgewindewelle 14 drehbar
gelagert, die in üblicher
Weise angetrieben wird. Die Kehrgewindewelle 14 weist auch
eine übliche
endlose Kehrgewindenut auf, mit deren Hilfe ein Changierfadenführer 15 hin-
und hergehend angetrieben wird, und zwar über die Changier-, Spulen-
oder Verlegebreite, die die Breite der Spule 10 bestimmt.
Für den
Antrieb der Kehrgewindewelle 14 ist ein Motor 16 vorgesehen, dessen
Drehzahl über
eine Regeleinrichtung 17 ausgesteuert wird.
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Es
ist eine Fangeinrichtung 18 vorgesehen, um zu Beginn eines
Spulenaufbaus den Faden 3 zu fangen. Die Fangeinrichtung 18 kann entweder
an jeder Spulspindel 7, 8 dauerhaft und damit
unabhängig von
einer Hülse 9 angebracht
sein. Es ist aber auch möglich,
als Fangeinrichtung solche Elemente zu nutzen, die an jeder Hülse vorgesehen
sind, also eine entsprechende Fangkerbe, Fangvertiefung o. dgl.. Am
Gehäuse 12 der
Changiereinrichtung 11 ist schließlich noch eine Kontaktwalze 19 (3)
gelagert, über
die der Faden 3 auf der Oberfläche der sich bildenden Spule 10 angelegt
wird. Die Kontaktwalze 19 ist in den übrigen Figuren aus Übersichtlichkeitsgründen weggelassen.
Die Schnittangabe I-I in 3 verdeutlicht die Darstellung
der 1.
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1 zeigt
die Spulmaschine zu einem Zeitpunkt während der Spulreise, bei der
der Durchmesser der Spule 10 auf der Hülse 9 der in Betrieb
befindlichen Spulspindel 7 bereits relativ weit angewachsen ist.
Es ist auch angedeutet, dass auf der Hülse 9 nach dem Fangen
des Fadens 3 zunächst
eine Fixierwicklung 20, dann eine Reservewicklung 21 und
schließlich
die Spule 10 aufgewickelt worden ist. Bei der Fixierwicklung 20 handelt
es sich um mehrere dicht nebeneinander und/oder übereinander liegende Wicklungen
des Fadens 3. Die Reservewicklung 21 schließt an die
Fixierwicklung 20 an und erstreckt sich mit einer gewindeartigen
Verlegung des Fadens 3 bis zur Stirnwand der gebildeten
Spule 10. Diese Verhältnisse
sind anhand der 10 noch einmal verdeutlicht.
Eine solche Fixierwicklung 20 kann unmittelbar benachbart
zu der Fangeinrichtung 18 auf der Hülse 9 angeordnet sein,
aber auch in jeder sonstigen axial festgelegten Position relativ
zur Breite der Hülse 9.
Eine Reservewicklung 21 tritt nur dann auf, wenn die Fixierwicklung 20 außerhalb
der Verlegebreite der Spule 10 vorgesehen ist. Unter einer
Fixierwicklung 20 wird aber auch eine solche Wicklung verstanden,
die innerhalb der Verlegebreite der Spule 10 vorgesehen
ist.
-
1 lässt weiterhin
erkennen, dass an der Changiereinrichtung 11 ein erster
Sensor 22 vorgesehen ist. Dieser erste Sensor 22 dient
zum Erfassen der Position des Changierfadenführers 15. Der erste Sensor 22 ist über eine
elektrische Leitung 23 mit der Regeleinrichtung 17 verbunden. Über die
Leitung 23 werden die Signale des ersten Sensors 22 der
Regeleinrichtung 17 zugeführt. Wenn der erste Sensor 22 beispielsweise
als berührungsloser
Näherungssensor
ausgebildet ist, kann mit ihm relativ zu seiner Anordnung am Gehäuse 12 der
Changiereinrichtung 11 festgestellt werden, wann der Changierfadenführer 15 z.
B. seinen Umkehrpunkt über
die Spulreise erreicht. Damit wird eine Referenzposition des Changierfadenführers 15 festgelegt,
gebildet und in der Regeleinrichtung 17 abgespeichert.
Dies zielt darauf ab, während
der Spulreise einen Bezugspunkt zu haben, mit dem in Verbindung
mit weiteren Elementen über
die gesamte Spulreise feststellbar und festlegbar ist, wo sich gerade
der Changierfadenführer 15 befindet.
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Das
Erfassen der Position des Changierfadenführers 15 kann auch
für mehrere
Spulreisen vor Beginn der ersten Spulreise und vor der Anlieferung des
Fadens nach Anlegen einer Steuerspannung an die Spulmaschine erfolgen.
Eine Wiederholung bei jeder Spulreise ist damit nicht erforderlich.
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An
der Changiereinrichtung 11 ist weiterhin ein zweiter Sensor 24 angeordnet,
von dem ebenfalls eine elektrische Leitung 25 zu der Regeleinrichtung 17 führt. Der
zweite Sensor 24 dient zur Überwachung, Ermittlung und
Erfassung der Drehzahl der Kehrgewindewelle 14 während der
Spulreise. Damit ist die Möglichkeit
geschaffen, zu jedem Zeitpunkt der Spulreise festzustellen, an welcher
Stelle sich gerade der Changierfadenführer 15 befindet.
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Von
der Regeleinrichtung 17 führt eine Steuerleitung 26 zu
dem Motor 16, der die Kehrgewindewelle 14 antreibt. Über diese
Steuerleitung 26 kann die Drehzahl der Kehrgewindewelle
gesteuert verändert
werden. Die Drehzahl kann so gezielt vermindert, auf 0 gestellt
oder in einer bestimmten Größe eingeregelt
werden. Es ist vorstellbar, dass die Fixierwicklung 20 an
der gewünschten
Stelle relativ zur Spulspindelrichtung 27 auf der Hülse 9 gebildet
werden kann. Die Fixierwicklung 20 kann insoweit außerhalb
der Verlegebreite der Spule 10 oder auch inner halb der
Verlegebreite 10 angeordnet werden. Die 1 und 2 zeigen
ein Ausführungsbeispiel,
bei dem die Fixierwicklung 20 und die Reservewicklung 21 außerhalb
der Verlegebreite auf der linken Seite der Hülse 9 vorgesehen sind.
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Wie
insbesondere aus einem Vergleich der 1 und 2 hervorgeht,
ist das Gehäuse 12 der Changiereinrichtung 11 nicht
nur um die Achse 13 schwenkbar, sondern zusätzlich in
Richtung der Achse 13 axialverschiebbar. Dies zielt darauf
ab, den Changierfadenführer 15 für eine gewisse
Zeit auch außerhalb
der Verlegebreite zu positionieren. Zu diesem Zweck ist ein Antrieb 28 vorgesehen,
der hier als Kolben/Zylinder-Einheit 29 ausgebildet ist,
dessen Kolbenstange mit dem Gehäuse 12 der
Changiereinrichtung 11 verbunden ist. Es ist ein Ventil 30 vorgesehen,
welches beispielsweise als pneumatisches Schaltventil ausgebildet
und mit einer Druckluftversorgung verbunden ist. Das Ventil 30 wird
von der Regeleinrichtung 17 über eine elektrische Leitung 31 angesteuert.
Von dem Ventil 30 führen
pneumatische Leitungen 32 und 33 zu der Kolben/Zylinder-Einheit 29.
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Damit
ist es möglich,
die Changiereinrichtung 11 und insbesondere den Changierfadenführer 15 axial
in Richtung der Achse 13 bzw. in Spulspindelrichtung 27 über die
Regeleinrichtung 17 zu einem beliebig wählbaren Zeitpunkt gezielt zu
verfahren. 2 zeigt eine solche eingesteuerte
Relativlage, bei der sich der Changierfadenführer 15 in einer solchen
Position befindet, dass der Faden 3 von der Fangeinrichtung 18 an
der Hülse 9 erfasst
werden kann. Sobald der Faden 3 von der Fangeinrichtung 18 erfasst
ist, wird über
die Regeleinrichtung 17 der Antrieb 28 angesteuert,
während
der Motor 16 für den
Antrieb der Kehrgewindewelle 14 weiterhin beispielsweise
abgebremst ist. Die Axialverschiebung der Changiereinrichtung 11 mit
dem Changierfadenführer 15 wird
dann in einer solchen Stellung in Spulspindelrichtung 27 beendet,
an der die Fixierwicklung 20 auf die Hülse 9 aufgebracht
werden soll. Dies kann nicht nur bei stillstehender Kehrgewindewelle 14 erfolgen,
sondern auch in Abhängigkeit
von einer gezielten langsamen Drehung der Kehrgewinde welle 14,
da ohnehin der Regeleinrichtung 17 die Position des Changierfadenführers 15 zu
jedem Zeitpunkt der Spulreise bekannt ist. Über die Länge der Dauer, in der der Changierfadenführer 15 in
Spulspindelrichtung 27 stillsteht, wird die Fadenlänge bestimmt,
die auf der sich drehenden Spulspindel 7 mit der Hülse 9 aufgewickelt
wird.
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Anschließend wird
die Reservewicklung 21 gebildet. Hierzu wird der Motor 16 der
Kehrgewindewelle 14 über
die Regeleinrichtung 17 entsprechend angesteuert. In der
Folge bewegt sich der Changierfadenführer 15 über die
axiale Länge
der Reservewicklung 21, so dass diese in gewindeartiger
Form des Fadens 3 auf der Hülse 9 gebildet wird.
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Nach
Beendigung der Reservewicklung beginnt der Aufbau der Spule 10.
Hierzu wird der Antrieb der Spulspindel 7 und der Motor 16 auf
die vorgesehenen Drehzahlen beschleunigt und gleichzeitig der Antrieb 28 für die Axialverschiebung
des Changierfadenführers 15 in
seine normale Ausgangslage (1) zurückgeführt.
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3 verdeutlicht
die räumliche
Anordnung des Kopffadenführers 2,
des Drehtellers 5, der Changiereinrichtung 11 und
der beiden Spulspindeln 7 und 8 gemäß 1. 2 zeigt
die Teile nach einem Spulenwechsel, so dass die Spulspindeln 7 und 8 ihre
Rolle vertauscht haben und auf der Hülse 9 der nunmehr
im Betrieb befindlichen Spulspindel 8 die neue Spulreise
durch Fangen des Fadens 3 mit der Fangeinrichtung 18 beginnt.
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Anhand
der 4 und 5 wird eine weitere Ausführungsform
der Spulmaschine verdeutlicht. Diese Ausführungsform baut auf der Ausführungsform
der 1 und 2 auf, weshalb auf die diesbezügliche Beschreibung
verwiesen werden kann. Im Gegensatz dazu fehlt hier jedoch der zweite Sensor 24.
Stattdessen ist ein Zeitmesser 34 vorgesehen und mit der
Regeleinrichtung 17 verbunden oder in diese integriert.
Der Zeitmesser 34 gestattet es, basierend auf dem Signal
des ersten Sensors zur Bildung einer Referenzposition die jeweilige
Position des Changierfadenführers 15 über die
Spulreise festzustellen. Der Antrieb 28 für die Axialverschiebung des
Gehäuses 12 der
Changiereinrichtung 11 mit dem Changierfadenführer 15 ist
hier elektrisch ausgebildet. Es ist ein Elektromotor 35 vorgesehen,
der eine Stellspindel 36 antreibt, um damit die Axialverschiebung
der Changiereinrichtung 11 in Spulspindelrichtung 27 zu
bewirken.
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Auch
die Ausführungsform
der 6 und 7 baut auf den zuvor gezeigten
Ausführungsformen
auf. Im Unterschied dazu fehlen hier die beiden Sensoren 22 und 24.
Stattdessen ist ein Absolutwertgeber 37 in Verbindung mit
einem Zeitmesser 34 vorgesehen. Der Absolutwertgeber 37 erfasst
die exakte Position des Drehwinkels der Kehrgewindewelle 14 und
damit die Stellung des Changierfadenführers 15. Der Antrieb 28 für die Axialverschiebung
ist hier nicht zwischen Rahmen 1 und Gehäuse 12 der
Changiereinrichtung 11, sondern zwischen dem Gehäuse 12 der
Changiereinrichtung und der Kehrgewindewelle 14 vorgesehen.
Damit wird, wie ein Vergleich der 6 und 7 zeigt,
die Kehrgewindewelle 14 mit dem Changierfadenführer 15 in
Spulspindelrichtung 27 relativ zum stillstehenden Gehäuse 12 der
Changiereinrichtung verschoben. Dabei muss freilich die Übertragung
des Antriebs über
den Motor 16 auf die Kehrgewindewelle 14 entsprechend
ausgebildet sein. Es ist weiterhin erkennbar, dass die Fixierwicklung 20 sowie
die Reservewicklung 21 hier am rechten Ende der Hülse 9 außerhalb
der Verlegebreite der Spule 10 angeordnet sind.
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8 verdeutlicht
anhand eines Ausführungsbeispiels
die Relativlage der Fixierwicklung 20 zu der Reservewicklung 21 und
zu der Spule 10 anhand eines Ausführungsbeispiels einer Spulmaschine,
wie sie in den 1 bis 3, aber
auch den 4 und 5 dargestellt
und beschrieben ist.
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9 zeigt
einen Changierfadenführer 15 mit
zwei nebeneinander befindlichen Kerben für je einen Faden 3,
also für
zweifädige
Arbeitsweise. Damit ist leicht vorstellbar, dass die Erfindung auch
bei zwei- oder mehrfädiger
Arbeitsweise anwendbar ist.
-
- 1
- Rahmen
- 2
- Kopffadenführer
- 3
- Faden
- 4
- Verlegedreieck
- 5
- Drehteller
- 6
- Achse
- 7
- Spulspindel
- 8
- Spulspindel
- 9
- Hülse
- 10
- Spule
- 11
- Changiereinrichtung
- 12
- Gehäuse
- 13
- Achse
- 14
- Kehrgewindewelle
- 15
- Changierfadenführer
- 16
- Motor
- 17
- Regeleinrichtung
- 18
- Fangeinrichtung
- 19
- Kontaktwalze
- 20
- Fixierwicklung
- 21
- Reservewicklung
- 22
- erster
Sensor
- 23
- el.
Leitung
- 24
- zweiter
Sensor
- 25
- el.
Leitung
- 26
- Steuerleitung
- 27
- Spulspindelrichtung
- 28
- Antrieb
- 29
- Kolben/Zylinder-Einheit
- 30
- Ventil
- 31
- el.
Leitung
- 32
- Leitung
- 33
- Leitung
- 34
- Zeitmesser
- 35
- Elektromotor
- 36
- Stellspindel
- 37
- Absolutwertgeber