DE19607790A1 - Vorrichtung zum Verlegen von Fäden in einer Zwirnmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verlegen von Fäden in einer Zwirnmaschine.

Zum Stand der Technik gehören Vorrichtungen, bei denen die Ringhalter mit Ring und Ringläufer an sogenannten Ringbänken angebracht sind, welche durch eine Auf- und Abbewegung während des Zwirn- bzw. Spinnvorgangs für eine Verlegung des Fadens auf dem rotierenden Kops sorgen.

Für den Antrieb dieser Ringbänke gibt es verschiedene Ausführungen. Eine be­ kannte Ausführung ist ein Ringbankantrieb, bei dem die Ringbank horizontal geführt wird, an Bändern aufgehängt ist und durch diese vertikal bewegt wird. Ein Nachteil dieser Ausführungsform ist, daß die Bänder die Ringbank nur in eine Richtung be­ schleunigen können. In der Abwärtsbewegung steht maximal die Erdbeschleunigung zur Verfügung. Das Geschwindigkeitsprofil wird üblicherweise mit Kurvenscheiben vorgegeben. Dies hat zur Folge, daß Änderungen bezüglich des Kopsausbaus und der Geschwindigkeitssteuerung mit einem erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden sind. Ein weiterer Nachteil dieser Antriebsart ist, daß durch die endliche Elastizität der Bänder Schwingungen auftreten, die den Kopsaufbau stören.

Eine andere bekannte Ausführung ist der Antrieb der Ringbank mittels Kniehebeln und eines Hydrauliksystems. Ein derartiger Antrieb ist bezüglich der Maximalge­ schwindigkeit und des Geschwindigkeitsprofils flexibler, allerdings erfordert er eine sehr aufwendige Steuerung. Da die bewegten Massen eines solchen Systems sehr groß sind, treten auch hierbei besonders in den Umkehrpunkten störende Schwin­ gungen auf. Weiterhin stört die Verschmutzung des Produktes durch die bei einer Hydraulikanlage unvermeidlichen Ölverluste.

Für die Bewegungsüberwachung derartiger Antriebe werden unter anderem auch In­ krementalgeber eingesetzt. Sie dienen dazu, die Länge bzw. den Winkel einer trans­ latorischen bzw. rotierenden Bewegung zu messen. Dies geschieht üblicherweise mit­ tels eines inkrementalen Impulsgebers, z. B. einer Lichtschranke und eines Zahnpro­ fils. In weiterer Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, mittels zweier Signale, z. B. zweier Lichtschranken, welche in einem bestimmten Winkel bzw. Abstand zueinan­ der angeordnet sind, mit Hilfe einer Sinus-Cosinus-Erkennung, die Bewegungsrich­ tung der Ringbank zu erkennen. Die Bewegungsrichtung wird dabei durch die Rei­ henfolge der beiden Signale bestimmt. Da derartige Inkrementalgeber lediglich eine Relativbewegung erfassen können, ist die Erkennung sogenannter Referenzpunkte notwendig. Zu diesem Zweck werden Bereichsschalter verwendet. Um den Bereich zu verkleinern, ist es üblich, das Bereichssignal mit einer Lichtschranke und einem Impuls auf dem Inkrementalgeber zu kombinieren. Diese Lösung birgt jedoch die Ge­ fahr, daß Fehlimpulse zu einer falschen Referenzpunkterkennung führen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch zwei oder mehr vertikal angeordnete Gewindespindeln gelöst, die durch einen Elektromotor über ein oder mehrere form­ schlüssige Getriebe angetrieben werden und eine oder mehrere Ringbänke sowohl vertikal heben bzw. senken als auch horizontal führen. Dies ermöglicht eine Leicht­ baukonstruktion und eine Minimierung der Anzahl von Übertragungselementen, was wiederum die Gefahr störender Schwingungen vermindert. Außerdem werden die er­ forderlichen Verzögerungs- und Beschleunigungskräfte beim Richtungswechsel der Ringbank klein gehalten. Der Elektromotor ist als Drehstrom-Asynchronmotor mit geringem Massenträgheitsmoment ausgeführt. Drehrichtung und Drehzahl des Mo­ tors sind durch einen Frequenzumrichter vorgegeben. Um eine möglichst schnelle Richtungsänderung zu erreichen, wird beim Verzögern in der alten und Beschleuni­ gen in der neuen Drehrichtung die Frequenzänderung pro Zeiteinheit so bemessen, daß der Motor mit dem Kippmoment arbeitet.

Weiterhin werden die erforderlichen Referenzpunkte in der Weise erkannt, daß in ei­ nem durch einen Bereichsgeber, z. B. eine Lichtschranke, definierten Bereich zwei oder mehr Impulse nur dann als Referenzpunkt erkannt werden, wenn sie einen be­ stimmten, von der Geschwindigkeit abhängenden Abstand zueinander haben. Alle anderen Signalfolgen werden als Störsignale erkannt und verworfen. Die Wahr­ scheinlichkeit, daß zwei Impulse, von denen mindestens einer ein Störimpuls ist, den richtigen Abstand zueinander haben, ist äußerst gering und kann durch weitere Im­ pulse noch weiter verringert werden. In einer Ausführungsform des Erfindungsge­ dankens wird eine Lichtschranke durch eine mit der Motorwelle rotierende und ge­ lochte Scheibe unterbrochen. Die Anzahl der Öffnungen bestimmt die Anzahl der für die Erkennung des Referenzpunktes wichtigen Impulse. Andere Ausführungen des Erfindungsgedankens wären zwei oder mehr Lichtschranken für eine Öffnung auf dem gleichen Durchmesser oder zwei oder mehr Lichtschranken mit den dazugehö­ renden Öffnungen auf verschiedenen Durchmessern.

Durch den formschlüssigen Antrieb und die dadurch bedingte synchrone Bewegung der Gewindespindeln und des Antriebsmotors ist eine einfache Steuerung und Be­ rechnung der Ringbankbewegung bzw. -position möglich. Weiterhin ist nur eine Überwachung bei mehreren von einem Elektromotor angetriebenen Ringbänken nö­ tig.

Eine bevorzugte Ausführung des Erfindungsgedankens wird anhand der Zeichnun­ gen dargestellt und näher erläutert.

Fig. 1 Schema einer mit einem Elektromotor angetriebenen Ringbank mit In­ krementalgeber, mit Sinus-Cosinus-Erkennung, und Referenzpunkter­ fassung in der Seitenansicht.

Fig. 2 Schema eines Inkrementalgebers, mit Sinus-Cosinus-Erkennung, und ei­ nem Impulsgeber für die Referenzpunkterfassung in der Draufsicht.

In Fig. 1 ist schematisch der Aufbau einer Ringbank dargestellt. Der Faden 1 wird durch den Ballonfadenführer 2 geführt und anschließend mittels des auf dem Ring und Ringhalter 3 rotierenden Läufers auf dem ebenfalls rotierenden Kops 4 verlegt. Der zwischen den beiden Gewindespindeln 5 angeordnete Elektromotor 6 treibt über zwei Zahnriemen 7 die beiden Gewindespindeln 5 an. Mit weiteren Zahnriemen 7a können weitere Gewindespindeln 5a angetrieben werden. Durch die formschlüssige Verbindung der Gewindespindeln 5, 5a und der Motorwelle 6a wird gewährleistet, daß sich alle Gewindespindeln 5, 5a synchron bewegen. An Stelle der Zahnriemen 7, 7a kann auch eine Welle mit Winkelgetrieben verwendet werden. Bei Ausfall minde­ stens eines Zahnriemens 7, 7a kann der Motor zur Verhütung der Beschädigung der Ringbank 9 abgeschaltet werden. Die Überwachung der Spindelbewegung erfolgt z. B. über Näherungsinitiatoren 16 an den Zahnriemen 7, 7a der beiden äußeren Spin­ deltriebe.

Auf den Gewindespindeln 5, 5a befinden sich Muttern 8, an welchen die Ringbank 9 montiert ist. Die ebenfalls auf der Motorwelle 6a montierte Zahnscheibe 10 dient zu­ sammen mit zwei Lichtschranken 11 als Inkrementalgeber. Die Größe der Inkremente kann durch die Teilung der Zahnscheibe 10 beeinflußt werden. Als Impulsgeber für die Referenzpunkterfassung dient eine weitere Lichtschranke 12 und mindestens zwei in der Zahnscheibe 10 befindliche Bohrungen 13. Anstelle der Bohrungen 13 kann auch ein Langloch 13a auf einem Radius der Scheibe 10 verwendet werden. Alle Impulse, deren Abstand von diesem definierten Abstand abweichen, würden als Störimpulse erkannt und verworfen werden. In Fig. 2 ist eine mögliche Anordnung von drei Lichtschranken 11 und 12 sowie eine Ausführung der Zahnscheibe 10 mit Bohrungen 13 dargestellt. Der Bereich, in dem sich die Ringbank 9 für die Referenz­ punkterfassung befinden muß, wird durch eine weitere Lichtschranke 14 und ein an einer der Ringbänke 9 montiertes Blech 15 festgelegt. An Stelle der Lichtschranken 11, 12, 14 können auch andere Sensoren, z. B. Näherungsinitiatoren eingesetzt wer­ den.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Verlegen von Fäden in einer Zwirn- bzw. Spinnmaschine, ge­ kennzeichnet durch in einem Rahmen montierte Gewindespindeln (5), welche die Ringbank (9) vertikal auf und ab bewegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewindespindeln (5) die horizontale Führung übernehmen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den Antrieb der Gewindespindeln (5) ein Elektromotor (6) benutzt wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (6) über einen Frequenzumrichter mit einstellbarer Frequenz angetrie­ ben wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz zum Antrieb des Motors (6) beim Richtungswechsel so eingestellt wird, daß der Motor (6) nahe dem Kippmoment betrieben wird.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß, mit einem Motor (6) mehrere Ringbänke mittels formschlüssiger Getriebe ange­ trieben werden.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß alle von einem Motor (6) angetriebenen Spindeln (5) mit Stillstandswächtern (16) überwacht werden, welche bei Stillstand einer Spindel (5) den Motor (6) abschalten.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Antriebs ein Inkrementalgeber, bestehend aus zwei Signalge­ bern (11), zur Erkennung der Bewegungsrichtung benutzt wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Inkrementalgeber zwei oder mehr Zähne oder Löcher mit definiertem Ab­ stand bzw. Winkel zur Erkennung von Referenzimpulsen hat.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Erkennung von Referenzimpulsen ein Inkrementalgeber mit einer defi­ nierten Impulslänge verwendet wird.