DE3904065A1 - Verfahren und vorrichtung zum regeln der fadenspannung in einem spulautomaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der Fadenspannung an einer Spulstelle eines Spulauto­ maten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 2.

Wird an einer Spulstelle eine Auflaufspule unter Konstanthal­ tung der Fadenspannung oder Fadenzugkraft in der vor der Auf­ laufspule liegenden Fadenstrecke bewickelt, erhöht sich mit zunehmendem Durchmesser der Auflaufspule bzw. der Fadenlagen auf der Auflaufspule im Inneren der Auflaufspule der Druck in Richtung entlang des Durchmessers bzw. der Radialrichtung der Auflaufspule, wodurch im Inneren der Spule Verwerfungen oder Faltenbildungen der Fadenlagen entstehen, die zu Furchen, Wellen oder Runzeln an den Oberflächen der Fadenlagen führen. Derartige Fehler oder Unregelmäßigkeiten der Wicklung der Auflaufspule können im Verlauf eines nachfolgenden Bearbeitungsschrittes zu einem fehlerhaften Freigeben des Fadens beim Abspulen oder einem ungleichmäßigen Färben führen.

Es erscheint somit erforderlich, während des Umspulens des Fadens die Fadenspannung oder Fadenzugkraft gemäß dem Durch­ messer der Auflaufspule zu ändern. Hierbei sind die Mittel zum Bestimmen des Durchmessers der Auflaufspule von besonde­ rer Wichtigkeit.

Als Möglichkeit zum Bestimmen der Durchmesser von Auflaufspu­ len ist die Verwendung von Einrichtungen, die eine Auflauf­ spule mit einer vorbestimmten Fadenlänge bewickeln, in Erwä­ gung gezogen worden. Die Bestimmung des Durchmessers einer mit einer derartigen Einrichtung bewickelten Auflaufspule er­ fordert jedoch ein vorheriges Festlegen mehrerer Bedingungen wie die Anzahl der Wicklungen, den Wert der Zugspannung, die Changierbreite und ähnliche, sowie das Durchführen umständ­ licher Berechnungen, wobei der berechnete Wert nur ungenau mit dem tatsächlichen Durchmesser der Auflaufspule überein­ stimmt.

Unter Verwendung einer Einrichtung der vorstehend erwähnten Art zum Bewickeln einer Auflaufspule mit einer konstanten Fadenlänge wird der Durchmesser der Auflaufspule indirekt bestimmt, wobei sich ein genauer Wert des Durchmessers nicht erhalten läßt und folglich ein Anpassen der Zugspannung oder Zugkraft des Fadens an den ermittelten Wert des Durchmessers der Auflaufspule das Entstehen von Furchen, Wellen oder Runzeln auf der Auflaufspule nicht wirksam verhindert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrich­ tung gemäß der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 2 angegebenen Art vorzusehen, mit denen eine indirekte Messung des Durchmessers einer Auflaufspule zu einem den Durchmesser der Auflaufspule darstellenden Wert führt, anhand dessen die Fadenspannung oder Fadenzugkraft zum Vermeiden von Unregelmäßigkeiten der Spulenbewicklung einstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 bzw. 2.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Zugspannung oder Zugkraft eines aufzu­ spulenden Fadens kontinuierlich an einen maßgebenden Durch­ messerwert der Auflaufspule angepaßt.

Bei der Erfindung wird ein Fadenspanner eingesetzt, der ent­ sprechend der Abweichung einer jeweils gemessenen Fadenspan­ nung von einer vorbestimmten Fadenspannung gesteuert wird, um die Spannung in einer vor der Auflaufspule liegenden Strecke eines von einer Spinnspule auf die Auflaufspule umzuspulenden Fadens zu regeln.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Sensor zum Erfassen der Umdrehungen einer die Auflaufspule über Reibungskontakt mit den Fadenlagen in Drehung oder Umlauf setzenden Walze, z. B. einer Changierwalze, und ein Sensor zum Erfassen der Umdrehungen der Auflaufspule vorgesehen.

Zur Steuerung des Fadenspanners ist ein Prozeßrechner vorge­ sehen, in den Meßgrößen, die den Drehzahlen der Walze und Auflaufspule entsprechen, kontinuierlich als Daten eingegeben werden, und in dem das Verhältnis der Drehzahlen der Walze und der Auflaufspule kontinuierlich bestimmt wird, und in dem aus diesem Verhältnis und dem bekannten Durchmesser der Walze ein jeweiliger Durchmesserwert der Auflaufspule kontinuierlich bestimmt wird, anhand dessen die vorzugebende Fadenspannung ermittelt wird.

Ein Speicher ist vorgesehen, in den als Programm ein zu er­ zielender Verlauf der vorzugebenden Fadenspannung mit dem Durchmesserwert der Auflaufspule eingebbar ist. Bei diesem Verlauf nimmt die vorzugebende Fadenspannung mit größer werdendem Durchmesserwert der Auflaufspule allmählich ab.

Aus dem ermittelten Durchmesserwert der Auflaufspule wird der entsprechende Wert der Fadenspannung bestimmt und automatisch dem Fadenspanner der Spulstelle vorgegeben.

Wird das Verhältnis von Drehzahl Nd der Walze zu Drehzahl Np der Auflaufspule mit Nd/Np bezeichnet, ergibt sich der jeweilige Durchmesserwert Dp der Auflaufspule aus dem Ausdruck

Dp = Dd × Nd/Np,

wobei Dd den Durchmesser der die Auflaufspule in Umdrehung setzenden Walze darstellt.

Wenn die über die Sensoren erfaßten Drehgeschwindigkeiten der Walze und der Auflaufspule in den Prozeßrechner eingegeben werden, wird der maßgebende Durchmesserwert der Auflaufspule direkt aufgrund des vorstehend angegebenen Ausdrucks erhalten, und zwar unabhängig von Faktoren wie An­ zahl der Fadenwindungen, Spannungswert, Changierbreite und ähnlichen. Da der auf diese Weise ermittelte Wert des Durch­ messers der Auflaufspule in den Speicher eingegeben wird, läßt sich ein diesem Wert des Durchmessers entsprechender Wert der Fadenspannung ermitteln, der als vorzugebender Fa­ denspannungswert dient.

Da anstelle eines festen oder konstanten Werts der vorzuge­ benden Fadenspannung ein Wert der Fadenspannung vorgegeben wird, der mit größer werdendem Durchmesser der Auflaufspule allmählich abnimmt, wird dem Faden eine Fadenspannung oder Fadenzugkraft erteilt, bei der im Inneren der Auflaufspule der entlang der Richtung des Durchmessers der Auflaufspule entste­ hende Druck nicht mit größer werdendem Durchmesser der Auf­ laufspule ansteigt, so daß im Inneren der Auflaufspule keine Verwerfungen der Fadenlagen entstehen. Die Erfindung ist bei zylinderförmigen sowie konusförmigen Auflaufspulen anwendbar.

Anhand der Fig. 1, die schematisch den Aufbau einer bevorzug­ ten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Regeln der Fadenspannung zeigt, wird die Erfindung näher erläutert.

Ein von einer Spinnspule 1 abgezogener Faden 2 wird zwischen Reibscheiben 4 und 5 eines Fadenspanners 3 geführt und gehal­ ten, wobei der Faden 2 nach dem Verlassen des Fadenspanners 3 durch einen elektronischen Fadenreiniger 6 und einen Faden­ spannungsmesser 7 hindurchgeführt und auf eine Auflaufspule 9 aufgewickelt wird, die von einer Changierwalze 8 in Drehung versetzt wird.

Die eine Reibscheibe 4 des Fadenspanners 3 ist an einer Welle befestigt und wird von einem Motor 10 in Drehung gesetzt, so daß keine anormale Fadenspannung entsteht, wobei die Reib­ scheibe 4 entlang der Axialrichtung der Welle festgelegt ist. Die andere Reibscheibe 5 ist entlang der Axialrichtung vor- und zurückverschiebbar, wobei die Verschiebung über die Er­ regung eines Solenoids 11 eingestellt wird, um den Druck der Reibscheibe 5 gegen die Reibscheibe 4 einzustellen.

Der Fadenspannungsmesser 7 erfaßt den Druck, der durch Be­ rührung mit dem changierten Faden 2 entsteht, als Maß der dem Faden 2 erteilten Spannung.

Es sind ein Sensor 12 zum Erfassen jeder Umdrehung der Walze 8 und ein Sensor 13 zum Erfassen jeder Umdrehung der Auflauf­ spule 9 vorgesehen. Die Sensoren 12 und 13 umfassen jeweils einen Magneten 14 und eine Spule 15. Da der Magnet 14 des Sensors 13 nicht direkt an der Auflaufspule 9 befestigt wer­ den kann, ist der Magnet 14 in einer Scheibe 16 größeren Durchmessers eingebettet, die bei der dargestellten Ausfüh­ rungsform auf eine zusammen mit der Auflaufspule 9 drehbaren Spindel aufgesetzt ist. Der andere Magnet 14 des Sensors 12 kann direkt in das eine Ende der Walze 8 eingebettet sein. Bei der dargestellten Ausführungsform ist jedoch dieser Magnet 14 des Sensors 12 zur Erhöhung der Erfassungsgenauigkeit auf ähnliche Weise wie der Magnet 14 des Sensors 13 in eine Schei­ be 17 größeren Durchmessers eingebettet, die auf eine zusammen mit der Walze 8 drehbaren Spindel aufgesetzt ist. Anstelle der beiden bei der beschriebenen Ausführungsform verwendeten, mit den Magneten 14 versehenen Sensoren 12 und 13 können auch Sensoren mit lichtreflektierenden Elementen oder andere Sen­ soren eingesetzt werden.

Nachstehend wird der Aufbau der Steuerung der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung beschrieben.

Ein vom Fadenspannungsmesser 7 abgegebenes Erfassungssignal wird einem Verstärker 20 zugeführt, der das Signal auf einen vorbestimmten Pegel verstärkt. Der Ausgang des Verstärkers 20 wird in einen Komparator 21 eingegeben, in dem die erfaßte Fadenspannung mit einer vorgegebenen Fadenspannung verglichen und die Abweichung zwischen beiden Fadenspannungen ermittelt wird. Ein von dem Komparator 21 abgegebenes, die Größe der Abweichung darstellendes Signal wird einem Umsetzer 22 zuge­ führt, der das Abweichungssignal in einen Strom umwandelt, der eine Spule 18 des Solenoids 11 durchfließt. Hierdurch wird die verschiebbare Reibscheibe 5 zum Steuern und Ein­ stellen der Fadenspannung auf den vorgegebenen Wert betätigt.

Die über die Umdrehungen der Walze 8 und der Auflaufspule 9 ermittelten Drehgeschwindigkeiten werden als Daten einem Prozeßrechner mit einer Rechenschaltung 23 zugeführt, in der aus dem Verhältnis der beiden Drehzahlen ein Durchmesserwert für die Auflaufspule 9 berechnet wird. Der Ausgang aus der Rechenschaltung 23 wird einem Speicher 24 zugeführt und ein ermittelter Wert der vorzugebenden Fadenspannung wird als Vorgabewert in den Komparator 21 eingegeben. In den Speicher 24 ist vorher ein zu erzielender Verlauf der vorzugebenden Fadenspannung mit dem Durchmesserwert der Auflaufspule einge­ geben worden, bei dem die vorzugebende Fadenspannung mit größer werdendem Durchmesserwert der Auflaufspule 9 allmäh­ lich abnimmt. Anhand des eingegebenen, ermittelten Durch­ messerwertes und dem zu erzielenden Verlauf von Fadenspan­ nung in Abhängigkeit von dem eingegebenen Durchmesserwert wird die dem Durchmesserwert entsprechende, vorzugebende Fa­ denspannung ermittelt. Der Verlauf von Fadenspannung mit dem Durchmesserwert der Auflaufspule kann ein kontinuierlicher, wie in der Fig. 1 dargestellt, aber auch ein stufenweiser sein.

Während bei der beschriebenen Ausführungsform die Steuerung aus einzelnen Steuerkreisen zusammengesetzt ist, kann diese auch mittels eines Mikrocomputers oder eines vorprogrammierten Speichers verwirklicht werden.

Erfindungsgemäß wird ein vorzugebender Wert der Fadenspannung anhand eines genauen maßgeblichen Durchmesserwertes einer Auflaufspule aus einem vorgegebenen Verlauf von Fadenspannung mit dem Durchmesserwert der Auflaufspule ermittelt, so daß dem Faden jeweils eine Fadenspannung oder Fadenzugkraft erteilt wird, die an den Durchmesser der Auflaufspule angepaßt worden ist. Auf diese Weise läßt sich das Vorkommen von Ver­ werfungen innerhalb der Auflaufspule und die Bildung von Fur­ chen, Wellen oder Runzeln verhindern.

Claims (4)

1. Verfahren zum Regeln der Fadenspannung an einer Spul­ stelle eines Spulautomaten, an der ein Faden von einer Spinn­ spule auf eine Auflaufspule umgespult wird, die von einer Walze über Reibkontakt in Drehung versetzt wird, wobei die Fadenspannung des auf die Auflaufspule aufzuspulenden Fadens mittels eines automatisch gesteuerten Fadenspanners auf einen vorgegebenen Wert eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mit größer werdendem Durchmesser der Auflaufspule der vorgegebene Wert der Fadenspannung entsprechend einem vor­ bestimmten Verlauf in Abhängigkeit von einem ein Maß des Durchmessers darstellenden Durchmesserwert der Auflaufspule allmählich verringert wird, der als das Produkt des jeweiligen Wertes des kontinuierlich bestimmten Verhältnisses von Drehzahl der Walze zu Drehzahl der Auflaufspule und des bekannten Durchmessers der Walze ermittelt worden ist.

2. Vorrichtung zum Regeln der Fadenspannung an einer Spulstelle eines Spulautomaten, an der ein Faden von einer Spinnspule auf eine Auflaufspule umspulbar ist, die von einer Walze über Reibkontakt in Drehung versetzbar ist, mit einem automatisch gesteuerten Fadenspanner zum Einstellen der Fadenspannung des auf die Auflaufspule aufzuspulenden Fadens auf einen vorgegebenen Wert, gekennzeichnet durch

• - eine Anordnung zum kontinuierlichen Erfassen der Dreh­ geschwindigkeit der die Auflaufspule (9) in Drehung setzenden Walze (8) und zum Abgeben von Signalen, die der Drehgeschwindigkeit entsprechen, mit einem Sensor (12) zum Erfassen der Umdrehungen der Walze (8),
• - eine Anordnung zum kontinuierlichen Erfassen der Dreh­ geschwindigkeit der Auflaufspule (9) und zum Abgeben von Signalen, die der Drehgeschwindigkeit entsprechen, mit einem Sensor (13) zum Erfassen der Umdrehungen der Auf­ laufspule (9), und
• - einen Prozeßrechner zum Ermitteln und Vorgeben der Faden­ spannung, mit einer Rechenschaltung (23), an die die Signale der Anordnungen zum Erfassen der beiden Drehge­ schwindigkeiten abgebbar sind, zum kontinuierlichen Berechnen eines ein Maß des Durchmessers der Auflaufspule (9) darstellenden Durchmesserwertes (Dp) als Produkt des Verhältnisses von Drehzahl (Nd) der Walze (8) zu Drehzahl (Np) der Auflaufspule (9) und des bekannten Durchmessers der Walze (8), und mit einem Speicher (24) aus dem die einzuhaltende Fadenspannung in Abhängigkeit von dem jeweilig ermittelten Durchmesserwert (Dp) der Auflauf­ spule (9) aufgrund von gespeicherten Daten eines vorge­ gebenen Verlaufs vorgebbar ist, bei dem die einzuhaltende Fadenspannung allmählich mit größer werdendem Durchmesser­ wert (Dp) abnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenspanner (3) eine erste, von einem Motor (10) in Drehung setzbare Reibscheibe (4) und eine zweite Reib­ scheibe (5) umfaßt, die von einem Solenoid (11) getragen wird und zum Einstellen ihres Andruckes gegen die erste Reibscheibe (4) entsprechend der Erregung des Solenoids (11) in Richtung der ersten Reibscheibe (4) vor und zurück bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (12) zum Erfassen der Umdrehungen der Walze (8) und der Sensor (13) zum Erfassen der Umdrehungen der Auflaufspule (9) jeweils einen Magneten (14) und eine Spule (15) umfaßt.