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Dokumentenidentifikation DE3714320C2 28.10.1993
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Fadenspannung in einem Spulautomaten
Anmelder Murata Kikai K.K., Kyoto, JP
Erfinder Ueda, Yutaka, Nara, JP;
Kawamura, Shuzo, Joyo, Kyoto, JP
Vertreter Liedl, G., Dipl.-Phys., Pat.-Anw., 81479 München
DE-Anmeldedatum 29.04.1987
DE-Aktenzeichen 3714320
Offenlegungstag 05.11.1987
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 28.10.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 28.10.1993
Free division/divided out on the grounds of lack of unity 37450646
IPC-Hauptklasse B65H 59/38
IPC-Nebenklasse B65H 54/28   B65H 54/22   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Fadenspannung in einem Spulautomaten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Aus der DE 32 13 631 C2 ist eine Steuereinrichtung für eine Spulstelle eines Spulautomaten bekannt, wobei der von einer Ablaufspule kommende Faden nacheinander eine Schneideinrichtung, einen Dickstellenfänger und eine Fadenverbindungseinrichtung durchläuft, wonach der über eine von einem Motor angetriebene Changierwalze auf eine Auflaufspule aufgewickelt wird. Die Steuereinrichtung dient dem Aus- bzw. Einschalten des Motors bei Fadenverbindungsvorgängen in Verbindung mit der Beseitigung von Dickstellen sowie dem Ausschalten des Motors bei voller Auflaufspule. Weiterhin ist eine Einrichtung zum Erfassen der Drehgeschwindigkeit der Changierwalze vorgesehen, welche die Detektorfunktion des Dickstellenfängers bei Unterschreiten einer entsprechenden Fadenlaufgeschwindigkeit stillegt.

Solange sich auf der Ablaufspule eine Fadenschicht mit ausreichender Dicke befindet, treten im allgemeinen beim Umspulvorgang keine Probleme auf. Gegen Ende des Abwickelvorganges verbleibt eine verhältnismäßig dünne Fadenschicht am unteren Endteil der Ablaufspulenhülse. Da der abgezogene Faden nunmehr diese Hülse mit einem verringerten Ablösewinkel umschlingt, wirkt aufgrund des relativ hohen Widerstandes, welcher durch die Reibung des Fadens mit der Hülse der Ablaufspule hervorgerufen wird, auf den Faden eine erhöhte Zugkraft. Es kann z. B. eine Fadenaufschiebung und dadurch ein Fadenbruch auftreten.

Aus dem DE-GM 78 15 652 ist eine Vorrichtung für die Regelung der Aufspulgeschwindigkeit beim Aufwickeln des Garns in einer Zwirnmaschine bekannt. Die Auflaufspulen sollen dabei mit einer Geschindigkeit rotieren, die der gewünschten Funktion und der erforderlichen Anzahl von Verzwirnungsdrehungen pro Längeneinheit des Garnes entspricht.

Aus der DE-OS 29 05 713 ist weiterhin eine Fadenspulvorrichtung bekannt, bei der mehrere Spulstellen gegebenenfalls in Gruppen oder insgesamt von einer einzigen Stelle aus gesteuert werden können. Es wird also die Drehzahl aller Spulspindeln der Spulvorrichtung vollständig unter denselben Bedingungen reguliert.

Beim o. g. Stand der Technik wird nirgends auf die beim Abziehen des Fadens von der Ablaufspule gegen Ende des Abspulvorganges sich einstellenden Probleme der Spannungsänderung eingegangen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Überschreiten eines bestimmten Wertes der gegen das Ende des Abwickelns einer Ablaufspule zunehmenden Fadenablösespannung zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 und 9. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den allgemeinen Aufbau einer Spulstelle in schematischer Darstellung;

Fig. 2 und 3 Fadenspulgeschwindigkeitsdiagramme;

Fig. 4 und 5 weitere Ausführungsbeispiele;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Änderung der Fadenablösespannung verdeutlicht; und

Fig. 7 eine Ablaufspule mit einem Fadenrest.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Spulstelle U eines Spulautomaten. Ein von einer Ablaufspule 1 abgezogener Faden Y wird über einen Ballonbrecher 2 sowie einen Fadenspannungsregler 3 geführt, dann mit Hilfe eines Fadenfehlererfassungskopfes, wie z. B. eines Fadenreinigers 4, überprüft und anschließend auf eine Auflaufspule 6 aufgewickelt, die von einer Changierwalze 5 gedreht wird. Die Changierwalze 5 wird hierbei von einem Antriebsmotor 11 angetrieben.

Während des Spulens des Fadens Y wird die sich ändernde Dicke des durch den Fadenreiniger 4 laufenden Fadens normalerweise als elektrisches Signal 7 einem Reinigungssteuergerät 8 zugeführt und in diesem mit einem Bezugswert verglichen.

Falls die Fadendicke außerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, liefert das Reinigungssteuergerät 8 ein Befehlssignal 10 an eine Messerantriebseinrichtung 9 und einen Haltebefehl 28 zum Antriebsmotor 11 der Changierwalze 5.

Daraufhin wird vom Steuergerät 8 ein Befehlssignal 13 zum Einleiten eines Fadenverbindevorganges einer Fadenverbindungseinrichtung 12 abgegeben.

Eine Impulserzeugungseinrichtung 14 umfaßt einen an einer Endfläche der Changierwalze 5 angeordneten Magneten sowie einen benachbarten Sensor und liefert ein Impulssignal 17 für die Berechnung der Länge des auf die Auflaufspule 6 gewickelten Fadens aus der Drehfrequenz der Changierwalze 5. Das Impulssignal 17 wird auch zur Berechnung der Fadenspulgeschwindigkeit während des Spulvorganges herangezogen.

Die Drehgeschwindigkeit des Motors 11 wird mit Hilfe eines für jede Spulstelle U vorgesehenen Inverters 18 von einer zentralen Steuereinheit 21 über Leitungen 22, 23 gesteuert.

Die Fadenspulgeschwindigkeit wird im einzelnen entsprechend der Änderung der Fadenablösespannung H, h gesteuert, wie dies in Fig. 6 verdeutlicht ist. Wird ein Faden von einer in Fig. 7 gezeigten Ablaufspule 1 abgezogen und dann auf eine Auflaufspule 6 aufgewickelt, so bleibt die Fadenablösespannung auf einem im wesentlichen konstanten Wert H für ein bestimmtes Zeitintervall T1 ab Beginn des Abspulens des Fadens von der vollbewickelten Ablaufspule 1. Mit der Zeit wird die Stärke der Fadenschicht allmählich geringer. Wenn eine in Fig. 7 dargestellte Restfadenschichtstärke bzw. Restfadenmenge Y1 erreicht ist, nimmt die Fadenablösespannung H rasch und progressiv innerhalb eines Zeitintervalls t3 zu, wie dies durch den Kurvenverlauf H1 in Fig. 6 gezeigt ist. Es ist zu bemerken, daß bei einer geringeren Fadenspulgeschwindigkeit die Fadenablösespannung h im Zeitintervall t3 auch niedrigere Werte aufweist, wie dies durch den Kurvenverlauf h1 dargestellt ist.

Bei Erreichen der Restfadenmenge Y1 wird die Fadenspulgeschwindigkeit abgesenkt, um einen möglichen Fadenbruch infolge der Zunahme der Fadenablösespannung zu verhindern. Stellt eine Steuereinrichtung 19 (Fig. 1) fest, daß ein spezielles vorbestimmtes Zeitintervall T1, das aus der Gesamtmenge des Fadens auf der Spule und der Fadenspulgeschwindigkeit berechnet wird, nach der Zufuhr der Spule zur Spulstelle verstrichen ist, so gibt diese einen Verzögerungsbefehl an den Inverter 18 ab, um die Fadenspulgeschwindigkeit an der Spulstelle zu senken.

Im einzelnen wird hierbei davon ausgegangen, daß die Zeit, die zum Abwickeln eines Fadens von einer vollbewickelten, in Fig. 7 anhand der strichlierten Linie Y2 dargestellten Ablaufspule ohne Fadenbruch erforderlich ist, durch den Zeitabschnitt T wiedergegeben wird, wobei in Fig. 2 die Anstiegszeit nach Starten eines solchen Spulvorganges durch die Zeit t1, die Spulzeit mit einer normalen festgelegten Geschwindigkeit durch die Zeit t2 und die Zeit, innerhalb der die Fadenspannung variiert, durch die Zeit t3 dargestellt sind. Somit berechnet die Steuereinrichtung 19 ein Zeitintervall T1 ab dem Zeitpunkt, zu dem die Spule anstelle einer anderen in der Spulstelle U in Stellung gebracht wurde, und gibt nach Ablauf des Zeitintervalls T1 ein Verzögerungs-Steuersignal 20 ab.

Es ist zu bemerken, daß als Berechnungsmethode für das oben erwähnte Zeitintervall T1 wahlweise ein Verfahren, bei dem ein in der Steuereinrichtung 19 enthaltendes Arbeitsprogramm benutzt wird, oder ein anderes Verfahren, bei dem die Anzahl der von der Drehung der Changierwalze 5 abhängigen Impulse 17 in eine Zeit umgewandelt wird, oder irgend ein anderes geeignetes Verfahren Anwendung finden kann.

Fig. 3 erläutert das Festlegen eines Zeitpunktes K, zu dem ein Verzögerungsbefehl dem Inverter 18 zugeführt werden soll, falls ein Fadenbruch während des Spulvorganges auftritt. Wenn nach Ablauf einer Zeit T2, die sich aus der Anlaufzeit t1 und der Laufzeit t21 zusammensetzt, nach Beginn des Spulens ein Fadenbruch auftritt und anschließend ein Zeitintervall tS zum Spleißen des Fadens benötigt wird, so ist die Zeit, die dem in Fig. 2 gezeigten Zeitintervall T1 entspricht, d. h. die Zeit, während welcher der Faden tatsächlich vor Ausgabe des Verzögerungsbefehls aufgespult wird, gleich T2+T3. Somit wird entsprechend der Fig. 3 ein Verzögerungssignal an den Inverter 18 nach Ablauf des Zeitintervalls T3=T1-T2 nach Wiederbeginn des Spulvorganges abgegeben und die Fadenspulgeschwindigkeit wird vor Zunahme der Fadenablösespannung an der Ablaufspule 1 gesenkt, wobei T3 wiederum die Summe der Anlaufzeit t1 und der Laufzeit t22 ist.

In Fig. 4 ist eine weitere Einrichtung zur Ermittlung des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Zeitpunktes K dargestellt, von wo an die Fadenablösespannung steigt und die Fadenspulgeschwindigkeit durch einen Verzögerungsbefehl gesenkt werden soll. Gibt bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung der Fadenreiniger 4 ein Alarmsignal 24 in Erwiderung auf eine Aufschiebung ab, die bei einer Ablaufspule 1 auftreten kann, auf der die Stärke der Fadenschicht bereits klein ist, gibt die Steuereinrichtung 19 dem Inverter 18 einen Verzögerungsbefehl, um die Fadenlaufgeschwindigkeit in ähnlicher Weise wie im Verzögerungsbereich t3 der Fig. 2 zu steuern. Andererseits kann auch ein Torsensor für den Fadenspannungsregler 3 verwendet werden, so daß, falls ein Fadenklumpen beim Auftreten einer Aufschiebung den Torsensor aufstößt, eine Erfassungseinrichtung ein derartiges Verhalten des Sensors erfassen und ein Aufschiebesignal 25 der Steuereinrichtung 19 zuführen kann, die dann einen Verzögerungsbefehl an den Inverter 18 abgibt.

Fig. 5 verdeutlicht eine weitere Einrichtung zum Erfassen eines derartigen Zeitpunkts K, ab dem die Fadenablösespannung zu steigen beginnt. Dabei kann die Verringerung der Stärke der Fadenschicht direkt erfaßt werden. Ein Fotosensor 26 ist auf den Bereich, in dem eine Aufschiebung als Folge einer Verringerung der Fadenschichtstärke auftreten kann, gerichtet, um einen Zeitpunkt K, ab dem die Fadenablösespannung schnell anzusteigen beginnt, zu erfassen, und zwar aufgrund des Unterschieds zwischen dem von der Restfadenmenge Y1 und von der Oberfläche der Hülse B reflektierten Lichts. Ermittelt der Fotosensorr 26 eine Verringerung der Stärke der Fadenschicht, so wird daraufhin ein Signal 27 zur Steuereinrichtung 19 gesandt, so daß diese ein Verzögerungs-Befehlssignal 20 an den Inverter 18 abgibt.

Der Betrag der Verringerung der Fadenspulgeschcwindigkeit kann in Abhängigkeit vom Typ des Fadens variieren. Obwohl die durchschnittliche Fadenspulgeschwindigkeit während des Zeitintervalls t3 in den Fig. 2 und 3 niedriger als die Fadenspulgeschwindigkeit während der normalen Laufzeit t2 ist, entspricht das Zeitintervall t3 höchstens 10% der gesamten Zeit T.

Mit der Verringerung der Fadenspulgeschwindigkeit kann auch der Bezugswert geändert werden, durch den die Länge einer Fadenverdickung entsprechend dem Signal vom Fadenreiniger 4 ermittelt wird.

Es ist zu bemerken, daß eine derartige Fadengeschwindigkeitssteuerung für eine bestimmte Ablaufspule durchgeführt wird, und daß jedesmal, wenn eine neue Ablaufspule der Spulposition zugeführt wird, die Fadenspulgeschwindigkeit natürlich auf den anfänglichen, voreingestellten Wert V zurückgesetzt wird.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, kann die Drehgeschwindigkeit eines Changierwalzen-Antriebsmotors für jede Spulstelle eines Spulautomaten entsprechend den Gegebenheiten der jeweiligen Spulstelle geändert werden, wodurch ein unproduktiver Betrieb der Spulstelle verhindert werden kann, was die Arbeitsproduktivität des Spulautomaten verbessert und eine Produktion von hochqualitativen Auflaufspulen auf dem Spulautomaten sicherstellt. Die Erfindung eignet sich insbesondere für Spulautomaten, die mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Steuern der Fadenspannung in einem Spulautomaten mit wenigstens einer Spulstelle, in der ein von einer Ablaufspule abgezogener Faden auf eine von einer Changierwalze gedrehten Auflaufspule umgespult wird, wobei die Changierwalze von einem mittels einer Steuereinrichtung gesteuerten Motor angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auftreten einer Erhöhung der Fadenablösespannung während des Umspulvorganges einer Ablaufspule eine Absenkung der Fadenspulgeschwindigkeit zur Kompensation der dann ansteigenden Fadenspannung bis zur Beendigung des Umspulvorganges der in der Spulstelle gerade befindlichen Ablaufspule vorgenommen wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Absenkens der Fadenspulgeschwindigkeit vom Verstrreichen eines Zeitintervalls (T1) bestimmt wird, welches mit Aufnahme des Umspulvorganges nach Eintreffen einer neuen Ablaufspule in der Spulstelle zu laufen beginnt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall (T1) aus der Fadenmenge einer Ablaufspule und der Fadenspulgeschwindigkeit bestimmt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall (T1) durch Erreichen einer vorbestimmten Anzahl an Umdrehungen der Changierwalze bestimmt wird.
  5. 5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitintervall (T1), in welchem die Zunahme der Fadenablösespannung erfolgt, bei Auftreten eines Fadenbruches in ein neues Zeitintervall (T3) überführt wird, und erst nach dessen Verstreichen die Fadenspulgeschwindigkeit abgesenkt wird, und daß das neue Zeitintervall (T3) durch Abziehen des bis zu dem Fadenbruch verstrichenen Zeitintervalls (T2) vom Zeitintervall (T1) bestimmt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Absenkens der Fadenspulgeschwindigkeit durch Erreichen einer vorbestimmten Restfadenschichtstärke der Ablaufspule bestimmt wird.
  7. 7. Verfahren nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Absenkens der Fadenspulgeschwindigkeit durch das Überschreiten einer vorbestimmten Fadenablösespannung bestimmt wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt des Absenkens der Fadenspulgeschwindigkeit durch eine sensorisch erfaßbare Aufschiebung des Fadens bestimmt wird.
  9. 9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) beim Umspulen einer der Spulstelle (U) zugeführten Ablaufspule (1) inn Abhängigkeit einer Erhöhung der Fadenlösespannung ein Verzögerungssteuersignal (20) zum Absenken der Fadenspulgeschwindigkeit an den Antriebsmotor (11) abgibt.
  10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Ablaufspule (1) ein Sensor (26) vorgesehen ist, der bei Erreichen einer vorbestimmten Restfadenmenge auf der Ablaufspule (1) ein Sensorsignal (27) an die Steuereinrichtung (19) abgibt, die bei Erfassen dieses Sensorsignales (27) das Verzögerungssteuersignal (20) dem Antriebsmotor (11) zuführt.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Fadenlaufweg ein Sensor (3 oder 4) vorgesehen ist, der nach Erfassen einer Aufschiebung ein Signal an die Steuereinrichtung (19) zur Abgabe des Verzögerungssteuersignales (20) an den Antriebsmotor (11) abgibt.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3 oder 4) durch eine Fadenreinigungseinrichtung gebildet ist.
  13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3 oder 4) durch eine Fadenspannungsregeleinrichtung mit einem Torsensor gebildet ist.
  14. 14. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Steuereinheit (21) für alle Spulstellen (U) oder eine Gruppe von Spulstellen (U) vorgesehen ist, die an die einzelnen Spulstellen (U) eine Grundfadenlaufgeschwindigkeit ausgibt.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (11) über einen Inverter (18) mit der zentralen Steuereinheit (21) und mit der Steuereinrichtung (19) verbunden ist.






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