Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Wechsels der Abwickelspule bei automatischen Kreuzspulmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Wechsels der Abwickelspule bei einer automatischen Kreuzspulmaschine, die mit einem elektronischen Fadenreiniger ausgerüstet ist.
Ein Wechsel der Abwickelspule kommt grundsätzlich in Betracht, wenn infolge eines Fadenbruchs oder des Leerlaufens der Abwickelspule der Spulvorgang unterbrochen ist. Die allgemeine Arbeitsweise eines Kreuzspulautomaten ist dabei folgende:
Zunächst wird eine Unterbrechung des Fadenlaufs mit Hilfe einer geeigneten Überwachungsvorrichtung, einem sogenannten Fadenwächter, festgestellt. Dadurch wird eine weitere Vorrichtung in Betrieb gesetzt, um die Unterbrechung zu beheben, d.h. das auf die zu bildende Kreuzspule aufgewickelte Fadenende mit dem Ende des weiterzuspulenden Fadens zu verbinden. Dazu ist es notwendig, dass die beiden zu verbindenden Fadenenden an definierten Stellen greifbar sind.
Was das kreuzspulseitige Fadenende betrifft, so kann dieses mit Hilfe einer Saugdüse von der langsam rückwärts drehenden Kreuzspule abgenommen und der Verbindungsvorrichtung zugeführt werden.
Das Ende des von der Abwickelspule ausgehenden Fadens ist jedoch an der Spule selbst nur schwer erfassbar. Bei den meisten Konstruktionen wird dieses Fadenende daher in einer definierten Lage gehalten, aus der es mit Hilfe einer Greiferanordnung in den Bereich der Verbindungsvorrichtung gebracht werden kann.
Eine erste definierte Lage nimmt das Fadenende als Anfangsstück einer neuen Spule ein. Man kann daher das Problem der Erfassung des Fadenendes der Abwickelspule dadurch lösen, dass bei jeder Unterbrechung des Fadenlaufes die Abwickelspule gewechselt wird. Diese Lösung erfordert jedoch ein Sortieren der ausgeworfenen Abwickelspulen nach ihrem Füllzustand und das Wiederzuführen der weiterzuspulenden Spulen. Sie soll hier ausser Betracht bleiben.
Ein anderes Verfahren besteht darin, bei einem Fadenbruch das Fadenende einer bereits teilweise abgewickelten Spule mit einer geeigneten Haltevorrichtung so festzuhalten, dass es sich ebenfalls in einer definierten Lage befindet. Eine neue Abwickelspule soll dabei nur dann vorgelegt werden, wenn das Fadenende in dieser letztgenannten Lage nicht vorhanden ist. Dies tritt bei-- spielsweise ein, wenn eine Abwickelspule leergelaufen ist oder wenn ein Fadenbruch zwischen der Haltevorrichtung und der Abwickelspule auftritt.
Für die Steuerung des Wechsels der Abwickelspule ist es daher im Rahmen dieses Verfahrens notwendig, bei einer Unterbrechung des Spulvorgangs festzustellen, ob das Ende des von der Abwickelspule abgezogenen Fadens in der durch die Haltevorrichtung definierten Lage greifbar ist. Der Versuch, eine Verbindung ohne diese Feststellung herzustellen und die Kreuzspule anlaufen zu lassen, kommt wegen der Gefahr einer Beschädigung der Kreuzspule und der Schwierigkeit, das kreuzspulseitige Fadenende bei einem erneuten Versuch zu finden, praktisch nicht in Betracht.
Üblicherweise wird nun ein mechanisches Tastorgan verwendet, das zwischen der Haltevorrichtung und der Abwickelspule angeordnet ist. Ein solches Tastorgan muss das Vorhandensein eines ruhenden Fadens feststellen können und daher sehr empfindlich sein und genau justiert werden. Eine bekannte Ausführungsform besteht aus zwei gabelartig ineinander eingreifenden Teilen, die den Faden abtasten und deren Endstellung von der Anwesenheit des Fadens abhängt. In der Praxis erweist sich ein solches Tastorgan als sehr störungsanfällig, besonders infolge Verschmutzung, Dejustierung und Abnutzung.
Eine andere Lösung wurde in Form eines berührungslos arbeitenden Tastorgans, das z. B. als Lichtschranke ausgebildet sein kann, vorgeschlagen. Die Feststellung eines ruhenden Fadens ist jedoch auch bei dieser Ausführungsform heikel und macht einen bedeutenden apparativen Aufwand notwendig.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden, d.h. mit möglichst geringem Aufwand bei einer Unterbrechung des Fadenlaufs eine Aussage über das Vorhandensein des Fadenendes der Abwickelspule in der durch die Klemmvorrichtung definierten Lage zu gewinnen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenwechsel vom Auftreten eines durch den elektronischen Fadenreiniger gelieferten Signals abhängig gemacht wird.
Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung zu seiner Durchführung sind im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 Ein Schema der Lage der für die Erfindung wesentlichen Organe im Bereich des Fadenlaufes.
Fig. 2 Einen Zeitplan der Vorgänge, die für die Steuerung des Spulenwechsels massgebend sind.
Fig. 3 Ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Steuerung.
In Fig. 1 ist zunächst rein schematisch der Weg des zu spulenden Fadens F, der von einer Abwickelspule AS abgezogen und auf eine Kreuzspule KS aufgewickelt wird, dargestellt. Der Faden durchläuft dabei u.a. einen elektronischen Fadenreiniger, der insbesondere die mit T angedeutete Trennvorrichtung und eine berührungslos arbeitende Abfühlvorrichtung A enthält.
Bei einer Durchtrennung des Fadens durch die Trennvorrichtung T oder bei einem Fadenbruch zwischen T und der Kreuzspule soll das Fadenende der Abwickelspule in der Haltevorrichtung H festgehalten werden, damit es durch eine Greifervorrichtung erfasst werden kann.
Weiters wurde im Bereich des Fadenlaufes schematisch ein Fadenwächter FW angedeutet, der eine Unterbrechung des Fadens feststellt und ein entsprechendes Signal erzeugt. Ein solcher Fadenwächter kann beispielsweise als Bügel ausgebildet sein, der durch den intakten Faden in einer bestimmten Lage gehalten wird und bei einer Unterbrechung des Fadens in eine andere Lage kippt. In einer anderen, besonders vorteilhaften Ausführungsform kann der Fadenwächter berührungslos arbeiten und zwar indem z.B. über die Abfühlvorrichtung A ein geeignetes Signal abgeleitet wird. Dieser Fall wird im folgenden als Beispiel herangezogen. Schliesslich zeigt Fig. 1 noch eine gegebenenfalls angebrachte Saugdüse S, welche die Aufgabe hat, bei einem Bruch des Fadens an der Kreuzspule oder zwischen Kreuzspule und Saugdüse, das kopsseitige Fadenende anzusaugen und damit festzuhalten.
Auf diese Funktion wird später noch weiter eingegangen.
In Fig. 2 sind mittels eines Zeit-Schemas die Vorgänge dargestellt, die bei einer Unterbrechung des Fadenlaufes stattfinden, und zwar insbesondere im Fall der in Fig. 1 gezeigten Anordnung.
Man kann zunächst grundsätzlich zwei verschiedene Arten von Unterbrechungen des Fadenlaufes im normalen Betrieb betrachten, nämlich künstlich, durch Betätigung der Trennvorrichtung herbeigeführte Fadenbrüche und Fadenbrüche, bzw. Unterbrechungen aus anderen Ursachen. Der erste Fall ist in Spalte I des Diagramms Fig. 2 dargestellt und tritt dann auf, wenn eine Fehlstelle im Faden festgestellt wurde. Dies führt zu einer Auslösung der Trennvorrichtung über eine Steuervorrichtung, die einen Impuls ST erzeugt, wie er beispielsweise in Zeile (2) des Diagramms gezeigt ist. Unmittelbar nachdem die Trennung des Fadens erfolgt ist, spricht der Fadenwächter an, wie in Zeile (1) des Diagramms angedeutet, indem beispielsweise ein durch den intakten Faden stetig erzeugtes Signal, (bzw. erzeugter Zustand) FW verschwindet.
Dadurch wird beispielsweise ein Signal hervorgerufen, das zur Einleitung des Wechsels der Abwickelspule führen kann. Im vorliegenden Fall soll diese Wirkung jedoch nicht eintreten, da der Faden bei einer künstlichen Trennung in der Haltevorrichtung festgehalten wird. Daher wird durch den Trennimpuls ST ein Zustand erzeugt, der den Durchgang des Signals zur Einleitung des Spulenwechsels, das beispielsweise sofort beim Ansprechen des Fadenwächters auftritt, verhindert.
In Fig. 2 ist im Hinblick auf eine weitere besondere Ausführung der Erfindung ein anderes Beispiel gezeigt, bei dem das Verschwinden des Fadenwächter-Signals FW mit einer bestimmten Verzögerung V die Steuervorrichtung auslöst. Die Hinterflanke des ersten, durch die Fehlstelle im Faden ausgelösten Impulses ST erzeugt jedoch einen Sperrzustand M, der verhindert, dass der mit der Verzögerung V nach dem Verschwinden von FW erzeugte zweite Steuerimpuls zur Einleitung des Spulenwechsels führt.
Der zweite Fall, der Fall einer Unterbrechung des Fadenlaufes ohne künstliche Trennung, tritt insbesondere dann ein, wenn eine Abwickelspule leer wird oder wenn der Faden ungewollt reisst. In diesem Fall ist dem Auftreten des durch den Fadenwächter ausgelösten Steuersignals ST keine Betätigung der Trennvorrichtung vorausgegangen und es besteht daher, wie aus Spalte II des Diagramms Fig. 2 ersichtlich ist, kein Sperrzustand für dieses Signal, so dass dieses den Wechsel der Abwickelspule bewirkt.
Ein solcher ist in diesem Fall auch meistens tatsächlich nötig, da bei einem Auslaufen der Abwickelspule oder bei einem Fadenbruch zwischen der Haltevorrichtung und der Abwickelspule kein Faden mehr in der durch die Haltevorrichtung definierten Lage vorhanden ist.
Aus der Tatsache, dass beim Abspulen einer Abwikkelspule im Durchschnitt 1, 5 künstlich erzeugte Fadenbrüche und 1 Unterbrechung bei ihrem Auslauf entstehen, ist zu ersehen, dass mit der beschriebenen einfachen Methode bereits eine zweckmässige Steuerung erreicht wird.
Unter den ungewollten Fadenbrüchen gibt es allerdings auch solche, die zwischen der Haltevorrichtung und der Kreuzspule auftreten. Diese lassen sich bei einer geeigneten Betätigung der Haltevorrichtung auch ohne Wechsel der Abwickelspule beseitigen. Insbesondere bei einem häufigen Auftreten von ungewollten Fadenbrüchen ist es daher wünschenswert, in einem solchen Fall keinen Wechsel der Abwickelspule vorzunehmen.
Dies kann erfindungsgemäss dadurch berücksichtigt werden, dass zur Steuerung des Spulenwechsels das Signal herangezogen wird, das im Abfühlorgan des Fadenreinigers beim Durchgang eines Fadenendes erzeugt wird. Dieses eindeutige, durch seine Polarität und Amplitude unterscheidbare Signal lässt sich zum Beispiel in der anhand des vollständigen Diagramms Fig. 2 und der Schaltungsanordnung gemäss Fig. 3 erläuterten Form als Kriterium für die Notwendigkeit des Spulenwechsels benützen.
Die Spalte II in Fig. 2 bezieht sich speziell auf den Fall eines Fadenbruches zwischen Haltevorrichtung und Abwickelspule und auf den Fall des Spulenauslaufs. Zum Zeitpunkt der Unterbrechung des Signals FW, das den intakten Faden kennzeichnet (Zeile (1)), wird dabei die Abfühlvorrichtung von dem Ende des auf die noch laufende Kreuzspule aufgewickelten Fadens durchlaufen.
Dies führt zu einem Impuls oder Zustand E (Zeile (3) des Diagramms), der in dem vorliegenden Beispiel so bemessen sein soll, dass er kürzer als die kürzeste Verzöge rungsdauer V bis zur Erzeugung des Steuerimpulses ST durch den Fadenwächter ist. Dieser Steuerimpuls bzw. dessen Hinterflanke, tritt dann erst auf, wenn der Zustand E bereits abgeklungen ist und führt zu einer Auslösung der Betätigungsvorrichtung für den Wechsel der Abwickelspule (Impuls B (Zeile 4)).
In Spalte III sind dagegen die Verhältnisse in bezug auf das Auftreten des Fadenendes für den Fall gezeigt, dass der Faden zwischen der Abfühlvorrichtung und der Kreuzspule reisst. Hier spricht der Fadenwächter an, das von der Abwickelspule ausgehende Fadenende bleibt jedoch insbesondere durch die Wirkung einer Saugdüse S (Fig. 1) in der Abfühlvorrichtung liegen. Nach der Verzögerungszeit V erscheint der vom Fadenwächter ausgelöste Impuls ST, der die Trennvorrichtung betätigt und eine Trennung des Fadens an dieser Stelle bewirkt.
Unmittelbar danach wird das in der Abfühlvorrichtung gelegene Fadenstück durch die Saugwirkung der Düse S aus der Abfühlvorrichtung entfernt, d.h. es erscheint der in Spalte III, Zeile (3) gezeigte Impuls E. Bei geeigneter Dimensionierung der Impulsdauer von E und ST tritt die Hinterflanke des Steuerimpulses ST in diesem Fall während der Anwesenheit von E auf, was dazu benützt wird, die Einleitung des Wechsels der Abwickelspule zu verhindern.
In gleicher Weise folgt auch bei einem künstlich erzeugten Fadenbruch der Fadenimpuls E auf eine Betätigung der Trennvorrichtung, hier durch den ersten Impuls ST, Zeile (2), Spalte I der Fig. 2, so dass die Hinterflanke dieses Impulses ST keinen Spulenwechsel hervorruft.
Der zweite durch den Fadenwächter ausgelöste Impuls ST kommt, wie schon erwähnt, infolge der Sperrwirkung der ersten Betätigung der Trennvorrichtung nicht zur Wirkung.
Es wird also lediglich im Fall II, d.h. beim Leerlauf der Abwickelspule oder bei einem Fadenbruch zwischen Haltevorrichtung und Abwickelspule, ein Betätigungssignal B zur Einleitung des Spulenwechsels erzeugt.
Fig. 3 zeigt das Blockschema eines Ausführungsbei- spieles der erfindungsgemässen Steuervorrichtung für den Wechsel der Abwickelspule. Es ist dies insbesondere ein Beispiel für eine rein berührungslose Überwachung des Fadens, und zwar werden drei verschiedene Funktionen, die Fadenlaufüberwachung, die Fadenreinigung und die Steuerung des Abwickelspulenwechsels von einem einzigen Abfühlorgan A aus durchgeführt. Dieses liefert ein zeitlich veränderliches elektrisches Signal, das den Schwankungen der Fadendicke entlang des Fadens folgt.
Einerseits wird dieses Signal nun einem Fadenwächterkanal FW zugeführt, der das Vorhandensein eines sich bewegenden, also intakten Fadens auf Grund der durch die Oberflächenrauhigkeit des Fadens verursachten Signalschwankungen feststellt. Verschwinden diese Schwankungen, dann wird über die Verzögerungsvorrichtung V die Steuervorrichtung ST zur Betätigung der Trennvorrichtung T ausgelöst. Die Verzögerungsvorrichtung V kann rein elektrisch arbeiten, sie kann jedoch beispielsweise auch über mechanische Zwischenglieder führen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden beim Ansprechen des berührungslos arbeitenden Fadenwächters mit Hilfe eines Elektromagneten die gleichen mechanischen Steuerorgane betätigt, die bei Verwendung eines mechanischen Fadenwächters die Fadenbruchabstellung bewirken.
Dabei wird über eines dieser mechanischen Organe ein Schalter zur Auslösung der Steuervorrichtung ST betätigt. Diese Anordnung ergibt einerseits eine ausreichende Verzögerung. die durch die Ansprechzeiten, die Trägheit der mechanischen Organe, die Schaltwege etc. bestimmt wird. Andererseits weist sie auch den wesentlichen Vorteil auf, dass insbesondere keine Betätigung der Trennvorrichtung erfolgt, wenn die Spulstelle von Hand aus abgeschaltet wird, wenn die Kreuzspule einen vorgegebenen Durchmesser erreicht oder wenn ein anderes überwachungsorgan als der Fadenwächter die Abstellung der Spulstelle herbeiführt.
Die Steuerung der Trennvorrichtung erfolgt weiters über den Auswertekreis des Fadenreinigers FR, der ebenfalls an die Abfühlvorrichtung A angeschlossen ist und beim Auftreten eines Fadenfehlers ein Steuersignal abgibt. Der Ausgang der Steuervorrichtung ST führt einerseits zur Trennvorrichtung T, andererseits über Zwischenglieder zu einer Betätigungsvorrichtung B, die den Wechsel der Abwickelspule einleitet. Ein erstes Zwischenglied hat beispielsweise die Form eines monostabilen Multivibrators M. Dieser wird durch die Hinterflanke des Steuerimpulses ST ausgelöst und bewirkt. dass während der Zeitdauer M ein eventueller weiterer Steuerimpuls nicht zur Wirkung kommt. Wie aus Fig. 2 Zeile (2) ersichtlich, ist die Zeitkonstante M so zu wählen, dass der Zustand M länger dauert als die maximale Verzögerungszeit V plus der Impulsdauer ST.
Die Auslösung des Multivibrators M erzeugt gleichfalls einen Impuls an dem folgenden Zwischenglied, dem Tor G. Dieser zeitlich mit der Hinterflanke von ST zusammenfallende Impuls wird dann durch G an B weitergeleitet, wenn nicht gleichzeitig am zweiten Eingang des Tores G ein Impuls E auftritt.
Dieser Impuls E wird, wie schon erwähnt, beim Durchgang eines Fadenendes durch die Abfühlvorrichtung A erzeugt, beispielsweise in einem Kanal der Auswertevorrichtung des Fadenreinigers FR.
Durch die beiden Zwischenglieder M und G wird somit die im Diagramm Fig. 2 veranschaulichte Wirkung erreicht, d.h. die Betätigungsvorrichtung B wird nur dann ausgelöst, wenn die Hinterflanke des ersten bei einem Fadenbruch auftretenden Steuerimpulses ST ausserhalb des durch den Fadenimpuls bestimmten Zeitintervalls E erscheint. Die Betätigungsvorrichtung B ist beispielsweise ein Elektromagnet, der auf die machanischen Organe einwirkt, welche den Wechsel der Abwickelspule herbeiführen. Mit dieser Art der Steuerung wird die Funktion eines zwischen Haltevorrichtung und Abwickelspule gelegenen Abtastorgans für den Faden in vollem Umfang durch die Verarbeitung von Signalen übernommen, die aus der Bewegung des Fadens berührungslos abgeleitet werden.
Dies ergibt eine wesentliche Vereinfachung, umso mehr als zur Ableitung dieser Signale die Abfühlvorrichtung eines elektronischen Fadenreinigers verwendet wird.
Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht in der Erhöhung der Funktionssicherheit durch den Wegfall von äusserst störungsempfindlichen Tastorganen für den ruhenden Faden.