CH659261A5

CH659261A5 - Zwirnmaschine, insbesondere zum zwirnen von glasfaeden.

Info

Publication number: CH659261A5
Application number: CH1736/83A
Authority: CH
Inventors: Gerd Hausner; Rolf Semmelrodt
Original assignee: Zinser Textilmaschinen Gmbh
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1983-03-29
Publication date: 1987-01-15
Also published as: FR2524502B1; JPS58220825A; IT1163202B; IT8320392A0; US4519202A; GB2117804B; IT8320392A1; FR2524502A1; GB2117804A

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer Zwirnmaschine insbesondere zum Zwirnen von Glasfäden, die mindestens eine

Arbeitsstelle mit an ihrer Achse angetriebener Vorlagespule und angetriebener Spindel mit Ring und Läufer zum Zwirnen und Aufwinden des Fadens aufweist.

Beim Bearbeiten von Glasfäden (Fäden mit Kapillaren aus Glas) soll der laufende Faden möglichst nicht berührt, vor allem jedoch so wenig wie möglich umgelenkt werden. Es sind daher Glasfaden-Zwirnmaschinen, auf denen den Glasfäden Drehung erteilt wird, bekannt, die an ihrer Achse angetriebene Vorlagespulen aufweisen, von der die Fäden über Fadenführerösen und auf Ringen geführte Läufer zu angetriebenen Spindeln laufen. Die Fadenlaufgeschwindigkeit an jeder Arbeitsstelle wird hierbei durch die Umfangsgeschwindigkeit des jeweiligen Ablaufpunktes des Fadens von der Vorlagespule bestimmt. Da der Achsabstand dieses Ablaufpunktes des Fadens sich mit kleiner werdendem Durchmesser der Fadenwicklung auf der Vorlagespule vermindert, vermindert sich auch die Fadenlaufgeschwindigkeit. Um die Unterschiede in der Fadenlaufgeschwindigkeit klein zu halten, werden die Durchmesser der Vorlagespulen gross und die Bewicklungsdicken auf den Vorlagespulen gering gewählt.

Diese grossen Vorlagespulen weisen jedoch eine erhebliche, beim Anlauf der Maschine zu beschleunigende, beim Betrieb ständig anzutreibende und beim Abstellen zu bremsende Masse auf. Ihr grosser Durchmesser führt zu Platzmangel im Gatter der Vorlagespulen und erfordert bisweilen die Anwendung einer grösseren Spindelteilung als die Ausführung der Spindel sie erfordern würde. Die geringen Bewicklungsdicken erfordern häufigeren Wechsel der Vorlagespulen mit Stillstand der Maschine und hoher Arbeitsbelastung.

Auch geringe Bewicklungsdicken bewirken aber schon eine Veränderung der Fadenliefergeschwindigkeit zwischen voller und leerer Vorlagespule.

Der Erfindung war die Aufgabe gestellt, an Glasfaden-Zwirnmaschinen Vorlagespulen mit grösserem Wicklungsgewicht zuzulassen und gleichbleibende Fadenlaufgeschwindigkeit zu gewährleisten.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass sie ein Messglied zum Fühlen der Fadengeschwindigkeit, einen drehzahlveränderbaren Antrieb der Vorlagespule und einen Regler, dessen Eingang mit dem Ausgang des Messgliedes und dessen Ausgang mit dem Antrieb der Vorlagespule verbunden ist, vorsieht. Hierbei kann der Regler in Abhängigkeit von der gefühlten Fadengeschwindigkeit die Drehzahl des Antriebs der Vorlagespule so verändern, dass unabhängig vom Abwindedurchmesser der Vorlagespule eine bestimmte Fadengeschwindigkeit eingehalten wird.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dieses Messglied auch mit einem Längenzähler zu verbinden und so das gewonnene Signal zugleich auch als Mass für die Länge des durchgelaufenen Fadens auszuwerten.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird sodann noch vorgeschlagen, dieses Messglied mit einer Absteilvorrichtung zu verbinden, die beim Auftreten eines Fadenbruches entweder den Antrieb der Vorlagespule oder den Antrieb der Aufwindespule oder vorzugsweise die Antriebe beider Spulen abstellen kann. Damit wird das gewonnene Messsignal noch einer dritten, von den beiden vorgehenden Auswertungen unabhängigen Auswertung zugeführt.

Hinsichtlich des Messgliedes schlägt die Erfindung vor, dass dieses Messglied mindestens eine vom Faden in Drehung versetzte Walze aufweist. Im Falle einer einzelnen Walze kann hierbei ein so grosser Umschlingungswinkel des Fadens um die Walze vorgesehen werden, dass die Walze vom Faden ohne wesentlichen Schlupf mitgenommen wird und ihre Drehzahl damit der Fadengeschwindigkeit proportional ist. In vielen Fällen ist es jedoch vorteilhaft, das Messglied als Walzenpaar auszuführen, durch dessen Klemmlinie der Faden läuft. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass der

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

659 261

Faden keine Umlenkung erfährt.

Ferner schlägt die Erfindung vor, dass das Messglied einen von der Walze angetriebenen Tachogenerator aufweist, der der Drehzahl der Walze proportionale Spannung oder Frequenz abgibt. Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung weist das Messglied einen von der Walze angetriebenen Impulsgenerator auf, der eine der Drehzahl der Walze in der Zeiteinheit proportionale Impulsfrequenz abgibt. Diese Ausgangssignale des Messgliedes werden dem Regler als Ist-Wert der Fadengeschwindigkeit aufgedrückt.

Im Falle eines Impulsgenerators, der je Umdrehung der Messwalze eine bestimmte Zahl digitaler Impulse abgibt, können diese Impulszahlen unmittelbar in einem digitalen Zähler aufaddiert und in einem Display angezeigt werden. Im Falle der Ausführung des Tachogenerators als analoger Messwertgeber kann dieser Messwert unmittelbar als Fadengeschwindigkeit angezeigt oder über die Zeit summiert als Län-genmesswert dienen. Der Längenmesser kann ein reines Anzeigeinstrument sein, er kann jedoch auch ein Längenzähler sein, der beim Erreichen eines oder mehrerer einstellbarer Längenwerte Signale abgibt, die weitere Funktionen wie beispielsweise Abstellen bei voller Spule oder Fortschaltung eines fadenlängenabhängigen Drehzahlprogrammes steuert.

Wenn die Messwalze zum Stillstand kommt und damit der mit ihr verbundene Tachogenerator keine Spannung oder Frequenz mehr abgibt, ohne dass die Antriebe von Vorlagespule und Aufwindespule abgeschaltet worden sind, kann dies ohne weiteres als Indiz für eüien Fadenbruch gelten.

Erfindungsgemäss beeinflusst der Regler den Antrieb der Vorlagespule im Sinne des Gleichhaltens der Geschwindigkeit des Fadens. Hierdurch wird sichergestellt, dass bei gleichbleibender Drehzahl der Aufwindespindel dem Faden gleichbleibende Drehung je Längeneinheit erteilt wird. In anderen Fällen ist es vorteilhaft, wenn erfindungsgemäss der Regler mit einem Programmgeber verbunden ist, der dem Regler ein dem Aufbau der Wicklung der Spule entsprechendes Programm der Geschwindigkeit des Fadens vorgibt. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn die Drehzahl der Aufwindespule im Verlaufe des Wicklungsaufbaues verändert wird, wenn sie beispielsweise beim Aufwinden auf kleinere Durchmesser, bei denen die Zugspannung im Faden im allgemeinen höher ist, vermindert wird. In diesen Fällen kann durch programmgemässe Veränderung der Fadengeschwindigkeit sichergestellt werden, dass der Faden ebenfalls gleiche Drehung je Längeneinheit erhält.

Ein besonders zuverlässiges Einhalten der Drehungswerte bei veränderlicher Drehzahl der Aufwindespule ist dann gewährleistet, wennn ein Eingang des Reglers mit einem der Drehzahl des Antriebes der Aufwindespule proportionalen Signal beaufschlagt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass der Eingang des Reglers mit der Speiseleitung des Antriebs der Aufwindespule verbunden ist und demge-mäss die Drehzahl der Vorlagespule entsprechend der die Drehzahl der Aufwindespule bestimmenden Speisespannung oder Speisefrequenz dieses Antriebs regelt. In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist der Eingang des Reglers mit dem Drehzahlsteller für den Antrieb der Aufwindespule verbunden und wird von diesem Drehzahlsteller genauso beaufschlagt, wie dieser die Drehzahl des Antriebes der Aufwindespule verstellt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Antrieb der Vorlagespule als drehzahlveränderbaren Elektromotor auszubilden. Dies hat den Vorteil einfacher und unabhängiger Steuerung des Antriebes jeder Vorlagespule einer Glasfaden-Zwirnmaschine. Gemäss einem anderen Vorschlag der Erfindung erfolgt der Antrieb aller Vorlagespulen einer Maschine von einer gemeinsamen Kraftquelle aus und zwischen diese Kraftquelle und die einzelnen Vorlagespulen ist je ein Getriebe mit veränderbarem Übertragungsverhältnis eingeschaltet.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung in Form einer von mehreren Arbeitsstellen einer Glasfa-den-Zwirnmaschine schematisch dargestellt, in

Fig. 1 eine erste Ausführungsform mit allen wesentlichen Arbeitselementen einer Arbeitsstelle in Seitenansicht;

Fig. 2 eine andere Ausführungsform des Antriebes der Vorlagespule in Seitenansicht,

Fig. 3 eine erweiterte Ausführungsform der Erfindung in Darstellung wie in Fig. 1,

Fig. 4 noch eine erweiterte Ausführungsform der Erfindung in Darstellung wie in Fig. 1,

Fig. 5 die Funktionsweise einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die Arbeitsstelle weist eine Vorlagespule 1 auf, die an ihrer Achse 2 durch einen drehzahlveränderbaren Elektromotor 3 angetrieben ist. Der von der Vorlagespule 1 ablaufende Faden 4 passiert einen ortsfesten oder vertikal beweglichen Fadenführer 5 und wird durch einen Läufer 6, der auf einem Spinnring 7 in einer vertikal beweglichen Ringbank 8 geführt ist, zur Spindel 9 gezogen. Die Spindel 9 weist einen Antrieb in Form eines Elektromotors 10 und einen Spindelschaft 11 auf, auf den eine Hülse 12 aufgesteckt ist, auf der die Wicklung 13 des gezwirnten Fadens 4 gebildet wird.

Erfindungsgemäss ist ein Messglied 14 zum Fühlen der Geschwindigkeit des Fadens 4 vorgesehen, das ein drehbar gelagertes Walzenpaar umfasst, von dem in der gezeigten Ansicht nur eine Walze 15 sichtbar ist. Die andere der beiden auf nicht näher dargestellte Weise nachgiebig gegeneinander-gedrückten Walzen liegt hinter der gezeichneten Walze 15. Auf der Welle 16 der Walze 15 ist ein Generator 17 angeordnet, dessen Ausgang mit einem Regler 18 verbunden ist. Der Regler 18 ist mit dem Antrieb 3 der Vorlagespule 1 verbunden. Ein weiterer Eingang des Reglers 18 kann mit einem Programmgeber 19 verbunden sein.

Gemäss Fig. 2 wird von einer nicht dargestellten, einer Mehrzahl der Arbeitsstellen einer Maschine gemeinsamen Kraftquelle bspw. in Form eines Elektromotors eine längs den Arbeitsstellen verlaufende Antriebswelle 20 angetrieben, deren Drehbewegung mittels Schraubenradpaaren 21/22 auf ein in seinem Übertragungsverhältnis stufenlos veränderbares Getriebe 23 und von diesem auf die Welle 2 der Vorlagespule 1 übertragen wird.

Es versteht sich, dass die erwähnten Elemente der Maschine in einem nicht dargestellten Maschinengestell gelagert sind.

Beim Lauf der Spindel 9 steht der Faden 4 unter der durch die Reibung des Läufers 6 auf dem Spinnring 7 verursachten Zugspannung. Die sich unter Wirkung dieser Zugspannung in Richtung auf die Spindel 9 einstellende Fadengeschwindigkeit wird durch die Umfanggeschwindigkeit der Vorlagespule 1 bzw. durch deren vom Antrieb 3 bewirkte Drehzahl bestimmt. Bei seiner Bewegung dreht der durch die Klemmlinie des Walzenpaares 15 laufende Faden 4 dieses Walzenpaar, dessen Drehzahl durch den Generator 17 in ein proportionales Signal umgesetzt und dem Regler 18 aufgedrückt wird. Der Regler 18 beeinflusst die Drehzahl des Elektromotors 3 bzw. das Übertragungsverhältnis des Getriebes 23 so, dass die Fadengeschwindigkeit unabhängig von wechselnden Ablaufdurchmessern der Vorlagespule 1 gleich bleibt. Wenn bspw. die Fadengeschwindigkeit durch Wandern des Fadenlaufpunktes von einem kleinen Durchmesser der Vorlagespule bei a) auf einen grösseren Durchmesser b) zunimmt, wird das Walzenpaar 15 schneller gedreht und der Generator gibt ein Signal höheren Potentials ab, durch das der Regler 18 veranlasst wird, die Drehzahl des Elektromotors 3 bzw. das Übertragungsverhältnis des Getriebes 23 so zu vermindern.

5

10

15

20

25

i0

35

40

45

50

55

60

65

659 261

4

dass die Fadengeschwindigkeit wieder auf den ursprünglichen, vorgesehenen Wert zurückgeführt wird.

Wenn in manchen Fällen die Geschwindigkeit des Fadens in bestimmten Wicklungsbereichen bspw. bei Beginn oder Ende der Bildung der Wicklung oder beim Winden auf kleine Wicklungsdurchmesser verändert, insbesondere vermindert werden soll, wird dem Regler 18 durch den einstellbaren Programmgeber 19 die gewünschte Fadengeschwindigkeit als Führungsgrösse vorgegeben, auf deren Einhaltung er dann den Antrieb der Vorlagespule regelt.

Gemäss Fig. 3 wird das Ausgangssignal des Messorgans

14 auch einem Längenzähler 24 zugeführt, der die durch das Walzenpaar 15 gelaufene Länge von Faden anzeigt. Der Längenzähler 24 kann auch als rückstellbarer Längenmesser ausgebildet sein, der bei Erreichen einstellbarer Längen über eine Ausgangsleitung 25 ein Signal abgibt, durch das beliebige andere Funktionen ausgelöst oder gesteuert werden können.

Wie Fig. 3 ferner zeigt, kann ein Eingang des Reglers 18 über eine Leitung 26 mit der Speiseleitung 27 des Antriebsmotors 10 der Aufwindespule 13 verbunden sein, so dass der Regler 18 die Drehzahl der Vorlagespule 1 der Drehzahl der Aufwindespule 13 nachführt, die dieser durch die Speisefrequenz aufgegeben wird, die von einem Drehzahlsteller 28 in der Speiseleitung 27 gemäss der Vorgabe eines Programmgebers 29 gebildet wird.

Das Ausbleiben des Messsignales vom Messglied 14 kann als Indiz für das Vorlegen eines Fadenbruches gewertet werden und Signale zum Abstellen der Antriebe 3 und 10 auslösen. Da die Messwalze 15 infolge ihrer trägen Masse jedoch bei Fadenbruch erst allmählich ausläuft und das Messglied 14 dabei immer noch, wenn auch abnehmende Signale an den Regler 18 abgibt, wird ein Fadenbruch auf diese Weise nur unter erheblicher Verzögerung signalisiert.

Erfindungsgemäss ist daher eine Fühlvorrichtung vorgesehen, der ein oberer Grenzwert der Drehzahl des Antriebs 3 der Vorlagespule 1 aufgegeben wird, bei dessen Erreichen die Fühlvorrichtung ein Abstellsignal zum Abstellen der Antriebe 3 und 10 abgibt. Da nämlich im Falle eines Fadenbruches die Drehzahl der Messwalze 15 und damit der dem Regler 18 vom Messglied 14 aufgegebene Ist-Wert absinkt, leitet der Regler 18 dem Antrieb 3 ein drehzahlsteigerndes Stellsignal zu. Die trotzdem weiter absinkende Drehzahl der Messwalze

15 und die durch den Regler 18 entsprechend weiter erhöhte Drehzahl des Antriebes 3 führen sehr rasch zu einer überhöhten Drehzahl der Vorlagespule, die nach sehr kurzer Zeit den vorgegebenen bspw. 10% über der unter normalen Betriebsbedingungen mit Faden erreichten, höchsten Drehzahl der Vorlagespule liegenden Grenzwert überschreitet. Um besonders kurze Ansprechzeiten zu erreichen, ist der Regler 18 vorteilhafterweise als PI-Regler ausgebildet.

5 Die Fühlvorrichtung 36 kann wie in Fig. 4 dargestellt den Regler 18 integriert sein und dabei das vom Regler dem Drehzahlsteller 33 aufgegebene, die Drehzahl des Antriebes 3 der Vorlagespule 1 bestimmende Stellsignal überwachen. Die Fühlvorrichtung kann aber auch gemäss Fig. 3 als Tachogene-io rator 36' am Antrieb 3 ausgebildet sein, dessen Ausgangsspannung in einem Vergleichsgerät 37 mit einem vorgegebenen Grenzwert verglichen wird und das bei Überschreiten dieses Grenzwertes über die Leitung 32 das Abstellsignal abgibt.

i5 In einer anderen vorteilhaften, sehr rasch reagierenden Ausführungsform der Fadenbrucherfassung können die als digitale, bspw. bei jeder Umdrehung der Messwalze 15 als je ein diskreter Impuls 30 abgegebenen Messsignale des Messgliedes 14 im Regler 18 mit einer im Regler erzeugten, der 20 Impulsfolge der Messwalze 15 bei Solldrehzahl entsprechenden Folge von Normalimpulsen 31 verglichen werden, wie dies in Fig. 5 schaubildlich dargestellt ist. Dabei weisen die Normalimpulse 31 in einer Ausgangsstellung bei ordnungsgemässem Fadenlauf eine Phasenlage auf, in der sie mit den 25 Messimpulsen 30 des Messorganes 14 zusammenfallen und sich infolge ihrer entgegengesetzen Polung aufheben.

Bei Fadenbruch bspw. zum Zeitpunkt X und damit absinkender Drehzahl der Messwalze 15 vergrössern sich die Intervalle zwischen den Messimpulsen 30 des Messorganes 14, die 30 Messimpulse und die Normalimpulse 31 fallen nicht mehr zusammen und löschen sich nicht mehr oder nicht mehr vollständig. Die verbleibenden, in Fig. 5 schraffierten Reste der Normalimpulse 31 lösen daraufhin das Abstellsignal aus.

Die Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei 35 der der Drehzahlsteller 28 des Antriebs 10 der Aufwindespule 13 über die Leitung 34 auch ein Stellsignal an den Regler 18 leitet, so dass dieser mittels des Drehzahlstellers 33 die Drehzahl des Antriebs 3 der Vorlagespule 1 der veränderlichen Drehzahl des Antriebs 10 der Aufwindespule 13 nachführen 40 kann, damit eine gewählte Drehung je Längeneinheit eingehalten wird. In die Leitung 34 kann ein verstellbarer Signalumsetzer 35 eingefügt sein, der das Durchlaufen des Signals in vorgegebener Weise verändert und damit das Verhältnis der Drehzahl der Aufwindespule 13 zur Drehzahl der 45 Vorlagespule 1 und damit die Anzahl der Drehungen je Längeneinheit durchlaufenden Fadens zu verändern gestattet.

G

2 Blatt Zeichnungen

Claims

659 261

1. Zwirnmaschine, insbesondere zum Zwirnen von Glasfäden, mit mindestens einer Arbeitsstelle mit an ihrer Achse angetriebener Vorlagespule und angetriebener Spindel mit Ring und Läufer zum Zwirnen und Aufwinden des Fadens, dadurch gekennzeichnet, dass jede Arbeitsstelle ein Messglied (14) zum Fühlen der Fadengeschwindigkeit, einen drehzahlveränderbaren Antrieb (3) der Vorlagespule (1) und einen Regler (18) aufweist, dessen Eingang mit dem Ausgang des Messgliedes (14) und dessen Ausgang mit dem Antrieb (3) der Vorlagespule (1) verbunden ist.

2. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Messglied (14) mit einem Längenzähler (24) verbunden ist.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fühlvorrichtung (36, 36') das vom Regler (18) an den Drehzahlsteller (33) des Antriebes (3) der Vorlagespule (1) abgegebene Stellsignal oder die Drehzahl des Antriebes der Vorlagespule überwacht und bei Überschreiten einer vorgegebenen Grenzdrehzahl ein Abstellsignal zum Abstellen der Antriebe (3,10) der Vorlagespule und der Aufwindespule (13) abgibt.

4. Zwirnmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Messglied (14) mindestens eine vom laufenden Faden (4) in Drehung versetzte Walze (15) aufweist.

5. Zwirnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messglied (14) ein Paar nachgiebig gegeneinander gedruckte Walzen aufweist, durch dessen Klemmlinie der Faden (4) läuft.

6. Zwirnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messglied (14) einen von der mindestens einen Walze (15) angetriebenen Tachogenerator (17) aufweist, der der Drehzahl der Walze (15) proportionale Spannung oder Frequenz abgibt.

7. Zwirnmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Messglied (14) einen von der mindestens einen Walze (15) angetriebenen Impulsgeber (17) aufweist, der der Drehzahl der Walze (15) proportionale Impulse abgibt.

8. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (18) zur Beeinflussung des Antriebs (3) der Vorlagespule (1) im Sinne des Gleichhaltens der Geschwindigkeit des Fadens (4) eingerichtet ist.

9. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang des Reglers (18) mit einem Programmgeber (19) verbunden ist, der am Regler (18) ein dem Aufbau der Wicklung (13) der Spule (12) entsprechendes Programm der Geschwindigkeit des Fadens (4) vorgibt.

10. Zwirnmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Eingang des Reglers (18) mit einem der Drehzahl des Antriebs (10) der Aufwindespule (13) proportionalen Signal beaufschlagt wird.

11. Zwirnmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Zuleitung zu dem Eingang des Reglers (18) ein einstellbarer Signalumsetzer (35) eingefügt ist.

12. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Vorlagespule (1) als drehzahlveränderbarer Elektromotor (3) ausgebildet ist.

13. Zwirnmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Vorlagespule (1) als von einer drehzahlkonstanten Kraftquelle gespeistes Getriebe (23) mit veränderbarem Übertragungsverhältnis ausgebildet ist.