CH674259A5

CH674259A5 -

Info

Publication number: CH674259A5
Application number: CH378687A
Authority: CH
Inventors: Francisco Speich; Gerard Durville; Felix Thommen
Original assignee: Textilma Ag
Priority date: 1987-09-30
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1990-05-15
Also published as: DE3810414A1; DE3810414C2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Messvorrichtung gemäss Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Wickelvorrichtung gemäss Anspruch 6.

5 Messvorrichtungen der eingangs genannten Art sind bekannt. Bei der Herstellung von Wickelkörpern insbesondere bei Zettelmaschinen besteht das Bedürfnis, einerseits die Länge des aufgewickelten Gutes zu ermitteln und/oder die Wickelgeschwindigkeit über den ganzen Wickelvorgang konstant zu halten. Hierzu sind io Messvorrichtungen bekannt, die Lichtschranken verwenden, welche entsprechend dem zunehmenden Umfang und damit dem zunehmenden Durchmesser des Wickelkörpers nachgestellt werden und dieses Nachstellsignal in einem Messgerät auswerten, um den Durchmesser des Wickelkörpers zu bestimmen. Weiter ist das 15 Messgerät mit der Antriebsvorrichtung für eine Wickelvorrichtung verbunden, um die Antriebsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zunahme des Durchmessers so einzustellen, dass die Wickelgeschwindigkeit konstant bleibt. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist es, dass sie einerseits aufgrund der Lichtschranken eine zu 20 geringe Genauigkeit aufweist und andererseits keine weitere Steuerung der Wickelvorrichtung zulässt.

Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Messvorrichtung derart auszubilden, dass ihre Genauigkeit verbessert und ihre Einsatzmöglichkeit vergrössert wird.

25 Die Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst:

a) bei einer Messvorrichtung der eingangs genannten Art durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 ;

b) durch die Wickelvorrichtung mit der Messvorrichtung gemäss Anspruch 6.

30 Dadurch, dass der Tastfühler als ein gegen den Wickelkörper gerichteter Wellen-Sender/Empfanger ausgebildet ist und das Messgerät aus dem Zeitunterschied zwischen dem Absenden eines Wellenimpulses und dem Empfang des Echoimpulses den Durchmesser des Wickelkörpers bestimmt, ist eine wesentlich 35 subtilere und damit genauere Bestimmung des Durchmessers möglich, wobei die Messvorrichtung Durchmesserschwankungen insbesondere auch schneller erfassen kann, was wiederum schnellere Reaktionen ermöglicht. Da der Tastfühler gegen den Wickelkörper gerichtet ist, besteht auch die Möglichkeit, den Tastfühler "o schwenkbar auszugestalten, so dass dieser dem Wickelkörper folgen kann und insbesondere auch dessen Umrisse senkrecht zur Senderichtung der Wellen ermitteln kann. Daraus ergeben sich weitere sehr vorteilhafte Anwendungsmöglichkeiten, wie weiter unten noch ausgeführt wird.

4 5 Vorteilhafte Ausgestaltungen der Messvorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben und vorteilhafte Ausgestaltungen der Wickelvorrichtung in den Ansprüchen 7 bis 10.

Besonders vorteilhaft ist es, die Messvorrichtung mit einer Eichvorrichtung gemäss Anspruch 2 auszustatten, so dass sich die 50 Messvorrichtung laufend selbst überwachen und justieren kann. Dadurch wird die Genauigkeit der Messvorrichtung weiter verbessert.

Weiter kann die Messvorrichtung nach Anspruch 3 dahingehend ausgestaltet sein, dass sie anhand der Umdrehungszahlen 55 auch die Länge des auf dem Wickelkörper aufgewickelten Wickelgutes bestimmen kann.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung nach Anspruch 4, da dadurch die Messvorrichtung in der Lage ist, auch die Umfangsformen des Wickelkörpers zumindest in einer Dimen-60 sion zu erfassen und vorzugsweise die Achslage des Wickelkörpers zu bestimmen, wodurch die Messvorrichtung insbesondere auch dazu verwendet werden kann, beispielsweise eine Hebevorrichtung für eine Spule oder einen Wickelkörper zu steuern.

Die Messvorrichtung kann mit verschiedenen Arten von Wel-65 Ien arbeiten, so beispielsweise mit elektromagnetischen Wellen nach dem Radarprinzip oder vorzugsweise mit Ultraschallwellen gemäss Anspruch 5.

Besonders vorteilhaft ist die Wickelvorrichtung mit der Mess-

Vorrichtung. Die Wickelvorrichtung kann dann insbesondere gemäss Anspruch 7 zur Steuerung der Wickelgeschwindigkeit, insbesondere zur Konstanthaltung der Wickelgeschwindigkeit während des Wickelvorganges verwendet werden. Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung nach Anspruch 8, da es dadurch möglich ist, insbesondere grosse und schwere Spulen selbsttätig an der Wickelachse auszurichten.

Die Wickelvorrichtung mit der Messvorrichtung ist für die verschiedensten Arten von Wickelköipern geeignet, so beispielsweise zum Aufwickeln von Drähten, Schnüren, Geweben, Fäden und dergleichen. Besonders vorteilhaft ist jedoch die Wickelvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10 in der Ausgestaltung als Zettelmaschine.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher beschrieben, dabei zeigen:

Eg. 1 eine Wickelvorrichtung mit der Messvorrichtung in schematischer schaubildlicher Darstellung;

Fig. 2 eine erste Verwendung der Messvorrichtung gemäss Fig. 1 an einer Zettelmaschine mit einer Hebevorrichtung, in Seitenansicht; und

Fig. 3 eine zweite Verwendung der Messvorrichtung gemäss Fig. 1 an einer Zettelmaschine mit einer Hebevorrichtung, in Seitenansicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Wickelvorrichtung 2 mit der Messvorrichtung 4 ist wie folgt aufgebaut. Eine Spule 6 ist um eine Wickelachse 8 drehbar und wird mittels eines Motors 10 angetrieben. Die Messvorrichtung enthält einen Tastfühler 12, der beispielsweise nach dem Ultraschallprinzip arbeitet und als Sender/ Empfänger ausgebildet ist und gegen die Spule bzw. den darauf zu wickelnden Wickelkörper 7 gerichtet ist. Der Tastfühler 12 ist an einer Schwenkvorrichtung 14 angeordnet, die ein Zahnrad 16 mit einem angreifenden Servomotor 18 aufweist. Mittels der Schwenkvorrichtung 14 ist der Tastfuhler um eine Achse 20 verschwenkbar, die parallel zur Wickelachse 8 liegt. Der Tastfuhler 12 ist mit einem Messgerät 22 verbunden, welches einen nicht näher dargestellten Rechner enthält. Das Messgerät ist ferner mit einem Umdrehungszähler 24 verbunden, um die Umdrehungszahlen der Spule bzw. des Wickelkörpers zu erfassen. Weiter ist das Messgerät mit einem Steuergerät 26 für den Motor 10 der Wickelvorrichtung gekoppelt. Schliesslich enthält die Messvorrichtung noch eine Eichvonichtung 28 mit einem in einem bestimmten Abstand a vom Tastfühler 12 angeordneten Eichreflektor 30, gegen den der Tastfühler vorzugsweise periodisch schwenkbar ist.

Die Messvorrichtung funktioniert wie folgt:

Der gegen die Spule 6 bzw. den Wickelkörper 7 gerichtete Tastfühler 12 sendet Ultraschallwellenimpulse aus, die an der Spule 6 bzw. am Wickelkörper 7 reflektiert und vom Tastfuhler 12 wieder aufgenommen werden. Das Messgerät 22 bestimmt aus dem Zeitunterschied zwischen dem Absenden des Wellenimpulses und dem Empfang des Echoimpulses den Durchmesser des Wickelkörpers und zeigt diesen am Anzeiger 32 an. Um die Genauigkeit des Messgerätes zu erhöhen und insbesondere die die Messgenauigkeit allenfalls beeinträchtigenden Faktoren wie schwankende Lufttemperaturen, Luftdruck und Feuchtigkeit aus-

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zugleichen, ist die Eichvorrichtung 28 vorhanden, an der die Messvorrichtung gelegentlich oder vorzugsweise periodisch geeicht wird. Hierzu wird der Tastfuhler 12 vorzugsweise mittels der Schwenkvorrichtung 24 gegen den Eichreflektor 30 bewegt. Der vom Eichreflektor kommende Echoimpuls wird in einem Vergleicher im Messgerät mit einem gespeicherten Eichimpuls verglichen und daraus ein Korrekturfaktor ermittelt, um den der oder die ermittelten Durchmesser des Wickelkörpers korrigiert werden.

Da das Messgerät 22 auch mit dem Umdrehungszähler 24 der Spule bzw. des Wickelkörpers verbunden ist, kann das Messgerät aus den Umdrehungen, die beispielsweise am Anzeiger 34 angezeigt werden, und dem jeweiligen Durchmesser die Länge des auf dem Wickelkörper aufgewickelten Wickelgutes bestimmen und am Anzeiger 36 anzeigen. Schliesslich enthält das Messgerät noch einen Anzeiger 38, der mit dem Steuergerät 26 für den Motor 10 verbunden ist und dessen Drehzahlen pro Minute anzeigt. Mittels eines ebenfalls vorhandenen Steuergliedes 40 kann die Umdrehungszahl des Antriebsmotors 10 eingestellt werden. Weiter sind am Steuergerät noch eine Starttaste 42 und eine Stopptaste 44 vorhanden.

Die in Fig. 2 dargestellte Zettelmaschine enthält die Wickelvorrichtung 2 und die Messvorrichtung 4 der Fig. 1. Zusätzlich ist die Zettelvorrichtung noch mit einer Hebevorrichtung 46 ausgestattet, deren Antrieb 48 mit dem Messgerät 22 verbunden ist. Der Tastfühler 12 ist mittels der Schwenkvorrichtung 14 in definierter Weise auf- und abschwenkbar und kann dabei die Kontur der Spule 6 abtasten. Dabei ermittelt der Tastfühler 12 mit dem Taststrahl S1 den oberen Rand der Kontur der Spule und mit dem Taststrahl S2 den unteren Rand. Aus den Taststrahlen S1 und S2 ermittelt der Rechner des Messgerätes, dass sich die Achse der Spule in der Höhe des Taststrahles S3 befinden muss. Da die Schwenkbewegung des Tastfühlers mittels der Schwenkvorrichtung definiert ist, weiss das Messgerät, welchen Schwenkwinkel der Testfühler 12 auszuführen hat, bis die Wickelachse 8 erreicht ist. Dementsprechend kann das Messgerät einen entsprechenden Antriebsimpuls an den Antrieb 48 der Hebevorrichtung 46 übermitteln, so dass diese die Spule koaxial zur Wickelachse 8 anhebt. Dadurch kann die Messvorrichtung auch die Handhabung der an sich schweren Spulen für Zettelmaschinen erleichtern.

Eine weitere Möglichkeit der Steuerung einer Zettelmaschine ist in Fig. 3 dargestellt. Die Zettelmaschine enthält die Wickelvorrichtung 2 und die Messvorrichtung 4 der Fig. 1. Zusätzlich ist die Zettelvorrichtung noch mit einer Hebevorrichtung 46 ausgestattet, deren Antrieb 48 mit dem Messgerät 22 verbunden ist. Der Tastfuhler 12 wird dabei in eine definierte Position S4 verschwenkt. Die Spule wird aus der Aufnahmestellung I gehoben. In der Stellung II und III wird der Durchmesser des Kernes 50 der Spule 6 und ihre Höhenlage h; ermittelt. Der Rechner berechnet daraus die Höhe h2 (=h3 - hi) bis zur Wickelachse 8 (Stellung IV), um die die Spule noch gehoben werden muss. Der Antrieb erhält somit vom Rechner die bis zum Erreichen der Wickelachse noch nötige Anzahl Antriebsimpulse. Danach schwenkt der Tastfühler wieder in die Wirkstellung für Durchmesser-Messung S5.

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G

1 Blatt Zeichnungen

Claims

674 259 PATENTANSPRÜCHE

1. Messvorrichtung zur fortlaufenden Ermittlung des Durchmessers eines Wickelkörpers (7) mittels eines berührungslosen Tastfühlers (12), der mit einem Messgerät (22) mit Rechner zur Ermittlung des Durchmessers des Wickelkörpers (7) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastfuhler (12) als ein gegen den Wickelkörper (7) gerichteter Wellen-Sender/Empfanger ausgebildet ist, wobei das Messgerät (22) mit Rechner aus dem Zeitunterschied zwischen dem Absenden eines Wellenimpulses und dem Empfang des Echoimpulses den Durchmesser des Wickelkörpers (7) bestimmt.

2. Messvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Eichvorrichtung (28) enthält, welche einen mit bestimmtem Abstand (a) vom Tastfühler (12) angeordneten Eichreflektor (30) enthält, gegen den der Tastiühler (12), vorzugsweise periodisch, schwenkbar ist, wobei das Messgerät (22) einen Vergleicher enthält, welcher dem von dem Eichreflektor (30) kommenden Eichimpuls mit einem gespeicherten richtigen Eichimpuls vergleicht und darauf einen Korrekturfaktor ermittelt, um den der ermittelte Durchmesser des Wickelkörpers (7) korrigierbar ist.

3. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen mit dem Wickelkörper (7) verbindbaren Umdrehungszähler (24) aufweist, der mit dem Messgerät (22) verbunden ist, welches derart ausgebildet ist, dass es aus den Umdrehungen und dem jeweiligen Durchmesser die Länge des auf dem Wickelkörper (7) aufgewickelten Wickelgutes bestimmt.

4. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastfühler (12) mittels einer Schwenkvorrichtung (14) um eine parallel zum Wickelkörper (7) angeordnete Achse (20) vorzugsweise mittels eines Servomotors (18) definiert verschwenkbar ist, um durch Abtasten der Kontur des Wickelkörpers (7) oder einer Spule (6) in vertikaler Richtung die Achsellage bestimmen zu können.

5. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastfühler (12) Ultraschallwellen aussendet.

6. Wickelvorrichtung mit einer Messvorrichtung (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.

7. Wickelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Messgerät (22) mit einem Steuergerät (26) für einen Antrieb (10) des Wickelkörpers (7) verbunden ist, insbesondere derart, dass die Wickelgeschwindigkeit während des Wickelvorganges konstant ist.

8. Wickelvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Hebevorrichtung (46) zum Anheben einer Spule (6) aus einer Aufnahmestellung in die Wickelstellung aufweist, wobei die Messvorrichtung (4) mit einem Antrieb (48) der Hebevorrichtung (46) gekoppelt ist derart, dass das Messgerät (22) durch Abtasten einer in der Aufnahmestellung befindlichen Spule (6) die Lage deren Achse bestimmt und den Antrieb (48) der Hebevorrichtung (46) derart steuert, dass die Spule (6) koaxial zur Wickelachse (8) anhebbar ist.

9. Wickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Zettelmaschine ausgebildet ist.

10. Wickelvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Hebevorrichtung (46) zum Anheben einer Spule (6) aus einer Aufnahmestellung in die Wickelstellung aufweist, wobei die Messvorrichtung (4) mit einem Antrieb (48) der Hebevorrichtung (46) gekoppelt ist derart, dass das Messgerät (22) durch Abtasten des Kerndurchmessers mit dem Tastfühler (12) einer sich aus der Aufnahmestellung bewegenden Spule die Achsanlage bestimmt und den Antrieb der Hebevorrichtung derart steuert, dass die Spule automatisch koaxial zur Wickelachse anhebbar ist.