Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Zu- oder Abführen von leeren Garnhülsen oder vollen Garnspulen an Spinnereimaschinen gemäss dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4.
Bekannte Hängewagenzüge bestehen aus mehreren, gelenkig miteinander verbundenen Wagen. Diese Wagen mit den daran angeordneten Hängehaltern bewegen sich auf Geraden bzw. auf Bögen entlang einer Führungsschiene zu oder an einer Spinnereimaschine oder zwischen mehreren Spinnereimaschinen. Die Hängehalter halten die Hülsen oder Spulen in der Regel derart, dass sie Pendelbewegungen in beliebigen Richtungen vollführen können. Häufig sind die Hängehalter selbst gelenkig mit den Hängewagen verbunden, bspw. um das Ausrichten der Hülsen oder Spulen in die Vertikale bei Steigungen in der Bahn des Hängewagenzuges zu ermöglichen.
Aus dem Bewegungsablauf des Hängewagenzuges, insbesondere durch das Anfahren oder Stoppen, kann sich ein unerwünschtes Pendeln ergeben. Die Pendelbewegungen lassen sich hierbei in eine Komponente zerlegen, die in einer Ebene liegt, die durch die Bewegungsrichtung des Hängewagenzuges und der Vertikalen aufgespannt wird, sowie in eine Komponente, die mit dieser Ebene einen rechten Winkel bildet und ebenfalls in der Vertikalen liegt.
Um volle Spulen und leere Hülsen rasch aus einem Bereich abzuführen und/oder rasch einem anderen Bereich zuzuführen und um die Leistungsfähigkeit eines Hängeschienensystems zu erhöhen, besteht der Wunsch, die Hängewagenzüge im Hängeschienensystem möglichst rasch zu bewegen. Dies führt durch die Anfahr- und die Verzögerungsbeschleunigung jedoch zu einem mehr oder minder starkem Pendeln der vollen Spulen oder leeren Hülsen. Wenn einem Bereich zugeführte volle Spulen oder leere Hülsen dort weiteren Manipulationen unterzogen werden sollen, können diese in aller Regel erst vorgenommen werden, wenn die Pendelbewegung abgeklungen ist. Hohe Fahrgeschwindigkeit und geringe Pendelbewegungen schliessen sich insoweit aus.
So können bspw. bei einer Vorrichtung zum Auswechseln voller Spulen gegen leere Hülsen an einer Vorspinnmaschine gemäss der deutschen Patentanmeldung 4 229 296 A1 kurze Doff-Zeiten nur dadurch erreicht werden, dass der Hängewagenzug mit hoher Geschwindigkeit in die Flügel der Vorspinnmaschine einfährt, die leeren Hülsen aber nach Anhalten des Hängewagenzuges in der vorgesehenen Position möglichst rasch ausschwingen und der Wechselvorgang eingeleitet werden kann.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum selbsttätigen Zu- oder Abführen von leeren Garnhülsen oder vollen Garnspulen an Spinnereimaschinen zu schaffen, die auf einfache Weise einerseits ein möglichst schnelles Ab- oder Zuführen von Hülsen und Spulen von oder zu einer Spinnereimaschine durch hohe Fahrgeschwindigkeit, andererseits eine rasche Verfügbarkeit zugeführter Spulen und Hülsen durch Verhindern weiten oder langandauernden Pendelns der Hülsen oder Spulen, insbesondere in der Ebene der Bewegungsrichtung des Hängewagenzuges, ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche 1 und 4.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass unzulässig starke Pendelbewegungen der Hülsen oder Spulen, die durch auf diese wirkende Längs- und/oder Querbeschleunigungen hervorgerufen werden, durch eine geeignete Steuerung des Antriebs für den Hängewagenzug, d.h. einer Steuerung der Geschwindigkeit der Bewegung des Hängewagenzuges vermieden werden können.
Hierzu besteht zum einen die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Antriebs orts- und/oder zeitabhängig unter Berücksichtigung mindestens einiger, Pendelbewegungen wesentlich beeinflussender Parameter wie Fahrgeschwindigkeit des Hängewagenzuges, vom Hängewagenzug zu durchfahrende Bögen der Führungsschiene, verbleibender Abstand zum jeweils vorgesehenen Fahrziel, Bestückung des Hängewagenzuges mit vollen Spulen oder mit leeren Hülsen usw. zu steuern.
Hierzu können bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in einer den Antrieb für den Hängewagenzug ansteuernden Steuereinheit eine oder mehrere Zeit- und/oder Ortsabhängigkeiten für die Geschwindigkeit, vorzugsweise in digitaler Form, abgelegt sein. Die Steuereinheit kann dann jeweils für den betreffenden Fall, z.B. abhängig davon, ob leere Hülsen oder schwerere volle Spulen zu transportieren sind, die günstigste Zeit- und/oder Ortsabhängigkeit auswählen. Der jeweils günstigste Verlauf dieser Abhängigkeiten kann theoretisch oder empirisch bestimmt werden.
Zum anderen besteht die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Antriebs in Abhängigkeit von zumindest einem den Ausschlag der Pendelbewegung einer Hülse oder Spule widerspiegelnden Sensorsignal und abhängig vom Abstand des Hängewagenzuges von der jeweils nächsten Halteposition so zu regeln, dass die Haltepositionen in möglichst kurzer Zeit bei minimalen Pendelbewegungen der Hülsen oder Spulen nach dem Stillstand des Hängewagenzuges angefahren werden.
Aufgrund der widersprüchlichen Ziele, nämlich einerseits das Ziel einer möglichst schnellen Bewegung des Hängewagenzuges mit entsprechend grossen Beschleunigungswerten und andererseits mit dem Ziel möglichst geringer Pendelbewegungen bei unterschiedlichen pendelnd aufgehängten Massen (Hülsen bzw. Spulen), kommt eine Regelung im herkömmlichen Sinn kaum in Frage.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser erfindungsgemässen Lösung ist der Regler daher in Form einer Fuzzy-Control bzw. eines Fuzzy-Reglers realisiert, dessen linguistische Ausgangsgrösse die die Antriebsgeschwindigkeit bestimmende Steuergrösse für den Antrieb ist und als dessen linguistische Eingangsgrössen zumindest die Winkelauslenkung einer Hülse bzw. Spule in der Bewegungsrichtung des Hängewagenzuges und der jeweilige Abstand von der nächsten Halteposition gewählt sind.
Selbstverständlich muss sowohl für den Fall der Steuerung der Geschwindigkeit als auch für den Fall der Regelung der Antrieb für den Hängewagenzug steuerbar ausgebildet sein. Hierzu kann der Antrieb einen zumindest hinsichtlich seiner Frequenz steuerbaren Umrichter umfassen, der einen oder mehrere Elektromotoren speist.
Der im Fall der Regelung erforderliche zumindest eine Sensor kann drahtlos oder über Strom- und/oder Datenschienen mit der Steuereinheit verbunden sein. Der Antrieb kann den Hängewagenzug mittels entlang der Führung angeordneter Reibradpaare fördern. Der Hängewagenzug kann jedoch auch selbstfahrend ausgebildet sein.
Da die Bahnkurve im allgemeinen festliegt, kann durch eine Steuerung oder Regelung der Antriebsgeschwindigkeit jedoch zumindest während linearer Bewegung des Hängewagenzuges nur diejenige Komponente der Pendelbewegung beeinflusst bzw. vermieden werden, die in der Ebene der Bewegungsrichtung liegt. In der zu dieser Ebene senkrechten Ebene liegende Komponenten der Pendelbewegungen der Hülsen oder Spulen lassen sich bei gegebener Geschwindigkeit praktisch nur durch eine geeignete Wahl der Bahnkrümmungen beeinflussen und ggf. kompensieren. Für unterschiedliche pendelnde Massen ist dies jedoch kaum erreichbar.
Um derartige Pendelbewegungen zu vermeiden, kann im Bereich zumindest einer Bahnkurve der Führungsschiene für den Hängewagenzug eine der Bahnkurve und den Hülsen bzw. Spulen angepasste Leitschiene vorgesehen sein. Diese Leitschiene befindet sich vorzugsweise im Fussbereich der Hülsen oder Spulen und verhindert auf einfache, jedoch sehr wirkungsvolle Weise, dass die Spulen oder Hülsen in der Ebene quer zur Bewegung des Hängewagenzuges pendeln. Hierdurch ergibt sich ein weiterer Beitrag zur Verkürzung der Zuführzeiten für die Spulen bzw. Hülsen.
Die Leitschiene ist vorzugsweise auf der Aussenseite eines Bahnbogens angeordnet und mindestens eine solche Strecke in die anschliessende Gerade hinein verlängert, die dem Abstand zwischen der hinteren Rolle und dem davon am weitesten entfernten Hängehalter desselben Hängewagens entspricht. Der Aussenschiene kann eine Innenschiene als zusätzliche Führung für die Hülsen oder Spulen im Bereich des Fusses zugeordnet sein.
Die Leitschiene kann aber auch nur als Innenschiene ausgebildet sein, die in dem an einen Bahnbogen anschliessenden geraden Bahnbereich auf der Innenseite des Bahnbogens angeordnet ist. Durch eine solche Leitkurve wird das Ausschwingen der Spulen oder Hülsen beim Durchfahren des Bahnbogens zwar nicht unterbunden. Bei ihrem Einschwingen im Übergang in den geraden Bahnbereich verhindert diese Leitschiene aber ein Überschwingen der Spulen oder Hülsen nach innen und damit deren Pendeln.
Diese mechanischen Massnahmen zur Verhinderung von quer zur Bewegungsrichtung des Hängewagenzuges gerichteter Komponenten von Pendelbewegungen können selbstverständlich auch losgelöst von der steuerungstechnischen Lösung zur Verhinderung von in der Ebene der Bewegungsrichtung liegenden Pendelbewegungskomponenten getroffen werden.
Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Erfindung am Beispiel einer Vorspinnmaschine mit zwei Spindelreihen;
Fig. 2 eine Seitenansicht von mittels Hängehalter an Wagen eines Hängewagenzuges gehaltenen Spulen im Bereich einer Bahnkrümmung;
Fig. 3 eine Draufsicht auf einen von einem Hängewagenzug durchfahrenen Bogen;
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Bewegungsabläufe eines einzelnen Wagens eines Hängewagenzuges in Draufsicht.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Einrichtung zum selbsttätigen Zu- oder Abführen von leeren Garnhülsen oder vollen Garnspulen am Beispiel einer Vorspinnmaschine 1 mit zwei Spindelreihen 3, 3 min .
Die erfindungsgemässe Einrichtung umfasst eine in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellte Führungsschie ne 5 (Fig. 2), in der ein Hängewagenzug 7 läuft. Der Hängewagenzug 7 besteht aus einzelnen, gelenkig miteinander verbundenen Wagen 9, wobei an jedem dieser Wagen 9 ein oder mehrere Hängehalter 11 vorgesehen sind. Die Wagen 9 sind mittels Rollen 13 in der Führungsschiene 5 geführt.
Die Hängehalter 11 sind zur hängenden Halterung von leeren Hülsen 15 oder, wie in Fig. 2 dargestellt, vollen Spulen 17 ausgebildet. Die Halterung der Hülsen 15 bzw. Spulen 17 erfolgt in der Regel nicht starr, sondern derart, dass diese zumindest kleinere pendelnde Bewegungen in beliebigen Ebenen ausführen können. Diese Ausbildung der Halterung ermöglicht insbesondere auf einfache Weise den Ausgleich von Toleranzen. Des weiteren können die Halterungen für die Hülsen 15 bzw. Spulen 17 so beschaffen sein, dass auch grössere Winkelauslenkungen ermöglicht werden. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass auch in ansteigenden oder abschüssigen Bereichen der Führungsschiene 5 die Hülsen oder Spulen eine vertikale Lage einnehmen. Die pendelnde Halterung gewährleistet jedoch insbesondere, dass bei auf die Hülsen 15 bzw.
Spulen 17 wirkenden Beschleunigungen trotz der grossen Hebelwirkungen die Halterungsmittel nicht beschädigt werden.
Die Ausbildung der Halterung ist ebenso wie die bisher beschriebenen Merkmale der Einrichtung an sich bekannt.
Zur Verhinderung oder Minimierung der Pendelbewegungen werden nachfolgend eine steuerungstechnische Lösung zur Verhinderung oder Minimierung von in der Ebene der Bewegungsrichtung liegenden Pendelbewegungskomponenten und eine rein mechanische Lösung zur Verhinderung von in einer hierzu senkrechten Ebene liegenden Pendelbewegungskomponenten beschrieben, die sowohl einzeln als auch in Kombination eingesetzt werden können.
Bei der steuerungstechnischen Lösung geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass Pendelbewegungen in der Ebene der Bewe gungsrichtung insbesondere durch Beschleunigungen bzw. Verzögerungen des Hängewagenzuges 7 hervorgerufen werden.
Demzufolge weist die erfindungsgemässe Einrichtung einen hinsichtlich der Geschwindigkeit des Hängewagenzuges 7 steuerbaren Antrieb 19 auf. Dieser Antrieb 19 kann in einfacher Weise als bezüglich der Führungsschiene 5 ortsfester, elektromotorischer Reibradantrieb ausgebildet sein. Eine derartige Ausführungsform ist schematisch in Fig. 1 angedeutet. Selbstverständlich kann jedoch auch der Hängewagenzug 7 selbstfahrend gestaltet sein, d.h. der Antrieb befindet sich auf dem Hängewagenzug selbst. Für das Wesen der Erfindung ist die spezielle Ausgestaltung des Antriebs - abgesehen von seiner Steuerbarkeit - jedoch nur von untergeordneter Bedeutung.
Der Steuereingang 19a des steuerbaren Antriebs 19 ist mit dem Ausgang 21a einer Steuereinheit 21 verbunden. Der Antrieb 19 kann einen in zumindest seiner Frequenz steuerbaren Frequenzumrichter aufweisen, der einen Elektromotor speist. Die Steuereinheit 21 steuert den Antrieb 19 so an, dass der Hängewagenzug 7 zur gewünschten Zeit möglichst rasch in eine oder zeitlich nacheinander in mehrere vorbestimmte Haltepositionen bewegt wird. Eine Halteposition kann beispielsweise über einer der beiden in Fig. 1 dargestellten Spindelreihen 3, 3 min sein. Sollen z.B. die vollen Spulen einer Reihe 3, 3 min von Spindeln abtransportiert werden, so ist vorzugsweise nur jeder zweite Hängehalter 11 des Hängewagenzuges 7 mit einer leeren Hülse 15 zu bestücken.
Anschliessend wird der Hängewagenzug 7 von der Steuereinheit 21 so in eine erste Halteposition vor der betreffenden Spindelreihe 3, 3 min gesteuert, dass die leeren Hängehalter über den vollen Spulen zu liegen kommen. Die Spulen werden dann in bekannter Weise mit den Hängehaltern 11 in Eingriff gebracht. Anschliessend wird der Hängewagenzug um den Abstand A zwischen zwei Hängehaltern 11 (Fig. 3) weiterbewegt und die leeren Hülsen auf die Spindeln geschoben. Zuletzt wird der Hängewagenzug 7 in eine nächste Position gefahren, z.B. zu einer weiterverarbeitenden Spinnereimaschine.
Da die in Fig. 1 dargestellte Vorspinnmaschine 1 zwei Spindelreihen 3, 3 min aufweist, verzweigt sich die Führungsschiene 5 in Zweige 5a, 5b, die sich jeweils über eine der Spindelreihen 3, 3 min erstrecken. Zur Steuerung des Hängewagenzuges 7 in einen bestimmten Zweig 5a, 5b ist am Anfangs- bzw. Endbereich des Bogens 23 der Führungsschiene 5 an einem Ende der Vorspinnmaschine 1 jeweils eine Weiche 26 vorgesehen, die über einen z.B. von der Steuereinheit 21 ansteuerbaren Stelltrieb 25 in die erforderliche Stellung gesteuert werden kann. Selbstverständlich kann das Umlegen der Weichen 26 jedoch auch manuell erfolgen.
Die Steuereinheit 21 steuert den Antrieb 19 so an, dass zumindest nach dem Erreichen der Haltepositionen die Pendelbewegungskomponenten, die in der Ebene der Bewegungsrichtung liegen, vollständig unterdrückt oder minimiert werden. Hierzu muss die Geschwindigkeit des Hängewagenzuges abhängig vom Verlauf der Bahnkurve zeit- und/oder ortsabhängig nach einer vorgegebenen Funktion gesteuert werden. Diese Abhängigkeiten sind vorzugsweise in einem Speicher der Steuereinheit 21 in digitaler Form abgelegt.
Dabei können für unterschiedliche Zwecke auch mehrere Orts- bzw. Zeitabhängigkeiten gespeichert sein, z.B. für den Transport von leeren Hülsen 15, für den Transport von vollen Spulen, jeweils für unterschiedliche Streckenabschnitte bzw. für Strecken zwischen verschiedenen Haltepunkten.
Die Bestimmung der Zeit- und/oder Ortsabhängigkeiten kann mit theoretischen Methoden oder empirisch erfolgen. Bevorzugt eignen sich Abhängigkeiten, bei denen Geschwindigkeitsänderungen des Hängewagenzuges 7 nicht, wie bei bekannten Einrichtungen, sprunghaft, sondern mit verrundeten Verläufen erfolgen.
Zum anderen bietet sich die Möglichkeit, diese Abhängigkeiten dadurch zu ermitteln, dass der Verlauf des Steuersignals der Steuereinheit 21 während des Betriebs einer Versuchseinrichtung mit einer nachstehend beschriebenen Regelung der Hängewagenzugbewegung abgetastet und gespeichert wird.
Diese aufwendigere, aber auch universellere Möglichkeit zur Regelung der Bewegung des Hängewagenzuges 7 zwischen den Haltepositionen lässt sich erfindungsgemäss in der Weise realisieren, dass zumindest ein, vorzugsweise am Hängewagenzug angeordneter Sensor 27 (Fig. 2) zur Erfassung der Winkelauslenkung zumindest einer Hülse 15 oder Spule 17 (oder eines damit verbundenen Teils) vorgesehen ist.
Dieses Sensorsignal S wird ebenfalls der Steuereinheit 21 zugeführt, was insbesondere bei nicht selbstfahrend ausgebildeten Hängewagenzügen drahtlos erfolgen kann. Bei selbstfahrend ausgebildeten Hängewagenzügen bietet sich die Signalübertragung über Strom- und/oder Datenschienen an.
Bei dieser erfindungsgemässen Lösung umfasst die Steuereinheit 21 einen Regler, der zumindest das Sensorsignal S des Sensors 27 und den Abstand des Hängewagenzuges 7 von der jeweils anzufahrenden Halteposition nach vorgegebenen Vorschriften zu einer Steuergrösse für den Antrieb 19 verarbeitet.
Aufgrund der widersprüchlichen Ziele, nämlich einerseits das Ziel einer möglichst schnellen Bewegung des Hängewagenzuges mit entsprechend grossen Beschleunigungswerten und andererseits dem Ziel möglichst geringer Pendelbewegungen bei unterschiedlichen pendelnd aufgehängten Massen (Hülsen bzw. Spulen), kommt eine Regelung im herkömmlichen Sinn jedoch kaum in Frage.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieser erfindungsgemässen Lösung ist der Regler daher in Form einer Fuzzy-Control bzw. eines Fuzzy-Reglers realisiert, dessen linguistische Ausgangs grösse die die Antriebsgeschwindigkeit bestimmende Steuergrösse für den Antrieb ist und als dessen linguistische Eingangsgrössen zumindest die Winkelauslenkung einer Hülse 15 bzw. Spule 17 in der Bewegungsrichtung des Hängewagenzuges 7 und der jeweilige Abstand von der nächsten Halteposition gewählt sind.
Diese steuerungstechnische Lösung zur Vermeidung/Minimierung von Pendelbewegungen in der Ebene der Bewegungsrichtung des Hängewagenzuges kann erweitert werden um die nachfolgend beschriebene mechanische Lösung zur Vermeidung/Minimierung von hierzu senkrechten Pendelbewegungen.
Hierzu besitzt die Vorspinnmaschine, wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, im Bereich von durch die Wagen 9 des Hängewagenzuges 7 durchlaufenen Bögen, z.B. dem Bogen 23, mindestens eine der Bahnkurve 30 der Hülsen 15 oder Spulen 17 angepasste Leitschiene 29 bzw. 31.
Diese Leitschienen 29 bzw. 31 sind im Fussbereich 33 der Hülsen bzw. Spulen angeordnet. An sich genügt es, wenn allein eine Aussenschiene als Leitschiene 29 eingesetzt wird. Es stellt jedoch eine Verbesserung dar, dieser Aussenschiene 29 eine Innenschiene 31 als zusätzliche Führung für die Hülsen 15 bzw. Spulen 17 wiederum im Fussbereich 33 zuzuordnen.
Nach Fig. 3 sind die Leitschienen 29 bzw. 31 am Auslauf eines Bogens um die Länge A in die Gerade hinein verlängert.
Gemäss Fig. 4 bewegen sich die Rollen 13 - wie durch x angedeutet - der Hängewagen 9 in der ausgezogenen Linie auf der Geraden G und dem Bogen 23. Die Hülsen oder Spulen - angedeutet durch o - bewegen sich auf den Geraden unter den Rollen 13 im Bogen 231 in der strichpunktierten Linie auf einer engeren Bahn als die der Rollen 13.
Im Übergang von den Geraden G in den Bogen 23 min und umgekehrt, beschreiben die Hülsen oder Spulen einen Übergangsbogen 23 min min . Daher muss sich mindestens die äussere Führungsschiene 29 soweit in den geraden Schienenverlauf, d.h. in den Bereich G hineinerstrecken, dass die aus dem Bogen herauslaufende Hülse 15 bzw. Spule 17 solange geführt ist, bis die hintere Rolle 13 in die Gerade G eingelaufen ist bzw. muss die vorderste Hülse 15 bzw. Spule 17 eines in einen Bogen 23 einlaufenden Hängewagens 9 bereits geführt sein, wenn die vorlaufende Rolle 5 des Hängewagens in den Bogen einläuft. Mit anderen Worten: Die Leitschiene muss um eine Strecke in die an den Bogen anschliessende Gerade hinein verlängert werden, die dem Abstand zwischen der hinteren Rolle 13 und dem vordersten Hängehalter 11 dieses Hängewagens 9 entspricht.
Die Leitschienen 29 bzw. 31 liegen hierbei im Abstand des Radius des Hülsenfusses 33 innerhalb und ausserhalb der strichpunktierten Linie.
Im Bereich in das System der Führungsschiene 5 eingefügter Weichen 26 weist die Aussenleitschiene 29 sowohl eine dem geraden Führungsschienenzweig zugeordnete gerade Leitschiene als auch eine dem ablenkenden Führungsschienenzweig zugeordnete gebogene Leitschiene auf. Damit die geraden Führungsschienenzweige befahren werden können, sind die Durchfahrt in die geraden Führungsschienenzweige freigebende Abschnitte 35 der gebogenen Leitschiene mittels der Stelltriebe 25 um Achsen 35a wegverschwenkbar.
Durch die Anordnung der Leitschiene 29 bzw. 31 im äusseren Bereich des von dem Hängewagenzug 7 durchlaufenen Bogens 23 ergibt sich, dass ein unerwünschtes Pendeln Hülsen 15 oder Spulen 17 bzw. der damit bestückten Hängehalter 11 quer zur Ebene der Bewegung des Hängewagenzuges 7 vermieden, bzw. weitgehend reduziert wird.
The invention relates to a device for automatically feeding or removing empty bobbins of thread or full spools of thread on spinning machines according to the preamble of claims 1 and 4.
Known hanging wagon trains consist of several articulated vehicles. These carriages with the hanging brackets arranged on them move on straight lines or on bends along a guide rail to or on a spinning machine or between several spinning machines. The hangers usually hold the sleeves or coils in such a way that they can perform pendulum movements in any direction. Frequently, the hanging brackets themselves are articulated to the hanging trolley, for example to enable the sleeves or spools to be aligned vertically on slopes in the path of the hanging trolley train.
An undesired oscillation can result from the sequence of movements of the suspension wagon train, in particular by starting or stopping. The pendulum movements can be broken down into a component that lies in a plane that is spanned by the direction of movement of the suspension trolley train and the vertical, as well as a component that forms a right angle with this plane and also lies in the vertical.
In order to quickly remove full bobbins and empty tubes from one area and / or quickly to another area and to increase the performance of a hanging rail system, there is a desire to move the hanging carriage trains in the hanging rail system as quickly as possible. Due to the acceleration and deceleration, however, this leads to a more or less strong oscillation of the full bobbins or empty tubes. If full bobbins or empty cores fed to an area are to be subjected to further manipulations there, these can generally only be carried out when the pendulum movement has subsided. In this respect, high driving speed and low pendulum movements are mutually exclusive.
For example, in the case of a device for exchanging full bobbins for empty tubes on a roving machine according to German patent application 4 229 296 A1, short doff times can only be achieved by the hanging wagon train moving into the wings of the roving machine at high speed, the empty tubes but after stopping the trolley pull in the intended position swing out as quickly as possible and the change process can be initiated.
The invention is therefore based on the object to provide a device for the automatic feeding or removal of empty bobbins or full bobbins of yarn in spinning machines, which in a simple way on the one hand the fastest possible removal or feeding of bobbins and bobbins from or to a spinning machine by high Driving speed, on the other hand, a rapid availability of supplied coils and sleeves by preventing wide or long-lasting pendulum movement of the sleeves or coils, in particular in the plane of the direction of movement of the suspension wagon train.
The invention solves this problem with the features of claims 1 and 4.
The invention is based on the knowledge that inadmissibly strong pendulum movements of the sleeves or coils, which are caused by longitudinal and / or transverse accelerations acting on them, by a suitable control of the drive for the hanging wagon train, i.e. a control of the speed of the movement of the overhead trailer can be avoided.
For this, there is the possibility, on the one hand, of the speed of the drive depending on location and / or time, taking into account at least some parameters that significantly influence pendulum movements, such as the speed of the hanging wagon train, bends of the guide rail to be traversed by the hanging wagon train, remaining distance to the intended destination, and equipping the hanging wagon train with full bobbins, empty bobbins, etc.
For this purpose, in a preferred embodiment of the invention, one or more time and / or location dependencies for the speed, preferably in digital form, can be stored in a control unit that controls the drive for the suspension wagon train. The control unit can then for each case, e.g. Depending on whether empty cores or heavier full bobbins are to be transported, select the most favorable time and / or location dependency. The most favorable course of these dependencies can be determined theoretically or empirically.
On the other hand, there is the possibility of regulating the speed of the drive as a function of at least one sensor signal reflecting the deflection of the pendulum movement of a sleeve or spool and depending on the distance of the hanging wagon train from the next stop position in such a way that the stop positions are as short as possible with minimal pendulum movements the sleeves or spools are started up after the suspension trolley train has come to a standstill.
Due to the contradictory goals, namely the goal of the fastest possible movement of the hanging wagon train with correspondingly large acceleration values and secondly the goal of the lowest possible pendulum movements with different pendulum suspended masses (sleeves or coils), regulation in the conventional sense is hardly an option.
In a preferred embodiment of this solution according to the invention, the controller is therefore implemented in the form of a fuzzy control or a fuzzy controller, the linguistic output variable of which is the control variable determining the drive speed and the linguistic input variable at least the angular deflection of a sleeve or coil in the direction of movement of the hanging trolley train and the respective distance from the next stopping position.
Of course, the drive for the hanging wagon train must be designed to be controllable both in the case of controlling the speed and in the case of regulating. For this purpose, the drive can comprise a converter which can be controlled at least with regard to its frequency and which feeds one or more electric motors.
The at least one sensor required in the case of regulation can be connected to the control unit wirelessly or via current and / or data rails. The drive can convey the trolley by means of pairs of friction wheels arranged along the guide. However, the hanging wagon train can also be designed to be self-propelled.
Since the trajectory curve is generally fixed, only the component of the pendulum movement that lies in the plane of the direction of movement can be influenced or avoided by controlling or regulating the drive speed, at least during linear movement of the suspension wagon train. Components of the pendulum movements of the sleeves or coils lying in the plane perpendicular to this plane can practically only be influenced and, if necessary, compensated for by a suitable choice of the path curvatures at a given speed. However, this is hardly achievable for different oscillating masses.
In order to avoid such pendulum movements, a guide rail adapted to the path curve and the sleeves or coils can be provided in the area of at least one path curve of the guide rail for the hanging wagon train. This guide rail is preferably located in the foot area of the sleeves or coils and prevents in a simple but very effective manner that the coils or sleeves oscillate in the plane transverse to the movement of the hanging trolley train. This makes a further contribution to shortening the feed times for the coils or sleeves.
The guardrail is preferably arranged on the outside of a sheet arch and extends at least such a distance into the subsequent straight line that corresponds to the distance between the rear roller and the most distant hanging bracket of the same hanging carriage. An inner rail can be assigned to the outer rail as an additional guide for the sleeves or coils in the area of the foot.
However, the guide rail can also be designed only as an inner rail, which is arranged in the straight path region adjoining a web arch on the inside of the web arch. Such a guide curve does not prevent the coils or sleeves from swinging out when passing through the sheet arch. When it swings in the transition into the straight web area, however, this guardrail prevents the coils or sleeves from swinging inwards and thus causing them to oscillate.
These mechanical measures to prevent components of pendulum movements directed transversely to the direction of movement of the hanging wagon train can of course also be taken separately from the control solution to prevent pendulum movement components lying in the plane of the direction of movement.
Further embodiments of the invention result from the dependent patent claims.
The invention is described below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows:
Figure 1 is a schematic representation of the invention using the example of a roving machine with two rows of spindles.
FIG. 2 shows a side view of coils in the region of a path curvature held on carriages of a hanging carriage train by means of hanging holders;
3 shows a plan view of an arch traversed by a hanging wagon train;
Fig. 4 is a schematic representation of the movements of a single car of a hanging car train in plan view.
Fig. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the inventive device for automatically feeding or removing empty bobbins or full bobbins using the example of a roving machine 1 with two rows of spindles 3, 3 min.
The device according to the invention comprises a guide rail 5 (FIG. 2), which is not shown in FIG. 1 for reasons of clarity and in which a suspension carriage train 7 runs. The hanging wagon train 7 consists of individual, articulated interconnected carriages 9, one or more hanging brackets 11 being provided on each of these carriages 9. The carriages 9 are guided in the guide rail 5 by means of rollers 13.
The hanging holders 11 are designed for hanging empty sleeves 15 or, as shown in FIG. 2, full bobbins 17. The sleeves 15 or coils 17 are generally not held rigidly, but in such a way that they can perform at least smaller oscillating movements in any planes. This design of the holder enables, in particular, the compensation of tolerances in a simple manner. Furthermore, the holders for the sleeves 15 or coils 17 can be designed in such a way that even larger angular deflections are made possible. In this way it can be achieved that the sleeves or coils assume a vertical position even in rising or sloping regions of the guide rail 5. However, the oscillating holder ensures in particular that when the sleeves 15 or
Coils 17 acting accelerations are not damaged despite the large leverage effects.
The design of the holder is known as well as the features of the device described so far.
To prevent or minimize the pendulum movements, a control solution to prevent or minimize pendulum movement components lying in the plane of the direction of movement and a purely mechanical solution to prevent pendulum movement components lying in a plane perpendicular to this are described below, which can be used both individually and in combination .
In the case of the control solution, the invention is based on the knowledge that pendulum movements in the plane of the direction of movement are caused in particular by accelerations or decelerations of the suspension wagon train 7.
Accordingly, the device according to the invention has a drive 19 which can be controlled with regard to the speed of the suspension wagon train 7. This drive 19 can be designed in a simple manner as an electromotive friction wheel drive that is stationary with respect to the guide rail 5. Such an embodiment is indicated schematically in FIG. 1. Of course, however, the suspension carriage train 7 can also be designed to be self-propelled, i.e. the drive is located on the hanging wagon train itself. However, apart from its controllability, the special design of the drive is of only minor importance for the essence of the invention.
The control input 19a of the controllable drive 19 is connected to the output 21a of a control unit 21. The drive 19 can have a frequency converter which can be controlled in at least its frequency and which feeds an electric motor. The control unit 21 controls the drive 19 in such a way that the suspension wagon train 7 is moved as quickly as possible into one or chronologically one after the other into a plurality of predetermined stopping positions. A stop position can be, for example, above one of the two spindle rows 3, 3 shown in FIG. 1. Should e.g. the full bobbins of a row 3, 3 min are transported away from spindles, preferably only every second hanging holder 11 of the hanging carriage train 7 is to be equipped with an empty sleeve 15.
The suspension trolley 7 is then controlled by the control unit 21 into a first stopping position in front of the relevant row of spindles 3, 3 min in such a way that the empty hangers come to rest over the full spools. The coils are then brought into engagement with the hangers 11 in a known manner. The suspension trolley train is then moved further by the distance A between two suspension brackets 11 (FIG. 3) and the empty sleeves are pushed onto the spindles. Finally, the hanging wagon train 7 is moved to a next position, e.g. to a processing spinning machine.
Since the roving machine 1 shown in FIG. 1 has two spindle rows 3, 3 min, the guide rail 5 branches into branches 5a, 5b, each of which extends over one of the spindle rows 3, 3 min. In order to control the hanging carriage train 7 in a specific branch 5a, 5b, a switch 26 is provided at the beginning or end region of the arc 23 of the guide rail 5 at one end of the pre-spinning machine 1, which, for example, can be controlled by the control unit 21 controllable actuator 25 in the required position. Of course, the switching of the switches 26 can also be done manually.
The control unit 21 controls the drive 19 in such a way that, at least after the holding positions have been reached, the pendulum motion components which lie in the plane of the direction of motion are completely suppressed or minimized. For this purpose, the speed of the hanging wagon train must be controlled according to a predetermined function depending on the course of the trajectory and depending on the time and / or location. These dependencies are preferably stored in digital form in a memory of the control unit 21.
Several location or time dependencies can also be stored for different purposes, e.g. for the transport of empty tubes 15, for the transport of full spools, in each case for different route sections or for routes between different stops.
The time and / or location dependencies can be determined using theoretical methods or empirically. Dependencies are preferably suitable, in which speed changes of the suspension wagon train 7 do not occur suddenly, as in known devices, but with rounded curves.
On the other hand, there is the possibility of determining these dependencies by scanning and storing the course of the control signal of the control unit 21 during the operation of a test device with a regulation of the suspension wagon train movement described below.
This more complex, but also more universal option for regulating the movement of the suspension trolley 7 between the holding positions can be realized according to the invention in such a way that at least one sensor 27 (FIG. 2), preferably arranged on the suspension trolley, for detecting the angular deflection of at least one sleeve 15 or coil 17 (or an associated part) is provided.
This sensor signal S is also fed to the control unit 21, which can be done wirelessly, in particular in the case of suspension wagon trains which are not designed to be self-driving. In the case of self-propelled suspension wagon trains, signal transmission via power and / or data rails is suitable.
In this solution according to the invention, the control unit 21 comprises a controller, which processes at least the sensor signal S of the sensor 27 and the distance of the suspension carriage train 7 from the stop position to be approached in each case according to predetermined regulations to a control variable for the drive 19.
Due to the contradicting goals, namely the goal of the fastest possible movement of the hanging wagon train with correspondingly high acceleration values and the goal of the lowest possible pendulum movements with different pendulum suspended masses (sleeves or coils), regulation in the conventional sense is hardly an option.
In a preferred embodiment of this solution according to the invention, the controller is therefore implemented in the form of a fuzzy control or a fuzzy controller, the linguistic output variable of which is the control variable determining the drive speed and the linguistic input variable of which is at least the angular deflection of a sleeve 15 or Coil 17 in the direction of movement of the suspension carriage train 7 and the respective distance from the next stopping position are selected.
This control solution for avoiding / minimizing pendulum movements in the plane of the direction of movement of the hanging wagon train can be expanded to include the mechanical solution described below for avoiding / minimizing pendulum movements perpendicular to it.
For this purpose, the pre-spinning machine, as can be seen from FIGS. 2 and 3, has in the region of arches, e.g. the arc 23, at least one guide rail 29 or 31 adapted to the path curve 30 of the sleeves 15 or coils 17.
These guide rails 29 and 31 are arranged in the foot region 33 of the sleeves or coils. In itself, it is sufficient if only an outer rail is used as the guide rail 29. However, it is an improvement to assign an inner rail 31 to this outer rail 29 as an additional guide for the sleeves 15 or coils 17 in the foot region 33.
According to Fig. 3, the guide rails 29 and 31 are extended at the exit of an arc by the length A into the straight line.
4, the rollers 13 - as indicated by x - of the hanging carriage 9 move in the solid line on the straight line G and the arc 23. The sleeves or coils - indicated by o - move on the straight line under the rollers 13 in Sheet 231 in the dash-dotted line on a narrower path than that of the rollers 13.
In the transition from the straight line G to the arc 23 minutes and vice versa, the sleeves or coils describe a transition arc 23 minutes. Therefore, at least the outer guide rail 29 must extend as far as the straight rail, i.e. Extend into the area G so that the sleeve 15 or spool 17 running out of the sheet is guided until the rear roller 13 has run into the straight line G or the foremost sleeve 15 or spool 17 must be one of the ones entering a sheet 23 Hanging trolley 9 already be guided when the leading roll 5 of the hanging trolley runs into the sheet. In other words: the guide rail must be extended by a distance into the straight line adjoining the curve, which corresponds to the distance between the rear roller 13 and the foremost hanging holder 11 of this hanging carriage 9.
The guide rails 29 and 31 are at a distance from the radius of the sleeve base 33 inside and outside the dash-dotted line.
In the area of switches 26 inserted into the system of the guide rail 5, the outer guide rail 29 has both a straight guide rail assigned to the straight guide rail branch and a curved guide rail assigned to the deflecting guide rail branch. So that the straight guide rail branches can be driven on, the passage into the straight guide rail branches releasing sections 35 of the curved guide rail can be pivoted away about axes 35a by means of the actuating drives 25.
The arrangement of the guide rail 29 or 31 in the outer region of the arc 23 traversed by the hanging trolley train 7 means that undesired oscillation of sleeves 15 or coils 17 or the hanging holder 11 equipped with them transversely to the plane of the movement of the hanging trolley train 7 is avoided or is largely reduced.