[0001] Das zur Verarbeitung in der Weberei und der Maschentechnik vorgesehene Garn wird in der Regel auf Kreuzspulen mit einer sogenannten Fadenreserve aufgespult. Der englischsprachige Begriff "transfer tail" beschreibt den Zweck der Fadenreserve besser als der deutschsprachige. Der Anfang der spuleninnersten Lage des Fadens, der beim Abspulen das Ende des laufenden Fadens bildet, ist derart aufgespult, dass er nicht durch die darüber liegende Spule verdeckt, sondern daneben auf der Hülse zugänglich ist. Beim Aufstecken der Spule zum Verarbeiten des Garns wird dieses freie und greifbare Ende mit dem aussen liegenden Beginn einer zweiten Garnspule durch Anknoten oder Anspleissen verbunden. Dies erlaubt einen unterbruchslosen Übergang des Garnbezuges von einer Spule auf die darauf folgende.
[0002] Als Fadenreserve wird somit das kurze Stück Garn bezeichnet, das wie oben beschrieben seitlich neben der eigentlichen Spule auf der Hülse aufgespult ist. Das Aufspulen des Garns auf die Hülse beginnt mit dem Bilden dieser Fadenreserve, bestehend aus einigen Garnwindungen, die mit einem feststehenden Fadenführer auf die Hülse aufgespult werden. Im Anschluss an diese Startphase der Bewicklung wird das Garn an die Fadenverlegung übergeben, welche mit ihrer seitlichen Bewegung den Verlegewinkel und die Form der Kreuzspule bestimmt.
[0003] Die Patentschrift DE 2 332 220 beschreibt die Bildung einer Fadenreserve mit Hilfe eines zuschaltbaren Fadenführers, ohne die Probleme der Abzugsgeschwindigkeit und der Fadenspannung zu berücksichtigen. Dies ist jedoch bei garnverarbeitenden Maschinen mit Prozessen, die eine konstante Garngeschwindigkeit voraussetzen, eine Voraussetzung. Die besagte Patentschrift nennt denn als Grund für die Bildung einer Fadenreserve, dass der beim Aufstarten des betreffenden Prozesses, in diesem Fall dem Aufwärtszwirnen, erzeugte Garnabschnitt nicht den Produktspezifikationen entspricht und die Fadenreserve deshalb vor der Weiterverarbeitung zu entfernen ist. Dies ist zwar nicht die übliche Zweckbestimmung der Fadenreserve, beschreibt aber ein bestehendes Qualitätsproblem bei den bekannten Methoden, eine Fadenreserve zu bilden.
[0004] In der Patentschrift DE 2 701 985 ist ein Verfahren zur Bildung einer Fadenreserve beschrieben, das einen von der Spulstelle funktionell getrennten Mechanismus vorsieht. Hier wird davon ausgegangen, dass die Fadenreserve grundsätzlich getrennt von der darauf folgenden Kreuzspule gebildet wird. Dies ist möglich, wenn das Garn so angesetzt oder angespleisst und der Aufspulvorgang daraufhin gestartet werden kann, ohne dass eine Qualitätseinbusse entsteht. Dies ist bei Umspulprozessen von aus Stapelfasern gesponnenen Garnen und beim Rotorspinnen der Fall. Für alle anderen garnverarbeitenden Prozesse, insbesondere für Filamentgarne, ist diese Lösung nicht brauchbar.
[0005] Die Patentschrift EP 0680 918 zeigt eine Lösung zur Bildung der Fadenreserve auf, bei der das Garn zuerst auf einen kurzen Fehlwickel in der Mitte der Hülse aufgespult wird, dann die Fadenreserve gebildet wird, und anschliessend der Aufbau der Kreuzspule beginnt. Diese überdeckt dann den Fehlwickel und verhindert so das Ablösen des im Fehlwickel enthaltenen Gamendes. Diese Lösung übergeht das Problem der mangelhaften Qualität des Garns im Bereich der Fadenreserve und führt zu einer Fadenreserve, bei der zwei Garne unter der gebildeten Spule verschwinden. Sie ist für die anschliessende Weiterverarbeitung der Spule problematisch, indem das unten liegende der beiden Garne, welche von der Fadenreserve zur Spule führen, manuell aufgetrennt werden muss, um die Fadenreserve ihrem Zweck entsprechend zur benützen.
[0006] Der Gedanke einer Bildung der Fadenreserve allein mit dem für die Fadenverlegung eingesetzten Fadenführer wird in der Patentschrift EP 1 089 933 erwähnt, die sich im wesentlichen mit einer positionsgeregelten, frei programmierbaren Fadenverlegung befasst. Die Problematik der unterschiedlichen Fadengeschwindigkeit beim Bilden einer parallel gewickelten Fadenreserve und der Kreuzspule wird nicht angesprochen und bleibt offen.
[0007] Das Patent EP 1 125 879 zeigt eine mit separaten Antrieben für Friktionswalze und Fadenverlegung ausgestattete Spulstelle für Rotorspinnmaschinen. Die Fadenreserve wird mit der positionsgeregelten Fadenverlegung gebildet, wie in EP 1089 933 gezeigt. Beansprucht werden eine Reihe von Einzelheiten in Aufbau und Wirkungsweise der Steuerung. Die Abhängigkeit der Fadenspannung von der Geschwindigkeit der Fadenverlegung wird im Zusammenhang mit dem Erstellen einer Endwicklung auf der Spule oder der Hülse erwähnt. Es fehlt jedoch jede Angabe dazu, wie dies steuerungstechnisch erfolgen müsste. Tatsächlich beträgt der Transportverzug zwischen der Lieferwalze der Rotorspinnmaschine und der Friktionswalze der Spulstelle nur wenige Prozent und liegt demnach im Bereich der zusätzlichen Fadengeschwindigkeit, sich aus dem Verlegewinkel ergibt.
Infolge der kurzen Fadenlänge zwischen der Lieferwalze und der Spulstelle ist dieser Transportverzug kritisch in der Einstellung. Zum Erreichen der gewünschten Form und Härte der gebildeten Spulen sind Korrekturen in feinen Stufen erforderlich. Die Fadenreserve wird deshalb bei den Rotorspinnmaschinen unter Zuhilfenahme eines separaten Antriebes und Fadenspeichers gebildet, der sich im Ansetzautomaten befindet. Bei einem - kaum mehr üblichen - manuellen Ansetzen erfolgt die Bildung der Fadenreserve unter Umgehung der Lieferwalze, unter Inkaufnahme einer Fehlstelle im Garn, wie dies bereits im Patent DE 2 332 220 beschrieben ist. Die spultechnischen Probleme, die sich aus der konstanten Liefergeschwindigkeit des vorgeschalteten Spinnprozesses ergeben sind in EP 1 125 879 in keiner Weise berücksichtigt.
Ohne einen Fadenspeicher mit nachgeschalteter Fadenbremse, eine Fadenspannvorrichtung oder eine besondere Vorrichtung zur Erfassung und Regelung der Fadenspannung ist das Konzept nicht brauchbar. Die vorgeschlagenen Lösungen sind demnach weitgehend spekulativ und für den Stand der Technik nicht massgebend.
[0008] Im Folgenden wird gezeigt, wie die Bildung der Fadenreserve durch geeignete Ansteuerung der Antriebe von Spule und Fadenverlegung bei konstanter Liefergeschwindigkeit für den Faden gelöst wird. Die Beschreibung bezieht sich auf die Fig. 1-5. Fig. 1zeigt die Spulstelle einschliesslich eines vorgelagerten Lieferwerks in der Übersicht. Der Faden 1 wird über ein Lieferwerk bestehend beispielhaft aus einer Galette 2, einer Verlegerolle 3 und einem Antrieb 4 der Spulstelle zugeführt. Die Fadenverlegung, bestehend aus dem Fadenführer 5 und dem zugehörigen Antrieb 6, führt den Faden der Spule 8 zu. Ein Sensor 7 überwacht die Bewegung des Fadens unter dem Einfluss der Fadenverlegung. Bei Ausfall des Signals wird die Zulieferung des Garns auf bekannte Weise unterbrochen, um Störungen im Fadenlauf, insbesondere Wickel, zu vermeiden.
Die Spule wird auf bekannte Weise von einer Friktionswalze 9 angetrieben, welcher der Antrieb 10 zugeordnet ist. Der schematisch dargestellte Signalpfad 13 enthält den Sollwert für die Geschwindigkeit des Antriebes 10 für die Friktionswalze 9. Der schematisch dargestellte Signalpfad 14 enthält den Sollwert für die Position des Antriebes 6 für die Fadenverlegung. Der Signalpfad 12 überträgt das der Präsenz des Fadens in der laufenden Fadenverlegung entsprechende Signal vom Sensor 7 zur Steuerung 11 der Spulstelle. Diese erhält ihre Betriebsparameter über den Signalpfad 17 von der überlagerten Maschinensteuerung 15. Das Lieferwerk 4 bildet prinzipiell einen Teil des vorgelagerten Garnbearbeitungsprozesses und wird über den Signalpfad 16 von der Maschinensteuerung 15 angesteuert.
[0009] Fig. 2 zeigt den Verlauf des Fadens auf der Kreuzspule in der Abwicklung. Die Spule ist symmetrisch zu ihrer Mittelebene aufgebaut, welche die Abwicklung auf der Linie 18 schneidet. Der Faden 19 bildet mit dieser Linie 18 den Verlegewinkel 20. Dieser stellt einen wichtigen, in der Regel einstell- oder programmierbaren Parameter für den Aufbau der Spule dar.
[0010] In Fig. 3 wird die Funktion der Fadenverlegung näher dargestellt. Der Faden 1 läuft, vom Lieferwerk 2 kommend, zur Kreuzspule 21. Der zur Fadenverlegung gehörige Fadenführer ist in 4 Positionen gezeichnet, die er im Laufe des Betriebs einnimmt. Für das Aufspulen der Kreuzspule pendelt er um seine Mittellage mit den Umkehrpunkten 22 und 23. Ausserhalb dieses Bewegungsbereiches liegt die zum Erstellen der Fadenreserve 24 bestimmte Stellung des Fadenführers 25, der in dieser Position und zu diesem Zweck auch separat und ortsfest ausgeführt sein kann.
[0011] Fig. 4 zeigt die Position der Fadenverlegung und den daraus resultierenden Fadenzug beim Übergang von der Bildung der Fadenreserve zum Bewickeln der Kreuzspule. Im unteren Teil des Diagramms ist über der horizontalen Achse 26, welche dem Zeitverlauf entspricht, auf der vertikalen Achse 27 die Position 28 des Fadenführers dargestellt. Zu Beginn wird die Fadenreserve im Zeitabschnitt 29 mit an der Position 25 gemäss Fig. 3stehendem Fadenführer hergestellt. Anschliessend wird im Zeitabschnitt 30 der Faden in den Bereich der Kreuzspule gebracht. Im Zeitabschnitt 31 durchmisst er deren Breite bis zur Position 22 gemäss Fig. 3. Im Zeitabschnitt 32 wechselt er an der Position 22 gem. Fig. 3 seine Richtung, um die Bewicklung fortzusetzen.
[0012] Im oberen Teil des Diagramms Fig. 4 ist, bezogen auf die gleiche Zeitskala 26, jedoch mit Nulllinie 33, der Verlauf der Fadenspannung 34 auf der vertikalen Achse 35 eingetragen, wie dies dem bekannten Stand der Technik entspricht. Die Friktionswalze 9 gemäss Fig. 1behält ihre Geschwindigkeit über den ganzen Zeitraum hinweg unverändert bei. Die sich aus dem Transportverzug ergebende Fadenspannung entspricht einem Minimalwert 36, der sich allein aus der Geschwindigkeit der Friktionswalze ergibt. Im Zeitraum 30 beginnt die Fadenverlegung den Faden zu übernehmen, der Verlegewinkel nimmt zu und bleibt dann im Zeitraum 31 konstant. Hier sind der Transportverzug und die Fadenspannung entsprechend dem Verlegewinkel 20 gemäss Fig. 2 grösser, um dann am Umkehrpunkt kurz auf den Minimalwert zu fallen, wie der Teil 37 der betreffenden Spur zeigt.
Ergänzend zeigt das Diagramm auch im Teil 38 den allmählichen Anstieg des Transportverzuges beziehungsweise der Fadenspannung, der sich aus der Bildung des Spuldreiecks 2-22-23 gemäss Fig. 3aus der Geometrie des Fadenlaufes und der damit verbundenen Verlängerung des Fadenweges ergibt. Unter Berücksichtigung der Einflüsse aus den Teilen 37 und 38 ergibt sich ein für die Bildung der Kreuzspule massgebender mittlerer Fadenzug 39, der zu vergleichen ist mit dem Fadenzug 34 bei der Bildung der Fadenreserve.
[0013] Fig. 5 zeigt das Verhalten der erfindungsgemässen Lösung. Die Abfolge der einzelnen Schritte über die Zeit ist identisch mit Fig. 4, jedoch sind darüber andere Grössen aufgetragen. Auf der Zeitachse 26 mit bereits beschriebenen Abschnitten 29 - 32 ist auf dem unteren Teil mit vertikaler Achse 40 der Verlauf 41 der Geschwindigkeit der Friktionswalze dargestellt. Die Geschwindigkeit im Zeitabschnitt 29, in welchem die Fadenreserve gebildet wird, ist gegenüber der Geschwindigkeit bei der darauf folgenden Bildung der Kreuzspule erhöht, was in der Folge begründet und genauer beschrieben wird. Der obere Teil des Diagramms zeigt, wiederum bezogen auf die vertikale Achse 35 für die Fadenspannung, deren Verlauf bezogen auf die Nulllinie 33.
Im Abschnitt 42, welcher der Bildung der Fadenreserve entspricht, liegt die Fadenspannung infolge der erhöhten Geschwindigkeit der Friktionswalze nun auf dem Durchschnittswert 39, wie er sich bei der folgenden Bewicklung der Kreuzspule im Verlauf 43 ergibt, der bereits bei Fig. 4näher erläutert wurde.
[0014] Die vorliegende Erfindung geht von einer Spulstelle aus, die mit individuellen Antrieben für die Spule und die Fadenverlegung ausgerüstet ist. Die Beschreibung ist gleichermassen gültig, ob nun die Spule über eine Friktionswalze angetrieben und mit einem Spulbügel oder Spuldorn geführt ist, oder ob sie über einen Spuldorn gleichzeitig gehalten und angetrieben wird. Bezug genommen wird auf den erstgenannten Fall, wobei für den zweitgenannten vorausgesetzt wird, dass entweder der Durchmesser oder die Umfangsgeschwindigkeit der Spule für die Steuerung als Information zur Verfügung steht.
[0015] Bevorzugt werden für die Antriebe Motoren eingesetzt, welche einen wicklungslosen Rotor aufweisen, und die ohne Sensor für die Rotorlage auskommen. Solche Antriebe sind in ihrem dynamischen Verhalten ausreichend schnell und präzis, und sie weisen bezüglich der Kosten entscheidende Vorteile auf.
[0016] Aus der momentanen Position und Geschwindigkeit der Fadenverlegung und der Friktionswalze lässt sich einerseits der momentane Verlegewinkel des Garns auf der Spule berechnen, andererseits die von der Fadenverlegung mit der Bildung des Spuldreiecks verbundene Verlängerung des Fadenweges. Bei den üblichen Spulstellen ist der erstgenannte Einfluss weitaus vorherrschend, so dass es möglich ist, bei Verzicht auf höchste Präzision die theoretische Fadengarngeschwindigkeit beim Aufspulen Vfs lediglich aus der Geschwindigkeit der Spulenoberfläche bzw. der Friktionswalze Vs und jener der Fadenverlegung Vf nach der folgenden Gleichung zu bestimmen:
<EMI ID=2.1>
[0017] Entsprechend gilt für die Bildung der Fadenreserve:
Vf= 0 und deshalb Vfs = Vs
[0018] Bei einem Verlegewinkel 20 gemäss Fig. 2vom Wert a lautet die entsprechende Gleichung für die theoretische Fadengeschwindigkeit:
Vfs= Vs / cos (a)
[0019] Bei konstanter Fadengeschwindigkeit Vfs, gegeben durch den der Spulstelle vorgelagerten Prozess, ergibt sich mit entsprechend umgestellter Form der obigen Gleichung:
[0020] Vs = Vfc * cos([alpha])
[0021] Bei einem üblichen Verlegewinkel von 15 Grad beträgt der Wert für die Bildung der Kreuzspule beispielsweise:
Vs= Vfs * 0,966
und vergleichsweise dazu für die Bildung der Fadenreserve:
Vs = Vfs
[0022] Somit muss beim genannten Beispiel die Friktionswalze bei der Bildung der Fadenreserve um 3,4% rascher laufen als bei der Bildung der Kreuzspule, um gleichartige Aufspulbedingungen und einen gleich grossen Fadenzug zu gewährleisten. Dieser Unterschied, der bei den bekannten Spulverfahren nicht berücksichtig wird, liegt in der Grössenordnung des Transportverzuges, der zwischen dem Lieferwerk und der Spulstelle eingestellt wird. Es ist somit ohne Weiteres möglich, dass bei der Bildung der Fadenreserve der minimale Fadenzug für eine zuverlässige Führung des Fadens unterschritten wird und das Aufstarten des Spulvorganges misslingt.
[0023] Um ein zuverlässiges Aufstarten der Spulstelle zu gewährleisten wird deshalb entsprechend dem Stand der Technik ein Transportverzug eingestellt, der deutlich höher ist als die Differenzgeschwindigkeit, welche sich aus dem Verlegewinkel ergibt. Dies bedeutet eine unangenehme Einschränkung in der Wahl des Transportverzuges, damit im resultierenden Fadenzug während des Aufspulens der Kreuzspule, und schliesslich in deren Dichte, möglicher Grösse, Härte der Kanten und Form.
[0024] Die Korrektur des Transportverzuges beim Aufspulprozess durch Anpassung der Geschwindigkeit des Spulantriebes gemäss den obigen Gleichungen bildet als Prinzip die Basis für eine Reihe von Ausgestaltungen, die im Folgenden angegeben sind.
[0025] Erster Fall: Die Fadenreserve wird von einem separaten Fadenführer gebildet, der vom Bediener ausgelöst das Garn der Fadenverlegung übergibt. Der Fadensensor 7 erfasst das erstmalige Passieren des Fadens im Bereich der Kreuzspule und meldet dies an die Steuerung der Spulstelle. Das erstmalige Einsetzen des Sensorsignals bedeutet, dass die Fadenverlegung den Faden übernommen hat, worauf die Anpassung der Geschwindigkeit der Friktionswalze automatisch durch die Steuerung erfolgt.
[0026] Zweiter Fall: Die Fadenreserve wird von einem separaten Fadenführer gebildet, der nach einer vorbestimmten Zeit oder Garnstrecke automatisch das Garn der Fadenverlegung übergibt. Mit dem Signal zur Freigabe des Fadens aus diesem Fadenführer, das durch die Steuerung der Spulstelle auf bekannte Art erfolgt, wird gleichzeitig und automatisch die Verminderung der Geschwindigkeit der Friktionswalze eingeleitet.
[0027] Dritter Fall: Die Fadenreserve wird von der Fadenverlegung selbst gebildet, deren Fadenführer beim Anspülen des Fadens die zur Bildung der Fadenreserve nötige Position 25 einnimmt. Dieser Fall ist bezüglich der Steuerung der Geschwindigkeit der Friktionswalze funktionell identisch mit dem zweiten Fall. Der Unterschied betrifft lediglich die Ansteuerung der Fadenverlegung.
[0028] Die dem Zeitraum 30 entsprechende Phase des Geschwindigkeitsabbaus der Friktionswalze kann entsprechend der Trägheit des Antriebs und der begrenzten Haftreibung zwischen Friktionswalze und Hülse eine bestimmte Zeitdauer beanspruchen. Um ein unkontrolliertes Abbremsen der bereits mit Fadenreserve versehenen Hülse zu vermeiden wird die Verzögerung der Friktionswalze vorzugsweise über eine Rampenfunktion angesteuert.
[0029] Im dritten der obigen Fälle wird der Übergang von der Bildung der Fadenreserve zur Bildung der Kreuzspule vorzugsweise so gelöst, dass sich die Beschleunigung der Fadenverlegung über die gleiche Dauer hin erstreckt wie die Verzögerung der Friktionswalze. Die gleichzeitige Auswirkung der beiden Antriebe 6 und 10 auf dem Transportverzug, wie sie in den gezeigten Gleichungen dargestellt ist, erlaubt einen voll kontrollierten, nahezu stossfreien Fadenzug beim diesem Übergang.
<tb>Fig. 1 <sep>zeigt die erfindungsgemässe Spulstelle mit ihren Elementen in der Übersicht.
<tb>Fig. 2 <sep>zeigt die Abwicklung des Fadenverlaufes an der Oberfläche der Kreuzspule mit dem Verlegewinkel.
<tb>Fig. 3 <sep>zeigt die Funktion der Fadenverlegung beim Erstellen von Fadenreserve und Kreuzspule.
<tb>Fig. 4 <sep>zeigt den zeitlichen Verlauf der Position der Fadenverlegung und den sich ergebenden Fadenzug in der bestehenden Technik.
<tb>Fig. 5 <sep>zeigt den erfindungsgemässen zeitlichen Verlauf der Geschwindigkeit der Fadenverlegung und den sich damit ergebenden Fadenzug.
The intended for processing in the weaving and the mesh yarn is usually wound on cheeses with a so-called thread reserve. The English term "transfer tail" describes the purpose of the thread reserve better than the German-speaking. The beginning of the coil innermost position of the thread, which forms the end of the running thread when unwinding, is wound up in such a way that it is not covered by the overlying coil, but next to the sleeve is accessible. When attaching the spool for processing the yarn, this free and tangible end is connected to the outer beginning of a second yarn package by knotting or splicing. This allows an uninterrupted transition of the Garnbezuges from one coil to the subsequent.
As a thread reserve thus the short piece of yarn is referred to, which is wound as described above laterally next to the actual coil on the sleeve. The winding of the yarn on the sleeve begins with the formation of this thread reserve, consisting of several yarn turns, which are wound with a fixed yarn guide on the sleeve. Following this starting phase of the winding, the yarn is transferred to the thread laying, which determines the laying angle and the shape of the cross-wound bobbin with their lateral movement.
The patent DE 2 332 220 describes the formation of a thread reserve with the help of a switchable thread guide, without taking into account the problems of the take-off speed and the thread tension. However, this is a prerequisite for yarn-processing machines with processes that require a constant yarn speed. The said patent mentions as a reason for the formation of a thread reserve that the yarn section produced at the start of the process in question, in this case the upward twisting, does not meet the product specifications and the thread reserve is therefore to be removed before further processing. Although this is not the usual purpose of the thread reserve, but describes an existing quality problem in the known methods to form a thread reserve.
In the patent DE 2 701 985 a method for forming a thread reserve is described, which provides a functionally separate from the winding unit mechanism. Here, it is assumed that the thread reserve is basically formed separately from the subsequent cross-wound bobbin. This is possible if the yarn can be applied or spliced and the winding process can then be started without any loss of quality. This is the case with rewinding processes of staple fiber spun yarns and rotor spinning. For all other yarn processing processes, especially for filament yarns, this solution is not useful.
The patent EP 0680 918 shows a solution for forming the thread reserve, in which the yarn is first wound on a short misfire in the middle of the sleeve, then the thread reserve is formed, and then the structure of the cheese starts. This then covers the Fehlwickel and thus prevents the detachment of the Gamendes contained in the Fehlwickel. This solution overcomes the problem of poor quality of the yarn in the area of the thread reserve and leads to a thread reserve in which two yarns disappear under the formed coil. It is problematic for the subsequent further processing of the coil by the lower lying of the two yarns, which lead from the thread reserve to the coil, must be manually separated in order to use the thread reserve according to their purpose.
The idea of a formation of the thread reserve alone with the thread guide used for the thread laying is mentioned in the patent EP 1 089 933, which deals essentially with a position-controlled, freely programmable thread laying. The problem of different thread speed when forming a parallel-wound thread reserve and the cross-wound bobbin is not addressed and remains open.
Patent EP 1 125 879 shows a winding unit for rotor spinning machines equipped with separate drives for a friction roller and a thread laying device. The thread reserve is formed with the position-controlled thread laying, as shown in EP 1089 933. Claimed are a number of details in the design and operation of the controller. The dependence of the thread tension on the speed of the thread laying is mentioned in connection with the creation of a final winding on the spool or the sleeve. However, there is no indication of how this would have to be done in terms of control technology. In fact, the transport delay between the delivery roller of the rotor spinning machine and the friction roller of the winding unit is only a few percent and is therefore in the range of additional thread speed, resulting from the laying angle.
Due to the short thread length between the delivery roller and the winding unit, this transport delay is critical in the setting. To achieve the desired shape and hardness of the formed coils, fine level corrections are required. The thread reserve is therefore formed in the rotor spinning machines with the aid of a separate drive and thread storage, which is located in the piecing machine. In a - hardly usual - manual piecing takes place the formation of the thread reserve, bypassing the delivery roller, at the expense of a defect in the yarn, as already described in the patent DE 2,332,220. The spooling problems resulting from the constant delivery speed of the preceding spinning process are not considered in any way in EP 1 125 879.
Without a yarn store with downstream thread brake, a thread tensioning device or a special device for detecting and regulating the thread tension, the concept is not useful. The proposed solutions are therefore largely speculative and not relevant for the state of the art.
In the following it will be shown how the formation of the thread reserve is achieved by suitable control of the drives of the coil and thread laying at a constant delivery speed for the thread. The description refers to Figs. 1-5. Fig. 1 shows the winding unit including an upstream delivery plant in the overview. The thread 1 is supplied via a delivery mechanism consisting for example of a godet 2, a laying roller 3 and a drive 4 of the winding unit. The thread laying, consisting of the thread guide 5 and the associated drive 6, leads the thread of the coil 8 to. A sensor 7 monitors the movement of the thread under the influence of thread laying. In case of failure of the signal, the delivery of the yarn is interrupted in a known manner, to avoid disturbances in the yarn path, in particular winding.
The coil is driven in a known manner by a friction roller 9, which is associated with the drive 10. The signal path 13 shown schematically contains the desired value for the speed of the drive 10 for the friction roller 9. The schematically illustrated signal path 14 contains the desired value for the position of the drive 6 for the thread laying. The signal path 12 transmits the signal corresponding to the presence of the thread in the current yarn laying from the sensor 7 to the control 11 of the winding unit. This receives its operating parameters via the signal path 17 of the superimposed machine control 15. The delivery mechanism 4 forms in principle a part of the upstream Garnbearbeitungsprozesses and is controlled via the signal path 16 of the machine control 15.
Fig. 2 shows the course of the thread on the cheese in the settlement. The coil is symmetrical to its median plane, which intersects the unwinding on the line 18. The thread 19 forms with this line 18 the laying angle 20. This represents an important, usually adjustable or programmable parameters for the construction of the coil.
In Fig. 3, the function of the yarn laying is shown in more detail. The thread 1 runs, coming from the delivery unit 2, to the cheese 21. The thread laying associated thread guide is drawn in 4 positions, which he occupies during operation. For the winding of the cheese it oscillates about its central position with the reversal points 22 and 23. Outside this range of motion is to create the thread reserve 24 specific position of the thread guide 25, which can be performed separately and stationary in this position and for this purpose.
Fig. 4 shows the position of the thread laying and the resulting thread train in the transition from the formation of the thread reserve for winding the cheese. In the lower part of the diagram is on the horizontal axis 26, which corresponds to the passage of time, on the vertical axis 27, the position 28 of the thread guide shown. At the beginning of the thread reserve in the period 29 is made at the position 25 shown in FIG. 3-standing thread guide. Subsequently, in the period 30, the thread is brought into the area of the cross-wound bobbin. In the period 31 it measures its width to the position 22 in FIG. 3. In the period 32 it changes according to the position 22. Fig. 3 shows its direction to continue the winding.
In the upper part of the diagram Fig. 4, based on the same time scale 26, but with zero line 33, the course of the thread tension 34 registered on the vertical axis 35, as corresponds to the known prior art. The friction roller 9 according to FIG. 1 retains its speed unchanged over the entire period. The resulting from the transport delay thread tension corresponds to a minimum value 36, which results solely from the speed of the friction roller. In the period 30, the thread laying begins to take over the thread, the laying angle increases and then remains constant in the period 31. Here are the transport delay and the thread tension corresponding to the laying angle 20 as shown in FIG. 2 larger, and then at the reversal point to fall short to the minimum value, as the part 37 of the relevant track shows.
In addition, the diagram also shows in part 38 the gradual increase of the transport delay or the thread tension, which results from the formation of the lintel 2-22-23 according to FIG. 3 from the geometry of the yarn path and the associated extension of the thread path. Taking into account the influences from the parts 37 and 38 results in a decisive for the formation of the cross-coil mean threadline 39, which is to be compared with the thread 34 in the formation of the thread reserve.
Fig. 5 shows the behavior of the inventive solution. The sequence of the individual steps over time is identical to FIG. 4, but other quantities are plotted thereon. On the time axis 26 with sections 29 - 32 already described, the course 41 of the speed of the friction roller is shown on the lower part with a vertical axis 40. The speed in the period 29, in which the thread reserve is formed, is increased compared to the speed in the subsequent formation of the cheese, which is explained in the following and described in more detail. The upper part of the diagram shows, again with respect to the vertical axis 35 for the thread tension, whose course relative to the zero line 33.
In section 42, which corresponds to the formation of the thread reserve, the thread tension due to the increased speed of the friction roller is now on the average value 39, as it results in the subsequent winding of the cheese in the course 43, which has already been explained in more detail in Fig. 4.
The present invention is based on a winding unit, which is equipped with individual drives for the coil and the thread laying. The description is equally valid, whether the coil is driven via a friction roller and guided with a winding bar or spool, or whether it is simultaneously held and driven by a spool. Reference is made to the former case where it is assumed for the latter that either the diameter or the peripheral speed of the spool is available for control as information.
Motors are preferably used for the drives, which have a windingless rotor, and get along without a sensor for the rotor position. Such drives are sufficiently fast and precise in their dynamic behavior, and they have significant advantages in terms of cost.
From the current position and speed of the thread laying and the friction roller can be calculated on the one hand, the instantaneous laying angle of the yarn on the bobbin, on the other hand connected by the thread laying with the formation of Spuldreiecks extension of the thread path. In the conventional winding units, the former influence is far more prevalent, so that it is possible to dispense with the highest precision, the theoretical yarn speed when winding Vfs only from the speed of the coil surface or the friction roller Vs and that of the thread laying Vf according to the following equation :
<EMI ID = 2.1>
Accordingly applies to the formation of the thread reserve:
Vf = 0 and therefore Vfs = Vs
At a laying angle 20 according to FIG. 2 of the value a, the corresponding equation for the theoretical yarn speed is:
Vfs = Vs / cos (a)
At a constant yarn speed Vfs, given by the process upstream of the winding unit, results with a correspondingly changed form of the above equation:
Vs = Vfc * cos ([alpha])
At a conventional installation angle of 15 degrees, the value for the formation of the cheese is, for example:
Vs = Vfs * 0.966
and comparatively for the formation of the thread reserve:
Vs = Vfs
Thus, in the example mentioned, the friction roller in the formation of the thread reserve must run by 3.4% faster than in the formation of the cheese to ensure similar Aufspulbedingungen and a same size thread train. This difference, which is not taken into account in the known winding method, is of the order of magnitude of the transport delay which is set between the delivery mechanism and the winding unit. It is thus easily possible that in the formation of the thread reserve of the minimum thread tension for reliable guidance of the thread is exceeded and fails to start the winding process.
In order to ensure a reliable start of the winding unit is therefore set according to the prior art, a transport delay, which is significantly higher than the differential speed, which results from the laying angle. This means an unpleasant restriction in the choice of transport delay, so that in the resulting thread train during winding of the cheese, and finally in their density, possible size, hardness of the edges and shape.
The correction of the transport delay during the winding process by adjusting the speed of the winding drive according to the above equations forms as a principle the basis for a number of embodiments, which are indicated below.
First case: The thread reserve is formed by a separate thread guide, which, triggered by the operator, transfers the yarn to the thread laying. The thread sensor 7 detects the first time passing the thread in the cross coil and reports this to the control of the winding unit. The initial insertion of the sensor signal means that the thread transfer has taken over the thread, whereupon the adjustment of the speed of the friction roller is done automatically by the controller.
Second case: The thread reserve is formed by a separate yarn guide, which automatically transfers the yarn of the thread laying after a predetermined time or yarn path. With the signal to release the thread from this thread guide, which takes place by the control of the winding unit in a known manner, the reduction of the speed of the friction roller is initiated simultaneously and automatically.
Third case: The thread reserve is formed by the thread laying itself, the thread guide occupies the necessary to form the thread reserve position 25 when Rinsing the thread. This case is functionally identical to the second case in the control of the speed of the friction roller. The difference only affects the control of the thread laying.
The period corresponding to the period 30 of the speed reduction of the friction roller can claim according to the inertia of the drive and the limited static friction between the friction roller and sleeve a certain period of time. In order to avoid an uncontrolled deceleration of the already provided with thread reserve sleeve, the delay of the friction roller is preferably driven by a ramp function.
In the third of the above cases, the transition from the formation of the thread reserve to the formation of the cheese is preferably solved so that the acceleration of the thread laying extends over the same duration as the delay of the friction roller. The simultaneous effect of the two drives 6 and 10 on the transport delay, as shown in the equations shown, allows a fully controlled, almost shock-free thread train in this transition.
<Tb> FIG. 1 <sep> shows the winding unit according to the invention with its elements in the overview.
<Tb> FIG. 2 <sep> shows the development of the yarn path on the surface of the cross-wound bobbin with the laying angle.
<Tb> FIG. 3 <sep> shows the function of thread laying when creating thread reserve and cross-wound bobbin.
<Tb> FIG. 4 <sep> shows the time course of the position of the thread laying and the resulting threading in the existing technique.
<Tb> FIG. FIG. 5 shows the temporal progression according to the invention of the speed of the thread laying and the resulting thread tension.