DE10156454A1

DE10156454A1 - Monitor for the chuck which locks a bobbin sleeve to a shaft, at a multi-bobbin winder, has gap sensor(s) to measure the radial gap(s) between the chuck and the axis for evaluation and action to maintain smooth running

Info

Publication number: DE10156454A1
Application number: DE10156454A
Authority: DE
Inventors: Martin Wagener; Joerg Spahlinger; Peter Siepmann
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: SAURER GMBH & CO. KG, 41069 MOENCHENGLADBACH, DE
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2001-11-16
Publication date: 2002-06-06

Abstract

The monitor system for a chuck, to lock a bobbin sleeve (4) at a machine for winding a number of bobbins (5), has a measurement point to register the radial gap between the axis and the chuck for evaluation. The system to monitor the chuck to secure bobbin sleeves, at a multi-bobbin winder, has a set threshold value for the radial gap between the axis and the chuck, which is taken into account in the measurement signal value. The radial gap is measured simultaneously at a number of measurement points. The signal values are converted into a condition value by evaluation, together with the threshold value. The condition value is derived from two signal values, evaluated with the threshold value, or a number of condition values are evaluated together with the threshold On breaching one or a number of threshold values, a change is made in the yarn winding process. An Independent claim is included for a bobbin winder, with at least one gap sensor (17) linked to an electronic evaluation unit (16), to receive the signal value of the radial gap between the axis (3) and the chuck (1). Preferred Features: The electronic evaluation unit contains the threshold values for the radial gap between the axis and the chuck. The sensor signals are transferred without contact. A number of gap sensors (17.1,17.2) are in an angular offset against each other on the normal plane of the axis, at an angle of <= 180 deg and preferably <= 90 deg , linked to the electronic evaluation unit. The gap sensors are distributed within the chuck, around the axis, in one or more normal planes of the axis. Or the sensors are outside the chuck, at a collar of the axis carrier (2). The electronic evaluation unit converts the sensor signal values into condition values on receipt and/or within a given time span. The evaluation unit is connected to the control unit (18) which sets the drive (13) for the chuck. The chuck is secured to a shaft (10) by a hub (9). The axis has a drilling to the take the shaft bearing. The shaft passes through the axis and the axis carrier, to be connected to the drive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Spannfutters beim Aufwickeln von zumindest einem Faden zu einer Spule und eine Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines laufenden Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9.The invention relates to a method for monitoring a chuck when Winding at least one thread into a bobbin and a device for winding at least one running thread according to the preamble of Claim 9.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 234 844 bekannt.A generic device is for example from EP 0 234 844 known.

Derartige Vorrichtungen werden in Spinnanlagen zum Aufwickeln von frisch gesponnenen synthetischen Fäden eingesetzt. Die Fäden werden dabei parallel nebeneinander gleichzeitig zu Spulen auf jeweils einer Hülse gewickelt. Hierzu sind die Hülsen hintereinander auf einem drehbaren Spannfutter aufgesteckt und gespannt. Das auskragende Spannfutter ist dabei im mittleren Bereich drehfest mit einer antreibbaren Welle verbunden, die in einer auskragenden Achse gelagert ist. Zur Realisierung hoher Fadenlaufgeschwindigkeiten von mehr als 6.000 m/min muß das Spannfutter je nach Durchmesser der Spulen während der Aufwicklung der Fäden einen Drehzahlbereich von ca. 2.000 U/min bis hin zu ca. 30.000 U/min durchlaufen. Hierbei müssen in besonderem Maße die kritischen Drehzahlen durchlaufen werden. Eine kritische Drehzahl liegt vor, wenn die Erregerfrequenz mit der Eigenfrequenz des Spannfutters zusammenfällt. Dies sind kritische Situationen, bei denen Schwingungen oft unvermeidlich sind. Bei der bekannten Vorrichtung wird zur Vermeidung unzulässiger hoher Schwingungen das Spannfutter dynamisch ausgewuchtet. Hierzu werden im Bereich der Lagerung der Welle sowie am Ende des Spannfutters auftretende Schwingungen durch Sensoren erfasst, um durch Anbringen von Gewichten ein Auswuchten des Spannfutters vornehmen zu können. Die bekannte Vorrichtung besitzt den Nachteil, dass die Betriebszustände des Spannfutters beim Wickeln der Fäden und hierbei insbesondere mit vollen Spulen unberücksichtigt bleiben. Zudem werden die unmittelbar durch die Spulen in das Spannfutter eingeleiteten Störungen durch Fadenspannungsschwankungen oder Schwingungsanregung anliegender Andrückwalzen nicht erfasst. Dadurch können Frequenzverschiebungen auftreten, die unzulässig hohe Schwingungen des Spannfutters zur Folge haben.Such devices are used in spinning systems for winding fresh spun synthetic threads used. The threads become parallel side by side simultaneously wound into coils on a sleeve. For this the sleeves are placed one behind the other on a rotatable chuck and curious; excited. The projecting chuck is non-rotatable in the middle area connected to a drivable shaft which is mounted in a cantilevered axis. To achieve high thread speeds of more than 6,000 m / min depending on the diameter of the spools during the winding the threads have a speed range of approx. 2,000 rpm up to approx. 30,000 rpm run through. The critical speeds must be particularly important here be run through. A critical speed is present when the excitation frequency coincides with the natural frequency of the chuck. These are critical Situations where vibrations are often inevitable. With the known The device is used to avoid impermissible high vibrations Chucks dynamically balanced. This will be done in the area of storage vibrations occurring on the shaft and at the end of the chuck Sensors detected to balance the by attaching weights To be able to make chucks. The known device has the Disadvantage that the operating states of the chuck when winding the threads and this should be disregarded, especially with full coils. In addition the disturbances introduced directly by the coils into the chuck Thread tension fluctuations or vibration excitation Pressure rollers not recorded. This can cause frequency shifts which lead to impermissibly high chuck vibrations.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Überwachung des Spannfutters beim Aufwickeln sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zu schaffen, bei welchem unabhängig von der Belastung sowie der Drehfrequenz des Spannfutters unzulässig hohe Schwingungen vermieden werden.The invention is therefore based on the object of a method for Monitoring of the chuck when winding as well as a generic To create a device in which regardless of the load and the Rotational frequency of the chuck avoided impermissibly high vibrations become.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst.This object is achieved by a method having the features of claim 1 and solved by a device with the features of claim 9.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die an dem Spannfutter auftretenden Schwingungen im Bereich der auskragenden, in ein hohlzylindrisches Ende des Spannfutters hineinragenden Achse eine ständige Änderung des Abstandes zwischen der Achse und dem Spannfutter bewirken. Somit stellt der radiale Abstand zwischen der Achse und dem Spannfutter bzw. die Abstandsveränderung ein Maß für die Schwingungen des Spannfutters dar. Die Erfindung nutzt diese Erkenntnis derart, dass zumindest in einer Messstelle ein Signalwert des radialen Abstandes zwischen der Achse und dem Spannfutter erfasst und bewertet wird. Hierzu ist in der Messstelle zumindest ein Abstandsensor vorgesehen. Damit lässt sich jede durch die Schwingung des Spannfutters verursachte Abstandsveränderung unabhängig von den Drehfrequenzen und den Belastungen erfassen. Die momentanen Signalwerte können hierbei beispielsweise laufend angezeigt werden, um sie einer Bewertung durch eine Bedienperson zu unterziehen. Die Signalwerte des Abstandsensors können durch die eintretenden Abstandsveränderungen oder durch die momentanen Signalwerte des Abstandes gebildet werden.The invention is based on the knowledge that the on the chuck occurring vibrations in the area of the cantilever, in a hollow cylindrical end of the chuck protruding axis a constant Change the distance between the axis and the chuck. The radial distance between the axis and the chuck or the change in distance is a measure of the vibrations of the chuck. The invention uses this knowledge in such a way that at least in one measuring point a signal value of the radial distance between the axis and the chuck is recorded and evaluated. For this there is at least one in the measuring point Distance sensor provided. With this each can be vibrated by the Chuck caused change in distance regardless of the Record rotational frequencies and the loads. The current signal values can, for example, be displayed continuously for evaluation purposes to undergo by an operator. The distance sensor signal values can be caused by changes in distance or by current signal values of the distance are formed.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird ein Grenzwert fit den radialen Abstand vorgegeben, so dass der Signalwert des radialen Abstandes unter Berücksichtigung des Grenzwertes bewertet werden kann. Hierzu ist der Abstandssensor über eine Signalleitung mit einer Auswertelektronik verbunden. Die Auswertelektronik enthält dabei Mittel, um einen Abgleich zwischen dem Signalwert des Abstandsensors und dem in der Auswertelektronik gespeicherten Grenzwert vornehmen zu können. Somit könnte beispielsweise ausschließlich bei Überschreitung des Grenzwertes eine visuelle Anzeige erfolgen.In a particularly advantageous development of the invention, a Limit value fits the radial distance, so that the signal value of the radial distance can be assessed taking into account the limit value can. For this purpose, the distance sensor is connected to a via a signal line Evaluation electronics connected. The evaluation electronics contain means to a comparison between the signal value of the distance sensor and that in the Evaluation electronics stored limit value can make. So could For example, a visual only if the limit is exceeded Display.

Die Übertragung der Signale zwischen dem Abstandssensor und der Auswertelektronik erfolgt gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung durch eine berührungslose Übertragung. Dabei können die Signale mittels einer induktiven oder kapazitiven Übertragung erfolgen. Ein Austausch des Spannfutters wäre somit ohne zusätzliches Lösen einer Steckverbindung möglich. Zudem ist die berührungslose Übertragung unempfindlich gegenüber Verschmutzungen, da in der Schnittstelle zwischen dem Spannfutter und der Spannfutteraufnahme Fett und Öle auftreten können.The transmission of the signals between the distance sensor and the Evaluation electronics takes place according to an advantageous development of the invention through a contactless transmission. The signals can be by means of a inductive or capacitive transmission. An exchange of the Chuck would thus be possible without additional loosening of a plug connection. In addition, the contactless transmission is insensitive to Contamination because of the interface between the chuck and the Chuck intake grease and oils can occur.

Da die Bewegung des Spannfutters während des Aufwickelns im wesentlichen zweidimensional erfolgt, ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 und Anspruch 12 besonders vorteilhaft. Dabei werden in mehreren Messstellen gleichzeitig mehrere Signalwerte des radialen Abstandes erfasst und zu einem Zustandswert überführt. Der Zustandswert könnte beispielsweise durch Überlagerung der Signalwerte oder durch eine vektorielle Addition der Signalwerte gebildet werden. Damit lässt sich jede beliebige Schwingungsform des Spannfutters relativ zur Achse erfassen. Zur Bewertung wird der Zustandswert mit dem vorgegebenen Grenzwert abgeglichen.Because the movement of the chuck during winding up essentially Is carried out two-dimensionally, the development of the invention according to claim 3 and claim 12 particularly advantageous. Thereby in several measuring points at the same time several signal values of the radial distance are acquired and to one State value transferred. The state value could be, for example Superposition of the signal values or by a vectorial addition of the Signal values are formed. This allows any type of vibration of the chuck relative to the axis. For evaluation, the State value compared with the specified limit value.

Für den Fall, dass die Signalwerte durch vektorielle Addition zu dem Zustandswert überführt werden, ist die Erfindung bevorzugt gemäß dem Anspruch 4 und dem Anspruch 13 auszubilden. Dabei werden die Signalwerte durch zwei Abstandssensoren in einer Normalebene der Achse ermittelt. Die Abstandssensoren schließen zwischen sich einen Winkel von < 180° vorzugsweise einen Winkel von 90° ein. Somit lassen sich durch beide Abstandssensoren die Koordinaten der zweidimensionalen Bewegung des Spannfutters erfassen und durch Addition zu dem Zustandswert überführen.In the event that the signal values are added to the State value are transferred, the invention is preferred according to the claim 4 and the claim 13 form. The signal values are represented by two Distance sensors determined in a normal plane of the axis. The Distance sensors close an angle of <180 ° between them preferably an angle of 90 °. Thus, by both Distance sensors the coordinates of the two-dimensional movement of the Record the chuck and add it to the state value.

Um die Schwingungsform des Spannfutters zu ermitteln, wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, die innerhalb einer Zeitspanne auftretenden Signalwerte in einer Messstelle zu einem Zustandswert zu überführen. Der Zustandswert könnte dabei beispielsweise die Frequenz oder die Phasenlage der Schwingung sein.To determine the vibration shape of the chuck, according to a proposed advantageous development of the method according to the invention, the signal values occurring within a period of time in a measuring point to transfer a state value. The state value could be, for example the frequency or phase of the vibration.

Es ist jedoch auch möglich, als Zustandswert die Schwingung in Form einer Drehbewegung des Spannfutters darzustellen. Hieraus ergibt sich ein Kurvenverlauf, der die Schwingung des Spannflitters darstellt. Bei einem kreisförmigen Kurvenverlauf würde sich das Spannfutter in einem stabilen Zustand befinden. Für den Fall, dass der Kurvenverlauf eine Ellipse bildet, wären die Schwingungen insbesondere hinsichtlich ihrer Amplitude zu bewerten.However, it is also possible to use the oscillation in the form of a To represent the rotary movement of the chuck. This results in a Curve that represents the vibration of the tension tinsel. At a circular curve would turn the chuck into a stable one Condition. In the event that the curve forms an ellipse, would be to evaluate the vibrations in particular with regard to their amplitude.

Um jede Schwingungsform des Spannfutters erfassen zu können, sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung dar erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere Abstandssensoren in einer Normalebene der Achse winkelversetzt zueinander angeordnet. Jeder der Abstandssensoren ist über eine Signalleitung mit der Auswertelektronik verbunden. Durch diese Anordnung der Abstandssensoren ist sichergestellt, dass unabhängig von der Koordinatenrichtung jede maximale Abstandsabweichung zwischen der Achse und dem Spannfutter erfasst wird.In order to be able to record every form of vibration of the chuck, according to an advantageous development of the device according to the invention several Distance sensors in a normal plane of the axis offset from each other arranged. Each of the distance sensors is connected to the via a signal line Evaluation electronics connected. This arrangement of the distance sensors is ensures that regardless of the coordinate direction, each maximum Distance deviation between the axis and the chuck is detected.

Bei einer besonders vorteilhaften Variante der Erfindung sind zwei Sensoren in der Normalebene vorgesehen, die zwischen sich einen Winkel von < 180°, vorzugsweise von 90°, bilden. Mit dieser Anordnung werden die Signalwerte der Sensoren als X- und Y-Koordinaten vektoriell zu einem Abstandswert addiert. Die während einer Umdrehung des Spannfutters erfassten Abstandsänderungen lassen sich somit auf einfache Weise als ein Kurvenverlauf darstellen.In a particularly advantageous variant of the invention, two sensors are shown in the normal plane, which has an angle of <180 ° between them, preferably 90 °. With this arrangement, the signal values of the Sensors vectorially added as X and Y coordinates to a distance value. The changes in distance detected during one revolution of the chuck can thus be easily represented as a curve.

Die Sensoren können hierbei innerhalb des Spannfutters unmittelbar am Umfang der Achse angeordnet sein oder außerhalb des Spannfutters an einem mit dem Achsträger verbunden Kragen angeordnet sein. Hierbei besteht ebenso die Möglichkeit, dass die Sensoren auf mehrere Normalebenen der Achse verteilt angeordnet sind, um vorteilhaft Biegeschwingungen zu erfassen.The sensors can be located directly on the circumference within the chuck be arranged on the axis or outside of the chuck on one with the Axle beam connected collar may be arranged. There is also the Possibility that the sensors are distributed over several normal planes of the axis are arranged to advantageously detect bending vibrations.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 und 17 wird bei Überschreitung des vorgegebenen Grenzwertes eine Prozessänderung beim Aufwickeln des Fadens eingeleitet. Hierzu ist die Auswertelektronik mit einer Steuereinrichtung verbunden, die den Antrieb des Spannfutters steuert. Die Prozessänderung kann hierbei ein Abschalten und Unterbrechen des Aufwickelvorgangs oder eine Veränderung der Antriebsdrehzahl beinhalten. Es ist jedoch auch möglich, bei Überschreiten des Grenzwertes durch die Steuereinrichtung eine zusätzliche an dem Spannfutter angreifende Dämpfungseinrichtung zu aktivieren.In a particularly advantageous development of the invention according to claim 7 and 17 becomes a when the predetermined limit value is exceeded Process change initiated when winding the thread. For this is the Evaluation electronics connected to a control device that drives the Chuck controls. The process change can be a shutdown and Interrupting the winding process or changing the Include drive speed. However, it is also possible to exceed the Limit value by the control device an additional on the chuck to activate attacking damping device.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen definiert.Advantageous developments of the invention are in the further subclaims Are defined.

Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung sind nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der Vorrichtung unter Hinweis auf die folgenden Zeichnungen näher erläutert.The method according to the invention and the device according to the invention are below with reference to some exemplary embodiments of the device explained in more detail on the following drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden; Fig. 1 shows schematically a first embodiment of a device according to the invention for winding several threads;

Fig. 2 und 3 weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung; Figures 2 and 3 further embodiments of the device according to the invention;

Fig. 4 schematisch einen Zustandswert in Form eines Kurvenverlaufs der Spannfutterschwingung. Fig. 4 schematically shows a state value in the form of a curve of the chuck oscillation.

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden schematisch dargestellt. Die Vorrichtung weist ein lang auskragendes Spannfutter 1 auf. Am Umfang des Spannfutters 1 sind mehrere Hülsen 4 hintereinander aufgespannt. Das Spannsystem zum Festspannen der Hülsen 4 ist nicht dargestellt. Auf jede der Hülsen 4 wird jeweils ein Faden 6 zu einer Spule 5 gewickelt. Hierzu ist in jeder Wickelstelle ein Kopffadenführer 19 sowie eine Changiereinrichtung 7 vorgesehen, um den Faden in einer Kreuzwicklung auf der Spule 5 abzulegen.In Fig. 1, a first embodiment of an inventive device for winding several threads is shown schematically. The device has a long projecting chuck 1 . A plurality of sleeves 4 are clamped one behind the other on the circumference of the chuck 1 . The clamping system for clamping the sleeves 4 is not shown. A thread 6 is wound into a spool 5 on each of the sleeves 4 . For this purpose, a head thread guide 19 and a traversing device 7 are provided in each winding point in order to deposit the thread in a cross winding on the bobbin 5 .

Das Spannfutter 1 ist im mittleren Bereich durch eine Nabe 9 mit einer Welle 10 drehfest verbunden. Die Welle 10 ist über die Lager 11 in einer hohlzylindrischen Achse 3 gelagert. Hierzu ragt die Achse 3 mit einem freien Ende in ein hohlzylindrisches Ende des Spannfutters 1 hinein. Mit dem gegenüberliegenden Ende ist die Achse 3 fest mit einem Achsträger 2 verbunden, wobei die Achse 3 und der Achsträger 2 eine Lagerbohrung 23 zur Aufnahme der Welle 10 enthalten. Der Achsträger 2 ist an einem Maschinengestell 8 befestigt. Die Welle 2 durchdringt die Achse 3 und den Achsträger 2 und ist mit dem zur Nabe 9 gegenüberliegenden Ende über eine Kupplung 12 mit einem Antrieb 13 gekoppelt. Der Antrieb 13 ist hierbei an dem Achsträger 2 angeordnet.The chuck 1 is non-rotatably connected to a shaft 10 in the central area by a hub 9 . The shaft 10 is supported on the bearings 11 in a hollow cylindrical axis 3 . For this purpose, the axis 3 projects with a free end into a hollow cylindrical end of the chuck 1 . With the opposite end, the axle 3 is fixedly connected to an axle support 2 , the axle 3 and the axle support 2 containing a bearing bore 23 for receiving the shaft 10 . The axle support 2 is attached to a machine frame 8 . The shaft 2 penetrates the axis 3 and the axle support 2 and is coupled to the end opposite the hub 9 via a coupling 12 with a drive 13 . The drive 13 is arranged on the axle support 2 .

An dem trägerseitigen Ende des Spannfutters 1 sind am Umfang der Achse 3 zwei Abstandssensoren 17.1 und 17.2 angeordnet, um den zwischen dem Spannfutter 1 und der Achse 3 gebildeten Abstand zu erfassen. Hierzu sind die Abstandssensoren 17.1 und 17.2 in einer Normalebene der Achse 3 winkelversetzt zueinander angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Abstandsensoren 17.1 und 17.2 rechtwinkelig zueinander angeordnet. Die Abstandsensoren 17.1 und 17.2 sind jeweils über eine Signalleitung 15 mit einer Auswertelektronik 16 gekoppelt. Die Auswertelektronik 16 ist mit einer Steuereinrichtung 18 verbunden, die den Antrieb 13 des Spannfutters 1 steuert.At the end of the chuck 1 on the carrier side, two distance sensors 17.1 and 17.2 are arranged on the circumference of the axis 3 in order to detect the distance formed between the chuck 1 and the axis 3 . For this purpose, the distance sensors 17.1 and 17.2 are arranged offset from one another in a normal plane of the axis 3 . In the exemplary embodiment shown, the distance sensors 17.1 and 17.2 are arranged at right angles to one another. The distance sensors 17.1 and 17.2 are each coupled to evaluation electronics 16 via a signal line 15 . The evaluation electronics 16 is connected to a control device 18 which controls the drive 13 of the chuck 1 .

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Spannfutter 1 über die Welle 10 durch den Antrieb 13 angetrieben. Am Umfang des Spannfutters 1 sind fünf Hülsen 4 zur Aufnahme jeweils einer Spule 5 aufgespannt. Es werden insgesamt fünf Fäden 6 gleichzeitig gewickelt. Um die Umfangsgeschwindigkeit der Spulen S konstant zu halten, wird das Spannfutter 1 durch den Antrieb 13 in einem Drehzahlbereich von ca. 2.000 U/min bis hin zu 30.000 U/min durchlaufen, wobei die hohen Drehzahlen zu Beginn des Wickelvorgangs eingestellt sind. Hierbei führen je nach Frequenzlage die beiden Enden des Spannfutters 1 mehr oder weniger große Schwingungsamplituden aus. Diese in Spannfutter 1 auftretenden Schwingungen führen zu einer ständigen Veränderung des Abstands zwischen der Achse 3 und dem Spannfutter 1. Die Abstandsveränderungen werden über die Abstandssensoren 17.1 und 17.2 erfasst und der Auswertelektronik 16 signalisiert. In der Auswertelektronik 16 werden die Signalwerte beider Abstandsensoren zu einem Zustandswert überführt. Bei Verwendung von zwei orthogonal zueinander angeordneten Abstandsensoren werden vorzugsweise die Signalwerte als X-Y-Koordinaten zu einem Zustandswert addiert. Der Zustandswert ist dabei als Maß für den Abstand zwischen der Achse und dem Spannfutter definiert. Der Zustandswert ergibt somit unmittelbar einen Hinweis auf die Schwingungsamplitude der an dem Spannfutterende auftretenden Schwingung.In the embodiment shown in FIG. 1, the chuck 1 is driven by the drive 13 via the shaft 10 . On the circumference of the chuck 1 , five sleeves 4 are each clamped for receiving a coil 5 . A total of five threads 6 are wound simultaneously. In order to keep the circumferential speed of the coils S constant, the chuck 1 is run through the drive 13 in a speed range from approximately 2,000 rpm to 30,000 rpm, the high speeds being set at the start of the winding process. Depending on the frequency, the two ends of the chuck 1 perform more or less large vibration amplitudes. These vibrations occurring in chuck 1 lead to a constant change in the distance between the axis 3 and the chuck 1 . The changes in distance are recorded via distance sensors 17.1 and 17.2 and signaled to evaluation electronics 16 . The signal values of both distance sensors are converted to a state value in the evaluation electronics 16 . When using two orthogonally arranged distance sensors, the signal values are preferably added as XY coordinates to a state value. The status value is defined as a measure of the distance between the axis and the chuck. The state value thus gives an immediate indication of the vibration amplitude of the vibration occurring at the end of the chuck.

Der Auswertelektronik 16 ist ein Grenzwert vorgegeben, mit welchem der erfasste Zustandswert verglichen wird. Für den Fall, dass der Grenzwert durch den Zustandswert überschritten wird, erzeugt die Auswertelektronik 16 ein Steuersignal, dass der Steuerung 18 zur Ansteuerung des Antriebes 13 aufgegeben wird. Im Extremfall wird über die Steuereinrichtung 18 der Antrieb 13 gestoppt.The evaluation electronics 16 have a limit value with which the detected state value is compared. In the event that the limit value is exceeded by the status value, the evaluation electronics 16 generates a control signal that the controller 18 is given to control the drive 13 . In extreme cases, the drive 13 is stopped via the control device 18 .

Zur Erfassung und Auswertung der Schwingung des Spannfutters besteht nun ebenfalls die Möglichkeit, die Signalwerte der Abstandssensoren innerhalb einer Zeitspanne zu erfassen und jeweils zu einem Zustandswert zu überführen. Die Zeitspanne kann hierbei eine oder mehrere Umdrehungen des Spannfutters umfassen, so dass die an dem Spannfutter auftretende Schwingungsform ermittelt werden kann. Die aus der Schwingungsform abgeleiteten Zustandswerte können die Amplitude, die Frequenz oder die Phasenlage darstellen. Zu jedem charakteristischen Zustandswert könnte somit ein Grenzwert in der Auswertelektronik 16 hinterlegt sein, so dass nur bei Überschreiten mehrerer Grenzwert eine Veränderung des Aufwickelprozesses erfolgt.For the detection and evaluation of the vibration of the chuck, there is now also the possibility of detecting the signal values of the distance sensors within a period of time and converting them to a state value. The time span can include one or more revolutions of the chuck, so that the shape of the vibration occurring on the chuck can be determined. The state values derived from the waveform can represent the amplitude, the frequency or the phase position. A limit value could therefore be stored in the evaluation electronics 16 for each characteristic state value, so that a change in the winding-up process takes place only when several limit values are exceeded.

Die in Fig. 1 vorgesehen Anordnung der Abstandssensoren ist beispielhaft. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich ebenso durch Verwendung eines Abstandsensors am Umfang der Achse 3 zur Erfassung eines Signalwertes des Abstandes zwischen der Achse 3 und dem Spannfutter 1 ausführen. Ebenso können mehrere Abstandsensoren gleichmäßig auf dem gesamten Umfang der Achse 3 verteilt angeordnet sein. Die Auslenkung des Spannfutters in den Messstellen kann durch optische, kapazitive, magnetische oder akustische Abstandsensoren erfolgen. The arrangement of the distance sensors provided in FIG. 1 is exemplary. The method according to the invention can also be carried out by using a distance sensor on the circumference of the axis 3 for detecting a signal value of the distance between the axis 3 and the chuck 1 . Likewise, several distance sensors can be arranged evenly distributed over the entire circumference of the axis 3 . The chuck can be deflected in the measuring points by optical, capacitive, magnetic or acoustic distance sensors.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der erflndungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Hierbei ist der Aufbau der Vorrichtung im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1. Insoweit wird auf die vorhergehende Beschreibung Bezug genommen, und an dieser Stelle werden nur die Unterschiede aufgezeigt.A further exemplary embodiment of the device according to the invention is shown schematically in FIG . Here, the construction of the device is essentially identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1. In this respect, reference is made to the preceding description, and only the differences are shown at this point.

Das Spannfutter 1 ist mit seinem hohlzylindrischen Ende über die Achse 3 gestülpt. Am trägerseitigen Ende ist ein ringförmiger Kragen 22 an dem Achsträger 2 konzentrisch zu dem Spannfutter 1 angeordnet. Der Kragen 22 erstreckt sich über das offene Ende des Spannfutters 1 hinweg. Am Innenumfang des Kragens 22 sind mehrere Abstandssensoren verteilt angeordnet. In Fig. 2 sind die Abstandsensoren 17.1 und 17.2 in einem Winkel < 180° versetzt zueinander dargestellt. Die Abstandsensoren 17.1 und 17.2 sind hierbei als optische Abstandsensoren ausgebildet, die ein Lichtsignal senden und empfangen. Hierzu ist gegenüber den Abstandsensoren am Umfang des Spannfutters 1 ein ringförmiger Reflektor 20 angeordnet. Die bei Schwingung des Spannfutters 1 an dem hohlzylindrischen Ende des Spannfutters 1 auftretenden Schwingungen bewirken in den Abstandsensoren 17.1 und 17.2 jeweils Signalwerte, die über Signalleitungen 15.1 und 15.2 der Auswertelektronik 16 zugeführt werden. Für den Fall, dass die aus den Signalwerten gewonnenen Zustandswerte vorgegebene Grenzwerte überschreiten, wird auch in diesem Ausführungsbeispiel die Auswertelektronik 16 ein Signal der Steuereinrichtung 18 aufgeben, um in den Prozess des Aufwickelns einzugreifen.The chuck 1 is placed with its hollow cylindrical end over the axis 3 . At the end on the carrier side, an annular collar 22 is arranged on the axle carrier 2 concentrically with the chuck 1 . The collar 22 extends over the open end of the chuck 1 . Several distance sensors are arranged on the inner circumference of the collar 22 . In FIG. 2, the distance sensors 17.1 and 17.2 are added in an angle <180 ° with each other are shown. The distance sensors 17.1 and 17.2 are designed as optical distance sensors that send and receive a light signal. For this purpose, an annular reflector 20 is arranged opposite the distance sensors on the circumference of the chuck 1 . The vibrations which occur when the chuck 1 vibrates at the hollow cylindrical end of the chuck 1 cause in the distance sensors 17.1 and 17.2 signal values which are supplied to the evaluation electronics 16 via signal lines 15.1 and 15.2 . In the event that the state values obtained from the signal values exceed predetermined limit values, the evaluation electronics 16 will also issue a signal from the control device 18 in this exemplary embodiment in order to intervene in the winding process.

Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung ist insbesondere geeignet, wenn aufgrund einer kompakten Bauweise zwischen der Achse 3 und dem drehbaren Spannfutter 1 nur ein geringer Abstand vorherrscht.The device shown in FIG. 2 is particularly suitable if, due to a compact design, there is only a small distance between the axis 3 and the rotatable chuck 1 .

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erflndungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt. Der Aufbau der Vorrichtung ist ebenfalls identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. Insoweit wird auch an dieser Stelle auf die vorhergehende Beschreibung zu Fig. 1 Bezug genommen. Gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung sind am Umfang der Achse 3 mehrere Abstandsensoren in zwei Normalebenen der Achse verteilt angeordnet. Hierzu sind in einer ersten Normalebene die Abstandsensoren 17.1 und 17.3 sowie in einer zweiten Normalebene der Achse 3 die Abstandsensoren 17.2 und 17.4 vorgesehen. Jeder der Abstandsensoren ist über eine Signalleitung mit der Auswertelektronik 16 verbunden. Bei dieser Anordnung der Abstandsensoren lassen sich auch vorteilhaft dreidimensionale Schwingungsformen erfassen. So können insbesondere Biegeschwingungen in die Überwachung des Spannfutters mit einbezogen werden.A further exemplary embodiment of a device according to the invention is shown schematically in FIG. 3. The structure of the device is also identical to the exemplary embodiment according to FIG. 1. In this respect, reference is also made to the previous description of FIG. 1 at this point. Compared to the device shown in FIG. 1, a plurality of distance sensors are arranged in two normal planes of the axis on the circumference of the axis 3 . For this purpose, the distance sensors 17.1 and 17.3 are provided in a first normal plane and the distance sensors 17.2 and 17.4 are provided in a second normal plane of the axis 3 . Each of the distance sensors is connected to the evaluation electronics 16 via a signal line. With this arrangement of the distance sensors, three-dimensional waveforms can also be advantageously detected. In particular, bending vibrations can be included in the monitoring of the chuck.

Bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 3 ist jeweils eine auskragende Spannfuttereinheit an einem Maschinengestell befestigt. Es ist jedoch vielfach üblich, dass das Maschinengestell durch einen drehbar gelagerten Spulrevolver gebildet wird. Der Spulrevolver trägt zwei in Abstand zueinander exzentrisch an dem Spulrevolver angeordnete Spannfuttereinheiten. Jede Spannfuttereinheit ist auswechselbar mit dem Spulrevolver verbunden. Bei einer derartigen Ausführung werden die Signale der Abstandssensoren der Spannfuttereinheit berührungslos zu einer Auswertelektronik, die beispielsweise am Spulrevolver angebracht ist, übertragen. Hierzu könnte sowohl im Spulrevolver als auch in der Spannfuttereinheit eine Übertragungsspule eingesetzt sein, die sich nach Montage einer Spannfuttereinheit genau gegenüberstehen und so einen Übertrager bilden. Die berührungslose Übertragung kann induktiv oder kapazitiv erfolgen. Somit könnte die Spannfuttereinheit ohne zusätzliches Lösen einer elektromechanischen Verbindung auf einfache Weise gewechselt werden. Eine evtl. durch Fette oder Öle auftretende Verschmutzung führt nicht zu einer Störung in der Signalübertragung.In the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 3, a projecting chuck unit is attached to a machine frame. However, it is common for the machine frame to be formed by a rotatably mounted turret. The winding turret carries two chuck units which are arranged at a distance from one another eccentrically on the winding turret. Each chuck unit is interchangeably connected to the turret. In such an embodiment, the signals from the distance sensors of the chuck unit are transmitted without contact to evaluation electronics, which are attached to the turret, for example. For this purpose, a transmission coil could be used both in the winding turret and in the chuck unit, which are exactly opposite one another after assembly of a chuck unit and thus form a transmitter. The contactless transmission can take place inductively or capacitively. The chuck unit could thus be replaced in a simple manner without additionally loosening an electromechanical connection. Any contamination caused by greases or oils does not lead to a fault in the signal transmission.

Die Erfindung besitzt den Vorteil, dass die während des Aufwickelvorgangs auftretenden Bewegungen des Spannfutters erfassbar und überwachbar sind. Die Bewegung des Spannfutters erfolgt im wesentlichen zweidimensional und kann sich in unterschiedlichen Kurvenverläufen mit beliebigen Radien darstellen. In Fig. 4 ist beispielsweise der Zustandswert in Form eines Kurvenverlaufs dargestellt. Der Kurvenverlauf 21 in Fig. 4.1 stellt dabei den schwingungsfreien Zustand des Spannfutters 1 dar, und Fig. 4.2 gibt einen Kurvenverlauf bei schwingendem Spannfutter wieder. Hierbei ist in den Fig. 4.1 und 4.2 die Achsmitte durch ein Koordinatenkreuz gekennzeichnet. Der Kurvenverlauf 21 umschließt das Koordinatenkreuz und stellt somit eine Drehbewegung des Spannfutters 1 dar. Der Radius des Kurvenverlaufs stellt hierbei ein Maß der Abstandsveränderung zwischen der Achse 3 und dem Spannfutter 1 dar.The invention has the advantage that the movements of the chuck occurring during the winding process can be detected and monitored. The movement of the chuck is essentially two-dimensional and can be represented in different curves with any radius. In FIG. 4, the state value in the form for example is shown a curve shape. The curve shape 21 in FIG. 4.1 represents the vibration-free state of the chuck 1 , and FIG. 4.2 shows a curve shape when the chuck is vibrating. Here, 4.1 and 4.2, the axial center is characterized by a coordinate system in FIGS.. The curve 21 surrounds the coordinate cross and thus represents a rotary movement of the chuck 1. The radius of the curve here represents a measure of the change in distance between the axis 3 and the chuck 1 .

In Fig. 4.1 ist ein kreisrunder Kurvenverlauf 21 dargestellt mit im wesentlichen konstantem Radius. Der Abstand zwischen dem Spannfutter 1 und der Achse 3 ist in diesem Betriebszustand im wesentlichen unverändert.In Fig. 4.1, a circular curve 21 is shown having a substantially constant radius. The distance between the chuck 1 and the axis 3 is essentially unchanged in this operating state.

Dagegen zeigt der Kurvenverlauf 21 in Fig. 4.2 eine Ellipse mit veränderlichem Radius. Hieraus ist zu entnehmen, dass eine starke Abstandsveränderung zwischen dem Spannfutter 1 und der Achse 3 auftritt, die aus der Schwingung des Spannfutters herrührt. Die sich ausbildende Ellipsenform kann selbst um die Achse rotieren, wobei die Drehfrequenz gleich oder unterschiedlich der Spannfutterfrequenz sein kann. Höher frequente Schwingungen bilden sich in Amplitude und Frequenz als Wellentäler und Wellenberge auf der Kurvenbahn der elliptischen Bewegung aus. Die in Fig. 4.1 und 4.2 dargestellten Kurvenverläufe können beispielsweise mit der in Fig. 1 dargestellten Anordnung der Abstandsensoren erfasst werden. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Abstandsensoren in beliebiger Winkellage zueinander vorzusehen, um die Bewegung des Spannfutters relativ zur Achse zu messen. Die Signalwerte der Abstandsensoren werden in der Auswertelektronik zu den Zustandswerten überführt, die durch die Amplitude der Schwingung, die Frequenz der Schwingung, die Phasenlage der Schwingung, die Phasensprünge oder die Steilheit der Änderungsgeschwindigkeit der Amplitude, der Frequenz oder der Phasenlage gebildet sein. Der Zustandswert wird sodann zur Überwachung des Spannfutters herangezogen, um bei Überschreitung eines oder mehrerer vorgegebener Grenzwerte den Aufwickelvorgang entsprechend zu beeinflussen. Die Auswertelektronik kann beispielsweise aus einem Analogrechner, einem Digitalrechner oder einer Kombination aus beiden bestehen. Im Fall eines Digitalrechners wird das analoge Sensorsignal auf geeignete Art und Weise in ein digitales Signal umgewandelt, so dass der Digitalrechner dies verarbeiten kann.In contrast, the curve shape 21 in FIG. 4.2 shows an ellipse with a variable radius. From this it can be seen that there is a large change in the distance between the chuck 1 and the axis 3 , which results from the vibration of the chuck. The elliptical shape that forms can itself rotate about the axis, the rotational frequency being the same or different from the chuck frequency. Vibrations of higher frequency develop in amplitude and frequency than wave troughs and wave crests on the curved path of the elliptical movement. The curve profiles shown in FIGS. 4.1 and 4.2 can be detected, for example, with the arrangement of the distance sensors shown in FIG. 1. However, it is also possible to provide a plurality of distance sensors in any angular position to one another in order to measure the movement of the chuck relative to the axis. The signal values of the distance sensors are converted in the evaluation electronics to the state values which are formed by the amplitude of the oscillation, the frequency of the oscillation, the phase position of the oscillation, the phase jumps or the steepness of the rate of change of the amplitude, the frequency or the phase position. The status value is then used to monitor the chuck in order to influence the winding process accordingly if one or more predetermined limit values are exceeded. The evaluation electronics can consist, for example, of an analog computer, a digital computer or a combination of both. In the case of a digital computer, the analog sensor signal is converted into a digital signal in a suitable manner so that the digital computer can process this.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren sind somit insbesondere geeignet, um selbst bei kritischen Betriebszuständen ein Aufwickeln der Fäden zu ermöglichen, ohne dass etwaige Schäden durch Überbeanspruchung entstehen. The device according to the invention and the method according to the invention are thus particularly suitable to enter even in critical operating conditions To allow the threads to wind up without causing any damage Overuse arise.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Spannfutter
chuck

22

Achsträger
axle

33

Achse,
Axis,

44

Hülse
shell

55

Spule
Kitchen sink

66

Faden
thread

77

Changiereinrichtung
Traversing device

88th

Maschinengestell
machine frame

99

Nabe
hub

1010

Welle
wave

1111

Lager.
Camp.

1212

Kupplung
clutch

1313

Antrieb
drive

1414

Sensormittel
sensor means

1515

Signalleitung
signal line

1616

Auswertelektronik
evaluation system

1717

Abstandsensor
distance sensor

1818

Steuereinrichtung
control device

1919

Fadenführer
thread guides

2020

Reflektor
reflector

2121

Messkurve
measured curve

2222

Kragen
collar

2323

Lagerbohrung
bearing bore

Claims

1. Procedure for monitoring a chuck when winding at least one thread to a bobbin on a sleeve, in which the Sleeve is attached to the projecting chuck and clamped, and at which the chuck rotates with a in a hollow cylindrical end of the Chuck protruding axis is connected and with radial Distance to the axis rotates freely, at least in one measuring point Signal value of the radial distance between the axis and the chuck is recorded and evaluated.

2. The method according to claim 1, characterized in that a limit value is specified for the radial distance and that the signal value of the radial distance is assessed taking into account the limit value.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in several measuring points simultaneously several signal values of the distance are detected that the signal values are converted to a state value and that the state value taking into account the limit Is evaluated.

4. The method according to claim 3, characterized in that the state value from two signal values of two, preferably orthogonal to one another arranged measuring points is formed.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that several signal values of the distance in one within a period of time Measuring point are recorded that the signal values become a status value be transferred, and that the state value taking into account the predetermined limit value is evaluated.

6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the signal values of the distance are converted to several state values and that when evaluating each condition value one predetermined limit value is assigned.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that if a limit value is exceeded, a process change when Winding the thread is initiated.

8. The method according to any one of claims 1 or 6, characterized in that that if several limit values are exceeded, a process change at Winding the thread is initiated.

9. Device for winding at least one running thread ( 6 ) into a bobbin ( 5 ) on a sleeve ( 4 ) with a projecting chuck ( 1 ) for receiving the sleeve ( 4 ) and with an axis ( 3 ), which has one end is attached to an axle support ( 2 ) and which projects with the other end projecting into a hollow cylindrical end of the chuck ( 1 ), a radial distance being formed between the chuck ( 1 ) and the axis ( 3 ) and the chuck ( 1 ) is rotatably connected to the free end of the axis ( 3 ), characterized in that at least one distance sensor ( 17 ) is provided, which detects a signal value of the radial distance between the axis ( 3 ) and the chuck ( 1 ).

10. The device according to claim 9, characterized in that the distance sensor ( 17 ) is connected to evaluation electronics ( 16 ) and that the evaluation electronics ( 16 ) contains a limit value in order to carry out an evaluation of the signal value of the radial distance.

11. The device according to claim 10, characterized in that the signals of the distance sensor ( 17 ) can be transmitted without contact.

12. The device according to claim 9 or 11, characterized in that a plurality of distance sensors ( 17.1 , 17.2 ) in a normal plane of the axis ( 3 ) are arranged at an angle to each other and that the distance sensors ( 17.1 , 17.2 ) through a plurality of signal lines ( 15 ) with the evaluation electronics ( 16 ) are connected.

13. The apparatus according to claim 12, characterized in that two distance sensors ( 17.1 , 17.2 ) are arranged such that an angle of less than 180 °, preferably 90 °, is formed between the distance sensors.

14. The apparatus of claim 12 or 13, characterized in that the distance sensors ( 17 ) within the chuck ( 1 ) on the circumference of the axis ( 3 ) in a normal plane of the axis ( 3 ) are arranged distributed.

15. Device according to one of claims 12 to 14, characterized in that the distance sensors ( 17 ) within the chuck ( 1 ) on the circumference of the axis ( 3 ) are arranged distributed in several normal planes of the axis.

16. The apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that the distance sensors ( 17 ) outside of the chuck ( 1 ) are arranged on a collar ( 22 ) connected to the axle support ( 2 ).

17. The device according to any one of claims 10 to 16, characterized in that the evaluation electronics is designed such that the signal values of the distance sensors ( 17.1 , 17.2 ) signaled simultaneously and / or the signal values of the distance sensors ( 17.1 , 17.2 ) signaled within a period of time in each case be converted into a state value.

18. Device according to one of claims 10 to 15, characterized in that the evaluation electronics ( 16 ) is connected to a control device ( 18 ), which control device ( 18 ) controls a drive ( 13 ) of the chuck ( 1 ).

19. Device according to one of claims 9 to 18, characterized in that the chuck ( 1 ) is connected in the central region by a hub ( 9 ) to a shaft ( 10 ) and that the axis ( 3 ) has a bearing bore ( 23 ) for Bearing of the shaft ( 10 ) contains.

20. The apparatus according to claim 19, characterized in that the axis ( 3 ) and the axle support ( 2 ) are penetrated by the shaft ( 10 ) and that the shaft ( 10 ) is connected by one end to the drive ( 13 ).