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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Changieren eines aufzuspulenden
Fadens an einer Kreuzwickelspulen herstellenden Textilmaschine mit einem
von einem Linearantrieb antreibbaren Fadenführer.
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Aus
der
DE 199 21 630
A1 ist eine Vorrichtung dieser Art bekannt. Bei der bekannten
Vorrichtung ist der Fadenführer an einer Changierstange
befestigt. Beim Changieren des aufzuspulenden Fadens wird der Fadenführer
mit hoher Geschwindigkeit über die Breite der Kreuzwickelspule
hin und her bewegt. Bei der bekannten Changiervorrichtung werden
die für die Hin- und Herbewegung notwendigen Antriebskräfte
von einem Linearmotor erzeugt und in Form von Zugkräften
und Druckkräften über die Changierstange auf den
Fadenführer übertragen. Um ein Ausknicken der
Changierstange bei der Übertragung der Druckkräfte
zu vermeiden, muss die Changierstange entsprechend stabil gestaltet
sein, was einer möglichst massearmen Gestaltung zur Verringerung
der Trägeheitskräfte entgegensteht.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genanten Art zu verbessern.
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Die
Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Fadenführer über
Zugmittel mit zwei Permanentmagnete enthaltenden Zugköpfen
verbunden ist, wobei jedem Zugkopf ein wenigstens einen Elektromagneten
enthaltender Stator zugeordnet ist, so dass der Stator zusammen
mit dem Zugkopf den Linearantrieb bilden kann.
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Im
Vergleich zum eingangs genannten Stand der Technik kann auf die
stabil gestaltete Changierstange zum Übertragen von Zug-
und Druckkräften verzichtet werden. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung sieht statt der Changierstange lediglich Zugmittel vor,
die nur Zugkräfte übertragen können.
Die Zugmittel können bevorzugt als Seil oder Draht gestaltet
sein. Da das Zugmittel lediglich Zugkräfte vom Linearantrieb
auf den Fadenführer zu übertrager braucht, kann
das Zugmittel wesentlich leichter und masseärmer gestaltet
werden.
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Der
Fadenführer kann mit zwei auf gegenüberliegenden
Seiten des Fadenführers befestigten Zugmitteln hin und
herbewegt werden. Die dem Fadenführer abgewandten Enden
der Zugmittel sind mit Zugköpfen verbunden, die wenigstens
einen Permanentmagneten enthalten. Alternativ kann es selbstverständlich
auch vorteilhaft sein, die beiden Zugköpfe mit einem durchgehenden
Zugmittel zu verbinden und den Fadenführer im mittleren
Bereich des Zugmittels zu befestigen.
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Für
die beiden Bewegungsrichtungen des Fadenführers sind also
zwei getrennte Linearantriebe vorgesehen, die jeweils nur eine Zugkraft
auf den Fadenführer ausüben. Die beiden Linearantriebe werden
dabei bevorzugt wechselweise eingeschaltet, so dass der Fadenführer
von den beiden Zugköpfe wechselweise mit einer Zugkraft
beaufschlagbar ist.
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In
Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass mehrere Fadenführer
benachbarter Arbeitsstellen der Textilmaschine, beispielsweise einer
Maschinensektion, über Zugmittel miteinander verbunden sind
und zusammen zwischen zwei Zugköpfen angeordnet sind. Mit
zwei Linearantrieben lassen sich dadurch mehrere Fäden
an benachbarten Arbeitsstellen der Textilmaschine synchron zueinander
changieren.
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Je
nach Ausgestaltung und Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein,
dass der Fadenführer von beiden Zugköpfen gleichzeitig
mit unterschiedlich großen Zugkräften beaufschlagt
wird. Der Fadenführer wird von dem in Bewegungsrichtung
des Fadenführers vorne bzw. stromabwärts liegenden
Zugkopf gezogen und in Bewegungsrichtung transportiert. Damit das
Zugmittel zwischen den beiden Zugköpfen stets mit einer
definierten Kraft gespannt bleibt, kann es vorteilhaft sein, den
in Bewegungsrichtung des Fadenführers hinten bzw. stromaufwärts
liegenden Zugkopf ebenfalls mit einer leichten Zugkraft zu beaufschlagen,
die als Bremskraft wirkt und dadurch das Zugmittel gespannt hält.
Vorteilhafterweise ist eine mit den Elektromagneten der Statoren
verbundene Steuereinrichtung vorgesehen, über die die Zugköpfe
mit definierten Zugkräften beaufschlagbar sind.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann es vorteilhaft sein, dass
ein momentan nicht für die Zugkrafterzeugung benötigter
Stator und der zugehörige Zugkopf zur Messung kinematischer Parameter
des Fadenführers einsetzbar sind. Kinematische Parameter
des Fadenführers sind beispielsweise seine Beschleunigung,
seine Geschwindigkeit oder auch sein zurückgelegter Weg,
d. h. seine Position in Bezug auf die Kanten der Kreuzwickelspule. Wenn
der in Bewegungsrichtung des Fadenführers stromabwärts
liegende Zugkopf den Fadenführer vorwärts zieht,
wird der in Bewegungsrichtung stromaufwärts liegende Zugkopf
mit seinen Permanentmagneten an den Elektromagneten des Stators
vorbeigezogen und induziert dort einen Strom. Dieser induzierte
Strom kann von der Steuereinrichtung ausgewertet werden, und es
kann daraus beispielsweise die momentane Geschwindigkeit des Fadenführers bestimmt
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung können die Messwerte aus dem nicht
für die Zugkrafterzeugung benötigten Stator für
eine Veränderung der Ansteuerung des momentan für
die Zugkrafterzeugung eingesetzten Stators benutzt werden. Mit Hilfe
der Steuereinrichtung kann ein vollständig geregeltes Systems
gebildet werden, in dem sich der Fadenführer beliebig hin
und her bewegen lässt und dennoch zu jeder Zeit unter Kontrolle
ist. Auf weitere Messaufnehmer kann verzichtet werden.
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Die
aus Zugkopf und Stator gebildeten Linearantriebe können
an sich beliebig geformt sein. Vorteilhaft ist jedoch ein stabförmig
gestalteter Zugkopf, der in einen ringförmig gestalteten
Stator eintauchen kann. Auf aufwendige Führungen der Zuköpfe
und der Zugmittel kann dann weitgehend verzichtet werden.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele.
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Es
zeigen:
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1 eine
schematisch dargestellte Frontansicht einer Vorrichtung zum Changieren
eines aufzuspulenden Fadens,
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2 eine
Ansicht ähnlich 1 auf eine Variante einer Vorrichtung
zum Changieren.
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In 1 ist
eine Vorrichtung 1 zum Changieren eines aufzuspulenden
Fadens 2 an einer Kreuzwickelspulen 3 herstellenden
Textilmaschine dargestellt. Die Textilmaschine kann eine Spinnmaschine sein,
bei der der Faden 2 in einem nicht dargestellten Spinnaggregat
gesponnen wird. Alternativ kann die Textilmaschine auch eine Spulmaschine
sein, bei der der Faden 2 von einer nicht dargestellten
Spule abgezogen wird.
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Der
Faden 2 wird in Transportrichtung A transportiert und auf
die Kreuzwickelspule 3 aufgewunden. Es ist eine Wickelwelle 4 vorgesehen,
die von einem Wickelwellenantrieb 5 in Rotation versetzt wird.
Die Kreuzwickelspule 3 ist an ihrer Spulenhülse 6 frei
drehbar aufgenommen und wird durch einen Spulenrahmen 7 gegen
die Wickelwelle 4 gedrückt und so ebenfalls in
Rotation versetzt.
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Während
des Aufwindens des Fadens 2 auf die Kreuzwickelspule 3 wird
der Faden 2 über die Breite der Kreuzwickelspule 3 in
Richtung der Pfeile B und C hin und her bewegt. Die Vorrichtung 1 zum Changieren
enthält dazu einen in Richtung B, C beweglichen Fadenführer 8,
der von dem Linearantrieb 10, 20 antreibbar ist.
Die Linearantriebe 10 und 20 sind mit einer Steuereinrichtung 9 verbunden,
die auch mit dem Wickelwellenantrieb 5 verbunden sein kann.
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Der
Fadenführer 8 ist über zwei Zugmittel 11 und 21,
die beispielsweise aus einem dünnen und hochfesten Draht
bestehen können, mit zwei Zugköpfen 12 und 22 verbunden.
Die Zugköpfe 12 und 22 sind im Wesentlichen
stabförmig gestaltet und enthalten jeweils mehrere Permanentmagnete 13 und 23.
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Den
Zugköpfen 12 und 22 ist jeweils ein Stator 14 bzw. 24 zugeordnet.
Jeder Stator 14, 24 enthält wenigstens
einen feststehenden Elektromagneten und ist bevorzugt ringförmig
gestaltet. Der Stator 14, 24 bildet zusammen mit
dem Zugkopf 12, 22 einen Linearantrieb 10, 20,
der als Linearmotor ausgebildet ist. Je nach Anforderung können
in den Statoren 14 und 24 mehrere Elektromagneten
vorgesehen sein, die durch unterschiedliche Anordnung von Spulen
in dem Stator 14, 24 gebildet werden können.
Auf eine detaillierte Darstellung der Elektromagnete in den Statoren 14 und 24 wurde
deshalb verzichtet.
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Der
Linearantrieb 10, 20 wird von der Steuereinrichtung 9 angesteuert,
so dass der Fadenführer 8 von den beiden Zugköpfen 12, 22 wechselweise
mit einer Zugkraft beaufschlagbar ist. Werden die Elektromagnete
im Stator 14 mit Strom beaufschlagt, wirkt auf die Permanentmagnete 13 im
Zugkopf 12 eine Kraft in Richtung des Pfeiles B und zieht
den Fadenführer über das Zugmittel 11 in
Changierrichtung B. Die Elektromagnete im Stator 24 sind
bevorzugt stromlos und werden momentan für die Zugkrafterzeugung
nicht benötigt. Durch die Bewegung des Fadenführers 8 in
Changierrichtung B wird der Zugkopf 22 über das
Zugmittel 21 vom Fadenführer 8 mitgeschleppt und
bewegt sich ebenfalls in Changierrichtung B. Durch die Bewegung
der Permanentmagnete 23 in den Elektromagneten des Stators 24 wird
dort ein Strom induziert. Dieser Strom kann in der Steuereinrichtung 9 ausgewertet
werden und zur Messung kinematischer Parameter des Fadenführers 8,
wie beispielsweise Weg oder Geschwindigkeit, herangezogen werden.
Erreicht der Fadenführer 8 den – in der
Darstellung der 1 – Bereich der linken
Kante der Kreuzwickelspule 3 so wird der Stator 24 mit Strom
beaufschlagt, so dass der Zugkopf 22 einen Zugkraft auf
den Fadenführer 8 in Richtung des Pfeiles C ausübt.
Der Fadenführer 8 wird dadurch abgebremst und
in Changierrichtung C beschleunigt. In diesem Zeitraum wird der
Stator 14 und der Zugkopf 12 nicht für
die Zugkrafterzeugung benötigt, so dass der durch den Zugkopf 12 im
Stator 14 induzierte Strom zur Messung kinematischer Parameter
des Fadenführers 8 einsetzbar ist.
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Die
weiteren Funktionen der Vorrichtung 1 werden im Folgenden
am Beispiel des sich in Changierrichtung C bewegenden Fadenführers 8 beschrieben,
wobei der Fadenführer 8 durch den Zugkopf 22 gezogen
wird und der Stator 24 als der „momentan zur Zugkrafterzeugung
eingesetzte Stator” bezeichnet wird.
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Der
momentan für die Zugkrafterzeugung eingesetzte Stator 24 kann
unter Berücksichtigung von Messwerten aus dem nicht für
die Zugkrafterzeugung benötigen Stator 14 variabel
angesteuert werden, so dass der Fadenführer 8 einem
vorgegebenen Sollwertprofil folgt. Durch die Auswertung der in dem momentan
nicht für die Zugkrafterzeugung benötigten Stator 14 gewonnenen
Messwerte lässt sich in der Steuereinrichtung 9 ein
geschlossener Regelkreis für das Bewegungsprofil des Fadenführers 8 über
die Breite der Kreuzwickelspule 3 realisieren.
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Wenn
sich der Fadenführer 8 streckenweise mit konstanter
Geschwindigkeit bewegt, kann es zur Aufrechterhaltung einer definierten
Zugspannung in den Zugmitteln 11 und 21 vorteilhaft
sein, zeitweise den nicht für die Zugkrafterzeugung benötigten
Stator 14 zur Erzeugung einer leichten Bremskraft einzusetzen.
Beispielsweise bei einer Zugkrafterzeugung durch den Zugkopf 22 und
einer Bewegung des Fadenführers 8 in Changierrichtung
C kann durch eine geeignete Bestromung der Elektromagneten im Stator 14 auf
den – in Changierrichtung C – hinter bzw. stromaufwärts
vom Fadenführer 8 befindlichen Zugkopf 12 eine
leichte Bremskraft aufgebracht werden, die die Zugmittel 11 und 21 gespannt
hält.
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Die
Vorrichtung 1 zum Changieren des aufzuspulenden Fadens 2 benötigt
in der in 1 dargestellten Bauweise eine
wesentlich größere Breite als die Kreuzwickelspule 3.
Sind nun mehrere Arbeitsstellen der Textilmaschine dicht nebeneinander angeordnet,
so ist es vorteilhaft, die Vorrichtungen 1 benachbarter
Arbeitsstellen leicht versetzt zueinander anzuordnen, dass der Teilungsabstand
zweier benachbarter Kreuzwickelspulen an der Textilmaschine kleiner
als die Breite der Vorrichtung 1 zum Changieren sein kann.
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Zur
Verringerung der Breite der Vorrichtung 1 zum Changieren
eines aufzuspulenden Fadens 2 ist insbesondere auch die
Ausführung gemäß 2 geeignet.
Die Ausführung der Vorrichtung 1 zum Changieren
nach 2 unterscheidet sich von der Ausführung
nach 1 im Wesentlichen dadurch, dass den Zugmitteln 11 und 21 eine
Umlenkeinrichtung 30 zugeordnet ist. Bei der 2 werden,
so weit es sich um gleichartige Bauteile handelt, gleiche Bezugsziffern
wie bei 1 verwendet. Eine auf nochmalige Beschreibung
kann daher verzichtet werden.
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Die
Zugmittel 11 und 21 gemäß 2 werden
bevorzugt durch Seile gebildet, damit sie für eine Umlenkung
mit der Umlenkeinrichtung 30 geeignet sind. Die Linearantriebe 10 und 20 sind
senkrecht zu den Changierrichtungen B, C angeordnet. Zwischen dem
Zugkopf 12 und dem Fadenführer wird das Zugmittel 11 über
eine in Form einer Umlenkrolle 15 gebildete Umlenkeinrichtung 30 umgelenkt.
Auch das Zugmittel 21 wird zwischen dem Fadenführer 8 und dem
Zugkopf 22 durch eine Umlenkrolle 25 umgelenkt.
Die Breite der Vorrichtung 1 zum Changieren des Fadens 2 ist
dadurch stark reduziert und liegt nur wenig über der Breite
der Kreuzwickelspule 3. Dies begünstigt eine Textilmaschine
mit kleiner Teilung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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