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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Leeren einer pneumatischen
Fadenspeichereinrichtung an einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine
nach einer Fadenunterbrechung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
11.
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Aus
der
DE 10 2007
038 871 A1 ist ein Verfahren zum Anspinnen an Offenend-Spinnmaschinen
bekannt, bei dem nach dem Anspinnen der angesponnene Faden aus dem
Spinnmittel abgezogen und auf eine Auflaufspule aufgespult wird.
Zur Durchführung des Anspinnvorganges wird der Faden, welcher
von der Auflaufspule kommt, beispielsweise in Form einer Schlaufe
in einem pneumatischen Fadenspeicher gespeichert, der anschließend
während des Aufspulvorganges entleert wird. Zu der Entleerung
des Fadenspeichers wird die Auflaufspule während einer
Anlaufphase einer Beschleunigung unterworfen, welche derart gesteuert
wird, dass die Aufspulgeschwindigkeit in einer Mehrzahl von Änderungsschritten
zunächst gesteigert und danach vermindert wird. Dabei wird
die Aufspulgeschwindigkeit zunehmend erhöht. Die Fadenabzugseinrichtung
wird zeitgleich oder voreilend zur Auflaufspule gestartet und beschleunigt.
Während der schrittweisen Beschleunigung der Aufspulgeschwindigkeit
wird diese zu einem Zeitpunkt größer als die Fadenabzugsgeschwindigkeit. Während
vor diesem Zeitpunkt die Fadenabzugsgeschwindigkeit größer
als die Aufspulgeschwindigkeit war und eine Überlieferung
erfolgte, liegt nach diesem Zeitpunkt eine Unterlieferung vor, da
die Fadenabzugsgeschwindigkeit kleiner als die Aufspulgeschwindigkeit
ist. Auf diese Weise wird eine Entleerung des Fadenspeichers erreicht.
Beim Übergang von der Anlaufphase in die Betriebsphase
soll die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Aufspulgeschwindigkeit
und der Fadenabzugsgeschwindigkeit Null betragen.
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Als
nachteilig an dem Verfahren gemäß dem Stand der
Technik erweist sich, dass insbesondere diejenigen Auflaufspulen,
die zu mehr als zwei Drittel aufgespult sind, aufgrund ihrer Massenträgheit
beim Hochlauf stark schlupfbehaftet sind. Dies hat zur Folge, dass
die Leerung des Fadenspeichers, die mit dem Übergang von
der Anlaufphase in die Betriebsphase abgeschlossen sein muss, nicht
exakt reproduzierbar ist. Um eine Reproduzierbarkeit zu erreichen,
ist gemäß der
DE 10 2007 038 871 A1 der Fadenspeicher mit
wenigstens einer an eine Steuervorrichtung angeschlossenen Sensoreinrichtung
ausgestattet, die so ausgebildet ist, dass sie ein Signal erzeugt,
wenn der Füllstand des Fadenspeichers eine definierte Größe
unterschreitet. Mittels einer zweiten im Fadenspeicher angeordneten
Sensoreinrichtung, die ebenfalls an die Steuervorrichtung angeschlossen
ist, wird ein weiteres Signal erzeugt, wenn der Fadenspeicher vollständig
entleert ist. Die jeweiligen Füllstandssignale werden bei
der Steuerung des Anspinnvorganges zur Steuerung der Spulgeschwindigkeit
herangezogen. Die Verwendung von Sensoreinrichtungen vermag jedoch
nicht das Problem zu lösen, welches aus den Reaktionszeiten
handelsüblicher Sensoreinrichtungen resultiert. Auf Grund
der Reaktionszeit wird die der Austrittsöffnung am nächsten
liegende Sensoreinrichtung in Abhängigkeit von der maximalen
Abzugsgeschwindigkeit zu dieser beabstandet platziert, um sicherzustellen,
dass der letzte den Fadenspeicher verlassende Fadenabschnitt innerhalb
der Reaktionszeit zuverlässig erfasst wird. Bei abweichenden
Spulendurchmessern hingegen ist der Abstand zwischen der Sensoreinrichtung
und der Austrittsöffnung zu groß gewählt,
so dass die Restfadenlänge mathematisch aus der aktuellen
Abzugs- und Wickelgeschwindigkeit hergeleitet werden muss, was mit
entsprechenden Ungenauigkeiten, beispielsweise auf Grund des auftretenden Schlupfes
zwischen der Wickelwelle und der Kreuzspule, oder der Reaktionsträgheit
der Steuerungseinrichtung im jeweiligen Betriebszustand, einhergeht.
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Des
Weiteren ist ein Verfahren zum Leeren des Fadenspeichers aus der
DE 196 36 395 A1 bekannt, bei
dem vor dem Anspinnen nach einem Fadenbruch zunächst eine
definierte Fadenlänge von der Auflaufspule abgewickelt
und in der Fadenspeichereinrichtung zwischengespeichert wird. Anschließend
wird in Abhängigkeit vom Hochlaufverhalten des Spinnrotors
zu einem ersten Zeitpunkt die Wickelwelle gegenüber der
Fadenabzugseinrichtung voreilend gestartet und konstant beschleunigt.
Die schneller hochlaufende Fadenabzugseinrichtung wird zu einem
zweiten Zeitpunkt gestartet, der etwa dem Erreichen von 70% der
Produktionsdrehzahl des Spinnrotors entspricht. Zu einem dritten
Zeitpunkt sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Wickelwelle und
der Fadenabzugsvorrichtung gleich und werden danach synchron bis
auf ihre Produktionsdrehzahl beschleunigt, wobei der Hochlauf des
Spinnrotors die Führungsgröße der Beschleunigung
darstellt.
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Auch
bei diesem Verfahren erweist es sich als nachteilig, dass in Folge
des auftretenden Schlupfes an der anzutreibenden Spule eine Bestimmung
der bei der anfänglichen Beschleunigung aus der Fadenspeichereinrichtung
abgezogenen Fadenlänge nur durch den Einsatz von Sensoren
in der Fadenspeichereinrichtung mit den bereits zuvor beschriebenen
Nachteilen möglich ist.
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Ausgehend
vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Leeren einer Fadenspeichereinrichtung
an einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine bereitzustellen,
welches eine zuverlässige Erfassung der im Fadenspeicher
enthaltenen Fadenlänge ermöglicht, ohne einen
Sensor zu verwenden. Darüber hinaus liegt der Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens bereitzustellen.
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Die
Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 sowie bezüglich der Vorrichtung
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 11 gelöst.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen
beschrieben.
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Gemäß dem
Anspruch 1 wird zur Lösung der Aufgabe vorgeschlagen, dass
die Wickelwelle und die Fadenchangiereinrichtung zu einem ersten
Zeitpunkt jeweils auf eine konstante Sockelgeschwindigkeit beschleunigt
werden, die unterhalb von 30% der Betriebsgeschwindigkeit im stationären
Spinnprozess liegt. Durch diesen ersten Verfahrensschritt wird der
auftretende Schlupf im Spulenhochlauf deutlich reduziert, da zur Überwindung
des Losbrechmomentes der Wickelwelle zu Beginn des Hochlaufes diese
zunächst mit einer konstanten geringen Geschwindigkeit
betrieben wird. Die Beschleunigung der Fadenchangiereinrichtung
auf eine konstante Sockelgeschwindigkeit ermöglicht eine
exakte und reproduzierbare Bestimmung der während dieses
ersten Abschnittes der Leerung aufgespulten Fadenlänge.
Die Sockelgeschwindigkeit der Wickelwelle und der Fadenchangiereinrichtung
variieren dabei in Abhängigkeit von dem jeweiligen Spulendurchmesser und
der Aufwickelgeschwindigkeit im stationären Spinnbetrieb.
Die Verlegebreite der Fadenchangiereinrichtung erfolgt ab dem ersten
Zeitpunkt innerhalb einer um mindestens 50% gegenüber dem
Nennhub reduzierten Verlegebreite um die Spulenmitte und wird in
einem zweiten Zeitpunkt nahezu auf den Nennhub erweitert. Dies dient
der Vermeidung einer unkontrollierten Verlegung des Fadens auf der
Spule. In dem zweiten Zeitpunkt wird die Fadenabzugseinrichtung
gestartet und beschleunigt. Zudem werden ab dem zweiten Zeitpunkt die
Wickelwelle und die Fadenchangiereinrichtung ausgehend von ihrer
jeweiligen Sockelgeschwindigkeit sowie die Fadenabzugseinrichtung
auf ihre Endgeschwindigkeit im stationären Spinnbetrieb
bis zu einem dritten Zeitpunkt beschleunigt. Durch die zeitliche
Voreilung des Starts der Wickelwelle wird erreicht, dass die Wickelwelle
und die Fadenabzugseinrichtung ihren Hochlauf zeitlich zusammen
mit dem Erreichen der Drehzahl des Spinnrotors der Spinnvorrichtung
für den stationären Spinnprozess abschließen.
Während der Voreilung der Wickelwelle wird die benötigte
Fadenlänge aus dem Fadenspeicher abgezogen. Die erforderliche
gespeicherte Fadenlänge errechnet sich aus der benötigten
Fadenlänge für den Vorlauf der Wickelwelle gegenüber
der Fadenabzugseinrichtung. Insbesondere bei großen Spulendurchmessern
und hohen Spulenabzugsgeschwindigkeiten ist der Fadenspeicher maximal
zu befüllen, um den Hochlauf des Wickelwellenantriebes
mit dem Hochlauf des Fadenabzugsantriebes gleichzeitig zu beenden.
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Hierbei
sollte die Dauer der Beschleunigungsphase ab dem zweiten Zeitpunkt
in Abhängigkeit von der in der Fadenspeichereinrichtung
befindlichen Fadenlänge berechnet werden. Dies dient der
Abstimmung des Beschleunigungsverhaltens von Wickelwelle, Fadenabzugseinrichtung
sowie Fadenchangiereinrichtung aufeinander während der
Leerung der Fadenspeichereinrichtung.
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Dazu
kann zur Berechnung der in der Fadenspeichereinrichtung befindlichen
Fadenlänge die Spulgeschwindigkeit während des
Hochlaufs erfasst werden. Hierzu ist die Verwendung einer geeigneten
Sensorik erforderlich, die eine hohe Auflösung aufweist,
beispielsweise die Anordnung einer Vielzahl von Magneten im Hülsenteller,
wodurch eine ausreichende Impulsanzahl zur genauen Erfassung der
Spulgeschwindigkeit auch während des Hochlaufs der Spule
erreicht wird.
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Alternativ
kann zur Berechnung der in der Fadenspeichereinrichtung befindlichen
Fadenlänge die Fadenverlegung mit einer reduzierten Verlegebreite
durchgeführt werden, innerhalb der der Faden nahezu parallel
auf der Kreuzspule abgelegt wird. Das parallele Ablegen des Fadens
ermöglicht eine einfache und genaue Bestimmung der auf
die Spule aufgebrachten Fadenlänge, um auf die Fadenrestlänge
in der Fadenspeichereinrichtung rückschließen
zu können. Ist die Leerung der Fadenspeichereinrichtung
im dritten Zeitpunkt abgeschlossen, so wird die Verlegebreite auf
den Nennhub erhöht, der dem stationären Spinnbetrieb
zu Grunde liegt. Diese Variante ist gegenüber der Verwendung
einer Sensorik kostengünstiger und erfordert keinen Einbauraum
an der Spulvorrichtung.
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Vorzugsweise
kann die reduzierte Geschwindigkeit der Fadenabzugseinrichtung mittels
eines Korrekturwertes eingestellt werden, der in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Spulendurchmesser variiert. Hierdurch lässt
sich die Leerung der Fadenspeichereinrichtung gezielt steuern. Um
eine Ungleichmäßigkeit der Garnnummer während
des Vorganges der Leerung zu vermeiden, wird der Korrekturwert für
die Dauer der Leerung in gleicher Weise auf den Antrieb des Faserbandeinzuges übertragen.
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Hierbei
kann die Geschwindigkeit der Fadenabzugseinrichtung schrittweise
bis zur vollständigen Leerung des Fadenspeichers verändert
werden.
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Die
schrittweise Veränderung der Geschwindigkeit der Fadenabzugseinrichtung
kann durch eine Variation des Korrekturfaktors erreicht werden.
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Insbesondere
kann eine Aufteilung des Vorganges der Leerung der Fadenspeichereinrichtung
in mehrere Phasen vorgesehen sein, in denen der Korrekturfaktor
variiert wird.
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Vorteilhafterweise
wird durch die Variation des Korrekturfaktors während der
Leerung des Fadenspeichers ein höherer Drehungsbeiwert
eingestellt. Hierdurch wird eine Kompensation der Zunahme des Garndurchmessers
während der Rotorhochlaufphase erreicht, die insbesondere
bei niedrigen Rotordrehzahlen auf Grund der reduzierten Fliehkräfte
auftritt. Das während der Leerung hergestellte Garn weist
somit einen Garndurchmesser auf, der sich an den Durchmesser des
während des stationären Spinnbetriebes hergestellten Garnes
zumindest annähert oder ihm gleich kommt.
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Dabei
kann der Drehungsbeiwert schrittweise bis zur vollständigen
Leerung des Fadenspeichers verändert werden.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung eine Kreuzspulen herstellende Textilmaschine
mit einer Vielzahl von gleichartigen Arbeitsstellen zur Durchführung
des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass jede Arbeitsstelle
eine Steuereinrichtung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die
Antriebe der Wickelwelle und der Fadenchangiereinrichtung zu einem
ersten Zeitpunkt jeweils auf eine konstante Sockelgeschwindigkeit
zu beschleunigen, die unterhalb von 30% der Betriebsgeschwindigkeit
liegt, um dann zu einem zweiten Zeitpunkt die Fadenabzugseinrichtung
zu starten, und dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist,
ab dem zweiten Zeitpunkt die Wickelwelle und die Fadenchangiereinrichtung
ausgehend von ihrer Sockelgeschwindigkeit sowie die Fadenabzugseinrichtung
auf ihre Endgeschwindigkeit im stationären Spinnbetrieb
zu beschleunigen.
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Die
Steuereinrichtung kann zur Bestimmung der Fadenrestlänge
in der Fadenspeichereinrichtung derart eingerichtet sein, dass sie
den Nennhub der Fadenchangiereinrichtungen für die Dauer
der Entleerung der Fadenspeichereinrichtung reduzieren kann.
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Dabei
kann die Steuereinrichtung dazu eingerichtet sein, die Verlegebreite
der Fadenchangiereinrichtung derart zu steuern, dass die Verlegung
ab dem ersten Zeitpunkt innerhalb einer reduzierten Verlegebreite um
die Spulenmitte erfolgt, und im zweiten Zeitpunkt nahezu auf den
Nennhub erweitert wird.
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Alternativ
kann die Steuerungsvorrichtung zur Bestimmung der Fadenrestlänge
in der Fadenspeichereinrichtung mit Impulsgebern verbunden sein,
die die Drehung der Kreuzspule erfassen.
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Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 in
perspektivischer Darstellung eine Arbeitsstelle einer Offenend-Rotorspinnmaschine;
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2 schematisch
in Seitenansicht eine Offenend-Rotorspinnmaschine mit einem Wartungsaggregat;
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3 den
Bereich der Spinnstelle sowie einen Teil des Wartungsaggregates
gemäß 2;
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4 ein
Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm zur Veranschaulichung des Vorganges
der Leerung der Fadenspeichereinrichtung.
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung eine Arbeitsstelle einer Offenend-Rotorspinnmaschine, die,
wie bekannt und daher nur schematisch dargestellt, über
eine Offenend-Spinnvorrichtung 2 zur Herstellung eines
Fadens 9 sowie über eine in Fadenlaufrichtung
F nachgeschaltete Spulvorrichtung 3 verfügt. Auf dieser
Spulvorrichtung 3 wird der Faden 9 zu einer Kreuzspule 8 aufgewickelt.
Die Offenend-Spinnvorrichtung 2 umfasst einen nicht dargestellten
Spinnrotor, der einzelmotorisch angetrieben wird.
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Der
in der Offenend-Spinnvorrichtung 2 hergestellte Faden 9 wird,
wie angedeutet, durch eine Fadenabzugseinrichtung 13, die
eine einzelmotorisch antreibbare Fadenabzugswalze 10 sowie
eine an die Fadenabzugswalze 10 anstellbare, von dieser
reibschlüssig mitgenommene Druckrolle 14 aufweist,
aus der Offenend-Spinnvorrichtung 2 abgezogen.
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Wie
in 1 weiter angedeutet, verlässt der Faden 9 die
Offenend-Spinnvorrichtung 2 durch ein so genanntes Fadenabzugsröhrchen 17,
in dessen Bereich außerdem ein schwenkbar gelagertes Anspinnhilfsorgan 16 angeordnet
ist, das nach einer Fadenunterbrechung den durch eine Saugdüse 4 von
der Kreuzspule 8 zurückgeholten Faden 9 übernimmt
und das Fadenende zur Fadenverbindung vorbereitet.
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Im
Bereich des Fadenlaufweges sind des Weiteren ein Fadenwächter 15,
eine mechanische Fadenspeichereinrichtung 7, eine pneumatische
Fadenspeichereinrichtung 12 sowie eine Paraffiniereinrichtung 5 angeordnet.
Die pneumatische Fadenspeichereinrichtung 12 ist als diskontinuierlich
arbeitender Speicher ausgebildet, das heißt, die Fadenspeichereinrichtung 12 wird
nach jedem erfolgten Fadenverbindungsvorgang vollständig
entleert. Während des Betriebes der Offenend-Spinnvorrichtung 2 wird
die Fadenspeichereinrichtung 12 über eine nicht
dargestellte Unterdruckquelle mit Saugluft beaufschlagt.
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Die
Spuleinrichtung 3 besteht, wie üblich, aus einem
Spulenrahmen 22 zum drehbaren Halten einer Kreuzspule 8,
einer vorzugsweise über einen reversierbaren Einzelantrieb 19 antreibbaren
Wickelwelle 23 sowie einer einzelmotorisch angetriebenen
Fadenchangiereinrichtung 24, die beispielsweise über
einen Schrittmotor angetrieben wird.
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Des
Weiteren verfügen derartige Arbeitsstellen 1,
wie bereits erwähnt, über eine Saugdüse 4,
die mittels eines Motors 6 definiert zwischen einer im
Bereich Spulvorrichtung 3 liegenden Fadenaufnahmestellung und
einer im Bereich der Spinnvorrichtung 2 liegenden Fadenübergabestellung
verstellbar ist.
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Wie üblich
sind die einzelnen Schrittmotoren der Komponenten der Arbeitsstelle 1 über
diverse Steuerleitungen an einer Steuerungsvorrichtung, im vorliegenden
Ausführungsbeispiel an einen Arbeitsstellenrechner 18,
angeschlossen. Dadurch sind die einzelmotorischen Antriebe der Komponenten
der Arbeitsstellen 1 unabhängig voneinander ansteuerbar.
Alternativ kann die Steuerungsvorrichtung als ein zentraler Rechner
der Offenend-Rotorspinnmaschine ausgeführt sein.
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In 2 ist
eine Spinnmaschine 31 dargestellt, an der ein an Führungsschienen 43, 44 sowie
einer Stützschiene 45 verfahrbares Wartungsaggregat 46 angeordnet
ist. Das Laufwerk 47 dieses Wartungsaggregates 46 weist
Laufrollen 48 sowie ein Stützrad 49 auf.
Die Versorgung des Anspinnwagens 46 mit elektrischer Energie
erfolgt vorzugsweise, wie angedeutet, über eine Schleifkontakteinrichtung 50.
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Derartige
Wartungsaggregate 46 weisen zahlreiche Spulen- und Fadenhandhabungseinrichtungen, wie
zum Beispiel einen Wickelantrieb 40 sowie eine Fadenabzugseinrichtung 51 auf
und patrouillieren ständig entlang der Offenend-Rotorspinnmaschine 31.
Das Wartungsaggregat 46 greift selbsttätig ein,
wenn an einer der Arbeitsstellen 32 ein Handlungsbedarf
entsteht. Ein solcher Handlungsbedarf liegt beispielsweise vor, wenn
an einer Arbeitsstelle 32 ein Fadenbruch aufgetreten ist
oder wenn an einer der Arbeitsstellen 32 eine Kreuzspule 38 ihren
vorgeschriebenen Durchmesser erreicht hat und gegen eine Leerhülse
ausgetauscht werden muss.
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Im
Fall eines Fadenbruches läuft das Wartungsaggregat 46 zu
der betreffenden Arbeitsstelle 32, positioniert sich dort
und sucht bei einem „normalen” Fadenbruch mit
seiner (nicht dargestellten) Fadensuchdüse das gerissene,
auf der Umfangsoberfläche der Auflaufspule 38 liegende
Fadenende. Nach Reinigung der Spinneinheit wird dieses Fadenende,
wie üblich, durch bekannte Handhabungseinrichtungen, nach
einer entsprechenden Vorbereitung, in den Bereich der Spinneinheit 33 zurückbefördert,
dort in das Fadenabzugsröhrchen eingefädelt und
für den eigentlichen Anspinnprozess bereitgehalten. Gleichzeitig
wird über den Wickelantrieb 40 von der Auflaufspule 38 eine
definierte Fadenlänge abgewickelt und in einem Fadenspeicher 52 zwischengespeichert.
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Wie
in 3 in einem größeren Maßstab
dargestellt, weisen sowohl der Wickelantrieb 40 als auch
die Fadenabzugseinrichtung 51 jeweils einen eigenen, über
die wartungsaggregateigene Steuereinrichtung 53 gezielt
ansteuerbaren Antrieb 54 beziehungsweise 55 auf.
Der Antrieb 54 beaufschlagt dabei die Antriebsrolle 56 des
Wickelantriebes 40, während der Antrieb 55 auf
die Abzugsrolle 57 der Fadenabzugseinrichtung 51 des Wartungsaggregates 46 geschaltet
ist. Die Fadenabzugseinrichtung 51 besitzt außerdem,
wie üblich, eine Druckrolle 58. Zwischen der Fadenabzugseinrichtung 51 und
dem Wickelantrieb 40 ist ein pneumatischer Fadenspeicher 52 angeordnet,
in dem ein Faden 37 schlaufenförmig zwischengespeichert
wird. Der Fadenspeicher 52 ist als diskontinuierlich arbeitender
Speicher ausgebildet, das bedeutet, er wird bei jedem Anspinnvorgang
entleert. Der Fadenspeicher 52, der nach dem „last
in – first out” -Prinzip arbeitet, ist über
eine Unterdruckquelle 59 mit Saugluft beaufschlagbar.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand
des in 1 dargestellten Ausführungsbeispieles
der Offenend-Rotorspinnmaschine sowie des in 4 dargestellten
Geschwindigkeit-Zeit-Diagramms beschreiben.
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Beim
Auftreten einer Fadenunterbrechung werden zunächst die
Antriebe der Fadenabzugswalze 10, der Fadenchangiereinrichtung 24 sowie
der Wickelwelle 23 still gesetzt und die herzustellende
Kreuzspule 8 wird mittels des Spulenrahmens 22 von
der Wickelwelle 23 abgehoben. Anschließend wird
ein Anspinnvorgang eingeleitet, wobei die Antriebe des Spinnrotors,
der Fadenabzugswalze 10, der Fadenchangiereinrichtung 24 sowie
der Wickelwelle 23 zur Einleitung des Fadenverbindungsvorganges
wieder in Betrieb genommen werden. Die Inbetriebnahme der Fadenabzugswalze 10,
der Fadenchangiereinrichtung 24 sowie der Wickelwelle 23 erfolgt
dabei unter Berücksichtigung von zeitlich aufeinander abgestimmten
Beschleunigungsvorgängen der einzelnen Antriebe, die sich
am Hochlaufverhalten des Antriebes des Spinnrotors orientieren.
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Durch
die unterschiedlichen Massenträgheitsmomente der einzelnen
anzutreibenden Komponenten kommt es insbesondere bei der Beschleunigung
der Fadenabzugswalze 10 und der Wickelwelle 23 zu
einer Differenz im zeitlichen Hochlaufverhalten, die in Abhängigkeit
von den jeweiligen Spinnbedingungen ein Verhältnis von
1:10 oder darüber erreichen kann. Da das Massenträgheitsmoment
der Wickelwelle 23 mit zunehmendem Durchmesser der Kreuzspule 8 größer
wird, während das Massenträgheitsmoment der Fadenabzugswalze 10 stets
konstant bleibt und zudem der Antriebsschlupf bei der Wickelwelle 23 zu
berücksichtigen ist, wird die Fadenabzugswalze 10 stets
vor der Wickelwelle 23 ihre Betriebsgeschwindigkeit im
normalen Spinnbetrieb erreichen.
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Demzufolge
muss für den Zeitraum vom Starten der Wickelwelle 23 bis
zum Erreichen der Betriebsgeschwindigkeit im normalen Spinnbetrieb
die Überlänge des von der Offenend-Spinnvorrichtung 2 hergestellten
Fadens 9, der von der Kreuzspule 8 auf Grund der
zu geringen Geschwindigkeit der Wickelwelle 23 nicht aufgespult
werden kann, zunächst zwischengespeichert werden, was über
die Fadenspeichereinrichtung 12 realisiert wird. Das hierbei
auftretende Problem ist die reduzierte Wickelspannung, die während
der Entleerung der Fadenspeichereinrichtung 12 nach dem
Fadenverbindungsvorgang vorliegt, da die Wickelspannung des Fadens 9 während
dieses Zeitraumes nur durch den in der Fadenspeichereinrichtung 12 anstehenden
Unterdruck erzeugt wird. Die reduzierte Wickelspannung führt
während dieses Zeitraumes zu einer Aufwicklung von lockeren
Fadenlagen auf der Kreuzspule 8.
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Hierzu
bedarf es der Überwachung und Erfassung des zuverlässigen
Abzuges des Fadens 9 aus der Fadenspeichereinrichtung 12,
das heißt, die vollständige Leerung der Fadenspeichereinrichtung 12 sollte möglichst
schnell erfolgen, um locker gewickelte Garnlagen auf Grund reduzierter
Wickelspannung zu vermeiden, ebenso wie einen Überlauf
in der Fadenspeichereinrichtung 12 auf Grund einer zu geringen
Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Fadenabzugseinrichtung 13 und
der Wickelwelle 23. Die Überwachung und Erfassung
der Leerung der Fadenspeichereinrichtung 12 sollte möglichst
exakt sein, um Spannungsspitzen, die Platzer zur Folge haben können,
zu vermeiden. Zudem sollte der Speicherinhalt der Fadenspeichereinrichtung 12 möglichst
gering sein, um eine Kringelbildung bei hochgedrehtem Garn zu vermeiden.
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Der
Einsatz von Sensoren in der Fadenspeichereinrichtung 12 hat
sich als zu ungenau erwiesen, da Faktoren, wie der auftretende Schlupf
von Kreuzspulen 8 mit einem Durchmesser größer
als 300 mm beim Hochlauf der Wickelwelle 23, der Zeitpunkt
der Erfassung des Fadens 9 durch die Fadenchangiereinrichtung 24 nach
dem Start der Wickelwelle 23 und die in dieser Zeit verlegte
Fadenlänge, aber auch die Reaktionszeiten eines Sensors
bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten von 250 m/min und mehr, einen
starken Einfluss auf die Genauigkeit der Bestimmung der aus der
Fadenspeichereinrichtung 12 abgezogenen Fadenlänge
haben. Somit wird erfindungsgemäß ein Verfahren
zum Betreiben der Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine vorgeschlagen,
welches ohne den Einsatz von zusätzlicher Sensorik in der
Fadenspeichereinrichtung 12 ein zuverlässiges
Leeren der Fadenspeichereinrichtung 12 ermöglicht.
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Erfindungsgemäß wird
nach dem Starten des Antriebs des Spinnrotors die Wickelwelle 23 zu
einem ersten Zeitpunkt t1 gegenüber der Fadenabzugseinrichtung 13 zeitlich
voreilend auf eine Sockelgeschwindigkeit SG_WW beschleunigt, die
unterhalb der Endgeschwindigkeit der Wickelwelle 23 im
Spinnprozess liegt. Der Einzelantrieb 19 der Wickelwelle 23 wird
auf die konstante Sockelgeschwindigkeit SG_WW beschleunigt, um das
Losbrechmoment des Einzelantriebes 19 zu überwinden,
wie in 4 dargestellt ist. Hierdurch wird eine deutliche
Reduzierung des Schlupfes während des Spulenhochlaufes
erreicht. Die Sockelgeschwindigkeit SG_WW ist eine Funktion des
jeweiligen Spulendurchmessers sowie der Wickelgeschwindigkeit im
stationären Spinnbetrieb und liegt unterhalb von 30% der
Betriebsgeschwindigkeit.
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Zeitgleich
mit dem Starten des Einzelantriebes 19 der Wickelwelle 23 wird
die Fadenchangiereinrichtung 24 in Betrieb genommen und
ebenfalls auf eine Sockelgeschwindigkeit SG_FF beschleunigt, wie
in 4 dargestellt ist. Die Geschwindigkeit der Fadenchangiereinrichtung 24 wird
dabei bis zum Starten der Fadenabzugseinrichtung 13 zu
einem zweiten Zeitpunkt t2 konstant gehalten. Um eine genaue Berechnung
des bis zu diesem Zeitpunkt aus der Fadenspeichereinrichtung 12 abgezogenen
Fadens 9 zu ermöglichen, wird der Faden 9 in
annähernd parallelen Lagen auf der Kreuzspule 8 abgelegt.
Hierzu erfolgt der Changierhub innerhalb eines reduzierten Bereiches
um die Mitte der Kreuzspule 8. Die reduzierte Changierbreite
kann während dieser Phase beispielsweise bis zu 50 mm betragen.
Die nahezu parallele Verlegung des Fadens 9 unter gleichzeitiger
Vermeidung von einer punktförmigen Ablage auf der Kreuzspule 8 ermöglicht
eine sehr genaue Berechnung der aus der Fadenspeichereinrichtung 12 seit
dem Starten der Wickelwelle 23 abgezogenen Fadenlänge.
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Zeitlich
verzögert zum Start der Wickelwelle 23 und der
Fadenchangiereinrichtung 24 wird zu dem zweiten Zeitpunkt
t2 die Fadenabzugseinrichtung 13 gestartet und beschleunigt.
Die höhere Dynamik des Antriebes der Fadenabzugseinrichtung 13 ermöglicht
den zeitgleichen Abschluss des Hochlaufens von Wickelwelle 23 und
Fadenabzugseinrichtung 13 zusammen mit dem Erreichen der
Drehzahl des Spinnrotors der Spinnvorrichtung 2 für
den stationären Spinnprozess. Mit dem Starten der Fadenabzugseinrichtung 13 wird
die Hubbreite der Fadenchangiereinrichtung 24 erhöht,
so dass sich auf der Kreuzspule 8 nahezu die Verlegebreite
im stationären Spinnbetrieb einstellt. Hierdurch wird für
die Dauer der Entleerung der Fadenspeichereinrichtung 12 der
Gefahr von Abschlägen am Rand der Kreuzspule 8 auf
Grund einer geringeren Wickelspannung begegnet.
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In
dem zweiten Zeitpunkt t2 werden die Wickelwelle 23 sowie
die Fadenchangiereinrichtung 24 ausgehend von ihren jeweiligen
Sockelgeschwindigkeit SG_WW beziehungsweise SG_FF auf ihre Endgeschwindigkeit
beschleunigt, die die Wickelwelle 23 respektive die Fadenchangiereinrichtung 24 im
stationären Betrieb des Spinnprozesses haben, wobei die
Fadenabzugseinrichtung 13 und die Wickelwelle 23 für
die Dauer der Leerung des Fadenspeichers 12 mit einer unterhalb
ihrer im stationären Spinnprozess vorgesehenen Endgeschwindigkeit
liegenden Geschwindigkeit angetrieben werden.
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Mit
dem Erreichen der Endgeschwindigkeiten von Wickelwelle
23,
Fadenabzugseinrichtung
13 und Spinnrotor wird im stationären
Spinnbetrieb zu einem dritten Zeitpunkt t3 auch die Verlegebreite
der Fadenchangiereinrichtung
24 entsprechend der tatsächlichen
Breite der Kreuzspule
8 erhöht. Die Endgeschwindigkeit
der Wickelwelle
23 berechnet sich wie folgt:
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Zur
Verfeinerung der Bestimmung der aus der Fadenspeichereinrichtung
12 abgezogenen
Fadenlänge kann der Prozess der Leerung der Fadenspeichereinrichtung
12 ab
dem zweiten Zeitpunkt t2 in mehrere Phasen unterteilt werden. Hierzu
wird entsprechend der Anzahl der einzelnen Phasen ein Korrekturfaktor
Faktor
Speicherleeren festgelegt, der die
Geschwindigkeit der Fadenabzugseinrichtung
13 beeinflusst.
Der mathematische Zusammenhang ist nachfolgend dargestellt:
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In
vorstehender Formel beschreiben nRotor die
Drehzahl des Spinnrotors, T die Drehung pro Meter in dem ausgesponnenen
Faden sowie der Korrekturfaktor FaktorSpeicherleeren die
prozentuale Reduzierung der Abzugsgeschwindigkeit während
der Leerung der Fadenspeichereinrichtung 12. Für
den Korrekturfaktor FaktorSpeicherleeren werden
dabei in den einzelnen Phasen voneinander abweichende Werte gewählt,
wobei der Wert des Korrekturfaktors FaktorSpeicherleeren von
Phase zu Phase zunimmt. Der Korrekturfaktor FaktorSpeicherleeren findet auch
auf den Antrieb des Faserbandeinzugs Anwendung, um Ungleichmäßigkeiten
in der Garnnummer während des Vorganges der Leerung des
Fadenspeichers 12 zu vermeiden. Hierdurch wird eine Veränderung
des Drehungsbeiwertes α erreicht, die für die
Dauer der Leerung der Fadenspeichereinrichtung 12 wirksam
ist. Die Änderung des Drehungsbeiwertes α bewirkt
eine Kompensation der auftretenden Durchmesserabweichung des Fadens 9 während
des Hochlaufs des Spinnrotors auf seine Betriebsdrehzahl.
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Ausgehend
von einem Wert des Korrekturfaktors FaktorSpeicherleeren zwischen
0,8 und 0,9 in der ersten Phase der Leerung, wird in Abhängigkeit
von der im Fadenspeicher 12 verbleibenden Fadenlänge
der Wert des Korrekturfaktors FaktorSpeicherleeren beispielsweise
auf 0,92 bis 0,98 erhöht. In der letzten Phase unmittelbar vor
der Entleerung des Fadenspeichers 12 wird ein Wert zwischen
0,99 und 0,9999 eingestellt. Der Wert des Korrekturfaktors FaktorSpeicherleeren sollte so gewählt
werden, dass die Wickelspannung innerhalb der letzten Phase den
Normalwert der Wickelspannung des stationären Spinnbetriebes
annimmt. Erst mit dem Erreichen des Normalwertes der Wickelspannung
sollte die Verlegung über die gesamte Hubbreite erfolgen,
da somit die Gefahr von Abschlägen an den Flanken der Kreuzspule 8 minimiert
wird.
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Der
dritte Zeitpunkt t3 charakterisiert das Erreichen des stationären
Spinnbetriebes, also den Zeitpunkt, an dem die Leerung des Fadenspeichers 12 abgeschlossen
ist, sowie die Antriebe der Fadenabzugseinrichtung 13 sowie
der dem Faserbandeinzug dienende Antrieb nicht mehr mit dem Korrekturfaktors
FaktorSpeicherleeren beaufschlagt werden.
Zu diesem Zeitpunkt entspricht die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen
der Fadenabzugseinrichtung 13 und der Wickelwelle 23 dem
Anspannverzug. Die Steuerung und Überwachung des Verfahrens
erfolgt dabei durch die Steuerungseinrichtung 18 der jeweiligen
Spinnstelle 1
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Das
Verfahren ist in gleicher Weise auch an der in 2 beschriebenen
Offenend-Rotorspinnmaschine mit einem Wartungsaggregat 46 durchführbar,
da die Antriebe sowohl für den Wickelantrieb 40 als
auch die Fadenabzugseinrichtung 51 am Wartungsaggregat 46 mittels
der wartungsaggregateigenen Steuereinrichtung 53 getrennt
voneinander ansteuerbar sind.
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Die
Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
gleichermaßen an Spulmaschinen denkbar, die ebenfalls über
einzelmotorisch angetriebene Komponenten sowie eine Fadenspeichereinrichtung
verfügen, da an diesen auf Grund der wesentlich höheren
Verarbeitungsgeschwindigkeit die beschriebene Problematik noch stärker
auftritt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102007038871
A1 [0002, 0003]
- - DE 19636395 A1 [0004]