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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Spulvorrichtung
einer Auflaufspulen herstellenden Textilmaschine, wobei die Auflaufspule,
auf die Garn gewickelt wird, durch eine Spultrommel angetrieben
wird. Bei einer Unterbrechung des Spulprozesses wird die Auflaufspule
zunächst von der Spultrommel abgehoben, und beide werden
voneinander unabhängig gebremst. Ferner betrifft die Erfindung
eine Spulvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei
die mit Garn bewickelte Auflaufspule mittels einer Spultrommel antreibbar
ist, und wobei Mittel zur Abhebung der Auflaufspule von der Spultrommel
und Mittel zum unabhängigen Bremsen der Auflaufspule und
der Spultrommel nach einer Abhebung vorhanden sind.
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Auflaufspulen
herstellende Textilmaschinen sind sowohl Spulmaschinen als auch
Spinnmaschinen, wie zum Beispiel Offenendspinnmaschinen. Spulmaschinen
spulen ein Garn von einer Ablauf- auf eine Auflaufspule. Ablaufspulen
können dabei von Ringspinnmaschinen stammende Spinnkopse
sein, die zu Kreuzspulen umgespult werden. Das Garn kann auch aus
einer Offenendspinneinrichtung abgezogen und dann auf eine Auflaufspule,
vorzugsweise eine Kreuzspule, gewickelt werden.
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Im
normalen Spulbetrieb liegt die Auflaufspule auf der Spultrommel
auf und wird von dieser über Reibschluss mitgenommen. Die
Spultrommel kann als Nutentrommel ausgebildet sein. Eine solche Nutentrommel übernimmt
neben dem Antrieb der Auflaufspule auch die Führung des
auf die Auflaufspule aufzuwickelnden Fadens. Als Spultrommel kann
auch eine Spulenantriebswalze ohne Nuten verwendet werden. Die Führung
des Fadens wird dann von einem separaten Fadenführer übernommen.
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Aus
der
DE 44 41 276 A1 ist
bekannt, dass die Auflaufspule bei einer Spulunterbrechung von der Spultrommel
abgehoben wird und die Spultrommel und die Auflaufspule unabhängig
voneinander gebremst werden.
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Eine
Spulunterbrechung kann dabei vielfältige Gründe
haben. Sie tritt zum Beispiel bei einem Fadenbruch, bei Fertigstellung
der Auflaufspule oder im Falle einer Spulmaschine beim Leerlaufen
der Ablaufspule auf. Weiter wird bei modernen Textilmaschinen die
Qualität des Fadens laufend überwacht. Zur Qualitätsüberwachung
werden dabei sogenannte Reiniger verwendet, die bei Nichteinhaltung
vorgegebener Qualitätskriterien eine Unterbrechung des
Fadens und ein Entfernen der fehlerhaften Stelle im Faden auslösen.
Man spricht hier von einem sogenannten Reinigerschnitt.
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Durch
das Abheben der Auflaufspule von der sie antreibenden Spultrommel
wird erreicht, dass das Fadenende nicht auf der Umfangsfläche
der Auflaufspule eingewalzt wird. Wenn die Auflaufspule beim Bremsen
auf der Spultrommel aufliegen würde, könnten durch
Relativbewegungen, also durch den Schlupf zwischen der Auflaufspule
und der Spultrommel, die Qualität mindernde Einflüsse
auf die oberste Garnlage der Auflaufspule ausgeübt werden.
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Gemäß der
DE 44 41 276 A1 ist
an den Wellen der Spultrommel und der Auflaufspule jeweils eine
an den Wellen anliegende Bremsbacke angeordnet. Auf diese Weise
können die Spultrommel und die Auflaufspule unabhängig
voneinander durch die auftretenden Reibungskräfte gebremst
werden.
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Gemäß der
DE 198 36 701 A1 ist
es auch bekannt, die Spultrommel, die mittels eines elektrischen Motors
angetrieben wird, durch einen in den Motor eingeprägten
Bremsstrom zu bremsen.
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Gemäß dem
Stand der Technik wird angestrebt, die Auflaufspule und die Spultrommel
möglichst schnell abzubremsen, um den Produktivitätsverlust
der Textilmaschine gering zu halten. Ein unkontrolliertes abruptes
Abbremsen der Auflaufspule kann die Spule jedoch in ihrer Struktur
schädigen. Das gilt vor allen für Spulen mit geringer
Dichte, wie zum Beispiel weiche Färbespulen, für
Spulen mit großem Durchmesser und für feine Garne.
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Ausgehend
von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Schädigung der Auflaufspule durch die Bremsvorgänge
zu verhindern und gleichzeitig eine möglichst hohe Produktivität
aufrecht zu erhalten.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Verfahrensanspruches 1 sowie des Vorrichtungsanspruches
6 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Zur
Lösung der Aufgabe wird die Bremskraft zum Bremsen der
Auflaufspule in Abhängigkeit von den material- und/oder
strukturbedingten Eigenschaften der Auflaufspule eingestellt.
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Auf
diese Weise kann immer mit der maximal möglichen Bremswirkung
und damit einhergehend mit der maximalen Produktivität
gearbeitet werden. Die Spulunterbrechung wird so kurz wie möglich
gehalten, ohne die Spule zu beschädigen. Das heißt, bei
unempfindlichen Spulen mit großer Dichte und grobem Garn
oder bei geringen Durchmessern wird die maximale Bremskraft der
Bremseinrichtung ausgenutzt. Bei empfindlichen Spulen wird in Anhängigkeit
der jeweiligen Eigenschaften die Bremskraft reduziert und so eine
Schädigung der Spule vermieden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Bremskraft
zum Bremsen der Auflaufspule in Abhängigkeit von der Dichte
der Auflaufspule eingestellt. In einer weiteren Ausgestaltung wird
die Bremskraft in Abhängigkeit von dem Durchmesser der
Auflaufspule eingestellt. Die Bremskraft zum Bremsen der Auflaufspule
kann auch in Abhängigkeit von den Garneigenschaften eingestellt
werden. Zur Einstellung der Bremskraft zum Bremsen der Auflaufspule
können einzelne der zuvor genannte Parameter oder Kombinationen
davon verwendet werden, oder es können alle Parameter in
die Bremskraftbestimmung einfließen. Es können
auch andere, hier nicht dargestellte, die Eigenschaften der Spule oder
des Garns definierende Parameter für die Einstellung der
Bremskraft verwendet werden.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung nimmt
die Bremskraft zum Bremsen der Auflaufspule während des
Bremsvorganges zu. Das heißt, es wird zu Beginn des Bremsvorganges
zunächst eine geringe Bremskraft ausgeübt. Diese kann
dann kontinuierlich oder in Stufen bei Durchschreiten vorgegebener
Schwellwerte bis zur maximal möglichen Bremskraft der Bremseinrichtung
gesteigert werden. Ein solcher Bremsvorgang ist besonders schonend,
da große Kräfte auf den Spulenkörper
vermieden werden.
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Zur
Lösung der Aufgabe wird weiter eine Spulvorrichtung einer
Auflaufspulen herstellenden Textilmaschine zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen,
wobei die mit Garn bewickelte Auflaufspule mittels einer Spultrommel
antreibbar ist und wobei Mittel zur Abhebung der Auflaufspule von
der Spultrommel und Mittel zum unabhängigen Bremsen der
Auflaufspule und der Spultrommel nach einer Abhebung vorhanden sind.
Erfindungsgemäß ist eine Steuereinrichtung dazu
ausgebildet, die Bremskraft zum Bremsen der Auflaufspule in Abhängigkeit
von den material- und/oder strukturbedingten Eigenschaften der Auflaufspule
einzustellen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Spulvorrichtung sind zum Bremsen der Auflaufspule mechanische Stellelemente
vorhanden, die durch Reibung eine Bremskraft ausüben.
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Die
Kraft auf die mechanischen Stellelemente kann pneumatisch mittels
Druckluft übertragbar sein. Vorteilhafterweise ist die
Bremskraft durch das Ein- und Ausschalten der Druckluft einstellbar.
Die Bremskraft ist dabei gegenüber der Bremskraft bei kontinuierlicher
Druckluftbeaufschlagung reduziert. Die reduzierte Bremskraft ergibt
sich dabei durch Multiplikation der maximalen Bremskraft mit dem
Verhältnis aus Einschaltdauer und der Summe aus Ein- und
Ausschaltdauer. Die maximale Bremskraft entsteht bei kontinuierlicher
Druckluftbeaufschlagung. Zum Ein- und Ausschalten kann ein geeignetes Druckluftventil
verwendet werden. Wenn die Periodendauer, die sich durch Ein- und
Ausschaltdauer ergibt, ausreichend kurz ist, wirkt auf die mechanischen Stellelemente
eine nahezu konstante Bremskraft mit der gewünschten Größe.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 in
Seitenansicht eine Arbeitsstelle einer Kreuzspulen herstellenden
Textilmaschine, mit einer erfindungsgemäßen Spulvorrichtung,
deren Spulenrahmen mit einer Spulenbremse ausgestattet ist;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Spulenrahmens, der über eine
Spulenbremse verfügt;
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3 die
Spulenbremse im Schnitt.
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In 1 ist
in Seitenansicht schematisch eine insgesamt mit der Bezugszahl 1 gekennzeichnete
Auflaufspulen herstellende Textilmaschine, im Ausführungsbeispiel
ein Kreuzspulautomat, dargestellt. Derartige Kreuzspulautomaten
weisen üblicherweise zwischen ihren (nicht dargestellten)
Endgestellen eine Vielzahl gleichartiger Arbeitsstellen 2, im
vorliegenden Fall so genannte Spulstellen, auf. Auf diesen Spulstellen 2 werden,
wie bekannt und daher nicht näher erläutert, die
z. B. auf einer Ringspinnmaschine produzierten Spinnkopse 9 zu
großvolumigen Kreuzspulen 11, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
die Auflaufspulen darstellen, umgespult. Nach ihrer Fertigstellung
werden diese Auflaufspulen 11 dann mittels eines selbsttätig
arbeitenden (nicht dargestellten) Serviceaggregates, vorzugsweise
eines Kreuzspulenwechslers, auf eine maschinenlange Kreuzspulentransporteinrichtung 21 übergeben
und zu einer maschinenendseitig angeordneten Spulenverladestation
oder dergleichen transportiert.
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Solche
Kreuzspulautomaten 1 weisen oft auch eine Logistikeinrichtung
in Form eines Spulen- und Hülsentransportsystems 3 auf.
In diesem Spulen- und Hülsentransportsystem 3 laufen,
auf Transporttellern 8, die Spinnkopse 9 beziehungsweise Leerhülsen 34 um.
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Des
Weiteren verfügen solche Kreuzspulautomaten 1 jeweils über
eine Zentralsteuereinheit 37, die vorzugsweise über
einen Maschinenbus 40 mit den separaten Arbeitsstellenrechnern 39 der
einzelnen Arbeitsstellen 2 verbunden ist.
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Von
dem vorstehend erwähnten Spulen- und Hülsentransportsystem 3 ist
in 1 lediglich die Kopszuführstrecke 4,
die reversierend antreibbare Speicherstrecke 5, eine der
zu den Spulstellen 2 führenden Quertransportstrecken 6 sowie
die Hülsenrückführstrecke 7 dargestellt.
Wie in 1 weiter angedeutet, werden die angelieferten
Spinnkopse 9 in einer Abspulstellung 10, die sich
jeweils im Bereich der Quertransportstrecken 6 an den Arbeitsstellen 2 befindet,
zu großvolumigen Kreuzspulen 11 umgespult.
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Die
einzelnen Arbeitsstellen 2 verfügen zu diesem
Zweck, wie bekannt und daher nur angedeutet, über verschiedene
Einrichtungen, die einen ordnungsgemäßen Spulbetrieb
der Arbeitsstellen 2 gewährleisten. In 1 ist
beispielsweise ein vom Spinnkops 9 zur Kreuzspule 11 laufender
Faden mit der Bezugszahl 30, eine Saugdüse mit 12 sowie
ein Greiferrohr mit 42 bezeichnet. Solche Arbeitsstellen 2 verfügen
in der Regel außerdem über eine Spleißeinrichtung 13,
einen Fadenspanner 14, einen Fadenreiniger 15,
eine Paraffiniereinrichtung 16, eine Fadenschneideinrichtung 17,
einen Geschwindigkeitssensor 20 sowie über einen
Unterfadensensor 22.
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Die
insgesamt mit der Bezugszahl 24 gekennzeichnete Spulvorrichtung
weist einen Spulenrahmen 18 auf, der um wenigstens eine
Schwenkachse 19 beweglich gelagert ist. Des Weiteren verfügt
die Spulvorrichtung 24 über eine Fadenchangiereinrichtung 28 sowie über
eine Spultrommel 26, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als Spulenantriebswalze ausgebildet ist. Die Spultrommel 26 wird
von einem elektrischen Motor 57 angetrieben.
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Die
Fadenchangiereinrichtung 28 ist im Ausführungsbeispiel
als Fingerfadenführer 29 ausgebildet, dessen Antrieb
die Bezugszahl 31 trägt.
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Die 2 zeigt
den Spulenrahmen 18 mit einer in einen der Spulenrahmenarme
integrierten Spulenbremse 23. Die Spulenbremse 23 ist
dabei über einen Pneumatikanschluss 27 definiert
mit Druckluft beaufschlagbar und sorgt bei Bedarf dafür, dass
der rotierbar gelagerte Hülsenaufnahmeteller 25,
der in die Hülse der Kreuzspule 11 fasst, in den Stillstand
abgebremst wird.
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Der
genaue konstruktive Aufbau einer Spulenbremse 23 ist in
der 3 dargestellt. Die Spulenbremse 23 weist
ein am Spulenrahmen 18 festgelegtes, pneumatisch beaufschlagbares
Schubkolbengetriebe 32 auf, an dessen Kolben 33 ein
Bremsgehäuse 35 befestigt ist, das axial verschiebbar,
jedoch drehfest am Spulenrahmen 18 gelagert ist.
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An
der Rückwand des Bremsgehäuses 35 ist von
innen ein Bremsbelag 36 befestigt, der vorzugsweise aus
einem Kunststoffmaterial gefertigt ist, das sich durch einen hohen
Reibwert auszeichnet und außerdem recht abriebfest ist.
Der Bremsbelag 36 kann allerdings auch als eine Bremskomponente ausgebildet
sein, die einstückig aus Kunststoffmaterial gefertigt und über
eine Außenverzahnung oder dgl. drehfest am Bremsgehäuse 35 festgelegt
ist. Am Bremsgehäuse 35 ist des Weiteren drehfest,
jedoch axial verschiebbar, ein Bremsring 38 angeordnet.
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Die
Bremsseiten 50 und 56 des Bremsringes 38 weisen
dabei vorzugsweise jeweils einen Belag auf, der, wie der Bremsbelag 36,
aus einem Kunststoffmaterial gefertigt ist, das sich durch einen
guten Reibwert und eine hohe Abriebfestigkeit auszeichnet. Der Bremsring 38 verfügt
auf seinem Außenumfang über eine Verzahnung, die
mit einer entsprechenden Innenverzahnung des Bremsgehäuses 35 korrespondiert.
In einer alternativen Ausführungsform kann der Bremsring 38 jedoch
auch vollständig aus dem entsprechenden Kunststoffmaterial
gefertigt und über eine entsprechende Verzahnung drehfest,
jedoch axial verschiebbar an einer Verzahnung des Bremsgehäuses 35 angeordnet
sein. Zwischen dem Bremsbelag 36 und dem Bremsring 38 ist
eine so genannte Bremsscheibe 43 positioniert, die mit
einem Lageransatz 44 an einer Gleit- und Führungsfläche 46 eines
Aufnahmegehäuses 45 des Hülsenaufnahmetellers 25 drehfest
aber axial verschiebbar geführt ist. Die Bremsscheibe 43 weist
dabei Reibflächen 54, 55 auf, die mit
dem Bremsbelag 36 bzw. mit der Bremsfläche 56 des
Bremsringes 38 korrespondieren.
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In
die Gleit- und Führungsfläche 46 des
Aufnahmegehäuses 45 ist eine Ringnut 47 eingearbeitet,
in der ein O-Ring 48 gelagert ist. Des Weiteren weist das
Aufnahmegehäuse 45 endseitig die Reibfläche 49 auf,
an der während des Bremsvorganges der Bremsring 38 mit
der Bremsfläche 50 anliegt.
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Wenn
an einer der Arbeitsstellen 2 des Kreuzspulautomaten 1 eine
Kreuzspule 11 ihren vorgegebenen Durchmesser oder ihre
vorgegebene Fadenlänge erreicht hat, wird über
die Fadenschneideinrichtung 17 zunächst der Faden 30 getrennt
und die Kreuzspule 11 durch eine (nicht dargestellte) Spulenrahmenabhebeeinrichtung
von der Spulenantriebswalze 26 abgehoben. Auch bei anderen
Ereignissen, bei denen der Spulprozess unterbrochen wird, wird die
Kreuzspule 11 von der Spulenantriebswalze 26 abgehoben.
Anschließend werden die Spulenantriebswalze 26 und
die Kreuzspule 11 in den Stillstand abgebremst.
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Die
Spulenantriebswalze 26 wird dabei in bekannter Weise durch
einen in den die Spulenantriebswalze 26 antreibenden elektrischen
Motor 57 eingeprägten Bremsstrom abgebremst.
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Die
Bremskraft zum Bremsen der Kreuzspule 11 wird erfindungsgemäß in
Abhängigkeit von den Eigenschaften der Kreuzspule 11 und/oder
des aufgewickelten Garns eingestellt. Die Dichte der Kreuzspule 11 und
die Garnnummer des gespulten Garns können dabei über
die Zentralsteuereinheit 37 für die jeweilige
Partie vom Bediener eingegeben werden. In dem darstellten Ausführungsbeispiel
werden diese Parameter jedoch messtechnisch bestimmt. Dazu werden
die Drehzahl der Kreuzspule 11 und die Drehzahl der Antriebswalze 26 gemessen.
Die Messsignale werden über die Steuerleitungen 58 und 59 an
den Arbeitsstellenrechner 39 übermittelt. Anhand der
Drehzahlsignale und des bekannten Durchmessers der Spulenantriebswalze 26 kann
der Arbeitsstellenrechner 39 den Durchmesser der Kreuzspule 11 berechnen.
Gleichzeitig erfasst der Geschwindigkeitssensor 20 die
Geschwindigkeit des laufenden Fadens 30 und übermittelt
diese über die Steuerleitung 60 an den Arbeitsstellenrechner 39,
der durch Integration die Fadenlänge ermittelt. Aus der
aufgespulten Fadenlänge und dem Kreuzspulendruchmesser
lässt sich dann die Spulendichte bestimmen. Mittels der
Sensorik des Fadenreinigers können die Garnparameter, wie
der Durchmesser und die Garnnummer bestimmt werden, die über
die Steuerleitung 61 an den Arbeitstellenrechner 39 übertragen
werden.
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Im
Speicher des Arbeitsstellenrechners 39 sind empirisch ermittelte
Werte für eine zulässige Bremskraft in Abhängigkeit
vom aktuellen Spulendruchmesser, der Spulendichte und der Garnnummer
hinterlegt. Die Bremskraft wird über das Ein- und Ausschalten
des Wegeventils 52 eingestellt. Die Ansteuerung erfolgt
dabei durch den Arbeitsstellenrechner 39, der mit dem Wegeventil 52 über
die Steuerleitung 53 verbunden ist.
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Das
Wegeventil 52 ist in die Pneumatikleitung 51 eingeschaltet.
Die Pneumatikleitung 51 ist an den Pneumatikanschluss 27 der
Spulenbremse 23 angeschlossen. Die über den Pneumatikanschluss 27 beim
Einschalten des Wegeventils 52 in das Schubkolbengetriebe 32 einströmende
Druckluft beaufschlagt den Kolben 33 des Schubkolbengetriebes 32 und
schiebt ihn in Richtung des Pfeils F. Der innen an der Rückwand
des Bremsgehäuses 35 angeordnete Bremsbelag 36 wird
dabei gegen die Reibfläche 54 der über
das Aufnahmegehäuse 45 des Hülsenaufnahmetellers 25 indirekt
mit der Kreuzspule 11 verbundenen und mit dieser rotierenden
Bremsscheibe 43 gedrückt, die dadurch ihrerseits
mit ihrer Reibfläche 55 an die Bremsfläche 56 des
Bremsringes 38 angelegt wird. Der axial verschiebbar, jedoch
drehfest im Bremsgehäuse 35 gelagerte Bremsring 38 wird
dabei mit seiner Bremsfläche 50 gegen die Reibfläche 49 des
rotierenden Aufnahmegehäuses 45 gedrückt.
Das heißt, bei einer Druckluftbeaufschlagung des Schubkolbengetriebes 32 werden über
die Bremsscheibe 43 sowie den Bremsring 38 drei
rotierende Reibflächen 54, 55, 49,
die direkt oder indirekt mit der rotierenden Kreuzspule 11 verbunden
sind, mit drei Bremsflächen 36, 50, 56,
die drehfest mit dem Bremsgehäuse 35 verbunden
sind, in reibschlüssigen Kontakt gebracht.
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Die
Reibpartner 36, 54; 55, 56; 49, 50 der mechanischen
Stellelemente 45, 38, 43, 36 sorgen dabei
entsprechend der vorgegebenen Druckluftbeaufschlagung für
die gewünschte Verzögerung der Kreuzspule 11 in
den Stillstand.
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Wenn
die Spulenbremse 23 abgeschaltet wird, das heißt,
wenn das Schubkolbengetriebe 32 durch das Wegeventil 52 dauerhaft
drucklos geschaltet wird, sorgt der in der Ringnut 47 des
Bremsringes 45 angeordnete O-Ring 48, der beim
Bremsen durch den Führungsansatz 44 der Bremsscheibe 43 etwas verformt
wird, dafür, dass die Bremsscheibe 43 wieder in
ihre Ausgangslage zurückkehrt, in der die verschiedenen
Reibpartner wieder weitestgehend außer Kontakt miteinander
sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4441276
A1 [0004, 0007]
- - DE 19836701 A1 [0008]