DE102011016929A1 - Winding machine for use in spinning system for winding fresh spun synthetic threads into coils, has measuring device comprising distance contour cooperating with distance sensor without contact and formed on revolver or roller carrier - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine zum Aufwickeln von Fäden zu Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Steuerung und Überwachung einer Aufspulmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The invention relates to a winding machine for winding threads into coils according to the preamble of
Eine gattungsgemäße Aufspulmaschine sowie ein gattungsgemäßes Verfahren zur Steuerung und Überwachung einer Aufspulmaschine sind aus der
Die bekannte Aufspulmaschine wird in Spinnanlagen zum Aufwickeln von frisch gesponnenen synthetischen Fäden eingesetzt. Üblicherweise wird eine Gruppe von Fäden nach dem Spinnen und Verstrecken gemeinsam parallel zu Spulen aufgewickelt. Hierzu weist die Aufspulmaschine zwei austragende Spulspindeln auf, die versetzt zueinander an einem drehbaren Spulrevolver gehalten sind. Die Spulspindeln werden durch den Spulrevolver abwechselnd in einen Aufspulbereich und in einen Wechselbereich geführt. An der im Aufspulbereich gehaltenen Spulspindel wird die Gruppe der Fäden parallel nebeneinander zur Spulen gewickelt. Dabei wirkt die Spulspindel mit einer Andrückwalze zusammen, die am Umfang der gewickelten Spulen anliegt. Die Andrückwalze ist an einem beweglichen Walzenträder gehalten, der in diesem Fall die Ausweichbewegung zum Anwachsen der Spulen ausführt. Die Spulen sind nebeneinander an der Spulspindel gehalten. Bei derartigen Schmelzspinnprozessen werden hohe Fadenlaufgeschwindigkeiten erreicht, die mehr als 6000 m/min betragen können. Dabei wird die im Aufspulbereich gehaltene Spulspindel mit einer Drehzahl angetrieben, die eine im Wesentlichen konstante Umfangsgeschwindigkeit der Spulen und damit eine konstante Aufwickelgeschwindigkeit ergeben. Je nach Durchmesser der Spulen wird beim Aufwickeln der Fäden die Spulspindel in einem Drehzahlbereich von ca. 2000 U/min bis hin zu ca. 30000 U/min angetrieben. Bei derart hohen Drehzahlen führen somit geringste Unwuchterscheinungen an der Spulspindel zu ungewollten Schwingungen. Grundsätzlich ist es zwar bekannt, die Spulspindeln ohne Last der Spulen zuvor dynamisch auszuwuchten, jedoch lassen sich dadurch unvorhergesehene Störungen im Aufbau der Spulen während des Aufwickelns beispielsweise durch Fadenspannungsschwankungen nicht erfassen.The known winding machine is used in spinning systems for winding up freshly spun synthetic threads. Typically, a group of filaments are wound together after spinning and drawing in parallel with spools. For this purpose, the winding machine has two discharging winding spindles, which are held offset from one another on a rotatable winding turret. The winding spindles are guided by the spool turret alternately into a winding area and into a changing area. At the winding spindle held in the winding area, the group of threads is wound parallel to the coils. The winding spindle cooperates with a pressure roller, which rests on the circumference of the wound coils. The pressure roller is held on a movable roller wheels, which in this case performs the evasive movement to grow the coils. The coils are held next to each other on the winding spindle. In such melt spinning processes high yarn speeds are achieved, which can be more than 6000 m / min. In this case, the winding spindle held in the winding area is driven at a speed which results in a substantially constant peripheral speed of the bobbins and thus a constant take-up speed. Depending on the diameter of the coils, the winding spindle is driven in a speed range from about 2000 rpm to about 30,000 rpm when winding up the threads. At such high speeds, therefore, the least imbalance phenomena on the winding spindle lead to unwanted vibrations. In principle, although it is known to previously dynamically balance the winding spindles without load of the spools, this does not allow unforeseen disturbances in the structure of the spools during winding, for example due to yarn tension fluctuations, to be detected.
Um die im Betrieb an den Spulspindeln auftretenden Schwingungen zu erfassen weist die bekannte Aufspulmaschine eine Messeinrichtung auf. Die Messeinrichtung weist pro Spulspindel einen Beschleunigungssensor auf, der unmittelbar an einem Spindelträger der Spulspindel angeordnet ist. Die Messsignale werden durch einen Drehübertrager oder durch Funksignale zu einer Messstation übertragen, in welcher eine Auswertung des Messsignals durchführbar ist. Die bekannte Aufspulmaschine sowie das bekannte Verfahren zur Überwachung der Aufspulmaschine basiert darauf, dass die Messsignale von dem drehenden Spulrevolver, an dem die Spulspindeln gehalten sind, zu einer stationären Messstation übertragen wird. Hierbei sind zusätzliche Störeinflüsse, die einerseits unmittelbar aus der Schwingungsanregung resultieren und andererseits durch äußere Einflüsse einwirken, unvermeidlich.In order to detect the vibrations occurring during operation on the winding spindles, the known winding machine on a measuring device. The measuring device has per winding spindle to an acceleration sensor which is arranged directly on a spindle carrier of the winding spindle. The measuring signals are transmitted by a rotary transformer or by radio signals to a measuring station, in which an evaluation of the measuring signal is feasible. The known winding machine and the known method for monitoring the winding machine based on the fact that the measurement signals from the rotating Spulrevolver on which the winding spindles are held, is transmitted to a stationary measuring station. Here are additional disturbing influences, on the one hand directly from the vibration excitation result and on the other hand act by external influences, inevitable.
Zur Überwachung einer Spulspindel sind jedoch auch andere Systeme bekannt, wie beispielsweise in der
Bei der bekannten Aufspulmaschine ist jedem der Spulspindeln ein Abstandssensor zugeordnet, um einen Abstand zwischen einem Spannfutter und einer Achse der Spulspindel zu überwachen. Hierbei werden die Messsignale des Abstandssensors ebenfalls berührungslos vom Spulrevolver zu einer stationären Messstation übertragen. Somit sind auch hier Störeinflüsse durch die Signalübertragung von einem drehenden Bauteil zu einer stationären Messstation möglich.In the known winding machine, a distance sensor is associated with each of the winding spindles in order to monitor a distance between a chuck and an axis of the winding spindle. Here, the measurement signals of the distance sensor are also transmitted without contact from the winding turret to a stationary measuring station. Thus, disturbances by the signal transmission from a rotating component to a stationary measuring station are also possible here.
Desweiteren ist aus der
Bei der bekannten Aufspulmaschine werden somit die Schwingungen an der Schwinge durch einen Schwingungssensor erfasst, um die Steifigkeit der Andrückwalze während des Aufwickelns der Spulen zu verändern. Unzulässige Schwingungszustände wären dabei jedoch nicht erkannt und führen lediglich zur Versteifung des Systems.In the known winding machine thus the vibrations are detected on the rocker by a vibration sensor to change the rigidity of the pressure roller during the winding of the coils. However, inadmissible vibration states would not be detected and only lead to the stiffening of the system.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Aufspulmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine störunempfindliche und sichere Bestimmung von unzulässigen Schwingungen der Spulspindeln möglich ist.It is therefore an object of the invention to develop a generic winding machine of the type mentioned in such a way that a störunempfindliche and safe determination of impermissible oscillations of the winding spindles is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Messeinrichtung einen ortsfesten Abstandssensor aufweist und dass an dem Walzenträger eine Abstandskontur ausgebildet ist, die mit dem Abstandssensor zusammenwirkt.This object is achieved in that the measuring device has a stationary distance sensor and that on the roller carrier a distance contour is formed, which cooperates with the distance sensor.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert. Advantageous developments of the invention are defined by the features and feature combinations of the respective subclaims.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Messung der Schwingungen in einem Bereich der Aufspulmaschine verlagert ist, in welchem keine Drehübertragung der Messsignale erforderlich ist. Hierbei macht sich die Erfindung die Erkenntnisse zunutze, dass die an einer Spulspindel ausgeführten Schwingungen sich über die Lagerung der Andrückwalze unmittelbar an dem Walzenträger bemerkbar machen. Je nach Amplitude und Frequenz der Schwingung an der Spulspindel entsteht eine Schwingungsanregung an dem Walzenträger. Derartige Trägerschwingungen führen dazu, dass sich die Lage des Walzenträgers in dem Maschinengestell in kurzen Zeitintervallen ändern. Diese schwingungsartigen Lageänderungen lassen sich vorteilhaft durch einen im Maschinengestell gehaltenen Abstandssensor kontaktlos messen. Aus der gemessenen Trägerschwingung lässt sich dann unmittelbar der Schwingungszustand der Spulspindel ableiten. Die Abstandskontur an dem Walzenträger ist dabei auf eine Bewegungsbahn des Walzenträgers relativ zu dem Maschinengestell angepasst. So ist es üblich, dass der Walzenträger als Schlitten linear oder als Schwinge auf einer Kreisbahn geführt werden kann.The invention is characterized in that the measurement of the oscillations is displaced in a region of the winding machine in which no rotational transmission of the measuring signals is required. In this case, the invention makes use of the findings that the vibrations carried out on a winding spindle make themselves felt directly on the roller carrier via the bearing of the pressure roller. Depending on the amplitude and frequency of the oscillation on the winding spindle creates a vibration excitation of the roller carrier. Such carrier vibrations cause the position of the roller carrier in the machine frame to change in short time intervals. This vibration-like position changes can be advantageously measured by a contactless held in the machine frame distance sensor. The vibration state of the winding spindle can then be derived directly from the measured carrier vibration. The distance contour on the roller carrier is adapted to a movement path of the roller carrier relative to the machine frame. So it is common that the roller carrier can be performed as a carriage linear or as a rocker on a circular path.
Für den Fall, dass der Walzenträger durch eine Schwinge gebildet wird, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung vorgesehen, dass die Abstandskontur an einer Fühlerplatte ausgebildet ist, die in der Nähe einer Schwenkachse an der Schwinge befestigt ist. Damit wird zwar ein relativ kleiner Schwenkradius der Schwinge überwacht, jedoch mit dem Vorteil geringer Konturabweichungen an der Abstandskontur der Fühlerplatte. So ist es möglich, eine ebene Abstandskontur an der Fühlerplatte zu verwenden.In the event that the roller carrier is formed by a rocker, it is provided according to an advantageous development that the spacing contour is formed on a sensor plate which is attached to the rocker in the vicinity of a pivot axis. Thus, although a relatively small swing radius of the rocker is monitored, but with the advantage of low contour deviations on the distance contour of the sensor plate. So it is possible to use a flat distance contour on the sensor plate.
Der Abstandssensor wird vorzugsweise mit kurzem Abstand orthogonal zur Abstandskontur ausgerichtet. Hierbei ist der Abstand zwischen dem Abstandssensor und der Abstandskontur derart gewählt, dass selbst bei größten Amplituden der Trägerschwingung kein Kontakt eintritt.The distance sensor is preferably aligned at a short distance orthogonal to the distance contour. In this case, the distance between the distance sensor and the distance contour is selected such that no contact occurs even with the largest amplitudes of the carrier oscillation.
Die Messeinrichtung ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung mit einer Steuereinrichtung verbunden, in welcher eine Auswertungseinheit die Messsignale analysiert und umwandelt. Hierbei können vorteilhaft Vergleiche mit Grenzwerten für unzulässige Schwingungsformen erstellt werden, so dass bei einer Grenzwertüberschreitung direkt eine Abschaltung der Aufspulmaschine eingeleitet werden kann.The measuring device is connected according to an advantageous embodiment of the invention with a control device in which an evaluation unit analyzes the measurement signals and converts. In this case, comparisons can advantageously be made with limit values for impermissible oscillation forms, so that a shutdown of the winding machine can be initiated directly if the limit value is exceeded.
Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Steuereinrichtung mit einem Revolverantrieb des Spulrevolvers verbunden ist, bietet den zusätzlichen Vorteil, dass die Messsignale auch zur Steuerung der Spulrevolverbewegung genutzt werden können, um beispielsweise den Abstand zwischen der Spulspindel und der Andrückwalze aufgrund des Spulenzuwachses zu vergrößern.The development of the invention, in which the control device is connected to a turret drive of the winding turret, offers the additional advantage that the measuring signals can also be used to control the Spulrevolverbewegung, for example, to increase the distance between the winding spindle and the pressure roller due to the coil growth.
Als Abstandssensoren werden vorzugsweise berührungslose Induktionssensoren verwendet, welche mit der Abstandskontur aus einem metallischen Werkstoff zusammenwirkt. Damit können unmittelbar Strom-, Spannungs- und/oder Frequenzsignale erzeugt werden, die innerhalb der Auswertungseinheit oder der Steuereinrichtung zu entsprechenden Steuerbefehlen direkt umwandelbar sind.As distance sensors non-contact induction sensors are preferably used, which cooperates with the spacing contour of a metallic material. Thus, directly current, voltage and / or frequency signals can be generated, which are directly convertible to corresponding control commands within the evaluation unit or the control device.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und Überwachung einer Aufspulmaschine ist dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufwickelns der Spulen eine Lageänderung der Andrückwalze aufgrund einer Schwingung der Spulspindel und aufgrund eines Spulenzuwachses der gewickelten Spulen mit einem Sensor gemessen wird und dass die Messignale des Sensors zur Steuerung des Revolverantriebs und der Spindelantriebe genutzt werden. Damit können mehrere Funktionen der Aufspulmaschinen unmittelbar über eine Sensorüberwachung miteinander verknüpft werden. Der direkte Zusammenhang zwischen den Schwingungen der Spulspindel und denen am Walzenträger verursachten Trägerschwingungen ermöglicht somit eine Überwachung der Spulspindelschwingungen ohne direkten Angriff an die Spulspindeln. Unzulässige Schwingungserscheinungen, die zuvor in unzulässige Schwingungserscheinungen des Spulrevolvers transferiert wurden, lassen somit einen direkten Eingriff in den Betrieb der Aufspulmaschine zu. Hiervon findet überlagert eine Antriebssteuerung des Spulrevolvers statt, durch welche ein kontinuierliches Aufwickeln der Spulen bei unveränderter Lage der Andrückwalze möglich ist.The inventive method for controlling and monitoring a winding machine is characterized in that during winding of the coils a change in position of the pressure roller due to a vibration of the winding spindle and due to a coil increase the wound coils is measured with a sensor and that the measuring signals of the sensor for controlling the turret drive and the spindle drives are used. Thus, several functions of the winding machines can be linked directly via a sensor monitoring. The direct relationship between the oscillations of the winding spindle and those on the roller carrier caused carrier vibrations thus allows monitoring of the winding spindle vibrations without direct attack on the winding spindles. Impermissible vibration phenomena, which were previously transferred into impermissible vibration phenomena of the winding turret, thus permit direct intervention in the operation of the winding machine. This is superimposed on a drive control of Spulrevolvers instead, by which a continuous winding of the coils is possible with unchanged position of the pressure roller.
Die Lageänderung des Walzenträgers wird bevorzugt durch einen Idiktionssensor kontaktlos erfasst, welcher pro Abstandswert proportionale Strom-, Spannungs- und/oder Frequenzsignale erzeugt. Damit können jedem Abstandswert exakte Steuerbefehle zugeordnet werden, so dass auch Betriebszustände des Walzenträgers bei einem Spulenwechsel mit größeren Lageänderungen detektiert werden können.The change in position of the roller carrier is preferably detected contactlessly by an idiometric sensor which generates proportional current, voltage and / or frequency signals per distance value. Thus, any distance value exact control commands can be assigned, so that operating conditions of the roller carrier can be detected with a bobbin change with larger changes in position.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung und Überwachung einer Aufspulmaschine sowie die erfindungsgemäße Aufspulmaschine werden nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.The inventive method for controlling and monitoring a winding machine and the winding machine according to the invention will be explained in more detail with reference to some embodiments with reference to the accompanying figures.
Es stellen dar:They show:
In
Der Spulrevolver
Die Anzahl der an einer Spulspindel
In dem Aufspulbereich wirkt die Spulspindel
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, den Walzenträger als einen Hubschlitten auszuführen, der linear verschiebbar an dem Maschinengestell
Bei dem in
Zur Positionierung der Spulspindel
Zur Steuerung und Überwachung weist die Aufspulmaschine eine Messeinrichtung
Der Abstandssensor
Die absolute Größe des Abstandswertes zwischen den Abstandssensoren
Die absoluten Abstandswerte bzw. die Winkelpositionen des Spulrevolvers
Das in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Spulrevolverspindle turret
- 22
- Maschinengestellmachine frame
- 3.1, 3.23.1, 3.2
- Spulspindelwinding spindle
- 44
- Spulhülsewinding tube
- 55
- SpuleKitchen sink
- 66
- Andrückwalzepressure roller
- 77
- ChangiereinrichtungTraversing device
- 88th
- ChangierträgerTraversing carrier
- 99
- Drehlagerpivot bearing
- 1010
- Revolverantriebrevolver drive
- 1111
- Messeinrichtungmeasuring device
- 11.1, 11.211.1, 11.2
- Abstandssensordistance sensor
- 1212
- Drehachseaxis of rotation
- 1313
- Abstandskonturdistance contour
- 1414
- Steuereinrichtungcontrol device
- 1515
- Fadenthread
- 16.1, 16.216.1, 16.2
- Spindelantriebspindle drive
- 1919
- Auswertungseinheitevaluation unit
- 2020
- Walzenträgerroll carriers
- 2121
- Schwingewing
- 2222
- Schwenkachseswivel axis
- 2323
- Fühlerplattesensor plate
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 1996/033939 [0002] WO 1996/033939 [0002]
- DE 10156454 A1 [0005] DE 10156454 A1 [0005]
- DE 10046603 [0007] DE 10046603 [0007]
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- 2011-04-13 DE DE201110016929 patent/DE102011016929A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R123 | Application deemed withdrawn due to non-payment of filing fee | ||
R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
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Effective date: 20141101 |