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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung der Fadenzugkraft beim Spulen eines Fadens von einem Spinnkops auf eine Kreuzspule, wobei die Fadenzugkraft erfasst wird und der Spannerdruck eines Fadenspanners, der mit dem Faden in Eingriff steht, in Abhängigkeit von der erfassten Fadenzugkraft eingestellt wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Spulvorrichtung zum Spulen eines Fadens von einem Spinnkops auf eine Kreuzspule, wobei im Fadenlauf ein Fadenzugkraftsensor zur Erfassung der Fadenzugkraft und ein Fadenspanner angeordnet sind, wobei eine Regeleinrichtung dazu ausgebildet ist, den Spannerdruck des Fadenspanners in Abhängigkeit von der erfassten Fadenzugkraft einzustellen.
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Die
DE 10 2012 004 910 A1 offenbart eine Arbeitsstelle eines Spulautomaten. An der Arbeitsstelle wird ein Faden von einem Spinnkops mit wenig Garnvolumen auf eine großvolumige Kreuzspule gespult. Zum Spulen des Fadens wird die Kreuzspule in Rotation versetzt. Dadurch wird der Faden von dem ruhenden Spinnkops abgezogen.
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Um eine Kreuzspule hoher Qualität und insbesondere gleichmäßiger Dichte herzustellen, ist es von großer Bedeutung, dass die Fadenzugkraft über den gesamten Aufbau der Kreuzspule möglichst konstant ist. Ohne entsprechende Eingriffe in den Spulprozess würde die Fadenzugkraft jedoch nicht unerheblichen Schwankungen unterliegen. Beim Abziehen eines Fadens mit konstanter Spulgeschwindigkeit von einem vollen Spinnkops ist die Fadenzugkraft zunächst gering und steigt mit dem Abspulfortschritt zum Ende des Abspulvorganges hin stark an. Die Zunahme der Fadenzugkraft ist vor allem in dem sich mit dem Abspulfortschritt vergrößernden Fadenballon begründet.
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Um die Fadenzugkraft konstant zu halten, ist es bekannt, die Fadenzugkraft zu regeln. Dazu sind im Fadenlauf ein Fadenzugkraftsensor und ein Fadenspanner angeordnet. Der Fadenzugkraftsensor erfasst die Fadenzugkraft. Der Fadenspanner ermöglicht durch die Einstellung seines Spannerdrucks eine Veränderung der Fadenzugkraft. Eine Erhöhung des Spannerdrucks führt zu einer Erhöhung der Fadenzugkraft. Eine Verringerung des Spannerdrucks reduziert die Fadenzugkraft. Eine Regeleinrichtung vergleicht den erfassten beziehungsweise gemessenen Wert der Fadenzugkraft mit einem Sollwert der Fadenzugkraft. Bei einer Abweichung des erfassten Wertes von dem Sollwert der Fadenzugkraft initiiert die Regeleinrichtung eine Anpassung des Spannerdrucks des Fadenspanners. Aufgrund der oben beschriebenen Zusammenhänge ergibt sich bei einer Regelung der Fadenzugkraft bei einem vollen Spinnkops zunächst ein hoher Spannerdruck des Fadenspanners. Mit dem Abspulfortschritt nimmt der Spannerdruck ab, bis der Fadenspanner vollständig geöffnet ist und der Fadenspanner keinen Druck mehr auf den Faden ausübt.
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Um die Fadenzugkraft auch bei vollständig geöffnetem Fadenspanner konstant halten zu können, ist es bekannt, die Spulgeschwindigkeit zu reduzieren. Durch die Reduzierung der Spulgeschwindigkeit sinkt die Fadenzugkraft ab und der Spannerdruck wird wieder erhöht. Der Fadenspanner kommt wieder in Eingriff mit dem Faden und die Fadenzugkraft kann mittels des Fadenspanners geregelt werden.
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Die beschriebene Regelung ermöglicht das Spulen mit konstanter Fadenzugkraft. Es gibt jedoch auch verschiedene Nachteile. Bei einem vollen Kops ist zunächst der Spannerdruck relativ hoch, was zu einer erhöhten Reibung mit dem Faden führt und damit zu einer Beeinträchtigung des Fadens führen kann. Die Reduzierung der Spulgeschwindigkeit führt zu einem nicht unerheblichen Produktivitätsverlust.
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Die
DE 36 37 172 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erhöhen der Spulgeschwindigkeit eines Spulautomaten. Es wird vorgeschlagen, den Spinnkops beim Abspulen drehbar zu lagern. Der Spinnkops wird durch eine Antriebseinrichtung und/oder durch den Fadenabzug in Rotation versetzt. Mit einer Antriebseinrichtung kann die Drehzahl entsprechend der Spulgeschwindigkeit genau gesteuert und geregelt werden. Die Drehzahl kann aber auch durch gesteuertes Bremsen in Grenzen gehalten werden. Das heißt, es wird je nach gewünschter Spulgeschwindigkeit eine Drehzahl festgelegt, mit der der Spinnkops während des gesamten Spulprozesses rotieren soll. Eine Regelung der Fadenzugkraft ist nicht offenbart.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Regelung der Fadenzugkraft mittels eines Fadenzugkraftsensor und eines Fadenspanners zu verbessern und die beschriebenen Nachteile zu beheben.
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Zur Lösung der Aufgabe wird der Spinnkops während des Abspulens mittels eines Antriebes mit einer festgelegten Drehzahl rotiert und die Drehzahl wird in Abhängigkeit von der erfassten Fadenzugkraft und/oder des eingestellten Spannerdrucks festgelegt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die bedarfsgerechte Unterstützung des Fadenspanners bei der Regelung der Fadenzugkraft. Durch die Abhängigkeit der Drehzahl von der Fadenzugkraft und/oder des Spannerdrucks erfolgt die Rotation der Spindel während des Abspulvorganges nur dann, wenn sie auch erforderlich ist. Die Höhe der Drehzahl kann während des Abspulvorganges passend verändert werden.
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Im Gegensatz dazu muss eine über den gesamten Abspulvorgang konstante Drehzahl der Spindel für den ungünstigsten Arbeitspunkt ausgelegt sein. Das heißt, die Festlegung der Drehzahl muss aufgrund der zu erwartenden Fadenzugkraft am Ende des Abspulvorganges erfolgen. Die Fadenzugkraft würde auch am Anfang des Spulprozesses entsprechend reduziert. Um über den gesamten Spulvorgang eine konstante Fadenzugkraft zu realisieren, müsste der Fadenspanner die Reduzierung der Fadenzugkraft am Anfang des Abspulvorganges kompensieren und einen deutlich höheren Spannerdruck ausüben.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Drehzahl in Abhängigkeit von der erfassten Fadenzugkraft und/oder des eingestellten Spannerdrucks in Abspulrichtung des Spinnkopses festgelegt.
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Der Drehzahl kann auch ein Vorzeichen zugeordnet werden, um die Drehrichtung anzuzeigen. Die Festlegung, welche Drehrichtung positiv und welche negativ ist, ist letztlich beliebig. Für die folgende Beschreibung soll davon ausgegangen werden, dass eine positive Drehzahl eine Rotation in Abspulrichtung des Spinnkopses anzeigen soll.
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Eine positive Drehzahl beziehungsweise eine Rotation in Abspulrichtung bewirkt eine Reduzierung der Fadenzugkraft. Eine Rotation in Abspulrichtung erfolgt damit vorzugsweise zum Ende des Abspulvorganges eines Spinnkopses. Die Rotation in Abspulrichtung kann damit die im Stand der Technik im Zusammenhang mit der Regelung der Fadenzugkraft bekannte Absenkung der Spulgeschwindigkeit zum Ende des Abspulvorganges ersetzen. Dadurch kann die Produktivität des Spulens verbessert werden.
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Die Festlegung der Drehzahl in Abhängigkeit von der erfassten Fadenzugkraft und/oder des eingestellten Spannerdrucks kann zu diesem Zweck auf verschiedene Weise erfolgen. Die Fadenzugkraft nimmt ohne Gegenmaßnahmen mit dem Abspulfortschritt zu. Deshalb wird der Spannerdruck des Fadenspanners mit dem Abspulfortschritt entsprechend reduziert. Wenn der Fadenspanner vollständig geöffnet ist, sind mittels des Fadenspanners keine Gegenmaßnahmen mehr möglich. Das hat zur Folge, dass die Fadenzugkraft ansteigt.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird die Drehzahl in Abhängigkeit von der erfassten Fadenzugkraft und/oder des eingestellten Spannerdrucks entgegen der Abspulrichtung des Spinnkopses festgelegt. Entsprechend der oben festgelegten Nomenklatur bedeutet die Rotation entgegen der Abspulrichtung eine negative Drehzahl. Die Rotation entgegen der Abspulrichtung führt grundsätzlich zu einer Erhöhung der Fadenzugkraft. Da die Regelung mittels des Fadenspanners der Erhöhung der Fadenzugkraft jedoch entgegenwirkt, führt eine Rotation des Spinnkopses entgegen der Abspulrichtung stattdessen zu einer Verringerung des Spannerdrucks. Damit kann der Fadenspanner entlastet und die Reibung des laufenden Fadens verringert werden.
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Besonders vorteilhaft ist eine Kombination der beiden Varianten. Dabei wird die Drehzahl in Abhängigkeit von der erfassten Fadenzugkraft und/oder des eingestellten Spannerdrucks entweder in Abspulrichtung oder entgegen der Abspulrichtung des Spinnkopses festgelegt.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Drehzahl in Abspulrichtung bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Fadenzugkraft erhöht. Dadurch sinkt die Fadenzugkraft wieder. Die Regelung greift ein und erhöht den Spannerdruck, um die Fadenzugkraft auf den Sollwert zu bringen. Die Regelung der Fadenzugkraft kann jetzt wieder mittels des Fadenspanners erfolgen. Erst wenn der Fadenspanner wieder vollständig geöffnet ist, kann der Sollwert nicht mehr eingehalten werden. Das heißt, die Fadenspannung steigt erneut an und der Prozess beginnt von vorne. Das heißt, bei Überschreiten des vorgegebenen Wertes der Fadenzugkraft wird die Drehzahl erneut erhöht. Die Drehzahlerhöhung kann dabei jeweils um einen vorgegebenen Wert erfolgen. Es versteht sich, dass der vorgegebene Wert der Fadenzugkraft größer sein muss als der Sollwert der Fadenzugkraft, auf den die Fadenzugkraft geregelt wird.
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Der Wert kann dabei als absoluter Wert oder als Differenz zum Sollwert vorgegeben werden.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Drehzahl in Abspulrichtung bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes des Spannerdrucks erhöht. Der vorgegebene Wert des Spannerdrucks wird dabei vorzugsweise so gewählt, dass das vollständige Öffnen des Fadenspanners kurz bevorsteht. Der weitere Ablauf entspricht dann dem oben beschriebenen Ablauf. Die Verwendung des Spannerdrucks anstelle der Fadenzugkraft als Führungsgröße für die Festlegung der Drehzahl des Spinnkopses hat jedoch den Vorteil, dass die Drehzahlanpassung bereits vor dem vollständigen Öffnen des Fadenspanners erfolgt. Die Konstanz der Fadenzugkraft wird damit verbessert.
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Die Drehzahl des Spinnkopses kann nach dem beschriebenen Schema erhöht werden, bis der Spinnkops vollständig abgespult ist. Es ist jedoch auch möglich, die Drehzahl des Spinnkopses zu begrenzen.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird bei Erreichen eines festgelegten Maximalwertes der Drehzahl in Abspulrichtung die Spulgeschwindigkeit reduziert. Die Festlegung eines Maximalwertes der Drehzahl verringert die Anforderungen an den Antrieb, der den Spinnkops in Rotation versetzt. Da im Vergleich zum Stand der Technik die Absenkung der Spulgeschwindigkeit später erfolgt, verbleibt auch bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Produktivitätsvorteil.
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Vorzugsweise wird die Drehzahl entgegen der Abspulrichtung bei Überschreiten eines vorgegebenen Wertes des Spannerdrucks gesenkt. Die Bedingung wird vor allem zu Beginn des Abspulprozesses erfüllt sein. Wenn der Spinnkops bei Eintritt der Bedingung nicht rotiert, wird die Drehzahl negativ. Die Umkehrung der Drehzahl beziehungsweise die Erhöhung der Drehzahl in Abspulrichtung kann beispielsweise, wie im Prinzip bereits beschrieben, bei Unterschreiten eines vorgegebenen Wertes des Spannerdrucks erfolgen.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ferner eine Spulvorrichtung vorgeschlagen.
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Erfindungsgemäß umfasst die Spulvorrichtung einen elektrischen Antrieb, der dazu ausgebildet ist, den Spinnkops mit einer festgelegten Drehzahl zu rotieren und die Regeleinrichtung, die den Spannerdruck in Abhängigkeit von der Fadenzugkraft regelt, ist ferner dazu ausgebildet, die Drehzahl in Abhängigkeit von der Fadenzugkraft und/oder des Spannerdrucks festzulegen und den elektrischen Antrieb derart anzusteuern, dass der Spinnkops während des Abspulens mit der festgelegten Drehzahl rotiert.
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Vorzugsweise ist der elektrische Antrieb als rückspeisefähiger Antrieb ausgebildet. Damit kann der Spinnkops nach einem Fadenbruch, nach einem Reinigerschnitt oder nach dem Auslaufen des Spinnkopses elektrisch gebremst und die zuvor aufgebrachte Energie zumindest teilweise zurückgespeist werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine erfindungsgemäße Spulvorrichtung.
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In 1 ist schematisch eine Arbeitsstelle 20 eines Spulautomaten dargestellt. Die Arbeitsstelle 20 ist als Spulvorrichtung zum Spulen eines Fadens 2 von einem Spinnkops 1 auf eine Kreuzspule 3 ausgebildet.
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Die Kreuzspule 3, die mittels eines nicht dargestellten, schwenkbaren Spulenrahmens gehalten ist, liegt auf einer Wickelwalze 4 auf, insbesondere auf einer sogenannten Nutenwalze, mittels der die Kreuzspule 3 rotiert und der Faden 2 in axialer Richtung changierend der Kreuzspule 3 zugeführt wird. Denkbar im Rahmen der vorliegenden Erfindung wäre aber auch, die Kreuzspule direkt anzutreiben und eine andere Art von Fadenchangiereinrichtung, beispielsweise einen so genannten Fingerfadenführer, einzusetzen.
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Auf dem Weg von dem Spinnkops 1 zu der Kreuzspule 3 durchläuft der Faden 2, der in der Regel ein auf einer Ringspinnmaschine gebildetes Garn ist, einen Fadenführer 5, einen geregelten Fadenspanner 6, einen Fadenzugkraftsensor 9 und einen Sensor in Form eines Reinigers 8. Der Fadenspanner 6 beaufschlagt den laufenden Faden 2 mit einem vorgebbaren Spannerdruck. Der Reiniger 8 überwacht den laufenden Faden 2 auf Fehler, insbesondere auf Dick- oder Dünnstellen. Bei Auftreten nicht tolerierbarer Garnfehler wird der laufende Faden durch einen Reinigerschnitt unterbrochen, das fehlerhafte Garnstück herausgetrennt, wonach die nunmehr vorhandenen zwei Fadenenden mittels einer Spleißvorrichtung 7 miteinander verbunden werden.
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Im Fadenlaufweg nach dem Fadenspannungssensor 9 kann ein weiterer Fadenführer 10 angeordnet sein. Der Fadenspanner 6, der Fadenspannungssensor 9, der Reiniger 8 und die Spleißvorrichtung 7 sind an eine Steuer- und Regeleinheit 11, einen so genannten Arbeitsstellenrechner, angeschlossen. Die Wickelwalze 4 jeder Arbeitsstelle ist mittels eines eigenen Antriebsmotors 12 angetrieben, der mit einer Drehzahlsteuerung 13 ausgerüstet ist. Die Drehzahlsteuerung 13 erfolgt durch den Arbeitsstellenrechner 11. Die Drehzahl der Wickelwalze 4 bestimmt die Spulgeschwindigkeit, mit der der Faden von dem Spinnkops 1 auf die Kreuzspule 3 gespult wird. Die Arbeitsstelle 20 ist ebenfalls mit einem elektrischen Antrieb 15 ausgestattet. Der elektrische Antrieb 15 ermöglicht die Rotation des Spinnkopses 1 mit einer festgelegten Drehzahl. Die Drehzahlvorgabe erfolgt dabei mittels der Arbeitsstellensteuerung 11.
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Um die Fadenzugkraft möglichst konstant zu halten, wird die Fadenzugkraft geregelt. Dazu wird ein Sollwert der Fadenzugkraft festgelegt. Der Istwert der Fadenzugkraft wird mittels des Fadenzugkraftsensors 9 gemessen und an eine Regeleinrichtung 14 übermittelt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Regeleinrichtung 14 Bestandteil der Arbeitsstellensteuerung 11. Die Regeleinrichtung 14 vergleicht den Sollwert mit dem Istwert der Fadenzugkraft. Als Stellglieder zur Beeinflussung der Fadenzugkraft sind erfindungsgemäß zwei Einheiten vorhanden. Das ist zum einen der Fadenspanner 6. Der Fadenspanner 6 übt einen vorgegebenen Spannerdruck auf den Faden 2 aus. Auf der anderen Seite beeinflusst die Rotation des Spinnkopses 1 die Fadenzugkraft. Je nach Drehrichtung des Spinnkopses kann die Fadenzugkraft erhöht oder gesenkt werden.
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Die Regeleinrichtung 14 vergleicht den Sollwert und Istwert der Fadenzugkraft. Bei Abweichungen wird zunächst der Spannerdruck angepasst. Die Regeleinrichtung 14 gibt dazu eine Vorgabe an der Fadenspanner 6 weiter. Die Regeleinrichtung 14 legt in Abhängigkeit von dem Istwert der Fadenzugkraft und/oder dem eingestellten Spannerdruck eine Drehzahl fest, mit der der Spinnkops rotieren soll. Die festgelegte Drehzahl wird an den Antrieb 15 übermittelt. Die Rotation kann in Abspulrichtung oder entgegen der Abspulrichtung erfolgen. Der Spinnkops kann während des Abspulvorganges auch zeitweise stillstehen. Das Einsetzen der Rotation beziehungsweise die Veränderung der Drehzahl erfolgt entsprechend der bereits erläuterten Bedingungen. Die Abläufe werden dabei durch die Regeleinrichtung 14 gesteuert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012004910 A1 [0002]
- DE 3637172 A1 [0007]
