DE102019004826A1 - Method and device for winding at least one thread - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule. Der Faden wird kontinuierlich aus einem Schmelzspinnprozess zugeführt und am Umfang der Spule zu einer Kreuzwicklung abgelegt. Die Spule wird durch eine mit einem Spindelmotor angetriebene Spulspindel gehalten. Durch eine Steuereinrichtung wird der Spindelmotor derart eingestellt, um bei konstanter Umfangsgeschwindigkeit der Spule eine konstante Fadenspannung einzuhalten. Die Überwachung der Fadenspannung des zugeführten Fadens erfolgt dabei erfindungsgemäße durch eine Ermittlung eines Antriebsdrehmomentes des Spindelmotors der Spulspindel. Die Überwachungseinrichtung ist hierzu mit dem Spindelmotor gekoppelt und weist zumindest ein Berechnungsmittel und / oder ein Messmittel zur Ermittlung des Antriebsdrehmomentes des Spindelmotors auf.

Figure DE102019004826A1_0000
The invention relates to a method and a device for winding at least one thread into a bobbin. The thread is fed continuously from a melt spinning process and deposited on the circumference of the bobbin to form a cross winding. The bobbin is held by a bobbin spindle driven by a spindle motor. The spindle motor is adjusted by a control device in order to maintain a constant thread tension at a constant peripheral speed of the bobbin. The thread tension of the supplied thread is monitored according to the invention by determining a drive torque of the spindle motor of the winding spindle. For this purpose, the monitoring device is coupled to the spindle motor and has at least one calculation means and / or a measuring means for determining the drive torque of the spindle motor.
Figure DE102019004826A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens zu einer Spule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The invention relates to a method for winding a thread into a bobbin according to the preamble of claim 1 and a device for winding at least one thread into a bobbin according to the preamble of claim 10.

Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule sind aus der EP 0 470 273 A1 bekannt.A generic method and a generic device for winding at least one thread into a bobbin are from the EP 0 470 273 A1 known.

Bei der Herstellung von synthetischen Fäden in einem Schmelzspinnprozess werden die Fäden am Ende des Prozesses zu Spulen gewickelt. Hierbei wird eine Gruppe von Fäden gesponnen, parallel behandelt, geführt und anschließend zu Spulen aufgewickelt. Die Spulen sind durch eine auskragende Spulspindel gehalten, die mittels eines Spindelmotors angetrieben wird. Der Spindelmotor wird dabei derart gesteuert, dass die Spule eine konstante Umfangsgeschwindigkeit zur Aufnahme des Fadens aufweist. Neben der konstanten Umfangsgeschwindigkeit der Spule ist jedoch auch eine konstante Fadenspannung des zugeführten Fadens erwünscht, um einen gleichmäßigen Spulenaufbau und Spulendichte bei Ablage der Fäden zu erhalten.When producing synthetic threads in a melt spinning process, the threads are wound into bobbins at the end of the process. Here, a group of threads is spun, treated in parallel, guided and then wound into bobbins. The coils are held by a cantilevered spindle which is driven by a spindle motor. The spindle motor is controlled in such a way that the bobbin has a constant peripheral speed for picking up the thread. In addition to the constant peripheral speed of the bobbin, however, a constant thread tension of the supplied thread is also desirable in order to obtain a uniform bobbin build and bobbin density when the threads are deposited.

Bei dem gattungsgemäßen Verfahren und bei der gattungsgemäßen Vorrichtung wird zur Überwachung der Fadenspannung ein Fadenspannungssensor genutzt. Derartige Fadenspannungssensoren besitzen jedoch grundsätzlich den Nachteil, dass an dem Faden eine zusätzliche Kontaktstelle und damit eine zusätzliche Reibung erzeugt wird. Zudem werden beim Schmelzspinnprozess jeweils immer eine Gruppe von Fäden parallel nebeneinander zu Spulen gewickelt, die gemeinsam durch eine Spulspindel gehalten sind. Insoweit werden eine Mehrzahl von Fadenspannungssensoren benötigt, um die Gleichmäßigkeit der Aufwicklung der Spulen im Hinblick auf eine konstante Fadenspannung zu gewährleisten.In the generic method and in the generic device, a thread tension sensor is used to monitor the thread tension. However, such thread tension sensors generally have the disadvantage that an additional contact point and thus an additional friction is generated on the thread. In addition, in the melt spinning process, a group of threads is always wound in parallel next to each other to form bobbins, which are held together by a bobbin spindle. In this respect, a plurality of thread tension sensors are required in order to ensure the uniform winding of the bobbins with a view to a constant thread tension.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule zu schaffen, bei welchem bzw. welcher ein zusätzlicher Kontakt zu dem Faden zur Fadenspannungsüberwachung vermieden wird.It is an object of the invention to provide a method and a device for winding at least one thread into a bobbin, in which an additional contact to the thread for thread tension monitoring is avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß für ein Verfahren dadurch gelöst, dass zur Überwachung der Fadenspannung des zugeführten Fadens ein Antriebsdrehmoment des Spindelmotors der Spulspindel ermittelt wird.According to the invention, this object is achieved for a method in that a drive torque of the spindle motor of the winding spindle is determined in order to monitor the thread tension of the supplied thread.

Für die gattungsgemäße Vorrichtung ergibt sich die Lösung dadurch, dass die Überwachungseinheit mit dem Spindelmotor gekoppelt ist und zumindest ein Berechnungsmittel und / oder ein Messmittel zur Ermittlung eines Antriebsmomentes des Spindelmotors aufweist.The solution for the generic device results from the fact that the monitoring unit is coupled to the spindle motor and has at least one calculation means and / or one measuring means for determining a drive torque of the spindle motor.

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 combinations of features of the respective subclaims.

Die Erfindung nutzt die Erkenntnis, dass die Fadenspannung des zugeführten Fadens beim Aufwickeln einer Spule die jeweilige Größe des Antriebsdrehmomentes der Spulspindel mit bestimmt. Trotz der Erkenntnis, dass das Antriebsdrehmoment der Spulspindel sich aufgrund des Spulenzuwachses während der Aufwicklung verändert, bleibt der Anteil des Antriebsdrehmomentes, der auf die Fadenzugkraft des zugeführten Fadens zurückgeht, im wesentlichen konstant. Insoweit hat die Erfindung erkannt, dass das Antriebsdrehmoment des Spindelmotors der Spulspindle geeignet ist, um die Fadenspannung des zugeführten Fadens zu überwachen.The invention makes use of the knowledge that the thread tension of the supplied thread also determines the respective magnitude of the drive torque of the winding spindle when winding up a bobbin. Despite the knowledge that the drive torque of the winding spindle changes due to the increase in the bobbin during winding, the proportion of the drive torque which is due to the thread tension of the supplied thread remains essentially constant. In this respect, the invention has recognized that the drive torque of the spindle motor of the winding spindle is suitable for monitoring the thread tension of the thread being fed.

Die Überwachung der Fadenspannung mit Hilfe des Antriebsdrehmomentes des Spindelmotors lässt sich in einer ersten Alternative derart ausführen, indem aus einem Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes mit Hilfe eines Analysealgorithmus ein Berechnungswert der Fadenspannung des zugeführten Fadens ermittelt wird. Der Analysealgorithmus enthält dabei die Parameter, die das Antriebsdrehmoment während des Aufspulens des Fadens mit beeinflussen. So ist ein Spulengewicht, eine Lagerreibung, eine Windlast sowie ein Spulendurchmesser stets mit zu berücksichtigen, um den Anteil des Antriebsdrehmomentes zu bestimmen, der aus der eigentlichen Fadenspannung des Fadens resultiert. Insoweit stellt der Berechnungswert der Fadenspannung einen Näherungswert für die tatsächliche Fadenspannung dar.In a first alternative, the monitoring of the thread tension with the aid of the drive torque of the spindle motor can be carried out in such a way that a calculation value of the thread tension of the supplied thread is determined from a determined value of the drive torque with the aid of an analysis algorithm. The analysis algorithm contains the parameters that also influence the drive torque during the winding of the thread. A bobbin weight, bearing friction, a wind load and a bobbin diameter must always be taken into account in order to determine the proportion of the drive torque that results from the actual thread tension of the thread. In this respect, the calculation value of the thread tension represents an approximate value for the actual thread tension.

Mit Hilfe des Berechnungswertes der Fadenspannung lässt sich vorteilhaft ein Vergleich mit einem Sollwert der Fadenspannung des Fadens durchführen, um bei einer unzulässigen Abweichung der Fadenspannung den Spindelantrieb zur Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule zu steuern. Im Extremfall kann es sogar zu einem Stillstand des Spindelantriebs führen, wenn der Berechnungswert der Fadenspannung annähernd einen Nullwert aufweist und somit ein Fadenbruch vorliegen muss. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren auch geeignet, um grundsätzlich einen Fadenbruch bei dem zugeführten Faden zu erkennen.With the aid of the calculation value of the thread tension, a comparison with a nominal value of the thread tension of the thread can advantageously be carried out in order to control the spindle drive to change the peripheral speed of the bobbin in the event of an impermissible deviation of the thread tension. In extreme cases, the spindle drive can even come to a standstill if the calculated value of the thread tension has approximately zero value and a thread break must therefore be present. The method according to the invention is therefore also suitable for basically recognizing a thread break in the thread being fed.

Alternativ ist jedoch auch die Verfahrensvariante ausführbar, bei welchem ein Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes mit einem gespeicherten Sollwert des Antriebsdrehmomentes verglichen wird und bei welchem bei einer unzulässigen Abweichung des Ermittlungswertes des Antriebsdrehmomentes der Spindelantrieb zur Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule gesteuert wird. So lässt sich bereits aus dem Verlauf des Antriebsdrehmomentes des Spindelmotors erkennen, ob der zugeführte Faden die erforderliche Fadenzugspannung aufweist.Alternatively, however, the method variant can also be carried out, in which a determined value of the drive torque is compared with a stored target value of the drive torque and in which, in the event of an impermissible deviation in the determined value of the drive torque, the spindle drive for changing the Peripheral speed of the coil is controlled. It can already be seen from the course of the drive torque of the spindle motor whether the thread being fed has the required thread tension.

Um zu jedem Wickeldurchmesser der gewickelten Spule jeweils einen entsprechenden Vergleich durchführen zu können, sind mehrere Sollwerte des Antriebsdrehmomentes vorgegeben, die jeweils einen bestimmten Wickeldurchmesser der Spule zugeordnet sind und die bei Erreichen des jeweiligen Wickeldurchmessers der Spule mit dem Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes verglichen werden. Damit können die wesentlichen Einflussparameter des Antriebsdrehmomentes wie Lagerreibung, Windlast und Spulengewicht berücksichtigt werden.In order to be able to carry out a corresponding comparison for each winding diameter of the wound coil, a plurality of setpoint values for the drive torque are specified, which are each assigned to a specific winding diameter of the coil and which are compared with the determined value of the drive torque when the respective winding diameter of the coil is reached. This allows the main influencing parameters of the drive torque, such as bearing friction, wind load and coil weight, to be taken into account.

Damit die Spule bei wachsendem Wickeldurchmesser möglichst mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit betrieben wird, ist desweiteren vorgesehen, dass der Faden mittels einer Kontaktwalze am Umfang der Spule abgelegt wird und dass eine Spindeldrehzahl des Spindelmotors in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Kontaktwalze geregelt wird. Damit ist gewährleistet, dass der zugeführte Faden kontinuierlich gleichmäßiger Aufwickelgeschwindigkeit gezogen wird.So that the bobbin is operated at a constant circumferential speed as the winding diameter increases, it is further provided that the thread is deposited on the circumference of the bobbin by means of a contact roller and that a spindle speed of the spindle motor is regulated as a function of a speed of the contact roller. This ensures that the thread fed is continuously drawn at a uniform winding speed.

Sollte dennoch eine unzulässige Abweichung der Fadenspannung und / oder des Antriebsdrehmomentes festgestellt werden, so wird die Veränderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule der Regelung der Spindeldrehzahl des Spindelmotors übergeordnet.If an inadmissible deviation of the thread tension and / or the drive torque is nevertheless determined, the change in the peripheral speed of the bobbin is superordinate to the regulation of the spindle speed of the spindle motor.

Es ist hinlänglich bekannt, dass sich ein Antriebsdrehmoment eines Motors aus der Leistung des Motors und der Drehzahl errechnen lässt. So wird die Verfahrensvariante bevorzugt ausgeführt, bei welcher der Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes aus mehreren gemessenen Betriebsparametern des Spindelmotors errechnet wird.It is well known that a drive torque of an engine can be calculated from the power of the engine and the speed. Thus, the method variant is preferably carried out, in which the determined value of the drive torque is calculated from a plurality of measured operating parameters of the spindle motor.

Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass der Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes durch eine Messung des Betriebsdrehmomentes des Spindelmotors ermittelt wird. So sind direkte Drehmomentmessungen an der Motorwelle möglich, die einen direkten Messwert des Antriebsdrehmomentes ergeben.In principle, however, there is also the possibility that the determined value of the drive torque is determined by measuring the operating torque of the spindle motor. This enables direct torque measurements on the motor shaft, which give a direct measurement of the drive torque.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule weist somit erfindungsgemäß ein Berechnungsmittel und / oder ein Messmittel zur Ermittlung eines Antriebsdrehmomentes des Spindelmotors auf.The device according to the invention for winding at least one thread into a bobbin thus has, according to the invention, a calculation means and / or a measuring means for determining a drive torque of the spindle motor.

Um aus dem Antriebsdrehmoment unmittelbar eine Fadenspannung des Fadens zu erhalten, ist die erfindungsgemäße Weiterbildung der Vorrichtung vorgesehen, bei welcher die Überwachungseinheit ein Analysemodul aufweist, durch welches ein Analysealgorithmus zur Bestimmung eines Berechnungswertes einer Fadenspannung des Fadens ausführbar ist. Damit können aus den Ermittlungswerten des Antriebsdrehmomentes die zugehörigen Berechnungswerte der Fadenspannung ermittelt werden.In order to obtain a thread tension of the thread directly from the drive torque, the further development of the device according to the invention is provided, in which the monitoring unit has an analysis module by means of which an analysis algorithm for determining a calculation value of a thread tension of the thread can be executed. The associated calculation values of the thread tension can thus be determined from the determination values of the drive torque.

Damit die Spulspindel während des Wickelns des Fadens eine konstante Umfangsgeschwindigkeit an der Spulenoberfläche erzeugt, ist desweiteren eine Regeleinrichtung vorgesehen, die mit der Steuereinrichtung verbunden ist und die mit einem Drehzahlsensor gekoppelt ist, der eine Drehzahl einer am Umfang der Spule anliegenden Kontaktwalze erfasst. Somit kann der Faden mit konstanter Aufwickelgeschwindigkeit aufgenommen und an der Spulenoberfläche abgelegt werden.So that the winding spindle generates a constant circumferential speed on the surface of the bobbin during winding of the thread, a control device is also provided which is connected to the control device and which is coupled to a speed sensor which detects a speed of rotation of a contact roller applied to the circumference of the bobbin. The thread can thus be picked up at a constant winding speed and placed on the surface of the bobbin.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule sind insbesondere auch für die Fälle geeignet, bei welchem am Umfang der Spulspindel mehrere Fäden parallel zu Spulen gewickelt werden. So lässt ich eine Gesamtfadenspannung der Fadenschar überwachen.The method according to the invention and the device according to the invention for winding at least one thread into a bobbin are also particularly suitable for cases in which a plurality of threads are wound parallel to bobbins on the circumference of the winding spindle. So I have a total thread tension of the thread family monitored.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule näher erläutert.The method according to the invention for winding at least one thread into a spool is explained in more detail below with reference to some exemplary embodiments of the device according to the invention for winding at least one thread into a spool.

Es stellen dar:

  • 1 schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens
  • 2 schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens
  • 3 schematisch ein Verlauf eines Antriebsdrehmomentes in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser
They represent:
  • 1 schematically shows a side view of a first embodiment of the device according to the invention for winding a thread
  • 2 schematically a side view of a further embodiment of the device according to the invention for winding at least one thread
  • 3 schematically a curve of a drive torque depending on the coil diameter

In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens zu einer Spule schematisch in einer Seitenansicht dargestellt.In the 1 is a first embodiment of the inventive device for winding a thread into a bobbin schematically shown in a side view.

Das Ausführungsbeispiel weist ein Maschinengestell 1 auf, an dem eine auskragend gelagerte Spulspindel 2 drehbar gelagert ist. Die Spulspindel 2 ist mit einem Spindelmotor 5 verbunden, der die Spulspindel 2 direkt antreibt. Am Umfang der Spulspindel 2 ist eine Spulhülse 4 gehalten, an welcher eine Spule 3 gewickelt wird.The embodiment has a machine frame 1 on which a cantilevered winding spindle 2 is rotatably mounted. The winding spindle 2 is with a spindle motor 5 connected to the winding spindle 2 drives directly. On the circumference of the winding spindle 2 is a winding tube 4 held on which a coil 3 is wrapped.

Oberhalb der Spulspindel 2 ist eine frei drehbar gelagerte Kontaktwalze 6 an einem Walzenträger 7 angeordnet. Die Kontaktwalze 6 liegt mit einer vorbestimmten Andruckraft am Umfang der Spule 3 an. Der Walzenträger 7 ist schwenkbar an dem Maschinengestell 1 gehalten.Above the winding spindle 2 is a freely rotatable contact roller 6 on a roller carrier 7 arranged. The contact roller 6 lies with a predetermined pressure force on the circumference of the coil 3 on. The roller carrier 7 is pivotable on the machine frame 1 held.

Zum Verlegen eines Fadens 18 zu einer Kreuzwicklung ist oberhalb der Kontaktwalze 6 in dem Maschinengestell 1 eine Changiereinrichtung 9 angeordnet. Die Changiereinrichtung 9 weist ein oder mehrere Changiermittel auf, um den Faden 18 innerhalb eines Changierhubes hin- und herzuführen. Hierzu wird die Changiereinrichtung 9 durch den Changierantrieb 11 angetrieben.For laying a thread 18th to a cross winding is above the contact roller 6 in the machine frame 1 a traversing device 9 arranged. The traversing device 9 has one or more traversing means around the thread 18th back and forth within a traversing stroke. For this purpose, the traversing device 9 through the traversing drive 11 driven.

Der aus einem Schmelzspinnprozess zugeführte Faden 18 wird über einen Kopffadenführer 10 der Wickelstelle zugeführt. Hierzu ist dem Kopffadenfiihrer 10 üblicherweise ein oder mehrere Galetten vorgeordnet.The thread fed from a melt spinning process 18th is over a head thread guide 10 fed to the winding station. This is the head thread guide 10 usually one or more godets upstream.

Der Spindelmotor 5 der Spulspindel 2 wird über eine Steuereinrichtung 12 gesteuert. Die Steuereinrichtung 12 ist mit einer Regeleinrichtung 13 verbunden, die mit einem Drehzahlsensor 8 gekoppelt ist. Der Drehzahlsensor 8 ist der Kontaktwalze 6 zugeordnet, um die Drehzahl der Kontaktwalze 6 während des Aufwickelns des Fadens 18 zur Spule 3 zu detektieren.The spindle motor 5 the winding spindle 2 is via a control device 12 controlled. The control device 12 is with a control device 13 connected to a speed sensor 8th is coupled. The speed sensor 8th is the contact roller 6 assigned to the speed of the contact roller 6 while winding the thread 18th to the coil 3 to detect.

Der Steuereinrichtung 12 ist desweiteren eine Überwachungseinrichtung 14 zugeordnet. Die Überwachungseinrichtung 14 ist zur Übertragung von Betriebsparametern mit dem Spindelmotor 5 verbunden. Die Überwachungseinrichtung 14 weist ein Berechnungsmittel 15 und Analysemodul 16 auf.The control device 12 is also a monitoring device 14 assigned. The monitoring device 14 is for transferring operating parameters with the spindle motor 5 connected. The monitoring device 14 has a calculation means 15 and analysis module 16 on.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der zugeführte Faden 18 kontinuierlich zu der Spule 3 gewickelt. Zur Bildung einer Kreuzwicklung wird der Faden 18 von der Changiereinrichtung 9 hin- und hergeführt und über den Umfang der Kontaktwalze 6 an die Oberfläche der Spule 3 abgelegt. Die Spule 3 wird durch die Spulspindel 2 angetrieben, wobei der Spindelmotor 5 in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Kontaktwalze 6 derart geregelt wird, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Spule 3 während der Aufwicklung konstant bleibt. Hierzu wird das Drehzahlsignal des Drehzahlsensors 8 der Regeleinrichtung 13 zugeführt und mit einer Solldrehzahl der Kontaktwalze 6 und damit mit einer Sollumfangsgeschwindigkeit der Spule 3 verglichen.At the in 1 The illustrated embodiment is the thread fed 18th continuously to the coil 3 wrapped. The thread is used to form a cross winding 18th from the traversing device 9 back and forth and over the circumference of the contact roller 6 to the surface of the coil 3 filed. The sink 3 is through the winding spindle 2 driven, the spindle motor 5 depending on a speed of the contact roller 6 is regulated so that the peripheral speed of the coil 3 remains constant during winding. For this purpose the speed signal of the speed sensor 8th the control device 13 fed and at a set speed of the contact roller 6 and thus with a target peripheral speed of the coil 3 compared.

Parallel werden die Betriebsparameter des Spindelmotors 5, wie beispielsweise Motorstrom, Motorspannung, Drehzahl und Leistung erfasst und der Überwachungseinrichtung 14 zugeführt. Innerhalb der Überwachungseinrichtung 14 wird aus den Betriebsparametern des Spindelmotors 5 ein Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes des Spindelmotors 5 berechnet. Mit Hilfe eines Analysealgorithmus erfolgt dann innerhalb des Analysemoduls 16 eine Auswertung und Ermittlung eines Berechnungswertes der Fadenspannung des zugeführten Fadens. Den Berechnungswert der Fadenspannung wird anschließend zum Vergleich ein Sollwert der Fadenspannung zugeordnet, um bei einer unzulässigen Abweichung der Fadenspannung eine Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule einleiten zu können. Hierzu wird von der Überwachungseinrichtung 14 in der Steuereinrichtung 12 ein entsprechender Steuerbefehl generiert, um den Spindelmotor 5 zu steuern. Die Steuerung und Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule 3 durch den Spindelmotor 5 ist hierbei der Regelung der Spindeldrehzahl überlagert.In parallel, the operating parameters of the spindle motor 5 , such as motor current, motor voltage, speed and power and the monitoring device 14 fed. Inside the monitoring facility 14 becomes from the operating parameters of the spindle motor 5 a determination value of the drive torque of the spindle motor 5 calculated. An analysis algorithm then takes place within the analysis module 16 an evaluation and determination of a calculation value of the thread tension of the supplied thread. The calculated value of the thread tension is then assigned a nominal value of the thread tension for comparison in order to be able to initiate a change in the peripheral speed of the bobbin in the event of an impermissible deviation in the thread tension. For this purpose, the monitoring device 14 in the control device 12 an appropriate control command is generated to the spindle motor 5 to control. The control and change of the peripheral speed of the coil 3 through the spindle motor 5 is superimposed on the control of the spindle speed.

In Abhängigkeit von dem Berechnungswert der Fadenspannung und dem gespeicherten Sollwert der Fadenspannung sind somit Erhöhungen und Absenkungen der Umfangsgeschwindigkeit der Spule ausführbar. Für den Fall, dass der Berechnungswert der Fadenspannung annähernd einen Wert 0 annimmt, wird der Aufwickelvorgang abgebrochen und eine Überprüfung des Fadenlaufs eingeleitet.Depending on the calculation value of the thread tension and the stored nominal value of the thread tension, increases and decreases in the peripheral speed of the bobbin can thus be carried out. In the event that the calculation value of the thread tension is approximately a value 0 assumes, the winding process is stopped and a check of the thread run is initiated.

Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes des Spindelmotors 5 aus den jeweiligen Betriebsparametern des Spindelmotors 5 errechnet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Antriebsdrehmoment des Spindelmotors 5 durch eine direkte Drehmomentmessung an der Motorwelle auszuführen.At the in 1 The illustrated embodiment of the device according to the invention becomes the determination value of the drive torque of the spindle motor 5 from the respective operating parameters of the spindle motor 5 calculated. In principle, however, there is also the possibility of the drive torque of the spindle motor 5 by performing a direct torque measurement on the motor shaft.

In 2 ist ein derartiges Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Das in 2 gezeigte Ausführungsbeispiel weist zwei auskragende Spulspindeln 2.1 und 2.2 auf, die auskragend an einem Spulrevolver 19 drehbar gelagert sind. Der Spulrevolver 19 ist innerhalb eines Maschinengestells 1 drehbar geführt, so dass die Spulspindeln 2.1 und 2.2 abwechselnd in einen Wickelbereich und einen Wechselbereich geführt werden können. In der 2 ist die Spulspindel 2.1 in dem Wickelbereich und die Spulspindel 2.2 in dem Wechselbereich gehalten. Dem Spulenrevolver 19 ist hierzu ein Revolverantrieb 20 zugeordnet.In 2 Such an embodiment of the device according to the invention is shown. This in 2 The exemplary embodiment shown has two projecting winding spindles 2.1 and 2.2 on the cantilever on a revolver 19 are rotatably mounted. The winding turret 19 is inside a machine frame 1 rotatably guided so that the winding spindles 2.1 and 2.2 can alternately be guided into a winding area and a changing area. In the 2 is the winding spindle 2.1 in the winding area and the winding spindle 2.2 kept in the changing area. The coil turret 19 is a revolver drive 20th assigned.

Die Spulspindeln 2.1 und 2.2 werden jeweils durch separate Spindelmotoren 5.1 und 5.2 direkt angetrieben. Am Umfang der Spulspindeln 2.1 und 2.2 sind jeweils zwei Spulhülsen 4 hintereinander aufgesteckt, so dass zwei Fäden parallel zu Spulen 3 gewickelt werden können. Im Wickelbereich wirken die Spulspindeln 2.1 und 2.2 jeweils mit einer Kontaktwalze 6 zusammen, die an einem Walzenträger 7 drehbar gehalten ist. Die Kontaktwalze 6 erstreckt sich über beide Spulen 3. Dementsprechend weist die oberhalb der Kontaktwalze 6 angeordnete Changiereinrichtung 9 zwei Changiereinheiten auf, die zwei zugeführte Fäden 18.1 und 18.2 parallel zu jeweils einer Spule 3 aufwickeln.The winding spindles 2.1 and 2.2 are each driven by separate spindle motors 5.1 and 5.2 driven directly. On the circumference of the winding spindles 2.1 and 2.2 are two bobbin tubes 4 attached one behind the other so that two threads parallel to bobbins 3 can be wrapped. In the changing area act the winding spindles 2.1 and 2.2 each with a contact roller 6 together on a roller carrier 7 is rotatably held. The contact roller 6 extends over both coils 3 , Accordingly, it points above the contact roller 6 arranged traversing device 9 two traversing units, the two fed threads 18.1 and 18.2 parallel to one coil each 3 wind up.

Die Spindelmotoren 5.1 und 5.2 werden durch eine Steuereinrichtung 12 gesteuert. Der Steuereinrichtung 12 ist eine Regeleinrichtung 13 zugeordnet, die mit einem Drehzahlsensor 8 gekoppelt ist. Der Drehzahlsensor 8 ist der Kontaktwalze 9 zugeordnet, um deren Drehzahl zu detektieren.The spindle motors 5.1 and 5.2 are controlled by a control device 12 controlled. The control device 12 is a control device 13 associated with a speed sensor 8th is coupled. The speed sensor 8th is the contact roller 9 assigned to detect their speed.

Eine der Steuereinrichtung 12 zugeordnete Überwachungseinrichtung 14 ist mit jeweils einem Drehmomentensensor 17.1 und 17.2 der Spindelmotoren 5.1 und 5.2 gekoppelt.One of the control device 12 assigned monitoring device 14 is with one torque sensor each 17.1 and 17.2 of the spindle motors 5.1 and 5.2 coupled.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule wird die in der Wickelstellung angeordnete Spulspindel 2 derart durch den Spindelmotor 5 angetrieben, dass die Spulen 3 jeweils eine konstante Umfangsgeschwindigkeit aufweisen. Hierzu wird die Regeleinrichtung 13 genutzt, die mit Hilfe der Kontaktwalzendrehzahl die Änderung der Spindeldrehzahl regelt. Überlagert zu der Regelung der Spindeldrehzahl erfolgt eine Veränderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spulen 3 in dem Fall, in welchem gemessener Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes mit einem gespeicherten Sollwert des Antriebsdrehmomentes unzulässig abweicht.At the in 2 The illustrated embodiment of the device according to the invention for winding at least one thread into a bobbin is the winding spindle arranged in the winding position 2 so through the spindle motor 5 that driven the coils 3 each have a constant peripheral speed. For this, the control device 13 used, which regulates the change in the spindle speed with the help of the contact roller speed. Superimposed on the control of the spindle speed there is a change in the peripheral speed of the coils 3 in the case in which the measured determination value of the drive torque deviates from an inadmissible value with a stored target value of the drive torque.

In der Überwachungseinrichtung 14 sind hierzu mehrere Sollwerte des Antriebsdrehmomentes gespeichert, die jeweils einem bestimmten Wickeldurchmesser der Spule zugeordnet sind. Wie aus der Darstellung in 3 hervorgeht, verändert sich das Antriebsdrehmoment des Spindelmotors 5 mit zunehmendem Wickeldurchmesser der gewickelten Spule 3. So wird mit zunehmender Fadenmasse der gewickelten Spule die Gewichtsbelastung, die Lagerreibung und die Windlast beim Wickeln der Spule überproportional größer, so dass sich das Antriebsdrehmoment mit zunehmendem Wickeldurchmesser der Spule 3 verändert. Die durch die Fadenzugspannung der zugeführten Fäden erzeugte Komponente innerhalb des Antriebsdrehmomentes des Spindelmotors bleibt jedoch im wesentlichen konstant, so dass ein Ist-Soll-Vergleich des Ermittlungswertes des Antriebsdrehmomentes mit einem hinterlegten Sollwert des Antriebsdrehmomentes bei definierten Wickeldurchmessern möglich ist. In der Darstellung in 3 ist beispielhaft ein Verlauf eines Antriebsdrehmomentes eines Spindelmotors 5 während der Aufwicklung eines Fadens schematisch dargestellt. Das Antriebsdrehmoment 11 des Spindelmotors 5 wird mit zunehmendem Wickeldurchmesser D größer. So lässt sich beispielsweise dem Spulendurchmesser D1 ein Sollwert des Antriebsdrehmomentes M1 zuordnen. Dementsprechend wird dem Spulendurchmesser D2 ein Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes M2 zugeordnet.In the monitoring facility 14 For this purpose, several setpoints of the drive torque are stored, each of which is assigned to a specific winding diameter of the coil. As shown in 3 the drive torque of the spindle motor changes 5 with increasing winding diameter of the wound coil 3 , Thus, with increasing thread mass of the wound bobbin, the weight load, the bearing friction and the wind load when winding the bobbin become disproportionately larger, so that the drive torque increases with increasing bobbin diameter 3 changed. However, the component generated by the thread tension of the supplied threads within the drive torque of the spindle motor remains essentially constant, so that an actual-target comparison of the determined value of the drive torque with a stored target value of the drive torque is possible for defined winding diameters. In the representation in 3 is an example of a curve of a drive torque of a spindle motor 5 shown schematically during the winding of a thread. The drive torque 11 of the spindle motor 5 becomes with increasing winding diameter D greater. For example, the coil diameter D 1 a target value of the drive torque M 1 assign. Accordingly, the coil diameter D 2 a determination value of the drive torque M 2 assigned.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel können somit in Abhängigkeit vom jeweiligen Wickeldurchmesser der Spule die Ist-Soll-Vergleiche zwischen dem Ermittlungswert und dem Sollwert des Antriebsdrehmomentes festgestellt werden, ob die Fadenzugspannung des zugeführten Fadens im wesentlichen konstant ist. Bei unzulässigen Abweichungen wird über die Überwachungseinrichtung 14 innerhalb der Steuereinrichtung 12 entsprechende Steuerbefehle zur Änderung der Umfangsgeschwindigkeit generiert. Auch hierbei ist die Veränderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spulen der Regelung der Spindeldrehzahl des Spindelmotors übergeordnet.At the in 2 In the illustrated embodiment, depending on the respective winding diameter of the bobbin, the actual-target comparisons between the determined value and the target value of the drive torque can be determined whether the thread tension of the supplied thread is essentially constant. In the event of impermissible deviations, the monitoring device 14 inside the control device 12 appropriate control commands to change the peripheral speed generated. Here too, the change in the peripheral speed of the coils is superior to the control of the spindle speed of the spindle motor.

Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel werden zwei Fäden parallel nebeneinander an der Spulspindel 2.1 oder 2.2 zu Spulen gewickelt. Insoweit wird eine Gesamtfadenzugspannung beim Aufwickeln der Fäden 18.1 und 18.2 überwacht. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind somit zum Aufwickeln einzelner Fäden als auch zum Aufwickeln mehrerer Fäden grundsätzlich geeignet.At the in 2 The illustrated embodiment shows two threads in parallel next to each other on the winding spindle 2.1 or 2.2 wound into coils. In this respect, a total thread tension when winding the threads 18.1 and 18.2 supervised. The method according to the invention and the device according to the invention are therefore basically suitable for winding up individual threads as well as for winding up several threads.

Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen besteht auch die Möglichkeit, die IstWerte der Fadenspannung für eine Regelung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule zu nutzen. Damit lässt sich der Faden im wesentlichen mit einer konstanten Fadenspannung zur Spule wickeln.In the exemplary embodiments shown, there is also the possibility of using the actual values of the thread tension for regulating the peripheral speed of the bobbin. This allows the thread to be wound into the bobbin essentially with a constant thread tension.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 0470273 A1 [0002]EP 0470273 A1 [0002]

Claims (12)

Verfahren zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule, bei welchem der Faden kontinuierlich aus einem Schmelzspinnprozess zugeführt und am Umfang der Spule zu einer Kreuzwicklung abgelegt wird, bei welchem die Spule durch eine mit einem Spindelmotor angetriebene Spulspindel gehalten wird und bei welchem eine Umfangsgeschwindigkeit der Spule zur Einhaltung einer konstanten Fadenspannung des zugeführten Fadens durch eine Steuerung des Spindelmotors eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Überwachung der Fadenspannung des zugeführten Fadens ein Antriebsdrehmoment des Spindelmotors der Spulspindel ermittelt wird.Method for winding at least one thread into a bobbin, in which the thread is fed continuously from a melt spinning process and deposited on the circumference of the bobbin in a cross winding, in which the bobbin is held by a bobbin spindle driven by a spindle motor and in which a peripheral speed of the bobbin to maintain a constant thread tension of the fed thread is set by a control of the spindle motor, characterized in that a drive torque of the spindle motor of the bobbin spindle is determined to monitor the thread tension of the fed thread. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes mit Hilfe eines Analysealgorithmus ein Berechnungswert der Fadenspannung des zugeführten Fadens ermittelt wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a calculation value of the thread tension of the supplied thread is determined from a determined value of the drive torque with the aid of an analysis algorithm. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Berechnungswert der Fadenspannung mit einem Sollwert der Fadenspannung des Fadens verglichen wird und dass bei unzulässiger Abweichung der Fadenspannung der Spindelmotor zur Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule gesteuert wird.Procedure according to Claim 2 , characterized in that the calculation value of the thread tension is compared with a target value of the thread tension of the thread and that the spindle motor is controlled to change the peripheral speed of the bobbin in the event of an inadmissible deviation of the thread tension. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes mit einem gespeicherten Sollwert des Antriebsdrehmomentes verglichen wird und dass bei einer unzulässigen Abweichung des Ermittlungswertes des Antriebsdrehmomentes der Spindelmotor zur Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule gesteuert wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that a determined value of the drive torque is compared with a stored target value of the drive torque and that in the event of an impermissible deviation in the determined value of the drive torque, the spindle motor is controlled to change the peripheral speed of the coil. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sollwerte des Antriebsdrehmomentes vorgegeben werden, die jeweils einem bestimmten Wickeldurchmesser der Spule zugeordnet sind und die bei Erreichen des jeweiligen Wickeldurchmessers der Spule mit dem Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes verglichen werden.Procedure according to Claim 4 , characterized in that a plurality of setpoints of the drive torque are specified, each of which is assigned to a specific winding diameter of the coil and which are compared with the determined value of the drive torque when the respective winding diameter of the coil is reached. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden mittels einer Kontaktwalze am Umfang der Spule abgelegt wird und dass eine Spindeldrehzahl des Spindelmotors in Abhängigkeit von einer Drehzahl der Kontaktwalze geregelt wird.Procedure according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the thread is deposited on the circumference of the bobbin by means of a contact roller and that a spindle speed of the spindle motor is regulated as a function of a speed of the contact roller. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Veränderung der Umfangsgeschwindigkeit bei unzulässiger Abweichung der Fadenspannung und/oder des Antriebsdrehmomentes der Regelung der Spindeldrehzahl übergeordnet ist.Procedure according to Claim 6 , characterized in that the change in the peripheral speed in the event of an impermissible deviation in the thread tension and / or the drive torque is superior to the control of the spindle speed. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes aus mehreren gemessenen Betriebsparametern des Spindelmotors errechnet wird.Procedure according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the determined value of the drive torque is calculated from several measured operating parameters of the spindle motor. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ermittlungswert des Antriebsdrehmomentes durch eine Messung des Betriebsdrehmomentes des Spindelmotors ermittelt wird.Procedure according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that the determined value of the drive torque is determined by measuring the operating torque of the spindle motor. Vorrichtung zum Aufwickeln zumindest eines Fadens zu einer Spule (3), mit einer Spulspindel (2), die durch einen Spindelmotor (5) angetrieben wird, mit einer Changiereinrichtung (9) zur Erzeugung einer Kreuzwicklung der Spule (3), mit einer Steuereinrichtung (12) zur Steuerung des Spindelmotors (5) mit einer Umfangsgeschwindigkeit zur Einhaltung einer konstanten Fadenspannung und mit einer mit der Steuereinrichtung (12) verbundenen Überwachungseinrichtung (14), dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (14) mit dem Spindelmotor (5) gekoppelt ist und zumindest ein Berechnungsmittel (15) und/oder ein Messmittel (17) zur Ermittlung eines Antriebsdrehmomentes des Spindelmotors (5) aufweist.Device for winding at least one thread into a bobbin (3), with a bobbin spindle (2) which is driven by a spindle motor (5), with a traversing device (9) for producing a cross winding of the bobbin (3), with a control device ( 12) for controlling the spindle motor (5) at a peripheral speed to maintain a constant thread tension and with a monitoring device (14) connected to the control device (12), characterized in that the monitoring device (14) is coupled to the spindle motor (5) and has at least one calculation means (15) and / or a measuring means (17) for determining a drive torque of the spindle motor (5). Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (14) ein Analysemodul (16) aufweist, durch welches ein Analysealgorithmus zur Bestimmung eines Berechnungswertes einer Fadenspannung des Fadens (18) ausführbar ist.Device after Claim 10 , characterized in that the monitoring device (14) has an analysis module (16) by means of which an analysis algorithm for determining a calculation value of a thread tension of the thread (18) can be executed. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) mit einer Regeleinrichtung (13) verbunden ist und dass die Regeleinrichtung (13) mit einem Drehzahlsensor (8) gekoppelt ist, der eine Drehzahl einer am Umfang der Spule (3) anliegenden Kontaktwalze (6) erfasst.Device after Claim 10 or 11 , characterized in that the control device (12) is connected to a control device (13) and that the control device (13) is coupled to a speed sensor (8) which detects a speed of rotation of a contact roller (6) resting on the circumference of the coil (3). detected.
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