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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Drehzahlsteuerung einer Spulmaschine bei der Oberfadensuche sowie eine Spulmaschine zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spule.
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Verfahren zur Oberfadensuche und zum nachfolgenden Verbinden von zwei Fadenenden sind in vielfältiger Ausgestaltung aus dem Stand der Technik bekannt. So wird beispielsweise bei Spulmaschinen der Faden von mehreren kleineren Vorlagespulen auf eine großvolumige Kreuzspule umgespult, wobei ein mehrfaches Verbinden des bereits aufgespulten Fadens, des Oberfadens, mit einem von einer neuen Vorlagespule kommenden Faden, dem Unterfaden, notwendig ist. Zudem kann es während des Umspulens von einer Vorlagespule auf eine Kreuzspule zu einer Fadenunterbrechung kommen, wodurch ebenfalls ein erneutes Verbinden der beiden Fadenenden notwendig wird.
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Dazu muss jedoch das lose Oberfadenende zunächst gefunden und dann zurück zu einer Spleißeinheit zum Verbinden mit einem Unterfadenende geführt werden. Diese Fadensuche wird geläufig mittels einer Vorrichtung zur Fadensuche, insbesondere mittels einer Saugdüse, durchgeführt, wobei das Fadenende im Bereich der noch rotierenden Kreuzspule angesaugt und erfasst werden soll. Jedoch gelingt diese Fadensuche und -erfassung häufig erst nach mehreren Versuchen, wodurch ein Wiederverbinden des Fadens zeitaufwändig ist und automatisch teils gar nicht erfolgreich durchgeführt werden kann. Insbesondere gelingt es häufig nicht, ein vollständig auf die Spule aufgewickeltes Fadenende von der Spulenoberfläche abzulösen und zu erfassen, insbesondere wenn der Faden viele aus der Oberfläche herausstehende Faserenden aufweist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Drehzahlsteuerung einer Spulmaschine bei der Oberfadensuche sowie eine Spulmaschine zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spule bereitzustellen, die eine besonders einfache, schnelle und zuverlässige Oberfadensuche ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie eine Spulmaschine gemäß Anspruch 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Drehzahlsteuerung einer Spulmaschine bei der Oberfadensuche umfasst zunächst ein Erfassen einer aufgespulten Fadenlänge während eines Aufspulens des Fadens auf eine Spule, wobei zugleich ein Überwachen auf eine Fadenunterbrechung respektive einen Fadenriss erfolgt. Nachdem eine Fadenunterbrechung erkannt wurde, wird eine Spulendrehzahl zum Erreichen einer vorbestimmten Spulenumfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der bereits aufgespulten Fadenlänge berechnet und nachfolgend erfolgt ein Einstellen eines Spulenantriebs auf die berechnete Spulendrehzahl zum Einstellen der vorbestimmten Spulenumfangsgeschwindigkeit für die Oberfadensuche und bevorzugt auch zum Einhalten einer konstanten Spulenumfangsgeschwindigkeit während der Oberfadensuche. Schließlich wird die Oberfadensuche eingeleitet und nachfolgend durchgeführt.
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Die erfindungsgemäße Spulmaschine zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spule weist eine Spulenaufnahme mit einem Spulenantrieb, einen Fadenlängensensor zum Erfassen der Fadenlänge während des Aufspulens sowie einen Fadenunterbrechungssensor zum Erkennen einer Fadenunterbrechung auf. Weiterhin umfasst die Spulmaschine eine Steuereinheit für den Spulenantrieb zum Berechnen einer Spulendrehzahl zum Erreichen einer vorbestimmten Spulenumfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der bereits aufgespulten Fadenlänge sowie zum Einstellen eines Spulenantriebs der Spule auf die berechnete Spulendrehzahl, insbesondere für eine Oberfadensuche. Schließlich weist die Spulmaschine eine Vorrichtung zur Oberfadensuche auf.
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Die Erfinder haben erkannt, dass sich die Bedingungen einer Fadensuche mit der bereits auf der Spule befindlichen Fadenlänge ändern, so dass eine Überwachung der auf der Spule befindlichen Fadenlänge eine Anpassung von Parametern der Oberfadensuche ermöglicht, um eine schnellere und zuverlässigere Oberfadensuche zu erreichen. Insbesondere eine konstante Spulenumfangsgeschwindigkeit kann auf diese Weise auch bei einem sich beim Aufspulvorgang stark verändernden Spulendurchmesser erreicht werden, so dass die Bedingungen bei der Oberfadensuche auf der Oberfläche der Spule unabhängig vom Fortschritt des Spulvorgangs gleich sind.
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Die Spulmaschine umfasst grundsätzlich eine beliebige Wickeleinheit, mittels der ein sich entlang einer Längsachse erstreckender Gegenstand aufgewickelt werden kann. Bevorzugt ist die Spulmaschine zum Herstellen einer Fadenspule aus einem einzelnen Faden vorgesehen. Ebenfalls bevorzugt umfasst die Spulmaschine viele Arbeitsstellen, insbesondere viele identische Arbeitsstellen einer Spulen herstellenden, insbesondere einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine. Besonders bevorzugt ist die Spulmaschine eine automatische Spulmaschine, insbesondere ein Autoconer und/oder ein Kreuzspulenautomat. Solche Spulmaschinen sind bevorzugt außerdem jeweils mit einem Unterfadensensor, einem Fadenspanner, einem Fadenreiniger mit Fadenschneideinrichtung, einem Fadenzugkraftsensor, einer Fadenfangdüse und/oder mit einer Paraffiniereinrichtung ausgestattet.
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Zum Herstellen einer Fadenspule wird der einzelne Faden auf eine zunächst leere Hülse gewickelt bis daraus eine fertige und volle Auflaufspule respektive Spule gebildet ist. Bevorzugt wird das Aufspulen des Fadens mit einer vorbestimmten Anordnung des Verlaufs des Fadens auf der Fadenspule vorgenommen. Bevorzugt werden mittels der Spulmaschine bzw. mittels jeder der Arbeitsstellen einer Auflaufspulen oder Spulen herstellenden Textilmaschine Vorlagespulen, beispielsweise Spinnkopse, die besonders bevorzugt mittels Ringspinnmaschinen gefertigt wurden und die relativ wenig Fadenmaterial aufweisen, zu fertigen Spulen, insbesondere Kreuzspulen umgespult, die ganz besonders bevorzugt gegenüber den Vorlagespulen über ein wesentlich größeres Fadenvolumen verfügen.
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Um den Faden auf die Hülse respektive Spule aufspulen zu können, ist die Spule an der Spulmaschine rotierbar gelagert und angetrieben. Dazu ist die Spule an oder auf einer Spulenaufnahme angeordnet, wobei die Spulenaufnahme bevorzugt eine Achse zur Aufnahme der Spule bzw. zur Anordnung der Spule darauf aufweist. Der Spulenantrieb kann grundsätzlich in beliebiger Weise erfolgen. Um jedoch gemäß der Erfindung eine vorbestimmte Umfangsgeschwindigkeit der insbesondere noch nicht voll aufgespulten Spule einstellen zu können, ist die Drehzahl des Antriebs der Spule bevorzugt variierbar, insbesondere steuerbar und besonders bevorzugt regelbar.
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Die Oberfadensuche ist der Vorgang, bei dem ein nicht mehr mit der Vorlagespule verbundener und/oder ein loses Fadenende aufweisender Faden, der bereits an einem Ende auf die Spule aufgespult ist, derart an dem losen Fadenende wieder erfasst wird, dass eine weitere Bearbeitung, insbesondere das Wiederverbinden eines losen Oberfadenendes mit einem Unterfadenende, ermöglicht wird. Dabei kann das lose Fadenende eine beliebige Länge aufweisen und sowohl vollständig auf die Spule aufgewickelt sein, als auch Teil des noch nicht aufgespulten Fadens sein. Bevorzugt wird das Fadenende bei der Oberfadensuche mittels eines Unterdrucks angesaugt und/oder mittels eines Oberfadensensors erkannt, wobei besonders bevorzugt eine Oberfadensuche solange stattfindet, bis ein Faden im Oberfadensensor erkannt wird. Besonders bevorzugt erfolgt die Oberfadensuche mittels einer Saugdüse, die im Bereich der Oberfläche der Spule angeordnet wird und sich dabei ganz besonders bevorzugt über die gesamte Breite der Spule erstreckt.
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Um nachfolgend eine Berechnung der Spulendrehzahl in Abhängigkeit der bereits aufgespulten Fadenlänge vornehmen zu können, muss zunächst die aufgespulte Fadenlänge erfasst werden. Dies kann in beliebiger Weise erfolgen. Bevorzugt wird jedoch eine direkte Erfassung, insbesondere mittels eines Fadenlängensensors. Dieser kann in ein anderes Bauteil der Spulmaschine, beispielsweise in einen Fadenreiniger, eine Paraffiniereinrichtung, eine Fadenspanneinrichtung oder einen Fadensensor integriert sein. Alternativ kann eines dieser Bauteile als Fadenlängensensor verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, die Fadenlänge optisch oder mechanisch zu erfassen. Dabei ist die aufgespulte Fadenlänge die Länge des bereits auf der Spule befindlichen Fadens. Zudem kann dabei auch ein Abschnitt des Fadens zwischen dem Fadenlängensensor und der Spulenoberfläche miterfasst werden, wobei diese Länge bevorzugt bekannt ist und bei der weiteren Verwendung der aufgespulten Fadenlänge zur Berechnung der Spulendrehzahl berücksichtigt werden kann.
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Erfindungsgemäß findet während des Aufspulens des Fadens eine Überwachung auf eine Fadenunterbrechung statt. Dies kann in beliebiger Weise, beispielsweise optisch oder mechanisch, erfolgen. Zur Überwachung weist die Spulmaschine einen Fadenunterbrechungssensor auf, wobei dieser sowohl als eine eigenständige Sensoreinheit, als auch als ein Bauteil der Spulmaschine mit einer weiteren Funktion gebildet sein kann. Insbesondere kann der Fadenunterbrechungssensor auch ein Fadenspannungssensor, insbesondere ein Oberfadenspannungssensor, sein, der bei einem Unterschreiten einer Mindestfadenspannung eine Fadenunterbrechung anzeigt. Ebenfalls bevorzugt ist der Fadenunterbrechungssensor in der Fadenverlaufrichtung einer Spleißeinheit nachfolgend bzw. zwischen einer Spleißeinheit und der Spule angeordnet.
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Die erfindungsgemäße Berechnung der Spulendrehzahl wird bevorzugt mittels einer Steuereinheit, insbesondere mittels einer an der Spulmaschine angeordneten Steuereinheit, vorgenommen. Dabei kann die Steuereinheit noch beliebige weitere Funktionen haben. Bevorzugt ist die Steuereinheit wenigstens mit dem Spuleneinzelantrieb und/oder mit dem Fadenlängensensor und/oder mit dem Fadenunterbrechungssensor verbunden. Die Steuereinheit ist dabei grundsätzlich geeignet, aus den Daten eines oder mehrerer Sensoren und/oder aus eingespeicherten Parametern eine Spulendrehzahl zu berechnen, mittels der eine vorbestimmte bzw. zu erreichende Spulenumfangsgeschwindigkeit, d. h. eine entsprechende Bahngeschwindigkeit der Spulenoberfläche, erreicht werden kann.
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Erfindungsgemäß wird ausgehend von der bereits aufgespulten Fadenlänge sowie gegebenenfalls weiteren Parametern eine Spulendrehzahl berechnet, die einer vorbestimmten Spulenumfangsgeschwindigkeit entspricht. Mögliche weitere Parameter sind beispielsweise der Außendurchmesser und/oder die Breite und/oder die Oberfläche der leeren Spule bzw. einer Auflaufspule zum Bilden der Spule. Die primäre Steuergröße der Spulendrehzahlberechnung und/oder -regelung ist jedoch die aufgespulte Fadenlänge, da die Umfangsgeschwindigkeit der Oberfläche der Spule von der aufgespulten Fadenlänge direkt abhängig ist und sich die aufgespulte Fadenlänge während des Spulvorgangs zugleich kontinuierlich verändert. Grundsätzlich ist es auch möglich, den Spulenumfang aus der aufgespulten Fadenlänge abzuleiten, wobei jedoch eine reine Betrachtung des Spulenumfangs bzw. -durchmessers sehr ungenau ist, da die meisten Spulen durchgängig oder zumindest während des Aufspulens des Fadens keine gleichmäße Oberfläche mit einem über die gesamte Oberfläche der Spule gleichbleibenden Umfang aufweisen. Besonders bevorzugt wird die Art der Wicklung des Fadens auf der Spule bei der Berechnung der Spulendrehzahl berücksichtigt, so dass die Spulenumfangsgeschwindigkeit sehr viel genauer eingestellt werden kann. Das bevorzugte Ziel der Berechnung der Spulendrehzahl sowie des Einstellens des Spulenantriebs ist es dabei, eine Oberfadensuche unabhängig von dem aktuellen Durchmesser der Spule mit einer konstanten und/oder vorbestimmten Spulenumfangsgeschwindigkeit durchführen zu können.
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Weiterhin ist die Steuereinheit geeignet, den Spulenantrieb derart einzustellen, dass die vorbestimmte bzw. zu erreichende Spulenumfangsgeschwindigkeit erreicht und bevorzugt auch gehalten wird. Das Einstellen kann somit lediglich ein Ansteuern mit einem Vorgabewert sein, wobei bevorzugt das Einstellen eine Regelung auf einen Zielwert umfasst. Besonders bevorzugt ermöglicht es die Steuereinheit, eine konstante und/oder vorbestimmte Spulenumfangsgeschwindigkeit über den gesamten Spulendurchmesser und/oder während des gesamten Spulvorgangs und/oder während der gesamten Oberfadensuche zu ermöglichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bei der Oberfadensuche zunächst ein Weiteraufspulen, bei dem die Spule weiter in Spulrichtung gedreht wird, und/oder eine Fadensuchdrehung der Spule entgegen der Spulrichtung, wobei das Weiteraufspulen und/oder die Fadensuchdrehung bevorzugt mit der berechneten Spulendrehzahl durchgeführt wird. Das Weiteraufspulen ist dabei vorteilhaft, um das Fadenende, das eine unbekannte Länge haben kann, auf eine bekannte Länge zu verkürzen und/oder das Fadenende vollständig bis an die Spulenoberfläche heranzuführen. Die Fadensuchdrehung ist vorteilhaft, um ein Abziehen des Fadenendes von der Spule und/oder ein Zuführen des Fadenendes zu einem Spleißer zu ermöglichen. Dabei erfolgt die Fadensuchdrehung bevorzugt nach dem Weiteraufspulen. Grundsätzlich kann die Fadensuchdrehung und/oder das Weiteraufspulen über eine beliebige Dauer und/oder über eine beliebige Umdrehungszahl erfolgen. Die berechnete Spulendrehzahl muss für das Weiteraufspulen und für die Fadensuchdrehung nicht gleich sein, wobei sich die Drehzahlen bevorzugt wenigstens im Vorzeichen und besonders bevorzugt auch im Betrag unterscheiden. Dabei erfolgt das Weiteraufspulen und die Fadensuchdrehung in entgegengesetzte Drehrichtungen, wobei das Weiteraufspulen in der Spulrichtung erfolgt, die der Drehrichtung der Spule zum Aufspulen eines Fadens auf die Spule entspricht.
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Alternativ oder zusätzlich kann nach dem Weiteraufspulen eine Fadentrenndrehung erfolgen, bei der die Spule, insbesondere mit nahezu vollständig aufgespulten Faden, weiter in der Spulrichtung gedreht wird, ohne dass das Fadenende weiter aufgespult wird und/oder wobei das Fadenende zentrifugal von der Spule getrennt wird. Dabei erfolgt die Fadentrenndrehung bevorzugt mit einer berechneten Spulendrehzahl, die bevorzugt wenigstens der Spulendrehzahl während des Weiteraufwickelns entspricht. Die berechnete Spulendrehzahl des Weiteraufspulens und/oder der Fadensuchdrehung und der Fadentrenndrehung muss jedoch nicht gleich sein. Die Fadentrenndrehung ermöglicht es in vorteilhafter Weise ein bereits auf die Spule aufgewickeltes Fadenende von der Spule zentrifugal zu trennen oder aber ein vollständiges Aufspulen derart zu verhindern, dass ein kurzes Fadenende von der Oberfläche der Spule absteht, wodurch eine bessere und zuverlässigere Erfassung des Fadenendes bei der Oberfadensuche erreicht wird.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass das Weiteraufspulen und/oder die Fadensuchdrehung und/oder die Fadentrenndrehung mit einer von der regulären Spuldrehzahl abweichenden, insbesondere reduzierten Drehzahl erfolgt, wodurch eine bessere und zuverlässigere Erfassung des Fadenendes bei der Oberfadensuche, insbesondere aufgrund der geringeren Bahngeschwindigkeit des Fadenendes und somit der längeren Verweilzeit im Bereich einer Vorrichtung zur Oberfadensuche, erreicht wird.
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Das Weiteraufspulen und/oder die Fadensuchdrehung und/oder die Fadentrenndrehung kann jeweils über eine festgelegte Dauer und/oder eine festgelegte Anzahl an Umdrehungen erfolgen, wobei die Dauer und/oder die Umdrehungsanzahl bevorzugt an die erfasste aufgespulte Fadenlänge angepasst wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, jeweils die Dauer für jede einzelne Fadenunterbrechung an die bereits aufgespulte Fadenlänge anzupassen, um eine optimale Oberfadensuche zu gewährleisten. Weiterhin bevorzugt erfolgt die Fadensuchdrehung solange bis die Oberfadensuche abgeschlossen ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Weiteraufspulen und/oder die Fadensuchdrehung und/oder die Fadentrenndrehung mit einer festgelegten Anzahl an Umdrehungen, wahlweise auch unabhängig von der erfassten aufgespulten Fadenlänge erfolgen. Besonders bevorzugt erfolgt das Weiteraufspulen in Abhängigkeit der bereits aufgespulten Fadenlänge sowie unter Berücksichtigung der Länge des losen Fadenendes, das ganz besonders bevorzugt mittels des Fadenlängensensors und/oder des Unterbrechungssensors erfasst werden kann. Eine solche Ausgestaltung ermöglicht es, ein von der Spule abstehendes Fadenende mit einer definierten Länge zu erhalten.
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Alternativ kann das Weiteraufspulen bzw. die Dauer des Weiteraufspulens an die maximal mögliche Länge des Fadenendes angepasst werden. Die maximal mögliche Länge des Fadenendes eines losen Fadens ergibt sich insbesondere aus der Länge des Fadens zwischen der Spule zum Aufspulen des Fadens und dem Kops bzw. der Vorlagespule mittels dem der aufzuspulende Faden der Spulmaschine zugeführt wird. Die maximal mögliche Länge kann dabei an die jeweilige Spulmaschine angepasst oder fest vorgegeben sein.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass bei dem Weiteraufspulen und/oder bei der Fadensuchdrehung und/oder bei der Fadentrenndrehung die Spulendrehzahl angepasst, bevorzugt kontinuierlich oder periodisch angepasst und besonders bevorzugt geregelt wird, um die Spulenumfangsgeschwindigkeit konstant zu halten. Eine solche Anpassung der Spulendrehzahl ist insbesondere bevorzugt für alle Verfahrensschritte mit einer sich ändernden Länge des Fadens auf der Spule.
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Um die Genauigkeit des Erfassens der aufgespulten Fadenlänge zu verbessern, ist bevorzugt vorgesehen, dass beim Erfassen der aufgespulten Fadenlänge eine Änderung durch eine Fadenunterbrechung und/oder durch eine Fadensuche und insbesondere durch ein Weiteraufspulen und/oder eine Fadensuchdrehung und/oder eine Fadentrenndrehung berücksichtigt wird. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Länge eines abgeschnittenen Fadenendes beim Wiederverbinden des Fadenendes nach einer Fadenunterbrechung berücksichtigt werden. Dabei kann das Erfassen der Fadenlänge ausschließlich mittels des Fadenlängensensors erfolgen, wobei jedoch bevorzugt auch der Abstand des Fadenlängensensors zu der Spulenoberfläche berücksichtigt wird.
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Bei der Berechnung der Spulendrehzahl können verschiedenste Parameter der Spule und/oder des Fadens neben der bereits aufgespulten Fadenlänge berücksichtigt werden, wobei insbesondere bevorzugt ist, dass bei dem Berechnen der Spulendrehzahl zum Erreichen einer vorbestimmten Spulenumfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der bereits aufgespulten Fadenlänge der Fadendurchmesser und/oder die Wickeldichte des Fadens auf der Spule und/oder die Art der Wickelung auf der Spule berücksichtigt wird. Die Berücksichtigung eines oder mehrerer der vorgenannten Parameter führt dabei zu einer genaueren Berechnung der Spulendrehzahl und somit zu einer zuverlässigeren Oberfadensuche. Der mögliche Parameter der Wickeldichte ist die Packungsdichte des Fadens auf der Spule, wobei die Wickeldichte sowohl gemessen, als auch für eine spezifische Wicklungsform und/oder Spulenform festgelegt werden kann. Die Art der Wicklung ist beispielsweise eine Kreuzwicklung bei einer Kreuzfadenspule.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Spule zur Fadensuche aus einer Spulposition in eine Fadensuchposition bewegt, insbesondere verschwenkt, und dabei besonders bevorzugt von einer Andrückrolle oder einer Nutenwalze oder einem anderen, auf der Oberfläche der Spule abrollenden Bauteil der Spulmaschine getrennt, wodurch ein Ablösen bzw. Abstehen des losen Fadenendes von der Spulenoberfläche erleichtert und somit die Oberfadensuche zuverlässiger und schneller gestaltet wird. Besonders bevorzugt liegt in der Fadensuchposition kein Bauteil an der Oberfläche der Spule an.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zum Einleiten und Durchführen der Oberfadensuche eine Fadensuchvorrichtung, insbesondere eine Fadensaugdüse, an die Oberfläche der bevorzugt in eine Fadensuchposition bewegten Spule herangeführt, um besonders bevorzugt das Fadenende anzusaugen und/oder zu einem Spleißer zum Wiederverbinden mit einem Unterfaden zu führen. Insbesondere wird die Fadensuchvorrichtung zum Einleiten der Oberfadensuche auf oder unmittelbar über die Oberfläche der Spule verschwenkt. Ebenfalls bevorzugt ist die Fadensaugdüse an einem Ende eines Fadensucharms, insbesondere eines zwischen der Spule und einem Spleißer verschwenkbaren Fadensucharm, angeordnet.
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Schließlich sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, dass die Spulendrehzahl auch während des Aufspulens des Fadens zum Erreichen einer vorbestimmten Spulenumfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit der bereits aufgespulten Fadenlänge eingestellt und insbesondere geregelt wird und somit nicht nur bei der Oberfadensuche, sondern während des gesamten Aufspulens eine kontrollierte Spulenumfangsgeschwindigkeit erreicht wird, wodurch einerseits Fadenunterbrechungen bereits verhindert und andererseits die Erkennungsgenauigkeit und -geschwindigkeit einer Fadenunterbrechung verbessert werden kann.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Spulmaschine ist der Spulenantrieb ein Spulendirektantrieb und/oder die Spule wird einzeln angetrieben. Besonders bevorzugt wird die Spule direkt angetrieben, insbesondere direkt axial angetrieben. Der Spuleneinzelantrieb ist bevorzugt ein Motor, insbesondere ein Elektromotor, der besonders bevorzugt unmittelbar mit der Spulenachse oder einer Spulenaufnahme verbunden ist. Ein Direktantrieb der Spule ermöglicht dabei in vorteilhafter Weise bei einer Spulunterbrechung eine Oberfadensuche auch bei einer abgehobenen bzw. in einer Fadensuchposition befindlichen Spule. Zudem erleichtert ein Direktantrieb das Einstellen und ggf. auch Regeln einer berechneten Spulendrehzahl sowie ein Einstellen der Spulendrehzahl der einzelnen Spule.
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Ein Ausführungsbeispiel einer Spulmaschine zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spule sowie eines Verfahrens zur Drehzahlsteuerung der Spulmaschine bei der Oberfadensuche wird nachstehend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. In der Figur zeigt:
- 1 eine schematische Seitenansicht einer Arbeitsstelle einer Spulmaschine.
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Eine in 1 schematisch dargestellte Spulmaschine 1 ist dazu vorgesehen, einen Faden 2 von mehreren kleineren Vorlagespulen 15 auf eine großvolumige Spule 3, hier als Kreuzspule ausgebildet, umzuspulen. Da auf den Vorlagespulen 15 jeweils nur ein deutlich kürzerer Faden 2 aufgespult ist, als für eine Kreuzspule 3 benötigt wird, ist es notwendig, den Faden 2 mehrfach neu zu verbinden. Zudem kann es beim Aufspulen des Fadens 2 auf die Kreuzspule 3 zu Fadenunterbrechungen kommen, die ebenfalls ein erneutes Verbinden notwendig machen. Dabei wird der von der Vorlagespule 15 kommende Teil des Fadens 2 als Unterfaden 14 und der auf die Kreuzspule 3 aufzuwickelnde sowie der bereits aufgewickelte Teil des Fadens 2 als Oberfaden 13 bezeichnet.
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Die Spulmaschine 1 ist dabei als ein Kreuzspulenautomat bzw. Autoconer gebildet, wobei die Spulmaschine 1 eine Vielzahl zueinander identischer, nebeneinander angeordneter Arbeitsstellen aufweist. Die Vorlagespulen 15 sind mittels einer Spinnmaschine, insbesondere mittels einer Ringspinnmaschine, produzierte Spinnkopse, die der Spulmaschine 1 mittels einer Zuführeinheit zugeführt werden.
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Um die beiden Fadenenden des Oberfadens 13 und des Unterfadens 14 verbinden zu können, ist an der Spulmaschine 1 ein Spleißer 7 angeordnet. Dabei umfasst der Spleißer 7 eine pneumatische Fadenspleißvorrichtung mit einem Spleißprisma zum Herstellen einer Spleißverbindung. Weiterhin ist der Spleißer 7 außerhalb des Fadenverlaufs eines intakten, aufzuspulenden und nicht zu verbindenden Fadens angeordnet.
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Zum Zuführen des Oberfadens 13 zu dem Spleißer 7 bei einer Fadenunterbrechung oder einer leeren Vorlagespule 15 ist an der Spulmaschine 1 eine Fadensaugdüse 6 verschwenkbar zwischen einer Ansaugposition und einer Zuführposition angeordnet. In der Ansaugposition kann die Fadensaugdüse 6 den auf die Kreuzspule 3 aufgelaufenen Oberfaden 13 bzw. das Oberfadenende aufnehmen. Anschließend, insbesondere nach der Erkennung der Fadenaufnahme in die Fadensaugdüse 6 mittels eines im Bereich der Fadensaugdüse 6 angeordneten Oberfadensensors, wird die Fadensaugdüse 6 in die Zuführposition verschwenkt, wobei der Oberfaden 13 in den Spleißer 7 eingeführt wird. In der Ansaugposition befindet sich eine Ansaugöffnung der Fadensaugdüse 6 derart im Bereich der Oberfläche der Kreuzspule 3, dass ein loses Oberfadenende damit zuverlässig angesaugt werden kann.
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Um eine noch schnellere und zuverlässigere Oberfadensuche zu ermöglichen, wird während des gesamten Spulvorgangs die Länge des auf die Kreuzspule 3 aufgespulten Fadens 2 mittels eines Fadenlängensensors 9 erfasst.
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Beim Aufspulen erfolgt ein aktiver und gesteuerter Antrieb der Kreuzspule 3 über einen drehzahlregelbaren Spulendirektantrieb 4, der als elektronisch kommutierbarer Gleichstrommotor ausgebildet und dabei an einem, um eine Schwenkachse 19 verschwenkbaren Spulenrahmen angeflanscht oder direkt in den Spulenrahmen integriert ist. Während des Aufspulens ist die Kreuzspule 3 auf einer durch den Spulendirektantrieb 4 angetriebenen Spulenaufnahme 8 angeordnet.
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Zugleich mit dem Aufspulen erfolgt eine Überwachung auf eine Fadenunterbrechung oder das Fadenende mittels eines zwischen dem Spleißer 7 und der Kreuzspule 3 angeordneten Fadenunterbrechungssensors 10, der die Spannung des Oberfadens 13 überwacht und beim Unterschreiten einer Mindestfadenspannung eine Fadenunterbrechung detektiert.
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Wird eine Fadenunterbrechung erkannt, wird die Kreuzspule 3 mittels der Spulenaufnahme 8 aus einer Spulposition in eine Fadensuchposition um die Schwenkachse 19 verschwenkt. Dabei wird die Kreuzspule 3 insbesondere von der Oberfläche einer Nutenwalze 5 abgehoben, die beim Aufspulen den Faden 2 in die gewünschte Position auf der Kreuzspule 3 lenkt. Zugleich wird in einer an der Spulmaschine 1 angeordneten Steuereinheit 11 eine Spulendrehzahl errechnet, bei der die Oberfläche der Kreuzspule 3 eine vorgegebene Spulenumfangsgeschwindigkeit aufweist. Die Berechnung erfolgt auf Basis der gemessenen aufgewickelten Fadenlänge sowie bekannten Parametern, wie der Art, dem Durchmesser und der Wickeldichte des Fadens 2 sowie dem Durchmesser, der Form und der Länge der leeren Kreuzspule 3. Die Steuereinheit 11 ist dazu mit dem Fadenlängensensor 9 sowie zum Starten der Berechnung mit dem Fadenunterbrechungssensor 10 verbunden. Zudem umfasst die Steuereinheit 11 eine Motorsteuerung für den Spulendirektantrieb 4.
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Der Erkennung einer Fadenunterbrechung oder eines Fadenendes nachfolgend wird die Kreuzspule 3 für eine definierte Dauer weiter in der Spulrichtung S gedreht, wobei die Spulendrehzahl der Wickelspulendrehzahl bei dem regulären Aufspulen entspricht. Die Dauer des Weiteraufspulens wird mittels der Steuereinheit 11 derart gewählt, dass der gesamte Faden 2 bis auf ein kurzes Fadenende auf die Kreuzspule 3 aufgespult wird. Nachfolgend wird die Kreuzspule 3 für eine kurze Dauer weiter in der Spulrichtung S, jedoch nun mit einer berechneten, von der Wickelspulendrehzahl abweichenden Spulendrehzahl rotiert, um das Fadenende zentrifugal von der Oberfläche der Kreuzspule 3 abzutrennen.
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Zugleich wird die Fadensaugdüse 6 einer Vorrichtung zur Oberfadensuche 12 dicht an die Oberfläche der Kreuzspule 3 heran verschwenkt und aktiviert, um das abstehende Oberfadenende erfassen zu können. Mit der Erfassung des Oberfadenendes wird dann die Kreuzspule 3 mit einer berechneten Spulendrehzahl zum Erreichen einer vorbestimmten Spulenumfangsgeschwindigkeit gegen die Spulrichtung S rotiert, um einen Teil des Fadens 2 von der Kreuzspule 3 abzuziehen und das Fadenende zu dem Spleißer 7 zu führen. Die dabei abgewickelte Fadenlänge wird bei der Erfassung der aufgespulten Fadenlänge berücksichtigt.
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Im Bereich des Oberfadens 13 zwischen der Kreuzspule 3 und dem Spleißer 7 sind weiterhin ein Fadenreiniger 18 sowie eine Fadenschneidvorrichtung 17 angeordnet, die die Spitze des Oberfadenendes abtrennen kann, wobei auch ein solches Abtrennen bei der Erfassung der aufgespulten Fadenlänge berücksichtigt wird. Im Bereich des Unterfadens 14 sind zwischen der Vorlagespule 15 und dem Spleißer 7 ein Unterfadensensor 16 sowie eine Fadenspanneinrichtung 20 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Spulmaschine
- 2
- Faden
- 3
- Spule
- 4
- Spulenantrieb
- 5
- Nutenwalze
- 6
- Fadensaugdüse
- 7
- Spleißer
- 8
- Spulenaufnahme
- 9
- Fadenlängensensor
- 10
- Fadenunterbrechungssensor
- 11
- Steuereinheit
- 12
- Vorrichtung zur Oberfadensuche
- 13
- Oberfaden
- 14
- Unterfaden
- 15
- Vorlagespule
- 16
- Unterfadensensor
- 17
- Fadenschneidvorrichtung
- 18
- Fadenreiniger
- 19
- Schwenkachse
- 20
- Fadenspanneinrichtung
- S
- Spulrichtung
