DE10253489A1

DE10253489A1 - Verfahren zur Steuerung einer Auflagekraft zwischen einer Andrückwalze und einem Fadenwickel

Info

Publication number: DE10253489A1
Application number: DE10253489A
Authority: DE
Inventors: Volker Scheu; Hermann Westrich; Tobias Binner
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: SAURER GMBH & CO. KG, 41069 MOENCHENGLADBACH, DE
Priority date: 2001-12-12
Filing date: 2002-11-16
Publication date: 2003-07-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Auflagekraft zwischen einer Andrückwalze und einem Fadenwickel. Dabe wird der Fadenwickel während des Aufwickelns eines Fadens relativ zu der am Umfang des Fadenwickels anliegenden Andrückwalze zur Vergrößerung eines Achsabstandes zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel wegbewegt. Dadurch verändert sich die Relativlage des Fadenwickels zur Andrückwalze, so daß die aus dem Gewicht der Andrückwalze resultierende Komponente der Auflagekraft sich verändert. Um trotz veränderter Relativlage des Fadenwickels eine definierte Auflagekraft einstellen zu können, wird während des Aufwickelns des Fadens die Relativlage des Fadenwickels als Lagemeßwert erfaßt. Aus dem Lagemeßwert der Relativlage wird ein zugehöriger Sollwert der Gewichtsentlastung ermittelt, der zur Steuerung der Auflagekraft eingestellt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Auflagekraft zwischen einer Andrückwalze und einem Fadenwickel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Beim Aufwickeln eines Fadens zu einem Fadenwickel ist es bekannt, daß am Umfang des Fadenwickels eine Andrückwalze anliegt. Die Andrückwalze dient einerseits zur Ablage des Fadens auf die Oberfläche des Fadenwickels und andererseits wird eine auf den Fadenwickel einwirkende Auflagekraft durch die Andrückwalze erzeugt. Hierbei wird der Aufbau des Fadenwickels wesentlich von der auf den Fadenwickel einwirkenden Auflagekraft beeinflußt. Um das Anwachsen des Fadenwickels zu ermöglichen, ist es nun erforderlich, daß der Fadenwickel oder die Andrückwalze zur Vergrößerung des Achsabstandes zwischen dem Fadenwickel und der Andrückwalze eine Ausweichbewegung ausführen. Hierzu sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen die Andrückwalze oder der Fadenwickel mittels Linearführungen voneinander wegbewegt werden. Derartige Vorrichtungen besitzen dafür in der Regel nur einen Wickelhalter, so daß nur ein diskontinuierliches Aufwickeln des Fadens ausgeführt werden kann.
In Praxis haben sich dagegen Vorrichtungen durchgesetzt, bei welchen zwei Spindeln zur Aufnahme des Fadenwickel einem Wickelträger geführt sind. Der Wickelträger ist vorzugsweise als Drehteller ausgebildet, so daß die durch den Wickelträger erzeugte Ausweichbewegung des Fadenwickels während des Aufwickelns des Fadens dazu führt, daß die Relativlage des Fadenwickels sich zur Andrückwalze stetig verändert. Dadurch tritt eine Veränderung der Auflagekraft zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel ein, da die aus dem Gewicht der Andrückwalze resultierende Komponente der Auflagekraft sich mit Änderung der Relativlage des Fadenwickels ebenfalls ändert. Dieser Zusammenhang ist seit langem bekannt und wurde bereits in unterschiedlicher Weise in die Steuerung der Auflagekraft miteinbezogen.
Aus der WO 98/42607 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem die Andrückwalze an einem beweglichen Träger gelagert ist. Um eine bestimmte Auflagekraft zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel zu erzeugen, wird die Ausweichbewegung des Fadenwickels derart geregelt, daß eine bestimmte Stellung der Andrückwalze eingehalten wird. Zur Überwachung der Auflagekraft ist ein Kraftsensor vorgesehen, so daß die Ausweichbewegung des Fadenwickels, die durch einen Drehteller ausgeführt wird, derart erfolgt, daß beispielsweise eine konstante Auflagekraft erhalten bleibt.
Aus der US 5,407,143 ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei welchem die Ausweichbewegung des Fadenwickels in Abhängigkeit von der Auflagekraft zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel gesteuert wird. Hierzu wird die Auflagekraft gemessen und einem Ist/Soll-Vergleich unterzogen. Bei unzulässiger Abweichung wird die Relativlage des Fadenwickels verändert.
Aus der DE 197 05 262 A1 ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei welchem die Auflagekraft zwischen dem Fadenwickel und der Andrückwalze in Abhängigkeit vom Drehzahlverhältnis zwischen der Drehzahl der Andrückwalze und der Drehzahl des Fademvickels gesteuert wird. Dieses Verfahren ist im wesentlichen darauf ausgerichtet, möglichst einen zwischen der Andruckwalze und dem Fadenwickel schlupffreien Zustand zu erhalten.
Aus der DE 196 32 748 A1 ist ein weiteres Verfahren zur Steuerung der Auflagekraft bekannt, bei welcher Relativbewegungen innerhalb der Lagerung der Andrückwalze erfaßt werden und zu einer wesentlichen konstanten Auflagekraft ausgeregelt werden.
Alle im Stand der Technik bekannten Verfahren ist gemein, daß in Abhängigkeit von der Relativlage des Fadenwickels zur Andruckwalze eine mehr oder weniger große Gewichtskomponente auf den Fadenwickel einwirkt. Somit könnte nur bei Verwendung aufwendiger Kraftmeßeinrichtungen sichergestellt werden, daß während des Aufwickelns des Fadens eine möglichst vorbestimmte Auflagekraft zxvzschen der Andrückwalze und dem Fadenwickel wirkt. Hierbei tritt insbesondere auch das Problem auf, daß eine unmittelbare Kraftmessung der Auflagekraft zwischen der Andrückwalze und des Fadenwickels aufgrund der Beschaffenheit der Oberfläche des Fadenwickels nicht möglich ist. Insoweit müßte die Kraftmessung an anderer Stelle erfolgen, die jedoch zur Verfälschung der Meßergebnisse führt.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Steuerung einer Auflagekraft zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel gemäß der eingangs genannten Art zu schaffen, durch welches ohne jegliche Kraftmessung für jede Relativlage des Fadenwickels eine vorbestimmte Auflagekraft eingestellt bzw. eingehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß aufgrund der geometrischen Zusammenhänge zwischen der Andrückwalze und des Fadenwickels zu jeder Relativlage des Fadenwickels die Veränderung der aus der Gewicht der Andrückwalze resultierenden Komponente der Auflagekraft bestimmbar ist. Somit läßt sich zu jeder Relativlage des Fadenwickels eine Änderung der Autlagekraft zuordnen. Hierzu wird erfindungsgemäß während des Aufwickelns des Fadens die Relativlage des Fadenwickels jeweils als ein Lagemeßwert erfaßt. Dem Lagemeßwert der Relativlage des Fademvickels wird ein zugehöriger Sollwert zur Gewichtsentlastung der Andrückwalze ermittelt und zur Steuerung der Auflagekraft eingestellt. Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß lediglich durch Veränderung der an der Andrückwalze wirkender Gewichtsentlastung eine vorbestimmte Auflagekraft eingestellt werden kann.
Für den Fall, daß der eingestellte Sollwert der Gewichtsentlastung die aufgrund der Veränderung der Relativlage verursachte Änderung der Autlagekraft kompensiert, kann während des Aufwickelns des Fadens eine im wesentlichen konstante Auflagekraft eingestellt werden. Hierzu ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß je nach Relativlage des Fadenwinkels ein bestimmter Sollwert der Gewichtsentlastung vorgegeben ist, die während des Aufwickelns zu einer wesentlichen konstanten Auflagekraft führen.
Es ist jedoch auch möglich, ein bestimmtes Profil der Auflagekraft während des Aufwickelns des Fadens einzustellen. Hierzu sind die den Relativlagen des Fadenwinkels zugeordneten Sollwerte der Gewichtsentlastung entsprechend dem Profil gewählt.
Da in vielen Fällen der Wickeldurchmesser des Fadenwickels während des Aufwickelns kontinuierlich ermittelt wird, besteht auch die Möglichkeit, jedem Wickeldurchmesser einen bestimmten vorgegebenen Sollwert der Gewichtsentlastung zuzuordnen. Somit erfolgt eine vom Wickeldurchmesser abhängige Einstellung der Auflagekraft. Dabei ist die Relativlage des Fadenwickels zur Andrückwalze zu berücksichtigen.
Die während des Aufwickelns des Fadens jeweils einzustellenden Sollwerte der Gewichtsentlastung sind vorzugsweise hinterlegt, da eine Veränderung bei unveränderter Geometrie und Beschaffenheit der Vorrichtung nicht zu erwarten ist. Es ist jedoch auch möglich, zu jeder Relativlage einen Sollwert der Gewichtsentlastung zu berechnen.
Um auf einfache Weise die Relativlage des Fadenwickels zu bestimmen wird gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, den Lagemeßwert der Relativlage des Fadenwickels aus der jeweiligen Stellung des Wickelträgers zu ermitteln, an welchem der Fadenwickel gehalten ist und durch welchen der Fadenwickel zur Vergrößerung des Achsabstandes zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel bewegt wird.
Für den Fall, daß die Andrückwalze an einem bewegbaren Walzenträger gehalten ist, könnte gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Lagemeßwert der Relativlage des Fadenwickels auch aus der jeweiligen Stellung des Walzenträgers ermittelt werden. Damit ergeben sich hohe Freiheitsgrade für das erfindungsgemäße Verfahren, um somit in Abhängigkeit von der jeweils ausgeführten Vorrichtung eine einfache Steuerung der Auflagekraft zu ermöglichen.
Für den Fall, daß die Gewichtsentlastung der Andrückwalze durch eine Zylindereinheit bewirkt wird, läßt sich der Sollwert der Gewichtsentlastung unmittelbar in einen Solldruck innerhalb der Zylindereinheit bestimmen. Somit ist die Möglichkeit gegeben, während einer Relativlage eine möglichst konstante Einstellung der Auflagekraft einzuhalten. Hierzu wird der Solldruck innerhalb der Zylindereinheit durch einen Druckregler eingestellt und auf ein vorbestimmtes Niveau gehalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren nach Anspruch 10 besitzt den besonderen Vorteil, daß unabhängig von Gußtoleranzen oder Fertigungstoleranzen eine definierte Auflagekraft zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel einstellbar ist. Ein weiterer Vorteil in der Erfindung liegt darin, daß die Relation zwischen der Gewichtsentlastung und der damit tatsächlich eingestellten Auflagekraft bekannt ist. Hierzu wird zur Bestimmung eines Sollwertes der Gewichtsentlastung zunächst eine max. Auflagekraft mit Kontakt zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel ohne jegliche Entlastung der Andrückwalze eingestellt. In diesem Fall ist die auf den Fadenwickel einwirkende max. Auflagekraft gleich dem Gewicht der Andrückwalze. Dieser Arbeitspunkt wird einem minimalen Sollwert der Gewichtsentlastung zugeordnet. Danach erfolgt eine zunehmende Gewichtsentlastung der Andrückwalze bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Andrückwalze sich vom Umfang des Fadenwickels trennt. Dieser Zustand bei völliger Entlastung der Andrückwalze wird mit einer minimalen Auflagekraft gekennzeichnet, die den Wert 0 aufweist. Dieser Arbeitspunkt wird mit einem max. Sollwert der Gewichtsentlastung zugeordnet, so daß jeweils zwei Wertepaare bekannt sind um eine lineare Sollwertfunktion aufzustellen. Die aus den Arbeitspunkten ermittelte lineare Sollwertfunktion gibt somit zu jedem Wert der Auflagekraft einen bestimmten Sollwert der Gewichtsentlastung oder umgekehrt. Damit lassen sich exakt definierte Auflagekräfte zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel einstellen.
Da die geometrische Beschaffenheit sowie die Material- und Fertigungstoleranzen sich im wesentlichen nicht verändern, wird die Sollwertfunktion vorteilhaft zu Beginn eines Aufwickelvorgangs einmal ermittelt und sodann abgespeichert. Für jede weitere folgende Aufwicklung werden die gespeicherten Informationen herangezogen.
Um den Hystereseeinfluß bei der Ermittlung der Sollwertfunktion zu eliminieren wird vorgeschlagen, nach der völligen Entlastung der Andrückwalze die Wertepaare aus Sollwert und Auflagekraft in umgekehrter Reihenfolge zu ermitteln.
Bei Verwendung einer Zylindereinheit zur Gewichtsentlastung der Andrückwalze läßt sich die Zuordnung des minimalen und maximalen Sollwertes der Gewichtsentlastung unmittelbar durch eine Druckmessung eines Solldruckes innerhalb einer Zylindereinheit ausführen. Damit ist eine einfache Meßmethode gegeben, um die Relation zwischen der Gewichtsentlastung und der wirkenden Auflagekraft zu erhalten.
Um bei zunehmender Gewichtsentlastung der Andrückwalze den Arbeitspunkt minimaler Auflagekraft zu erfassen läßt sich vorteilhaft das Lösen der Andrückwalze von dem Umfang des Fadenwickels durch einen Wegsensor signalisieren. Hierzu könnte der Wegsensor beispielsweise die Hubbewegung der Andrückwalze erfassen.
Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Ermitteln der minimalen Auflagekraft bei drehenden Antrieben durchzuführen. Dabei werden die Andrückwalzengeschwindigkeit und die Spindelgeschwindigkeit so zueinander gestellt, daß am Schlupf erkennbar wird, wenn der Kontakt verloren geht.
Weiter Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand von einem Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 schematisch das Kräfteverhältnis zwischen einer Andruckwalze und einem Fadenwickel bei verschiedenen Relativlagen des Fadenwickels,
Fig. 3 ein Diagramm mit einem Sollwertverlauf in Abhängigkeit vom Durchmesser des Fadenwickels,
Fig. 4 ein Diagramm mit einem Verlauf der Sollwertfunktion in Abhängigkeit von der Auflagekraft.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch dargestellt. Die Vorrichtung weist einen Wickelträger 7 auf, der als Drehteller ausgebildet und in einem Maschinengestell 6 drehbar gelagert ist. Der Wickelträger 7 wird von einem Motor 17 in einer durch einen Pfeil gekennzeichneten Drehrichtung angetrieben. An dem Wickelträger 7 sind zwei Spindeln 8 und 10 um 180° versetzt zueinander außermittig austragend drehbar gelagert. In Fig. 1 ist dargestellt, daß sich die Spindel 8 in Betriebsstellung in einem Aufspulbereich und sich die zweite Spindel 10 in einer Wartestellung in einem Wechselbereich der Vorrichtung befindet.
Auf der ersten Spindel 8 wird ein Fadenwickel 9 erzeugt. Hierzu wird ein Faden 1 mit normalerweise konstanter Geschwindigkeit der Vorrichtung zugeliefert. Der Faden 1 wird zunächst durch den Kopffadenführer 2 geführt. Sodann gelangt der Faden zu einer Changiereinrichtung 3, die hierbei als eine Flügelchangierung dargestellt ist. Die Changiereinrichtung 3 ist über einen Träger 21 an dem Maschinengestell 6 angeordnet. Hinter der Changiereinrichtung 3 wird der Faden 1 an einer Andrückwalze 4 mit mehr als 90° umgelenkt und sodann auf den Fadenwickel 9 aufgewickelt. Der Fadenwickel 9 wird auf der Spindel 8 gebildet. Hierzu ist die Spindel 8 derart angetrieben, daß die Umfangsgeschwindigkeit des Fadenwickels 9 während des Aufwickelns des Fadens im wesentlichen konstant ist. Die Andrückwalze 4 ist an einem freien Ende eines Walzenträgers 5 drehbar gelagert. Der Walzenträger 5 ist am gegenüberliegenden Ende schwenkbar durch die Schwenkachse 18 mit dem Maschinengestell 6 verbunden. An dem Walzenträger 5 greift eine Zylindereinheit 11 an.
Durch die Zylindereinheit 11, die pneumatisch beaufschlagbar ist und die von unten gegen das Gewicht der Andrückwalze 4 einwirkt, kann eine Gewichtsentlastung eingeleitet werden, so daß eine bestimmte Autlagekraft zwischen der am Umfang des Fadenwickels 9 anliegenden Andrückwalze 4 und dem Fadenwickel 9 vorherrscht. Die Zylindereinheit 11 ist mit einem Druckregler 13 gekoppelt. An der Zylindereinheit 11 befindet sich ein Drucksensor 12, der ebenfalls mit dem Druckregler 13 verbunden ist. Zur Steuerung der Zylindereinheit 11 ist eine Steuereinrichtung 14 vorgesehen, die mit dem Druckregler 13 gekoppelt ist. Die Steuereinrichtung 14 ist über eine Signalleitung mit einem Lagesensor 19 verbunden, der als Winkelgeber an dem Wickelträger 7 ausgeführt ist. Der Lagesensor 19 erfaß die Stellung des Wickelträgers 5 und damit die Relativlage des Fadenwickels 9 im Aufspulbereich an der Spindel 8 als Lagemeßwert der Steuereinrichtung 14 aufzugeben.
Unterhalb des Walzenträgers 5 ist ein Wegsensor 20 angeordnet, der über eine Signalleitung mit der Steuereinrichtung 14 verbunden ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird der Faden 1 zu dem Fadenwickel 9 gewickelt. Dabei liegt an dem Umfang des Fadenwickels 9 die Andrückwalze 4 zur Erzeugung einer Auflagekraft an. Dabei wirkt eine durch die Zylindereinheit 11 erzeugte Gewichtsentlastung an der Andrückwalze 4. Bei wachsendem Durchmesser des Fadenwickels 9, was beispielsweise durch eine Hubbewegung des Walzenträgers 5 signalisiert wird und mittels des Wegsensors 20 erfaßt und in der Steuereinrichtung 10 aufgegeben wird, erfolgt eine Aktivierung des Motors 17zur Drehung des Wickelträgers 7. Hierzu wird der Umrichter 16 über die Steuereinrichtung 14 angesteuert. Der Fadenwickel 9 wird durch den Wickelträger 7 in eine geänderte Relativlage verschwenkt. Die neue Relativlage des Fadenwickels 9 wird durch den Lagesensor 19 erfaßt und als Lagemeßwert der Steuereinrichtung 10 signalisiert. Innerhalb der Steuereinrichtung 10 wird dem Lagemeßwert der Relativlage des Fadenwickels 9 ein Sollwert zur Gewichtsentlastung zugeordnet. Hierzu sind zu jeder während des Aufwickelns des Fadens einstellbaren Relativlage zugehörige Sollwerte der Druckentlastung in Form von Tabellen, Formeln oder Diagrammen hinterlegt. Nachdem der Sollwert der Gewichtsentlastung ermittelt ist, wird dieser dem Druckregler 13 aufgegeben. Innerhalb des Druckreglers 13 wird der Sollwert in einen Solldruck übermittelt. Der geänderte Solldruck wird dann über den Druckregler 13 in der Zylindereinheit 11 ein gestellt. Somit ist die der neuen Relativlage des Fadenwickels angepaßte Gewichtsentlastung in der Andrückwalze 4 eingestellt.
Um während innerhalb einer Relativlage des Fadenwickels möglichst gleichmäßige Auflagekraft zwischen der Andruckwalze 4 und dem Fadenwickel 9 zu erhalten, wird der Solldruck innerhalb der Zylindereinheit 11 geregelt. Hierzu wird der Solldruck durch den Drucksensor 12 gemessen und der Istwert des Solldruckes dem Druckregler 10 aufgegeben. Innerhalb des Druckreglers 10 wird der signalisierte Istwert mit einem Sollwert abgeglichen. Somit ist sichergestellt, daß die der Relativlage zugehörige Gewichtsentlastung konstant bleibt.
In Fig. 2 ist das zwischen der Andruckwalze und dem Fadenwickel 9 wirkende Kraftverhältnis bei unterschiedlichen Relativlagen des Fadenwickels 9 schematisch dargestellt. Die Gewichtskraft der Andruckwalze 4 ist mit G bezeichnet, die eine vertikale Wirkrichtung aufweist. Die Auflagekraft P, die zwischen der Andrückwalze 4 und dem Fadenwickel 9 wirkt, hat als Wirkrichtung die Verbindungslinie zwischen dem Achsmittelpunkt M_A der Andrückwalze und den Achsmittelpunkt M_S des Fadenwickels. Der Fadenwickel 9 hat in dieser Phase den Durchmesser D₁. Der Fadenwickel 9 wächst nun von dem Durchmesser D₁ auf den Durchmesser D₂ an. Dabei bleibt die Lage der Andrückwalze 4 unverändert.
Somit wird sich der Achsmittelpunkt M_S der Spindel bzw. des Fadenwickels auf einer kreisförmigen Führungsbahn F_A bewegen, deren Mittelpunkt durch den Achsmittelpunkt M_W des Wickelträgers 7 gebildet ist. Der Wickelträger 7 ist somit um den Winkel α verdreht. Da die Gewichtskraft G der Andrückwalze unverändert bleibt, würde sich aufgrund der veränderten Winkellage eine zwischen der Andrückwalze 4 und dem Fadenwickel 9 wirkende Anlagekraft P_α ergeben. Damit auch in der veränderten Relativlage des Fadenwickels die Auflagekraft P wirkt, muß die an der Andrückwalze wirkende Zylindereinheit eine Gewichtsentlastung E einbringen, die zur Kompensation der Veränderung führt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist somit sichergestellt, daß zu jeder Relativlage des Fadenwickels eine vorbestimmte Auflagekraft wirkt.
In Fig. 3 ist schematisch ein Beispiel einer Sollwertkurve der Gewichtsentlastung in Abhängigkeit vom Durchmesser des Fadenwickels aufgetragen. Auf der Abszisse ist der Durchmesser des Fadenwickels D aufgetragen. Auf der Ordinate ist der Sollwert E der Gewichtsentlastung angetragen. Es ist ein Kurvenverlauf zu erkennen, der mit zunehmenden Durchmesser des Fadenwickels eine höher werdende Gewichtsentlastung erfordert. Jedem Durchmesser des Fadenwickels entspricht eine bestimmte Relativlage des Fadenwickels während des Aufwickelns des Fadens. So läßt sich beispielsweise die Relativlage, die durch den Spulendurchmesser D₁ gekennzeichnet ist, einen Sollwert E₁ zur Gewichtsentlastung der Andrückwalze zuordnen. Hierbei kann die durch den Kurvenverlauf charakterisierte Gewichtsentlastung dazu führen, daß während des Aufwickelns des Fadens eine im wesentlichen konstante Auflagekraft P wirkt, oder daß während des Aufwickelns des Fadens ein Profil der Auflagekraft eingehalten wird. Dabei können die Sollwerte E zur Gewichtsentlastung sowohl in der Steuereinrichtung 14 hinterlegt, oder aber auch zu jeder signalisierten Relativlage neu berechnet werden.
Um zu Beginn eines Aufwickelvorgangs eine definierte Einstellung der Auflagekraft zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel zu ermöglichen, läßt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren eine Kallibrierung durchführen, die mögliche Material- und Fertigungstoleranzen ausgleicht und zu einer definierten Relation zwischen dem Sollwert E und der Auflagekraft P führt. In Fig. 4 ist hierzu ein Beispiel einer Sollwertfunktion gezeigt, wie sie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelt wurde. Dabei wird zunächst die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung wie folgt betrieben. Die Zylindereinheit 11 wird druckentlastet, so daß die Andrückwalze 4 mit vollem Gewicht am Umfang des Fadenwickels 9 anlegt. Der in diesem Zustand in der Zylindereinheit 11 gemessene Solldruck wird der Steuereinrichtung 14 aufgegeben. Innerhalb der Steuereinrichtung 14 wird dem minimalen Sollwert E_min. die maximale Auflagekraft P_max. zugeordnet, die gleich der Gewichtskraft G ist. Anschließend wird die Zylindereinheit 11 mit Druck beaufschlagt, so daß eine zunehmende Gewichtsentlastung an der Andrückwalze 4 wirkt. Sobald der Wegesensor 20 eine Bewegung des Walzenträgers 5 signalisiert, wird der eingestellte Solldruck in der Zylindereinheit 11 gemessen und der Steuereinrichtung 14 zugeführt. Den maximalen Sollwert E_max. der Gewichtsentlastung wird nun die minimale Auflagekraft P_min. zugeordnet, die in diesem Fall den Betrag 0 hat. Durch Eintragung der Wertepaare in das in Fig. 4 dargestellte Diagramm läßt sich die lineare Sollwertfunktion f_(E) ermitteln. Damit können innerhalb der Grenzwerte zwischen E_min. und E_max. alle Sollwerte der Gewichtsentlastung eine entsprechende Auflagekraft P zugeordnet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht somit eine definierte Auflagekraft einzustellen. Die Auflagekraft ist ausschließlich von dem Gewicht der Andruckwalze und von der an der Andrückwalze wirkenden Entlastung abhängig.
Zur Bestimmung der Sollwertfunktion läßt sich die Messung auch in umgekehrter Reihenfolge wiederholen. So wird beispielsweise die Andrückwalze bei maximaler Gewichtsentlastung im Abstand zu dem Fadenwickel 9 gehalten. Nun erfolgt eine Entlastung der Zylindereinheit 11 solange, bis der Wegsensor 20 keine Bewegung des Walzenträgers 5 mehr sensiert. In diesem Fall, wird der Solldruck innerhalb des Zylinders gemessen und der Steuereinrichtung 14 aufgegeben, wobei dem Sollwert der Gewichtsentlastung die minimale Auflagekraft P_min. zugeordnet wird. Nun erfolgt eine völlige Entlastung der Zylindereinheit 11, so daß der Arbeitspunkt bei maximaler Auflagekraft einstellbar wird. Damit lassen sich mögliche Hystereseerscheinungen bei der Ermittlung der Sollwertfunktion vermeiden. Bezugszeichenliste 1 Faden
2 Kopffadenführer
3 Changiereinrichtung
4 Andrückwalze
5 Walzenträger
6 Maschinengestell
7 Wickelträger
8 erste Spindel
9 Fadenwickel
10 zweite Spindel
11 Zylindereinheit
12 Drucksensor
13 Druckregler
14 Steuereinrichtung
16 Umrichter
17 Motor
18 Schwenkachse
19 Lagesensor
20 Wegesensor
21 Träger

Claims

1. Verfahren zur Steuerung einer Auflagekraft zwischen einer Andrückwalze und einem Fadenwickel, bei welchem der Fadenwickel während des Aufwickelns eines Fadens relativ zu der am Umfang des Fadenwickels anliegenden Andrückwalze zur Vergrößerung eines Achsabstandes zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel bewegt wird, wobei die aus dem Gewicht der Andrückwalze resultierende Komponente der Auflagekraft sich in Abhängigkeit von der jeweiligen Relativlage des Fadenwickels zur Andrückwalze stetig verändert, und bei welchem die Auflagekraft durch eine an der Andrückwalze wirkende Gewichtsentlastung gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß während des Aufwickelns des Fadens die Relativlage des Fadenwickels als Lagemeßwert erfaßt wird, daß aus dem Lagemeßwert der Relativlage ein zugehörige Sollwert der Gewichtsentlastung ermittelt wird und daß der Sollwert der Gewichtsentlastung zur Steuerung der Auflagekraft eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Relativlagen des Fadenwickels bestimmte Sollwerte der Gewichtsentlastung vorgegeben sind, die während des Aufwickelns zu einer im wesentlichen konstanten Auflagekraft führen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Relativlagen des Fadenwickels bestimmte Sollwerte der Gewichtsentlastung vorgegeben sind, die während des Aufwickelns zu einer nach einem Profil veränderbaren Auflagekraft führen.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Relativlage des Fadenwickels ein bestimmter Wickeldurchmesser des Fadenwickels entspricht und daß jedem Wickeldurchmesser ein bestimmter vorgegebener Sollwert der Gewichtsentlastung zugeordnet ist.

5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenwickel an einem bewegbaren Wickelträger gehalten wird und daß der Lagemeßwert der Relativlage des Fadenwickels aus der jeweiligen Stellung des Wickelträgers ermittelt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückwalze an einem bewegbaren Walzenträger gehalten wird und daß der Lagemeßwert der Relativlage des Fadenwickels aus der jeweiligen Stellung des Walzenträgers ermittelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagemeßwert der Relativlage des Fademvickels aus der momentanen Stellung des Wickelträgers und aus der momentanen Stellung des Walzenträgers ermittelt wird.

8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichtsentlastung der Andrückwalze durch eine Kolben-Zylindereinheit ausgeführt wird, wobei der Sollwert der Gewichtsentlastung durch jeweils einen Solldruck innerhalb der Kolben-Zylindereinheit bestimmt ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Solldruck innerhalb der Kolben-Zylindereinheit durch einen Druckregler eingestellt und gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche oder nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestimmung eines Sollwertes der Gewichtsentlastung folgende Schritte durchlaufen werden:

a) Einstellen einer maximalen Auflagekraft (P_max) mit Kontakt zwischen der Andrückwalze und dem Fadenwickel ohne Entlastung der Andrückwalze, so daß gilt:
maximale Auflagekraft (p_max) = Gewicht der Andrückwalze (G), also p_max = G;

b) Zuordnen eines minimalen Sollwertes der Gewichtsentlastung (E_min) zu der maximalen Auflagekraft (p_max);

c) Einstellen einer minimalen Auflagekraft (p_min) ohne Kontakt zwischen der Andruckwalze und dem Fadenwickel bei völliger Entlastung der Andrückwalze, so daß gilt:
minimale Auflagekraft (p_min) = null, also p_min = 0

d) Zuordnen eines maximalen Sollwertes der Gewichtsentlastung (E_max) zu der minimalen Auflagekraft (p_min);

e) Ermittlung einer linearen Sollwertfunktion f_(E) aus den Schritten c) und d), so daß jedem Wert der Auflagekraft ein Sollwert der Gewichtsentlastung und umgekehrt zugeordnet werden kann.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollwertfunktion f_(E) zu Beginn eines Aufwickelvorganges ermittelt und abgespeichert wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Sollwertfunktion f_(E) die Verfahrensschritte a + b und c + d in umgekehrter Reihenfolge wiederholt werden und daß die Sollwertfunktion f_(E) aus den Mittelwerten beider Durchläufe ermittelt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung des minimalen und maximalen Sollwertes der Gewichtsentlastung durch eine Druckmessung eines Solldruckes einer die Andrückwalze entlastende Kolben-Zylindereinheit erfolgt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13 dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der minimalen Auflagekraft das Lösen der Andrückwalze von dem Umfang des Fadenwickels durch einen Sensor signalisiert wird.