DE19538480C1

DE19538480C1 - Spulmaschine und Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens auf eine Spule

Info

Publication number: DE19538480C1
Application number: DE19538480A
Authority: DE
Inventors: Juergen Rom; Joerg Bamberg
Original assignee: SAHM GEORG FA
Current assignee: SAHM GEORG FA
Priority date: 1995-10-16
Filing date: 1995-10-16
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: US5785265A; DE19538480C2; JP3523429B2; EP0768271B1; TW316892B; KR970020917A; EP0768271A3; EP0768271A2; JPH09169469A; ATE189666T1; DE59604407D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Spulmaschine und eine Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens auf eine Spule, mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 7 ange gebenen Merkmalen.

Eine Spulmaschine dieser Art ist aus der EP 0 374 536 A2 bekannt. Die dabei eingesetzte Kontaktwalze ist auf einer Schwinge schwenkbar oder in einer Geradführung geradlinig verschiebbar gelagert. Es ist ein Sensor vorgesehen, der die Bewegung der Kontaktwalze relativ zu der Oberfläche der sich auf der in Betrieb befindlichen Spulspindel bildenden Spule erfaßt. Der Sensor gehört zu einer Steuereinrichtung und arbeitet als Zweipunkt-Steuerglied. Wird die Kontaktwalze von dem sich beim Spulvorgang vergrößernden Durchmesser der Spule bei stillstehen der Achse des Drehtellers über das am Sensor eingestellte Maß hinaus bewegt, dann wird ein Steuerimpuls auf den Drehantrieb des Drehtellers gegeben und der Drehteller gedreht, so daß sich die Kontaktwalze wieder in die andere Richtung bewegt und dabei den eingestellten Auslösepunkt an dem Steuerglied wieder unter schreitet. Dadurch wird der Antrieb des Drehtellers wieder stillgesetzt. Der Drehteller wird also in kleinen Schritten mit jeweils konstanter Winkelgeschwindigkeit angetrieben. Obwohl die bewegte Kontaktwalze nur einen relativ geringen Weg zurücklegt, bei spielsweise 2 mm, ist diese Bewegung dennoch notwendige Voraus setzung für die Steuerung des Drehantriebes des Drehtellers. Durch die Bewegung der Kontaktwalze und die dadurch ausgelöste Steuerung des Drehtellers entstehen zwischen der Kontaktwalze und dem Umfang der Spule nicht nur unterschiedliche Anpreß kräfte, sondern diese Anpreßkräfte zeigen auch einen unstetigen Verlauf. Durch die Verschiebung der Berührungslinie zwischen Kontaktwalze und dem Umfang der sich bildenden Spule wird die Verlegegenauigkeit nachteilig beeinflußt. Weiterhin ist nachteilig, daß die Schalthäufigkeit dieser Steuereinrichtung mit dem Sensor über der Spulreise abnimmt. Der Schaltweg des Sensors bleibt dagegen konstant. Durch das Auswandern der Spule bei sich drehendem Drehteller und durch den zunehmend langsamer wachsenden Spulendurchmesser nimmt die Anzahl der Nachsteuer schritte pro Zeiteinheit ab, d. h. der Wechsel in der Anpreß kraft über die Kontaktwalze verlangsamt sich. Weiterhin ist nachteilig, daß zur Steuerung eine separate aufwendige Steuer einrichtung erforderlich ist.

Aus der DE 39 11 854 A1 ist eine Auflagedruck-Steuervorrichtung für eine Spulmaschine bekannt, bei der der aktuelle Spulendurch messer aus dem Drehzahlverhältnis der Auflaufspule und einer mit der Auflaufspule in Kontakt stehenden Kontaktwalze berechnet wird, um den Auflagedruck in Abhängigkeit von dem jeweiligen aktuellen Spulendurchmesser zu steuern.

Die ältere Anmeldung gemäß DE 44 23 491 A1 sieht ebenso wie die gattungsbildende Druckschrift eine Steuereinrichtung für den Drehantrieb des Drehtellers bzw. des Spulrevolvers vor, der diskontinuierlich schrittweise weitergedreht wird. Die die Spule tragende Spulspindel soll auf ihrem Drehkreis eine ermittelte Winkelposition einnehmen. Dies bedeutet, daß eine Winkelposition ermittelt wurde, die dann von der Spulspindel eingenommen wird, so daß die Spulspindel zumindest kurzzeitig eine fest ermittelte Position beibehält und der Drehteller schrittweise, also nicht kontinuierlich, um feste Winkelbeträge gedreht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spulma schine der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, die preiswert herstellbar und wartungsfreundlich ist und darüber hinaus eine kleine Baugröße besitzt.

Des weiteren soll ein Aufwickelverfahren angegeben werden, bei dem die Verlegegenauigkeit des Fadens auf der Spule verbessert ist und bei dem der Anpreßdruck zwischen der Kontaktwalze und der Spule einen gleichmäßigeren Verlauf aufweist.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Spulmaschine der eingangs beschriebenen Art dadurch erreicht, daß für die kontinuierliche Drehung des Drehtellers während der Spulreise eine Regeleinrich tung vorgesehen ist, daß die Spulmaschine eine Einrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Fadens und eine Einrichtung zur Ermittlung der Drehzahl der in Betrieb befindlichen Spul spindel aufweist, und daß die Regeleinrichtung eine Rechenein heit zur Berechnung des jeweiligen aktuellen Durchmessers der sich auf der in Betrieb befindlichen Spulspindel bildenden Spule und der jeweiligen aktuellen Winkelgeschwindigkeit des Dreh tellers aufweist, wobei die Winkelgeschwindigkeit aus dem Spulendurchmesser und dem Ist-Wert einer Winkelerfassungseinheit des Drehtellers, insbesondere eines Resolvers, errechnet wird.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, zunächst anstelle der bekannten Steuereinrichtung eine Regeleinrichtung vorzusehen, um damit die Drehung des Drehtellers in einem quasikonstanten Bewe gungsablauf zu regeln. Dies kann so gestaltet werden, daß z. B. alle 10 ms ein Rechenzyklus abläuft, an den sich jeweils ein Regelzyklus anschließt. Zwischen dem Anfang und dem Ende eines jeden Rechenzyklusses wird eine Regelgröße für die Drehung des Drehtellers gebildet, die die vorherige Regelgröße ablöst und ihrerseits im nachfolgenden Rechenzyklus von einer wieder neu gebildeten Regelgröße abgelöst wird. Es entsteht damit gleichsam eine quasistetige Bewegung des Drehtellers während der Spul reise. Vorteilhaft ist, daß die Spulmaschine für die Regelung keine zusätzlichen Elemente, wie Sensoren o. dgl., erforderlich macht, sondern ohnehin vorhandene Elemente, die für die Steue rung der Fadenspannung an der Spulmaschine vorgesehen sind, nutzt. So wird auf eine Einrichtung zur Ermittlung der Geschwin digkeit des Fadens und auf eine Einrichtung zur Ermittlung der Drehzahl der in Betrieb befindlichen Spulspindel zurückge griffen. Über die Recheneinheit, die Bestandteil der Regelein richtung sein kann, wird aus der Fadengeschwindigkeit und der Drehzahl der in Betrieb befindlichen Spulspindel jeweils der aktuelle Durchmesser der sich bildenden Spule berechnet und die jeweilige aktuelle Winkelgeschwindigkeit zwischen dem Anfang und dem Ende eines jeden Rechenzyklusses ermittelt. Mit dieser aktuellen Winkelgeschwindigkeit wird der Drehteller weiterge dreht. Dabei wird aus der Berechnung des jeweiligen aktuellen Durchmessers ein jeweiliger Sollwert des Drehwinkel für den Drehteller ermittelt. Aus der gemessenen Zeitspanne, die zwischen dem Anfang und dem Ende eines jeden Rechenzyklusses vergangen ist, und dem jeweiligen Sollwert des Drehwinkels wird die aktuelle Winkelgeschwindigkeit berechnet, mit der der Dreh teller weitergedreht wird. Vorteilhaft ist dabei, daß keine zusätz lichen Sensoren erforderlich sind, sondern z. B. für die Fadenspan nungsregelung vorhandene Sensoren genutzt werden. Die Regel einrichtung ist nicht mehr von einer Bewegung der Kontaktwalze abhängig, d. h. die Kontaktwalze kann völlig frei gestaltet und angeordnet werden. Beispielsweise ist es möglich, über die Kontaktwalze eine Anpreßkraft auf den Umfang der sich bildenden Spule auszuüben, die nach von der Regelung unabhän gigen Kriterien gestaltet ist, und beispielsweise einen stetigen Verlauf aufweist. Hier ist beispielsweise auch eine stetige Abnahme der Anpreßkraft ohne Schwankungen möglich, was sich günstig auf den Spulenaufbau auswirkt.

Als Recheneinheit kann ein Mikroprozessor vorgesehen sein. Ein solcher Mikroprozessor stellt eine geeignete Baueinheit für die Realisierung der Recheneinheit dar. In ihm können die verschie densten gewünschten Rechenoperationen und -schritte zusammenge faßt sein, wie sie u. a. auch für die Fadenspannungsregelung erforderlich sind.

Die Einrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Fadens kann eine Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl der Kontakt walze aufweisen. Da der Durchmesser der Kontaktwalze und der Auflaufwinkel, in welchem der Faden auf den Umfang der Kontakt walze schräg aufgelegt wird, bekannt sind, läßt sich daraus in einfacher Weise die Geschwindigkeit des Fadens berechnen. Es kann aber auch jede andere Einrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Fadens eingesetzt werden, beispielsweise eine separate Einrichtung, die stromauf der Verlegeeinrichtung oder auch an anderer Stelle angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Einrichtung zur Ermitt lung der Geschwindigkeit des Fadens und die Einrichtung zur Ermittlung der Drehzahl der in Betrieb befindlichen Spulspindel auch als Regeleinrichtung für die Drehung des Drehtellers ausgebildet sind. Damit werden ohnehin vorhandene Elemente zur Nutzung herangezogen.

Die Kontaktwalze kann relativ zu der Achse des Drehtellers und damit zu der jeweiligen Spulspindel ausweichbar gelagert sein, wobei eine Einrichtung zur Steuerung einer konstanten oder gesteuert veränderlichen Anpreßkraft der Kontaktwalze auf die in Betrieb befindliche Spulspindel vorgesehen ist. Die ausweichbare Lagerung der Kontaktwalze ist aber auch sinnvoll, um den Dreh teller mit den beiden Spulspindeln durchdrehen zu können.

Die Recheneinheit kann einen Speicher zur Aufnahme einer Wertetabelle für den Sollwert des Drehwinkels des Drehtellers in Abhängigkeit vom Durchmesser der Spule aufweisen. Es versteht sich, daß eine solche Wertetabelle, je nach Anwendungsfall, eingegeben werden kann. Es ist aber auch möglich, die Rechen einheit so auszubilden, daß der Sollwert des Drehwinkels in Abhängigkeit vom Durchmesser der Spule errechnet wird. Dabei wird dann zwar der Rechenzyklus etwas länger dauern. In Anbetracht der mechanisch zu bewegenden Teile der Spulmaschine ist dies jedoch ohne nachteilige Folgen.

Das Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens auf eine Spule einer Spulmaschine kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß der Drehteller kontinuierlich mit sich von Rechenzyklus zu Rechenzyklus ändernden Winkelgeschwin digkeiten gedreht wird.

In verfahrensmäßiger Hinsicht geht die Erfindung von der Vor stellung aus, das abwechselnde Drehen und Stillsetzen des Drehtellers, wie es im Stand der Technik bekannt ist, zu verlassen und in einen ununterbrochenen kontinuierlichen Drehvorgang des Drehtellers zu verändern. Dabei kommen sich ändernde Winkelgeschwindigkeiten nacheinander zur Anwendung, d. h. aus einer Winkelgeschwindigkeit heraus wird der Dreh antrieb des Drehtellers in eine andere Winkelgeschwindigkeit umgeschaltet, so daß auf jeden Fall der Drehteller eine kontinuierliche Bewegung ausführt, wobei der Verlauf der sich ändernden Winkelgeschwindigkeiten einen hyperbolischen Charakter hat. Im allgemeinen nehmen die benutzten aktuellen Winkelge schwindigkeiten im Laufe einer Spulreise ab. Je nach den geometrischen Verhältnissen in der Anordnung der Elemente der Spulmaschine können sich am Ende einer Spulreise jedoch auch wieder geringfügig zunehmende Winkelgeschwindigkeiten ergeben. In diesem Bereich ist jedoch die Änderung der Winkelgeschwin digkeit von Regelzyklus zu Regelzyklus nicht sonderlich groß.

Es können vorteilhaft Rechenzyklen Verwendung finden, die in über die Spulreise konstanten Zeitabständen, beispielsweise insbesondere in 10 msec, wiederholt werden. Die Wiederholung der Rechenzyklen in solch kurzen zeitlichen Abständen ist durchaus möglich. Es ist aber nicht schädlich, wenn die Anzahl der Rechenzyklen verkleinert und die zeitlichen Abstände vergrößert werden, da der Antrieb des Drehtellers ohnehin eine Vielzahl mechanischer Elemente enthält, die sich als vergleichsweise träge erweisen. Es ist auch möglich, unterschiedliche Anzahlen von Rechenzyklen einerseits und Regelzyklen andererseits anzu wenden, Mittelwerte zu bilden oder dergleichen. Im allgemeinen ist dies jedoch nicht erforderlich.

Es ist ein Verfahren möglich, bei dem eine Änderung der aktuel len Winkelgeschwindigkeit der Drehung des Drehtellers für jeden Regelzyklus in Abhängigkeit eines konstanten Zuwachses des Durchmessers der Spule erfolgt. Pro Zeiteinheit wird der Durch messer der Spule am Ende der Spulreise vergleichsweise weniger schnell wachsen als zu Beginn einer Spulreise. Umgekehrt werden sich die Winkelgeschwindigkeiten zu Beginn einer Spulreise wesentlich stärker ändern als zum Ende einer Spulreise. Der Sollwert des Drehwinkels über die Spulreise verbleibt insbe sondere im Mittelbereich der Spulreise über einen größeren Bereich konstant.

Die jeweilige aktuelle Winkelgeschwindigkeit der Drehung des Drehtellers wird aus dem jeweils vorangegangenen Regelzyklus errechnet. Dies stellt zwar einen kleinen Fehler dar. Dieser kann jedoch ohne weiteres in Kauf genommen werden, weil die erforderliche Genauigkeit durch die Vielzahl der Rechenzyklen und Regelzyklen erreicht wird.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen weiter beschrieben und verdeutlicht. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau einer Spulmaschine in Frontansicht,

Fig. 2 eine schematisierte Seitenansicht der Spulmaschine,

Fig. 3 eine Darstellung der relativen Anordnung zwischen Kontaktwalze und den Spulspindeln auf der Trommel,

Fig. 4 eine bevorzugte Ausführungsform der Regeleinrichtung in Form eines Schaltbildes und

Fig. 5 ein Diagramm des Sollwertes des Drehwinkels und des Verlaufes der Winkelgeschwindigkeit über den wachsenden Durchmesser der Spule bzw. der Zeit.

In Fig. 1 ist ein Faden 1 dargestellt, der in Richtung eines Pfeiles 2 von einem Spinnschacht kontinuierlich einer Spul maschine 3 zuläuft. Der Faden läuft über eine Verlegeeinrichtung 4 auf den Umfang einer Kontaktwalze 5. Im Bereich unterhalb oder seitlich von der Kontaktwalze 5 ist ein Drehteller (Trommel) 6 um die Achse 7 drehbar bzw. schwenkbar gemäß Pfeil 8 gelagert. Auf der Trommel 6 sind zwei Spulspindeln 9 und 10 drehbar gelagert. In dem dargestellten Beispiel befinden sich die Achsen 11 und 12 der Spulspindeln 9 und 10 unterhalb der Achse 13 der Kontakt walze 5 vertikal ausgerichtet. Auf der Spulspindel 9 befindet sich eine leere Hülse 14. Diese Spulspindel 9 ist in Arbeits stellung gezeigt, also zu Beginn eines Aufwickelvorganges bzw. einer Spulreise. Die Spulspindel 10 mit einer darauf befind lichen aufgewickelten Spule 15 befindet sich in der Reserve stellung, in der der Spulenwechsel durchgeführt wird.

Aus Fig. 2 ist erkennbar, daß die Spulmaschine 3 so ausgebildet ist, daß gleichzeitig zwei Fäden 1 auf zwei Spulen 15 aufge wickelt werden. Die Spulmaschine 3 besitzt einen Motor 16 für den Antrieb der Spulspindel 9 in der Arbeitsstellung und in der Reservestellung. Ein Motor 17 ist für den Antrieb der Spul spindel 10 in der Reservestellung und der Arbeitsstellung vorgesehen. Ein Motor 18 dient schließlich dem Antrieb der Trommel 6. Ein Getriebe 19 dient der Übertragung des Drehantrie bes der beiden Motore 16 und 17 auf die Spulspindeln 9 und 10 trotz deren Verschwenkbarkeit über die Trommel 6. Die Spul maschine 3 weist eine schematisch dargestellte Regeleinrichtung 20 auf. Eine Recheneinheit 21, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, kann Bestandteil der Regeleinrichtung 20 sein.

Fig. 3 verdeutlicht noch einmal die Relativlagen während einer Spulreise. Unterhalb der Kontaktwalze 5 ist die Spulspindel 9 mit ihrer Achse 11 und der leeren Hülse 14 zu Beginn des Wickel vorganges dargestellt. Der Umfang der Kontaktwalze 5 liegt am Umfang der Hülse 14 an. Während der Spulreise bzw. während des Aufspulvorganges wird die Trommel 6 gemäß Pfeil 8 gedreht, so daß die Spulspindel 9, auf der sich die Spule 15 bildet, im Rechtsdrehsinn ausweicht. Die Verschwenkung bzw. Drehung der Trommel 6 erfolgt dabei über einen Drehwinkel 22. Es versteht sich, daß sich dabei im gleichen Drehsinn die Spulspindel 10 mit der Trommel 6 dreht. Der Drehwinkel 22 vergrößert sich mit anwachsendem Durchmesser der Spule 15. Der Drehwinkel 22 ist der Winkel, der zwischen der Achse 11 der in Betrieb befindlichen Spulspindel 9 zu Beginn des Aufwickelvorgangs und nahezu am Ende einer Spulreise über der ortsfesten Achse 7 der Trommel 6 aufgespannt wird. Damit ist erkennbar, daß zu einem bestimmten Durchmesser 23 der Spulspindel 15 ein bestimmter Drehwinkel 22 gehört. Aus Fig. 3 ist auch erkennbar, daß die Kontaktwalze 5 mit ihrem Umfang immer am Umfang der sich bildenden Spule 15 anliegt, wobei sich jedoch der Kontaktpunkt verändert. Diese Veränderung richtet sich nach den geometrischen Verhältnissen der Anordnung der Teile zueinander. Im Verlauf einer Spulreise kann der Kontaktpunkt zunächst so wandern, daß sich der Umschlingungswinkel, mit dem der Faden 1 den Umfang der Kontakt walze 5 umschlingt, zunächst verringert, jedoch gegen Ende einer Spulreise wieder etwas vergrößert. Die Kontaktwalze 5 kann über eine hier nicht dargestellte Lagerung relativ zur Achse 7 der Trommel 6 ausweichbar gelagert sein. Es ist auch möglich, eine Einrichtung zur Steuerung einer konstanten oder gesteuert veränderlichen Anpreßkraft der Kontaktwalze auf den Umfang der Spule 15 vorzusehen, die sich auf deren Betrieb befindlichen Spulspindel bildet.

In Fig. 4 sind schematisch wesentliche Elemente der Regelein richtung 20 und der Recheneinheit 21 dargestellt. Ein Sensor 24 dient der Erfassung der Drehzahl der Kontaktwalze 5. Ein Sensor 25 dient der Erfassung der Drehzahl der Spulspindel 9. Ein Sensor 26 erfaßt die Drehzahl der Spulspindel 10. Dem Motor 16 für den Antrieb der Spulspindel 9 ist ein Frequenzumrichter 27 zugeordnet. Entsprechend ist im Antrieb der Spulspindel 10 ein Frequenzumrichter 28 vorgesehen. Ein Oderglied 29 dient dem Wechsel der Arbeitsstellung bzw. Reservestellung zwischen den beiden Spulspindeln 9 und 10.

Die Recheneinheit 21 weist einen PID-Regler 30, ein Rechenglied 31, einen Speicher 32, in den eine Wertetabelle 33 eingebbar ist, einen I-Regler 34 und einen weiteren PID-Regler 35 auf. Zu der Recheneinheit gehört auch ein Timer 36, der zur Erfassung der Zeit dient. Dem Motor 18 für den Antrieb der Trommel 6 ist ein Servoregler 37 vorgeschaltet. Im Motor 18 ist ein Resolver 38 angeordnet. Die einzelnen Elemente der Regeleinrichtung 20 sind so miteinander verbunden, wie dies durch die Linienführun gen angedeutet ist. Dabei sind folgende Hinweiszeichen benutzt:
D = Durchmesser 23 der Spule 15 (veränderlich)
n_S = Drehzahl der Spulspindel 9 oder 10 (veränderlich)
n_K = Drehzahl der Kontaktwalze 5 (konstant)
phi = Drehwinkel 22 der Trommel 6 (veränderlich)
f = Frequenz
T = Zeit
omega = Winkelgeschwindigkeit der Drehung der Trommel 6 (veränderlich)
Ein Index "ist" kennzeichnet eine veränderliche Größe in ihrem jeweils aktuellen Wert. Ein Index "soll" kennzeichnet einen berechneten Sollwert. Mit DELTA ist ein Differenzwert bezeichnet.

In Fig. 5 ist der Verlauf des Drehwinkels phi der Trommel 6 als Funktion des Durchmesserzuwachses der Spule 15 über den Durch messer D oder auch der Zeit dargestellt. Weiterhin ist der Ver lauf der Winkelgeschwindigkeit über der Zeit dargestellt. Diese Kurve verläuft mit hyperbolischem Charakter.

In der Folge werden zwei mögliche Betriebsweisen der Regelein richtung 20 der Spulmaschine 3 verdeutlicht:

Bei einer ersten Betriebsweise ist eine Wertetabelle 33 im Speicher 32 der Recheneinheit 21 hinterlegt. In dieser Werte tabelle 33 sind den wachsenden Durchmessern 23 der Spule 15 (z. B. in Spulenzuwachsraten von je 2 mm) bestimmte Drehwinkel 22 (phi_soll) zugeordnet. Bei Beginn der Spulreise wird mit dem Timer 36 die Zeit gemessen, die zu einem Spulendurchmesser zuwachs von z. B. 2 mm führt. Der jeweils aktuelle Durchmesser 23 (D) der Spule 15 wird aus der Drehzahl n_K der Kontaktwalze und der Drehzahl n_S der Spule 15 bzw. der Spulspindel 9, die sich gerade in Arbeitsstellung befindet, berechnet. Die Umfangsge schwindigkeit der Kontaktwalze 5 ist eine Funktion der Geschwin digkeit des Fadens 1, die als konstant angenommen wird. Damit ergibt sich das Anwachsen des aktuellen Durchmessers D der Spule 15

D = f (n_S, n_K)

Ist dieser festgelegte Spulenzuwachs DELTA D (z. B. 2 mm) erreicht, wird aus der Wertetabelle 33 der dazugehörige Sollwert des Drehwinkels 22 (phi_soll) entnommen. Aus der gemessenen Zeit T und dem Sollwert des Drehwinkels wird die Winkelgeschwindigkeit omega berechnet.

omega = f (phi_soll, T)

Mit dieser Winkelgeschwindigkeit omega wird die Trommel 6 weitergedreht, bis der nächste Spulenzuwachs DELTA D erreicht ist. Der dabei erreichte Drehwinkel phi_ist, geliefert vom Resolver 38 des Motors 18 der Trommel wird als Ist-Wert an den I-Regler 34 der Recheneinheit 21 zurückgeführt und mit dem Sollwert phi_soll aus der hinterlegten Wertetabelle 33 verglichen. Bei Abweichung wird die Winkelgeschwindigkeit omega vom I-Regler 34 der Regeleinrichtung 20 durch iterative Annäherung korri giert, so daß die Abweichung zwischen phi_soll und phi_ist im Verlauf der Spulreise immer kleiner wird.

Es ist aber auch möglich, die Regeleinrichtung 20 ohne Hinter legung einer Wertetabelle zu betreiben:
Der jeweils aktuelle Durchmesser 23 der Spule 15 (D) wird, wie oben, auch hier aus der Drehzahl n_K der Kontaktwalze 5 und der Drehzahl n_S der Spulspindel 9 oder 10 mit der Spule 15 berechnet. Die Umfangsgeschwindigkeit der Kontaktwalze 5 ist eine Funktion der Geschwindigkeit des Fadens 1, mit der dieser zugeführt bzw. aufgespult wird.

D = f (n_S, n_K)

Hieraus und aus einer Konstanten, gebildet aus den geometrischen Daten der Spulmaschine 3, wird der dazugehörige Sollwert des Drehwinkel phi_soll errechnet.

phi_soll = f (D, Konstante)

Unter Einbeziehen der gemessenen Zeit T zwischen dem Start zweier Rechenzyklen und dem errechneten Wert des Drehwinkels phi_soll wird die Winkelgeschwindigkeit omega berechnet.

omega = f (phi_soll, T)

Beim Start der Spulreise (beim ersten Rechenzyklus) ist die Zeit T = 0, und somit ist auch die Winkelgeschwindigkeit omega gleich 0. Die Trommel 6 steht still bis zum Beginn des zweiten Rechen zyklusses. Mit der errechneten Winkelgeschwindigkeit omega (< 0) wird die Trommel 6 weitergedreht bis der nächste Rechenzyklus einen neuen Wert der Winkelgeschwindigkeit omega ergibt.

Der Soll-Wert des Drehwinkels phi_soll wird mit dem Ist-Wert des Drehwinkels phi_ist, geliefert vom Resolver 38 des Motors 18 der Trommel 6′ verglichen. Bei Abweichungen wird die Winkelgeschwin digkeit omega von dem I-Regler 34 der Regeleinrichtung 20 durch iterative Annäherung korrigiert, so daß die Abweichung zwischen phi_sollund phi_ist im Verlauf der Spulreise immer kleiner wird.

Es ist erkennbar, daß die Trommel 6 während der Spulreise konti nuierlich angetrieben wird. Es gibt keine Stillstandszeiten. Lediglich die Winkelgeschwindigkeit omega wird in Schritten geändert und angepaßt.

Bezugszeichenliste

1 - Faden
2 - Pfeil
3 - Spulmaschine
4 - Verlegeeinrichtung
5 - Kontaktwalze
6 - Trommel
7 - Achse
8 - Pfeil
9 - Spulspindel
10 - Spulspindel
11 - Achse
12 - Achse
13 - Achse
14 - Hülse
15 - Spule
16 - Motor
17 - Motor
18 - Motor
19 - Getriebe
20 - Regeleinrichtung
21 - Recheneinheit
22 - Drehwinkel
23 - Durchmesser
24 - Sensor
25 - Sensor
26 - Sensor
27 - Frequenzumrichter
28 - Frequenzumrichter
29 - Oderglied
30 - PID-Regler
31 - Rechenglied
32 - Speicher
33 - Wertetabelle
34 - I-Regler
35 - PID-Regler
36 - Timer
37 - Servoregler
38 - Resolver

Claims

1. Spulmaschine zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens (1) auf eine Spule (15), mit einem Drehteller (Trommel 6), auf dem zwei antreibbare Spulspindeln (9, 10) drehbar gela gert sind, mit einer Verlegeeinrichtung (4) und einer Kontakt walze (5), die dem Drehteller (6) im Fadenlauf vorgeordnet sind, wobei die Kontaktwalze (5) in Umfangskontakt mit der Spule (15) steht, die sich auf der in Betrieb befindlichen Spulspindel (9 oder 10) bildet, und der Abstand zwischen der Achse (13) der Kontaktwalze (5) und der Achse (11) der in Betrieb befindlichen Spulspindel (9) im Sinne einer Vergrößerung entsprechend dem wachsenden Durchmesser der Spule (15) veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß für die kontinuierliche Drehung des Dreh tellers (6) während der Spulreise eine Regeleinrichtung (20) vorgesehen ist, daß die Spulmaschine (3) eine Einrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Fadens (1) und eine Einrich tung zur Ermittlung der Drehzahl der in Betrieb befindlichen Spulspindel (9) aufweist, und daß die Regeleinrichtung (20) eine Recheneinheit (21) zur Berechnung des jeweiligen aktuellen Durchmessers der sich auf der in Betrieb befindlichen Spulspin del (9 oder 10) bildenden Spule (15) und der jeweiligen aktuel len Winkelgeschwindigkeit des Drehtellers aufweist, wobei die Winkelgeschwindigkeit aus dem Spulendurchmesser und dem Ist-Wert einer Winkelerfassungseinheit des Drehtellers, insbesondere eines Resolvers (38), errechnet wird.

2. Spulmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Recheneinheit (21) ein Mikroprozessor vorgesehen ist.

3. Spulmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ermittlung der Geschwindigkeit des Fadens (1) eine Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl der Kontaktwalze (5) aufweist.

4. Spulmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Regeleinrichtung (20) zur Berechnung des aktuellen Spulendurchmessers aus der Geschwindigkeit des Fadens (1) und der Drehzahl der in Betrieb befindlichen Spulspindel (9 oder 10) auch für die Berechnung der Winkelgeschwindigkeit für die Drehung des Drehtellers (6) ausgebildet ist.

5. Spulmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwalze (5) relativ zu der Achse (7) des Drehtellers (6) und damit zu der jeweiligen Spulspindel (9 oder 10) ausweichbar gelagert ist, und daß eine Einrichtung zur Steuerung einer kon stanten oder gesteuert veränderlichen Anpreßkraft der Kontakt walze (5) auf die in Betrieb befindliche Spulspindel (9 oder 10) vorgesehen ist.

6. Spulmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit (21) einen Speicher zur Aufnahme einer Wertetabelle für den Sollwert des Drehwinkels des Drehtellers (6) in Abhängigkeit vom Durchmesser der Spule (15) aufweist.

7. Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens (1) auf eine Spule (15) einer Spulmaschine (3), bei dem ein Drehteller (6), auf dem zwei antreibbare Spulspindeln (9, 10) drehbar gelagert sind, gegenüber einer Kontaktwalze (5) gedreht wird und der Faden (1) mit einer Verlegeeinrichtung (4) über die Kontaktwalze (5) auf die Spule (15) aufgewickelt wird, wobei der Abstand zwischen der Achse (13) der Kontaktwalze (5) und der Achse (11 oder 12) der in Betrieb befindlichen Spul spindel (9 oder 10) im Sinne einer Vergrößerung entsprechend dem wachsenden Durchmesser der Spule (15) verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (6) kontinuierlich mit sich von Rechenzyklus zu Rechenzyklus ändernden Winkelgeschwindig keiten gedreht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Rechenzyklen Verwendung finden, die in über die Spulreise konstanten Zeitabständen, insbesondere in 10 msec, wiederholt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Änderung der aktuellen Winkelgeschwindigkeit des Drehtellers (6) für jeden Regelzyklus in Abhängigkeit eines konstanten Zuwachses des Durchmessers der Spule (15) erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige aktuelle Winkelgeschwindigkeit des Drehtellers (6) aus dem jeweils vorangegangenen Regelzyklus errechnet wird.