DE2628093A1

DE2628093A1 - Automatische spleiss-steuerung

Info

Publication number: DE2628093A1
Application number: DE19762628093
Authority: DE
Inventors: J W Clifford; Edward F Meihofer; R Wales
Original assignee: Butler Automatic Inc
Current assignee: Butler Automatic Inc
Priority date: 1975-06-23
Filing date: 1976-06-23
Publication date: 1977-01-27
Also published as: IT1061133B; GB1544850A; AU498855B2; AU1519776A

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Spleiß-Steuerung und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur von einem Gewebedurchmesser oder einer Gewebedicke unabhängigen Bestimmung des Erreichens eines bestimmten Radius durch eine auf- bzw. abspulende Gewebe-Haspel.

Automatische Gewebe-Spleißeinrichtungen sind bereits in der US-PS 3 305 189 sowie 3 858 819 beschrieben. Derartige Gewebe-Spleißer enthalten eine sich drehende Gewebe-Haspel oder -Rolle sowie eine bereitstehende Gewebe-Haspel. Wenn die erste Rolle oder Haspel zu Ende geht , wird ein Spleißvorgang eingeleitet,

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wobei das vordere Ende des bereitstehenden Gewebes mit dem auslaufenden Ende des sich bewegenden Gewebes gespleißt wird, so daß das Gewebe ununterbrochen zu einer das Gewebe verarbeitenden Maschine, beispielsweise einer Druckerpresse, zugeführt werden kann.

Üblicherweise wird der Spleißvorgang eingeleitet, wenn die sich drehende Haspel eine vorbestimmte, minimale Größe erreicht; es sind verschiedene Arten von Meßeinrichtungen für den Haspelradius bekannt, die erfassen, wenn die Haspel den vorgewählten Spleißradius erreicht hat, d.h. wenn nur noch einige wenige V/icklungslagen auf dem Haspelkern vorhanden sind. Diese Einrichtungen umfassen Mitlaufarme, photoelektrische Zellen, welche die Haspelgröße direkt messen. Andere bekannte Spleißer überwachen die Haspelgröße dadurch, daß die Drehgeschwindigkeit der abspulenden Haspel und einer Führungsrolle mit festem Durchmesser gemessen werden. Bei vielen Spleißern werden jedoch üblicherweise keine Photozellen, Tachometer oder ähnliche Einrichtungen benützt, welche die Haspelgröße messen, weil in der Nähe des Haspelkerns Anhäufungen bzw. Verstopfungen oder andere Störungen auftreten. Es gibt ferner bereits Überwachungssysteme für die Haspelgröße, die keine Ausrüstung in der Nähe des Haspelkerns erfordern. Bei diesen Systemen muß jedoch die Dicke, d.h. der Durchmesser des Gewebes auf jeder Haspel von Hand gemessen werden, bevor ein Ablauf- bzw. Abspulvorgang eingeleitet wird, was eine lästige Arbeit darstellt und in vielen Situationen unpraktisch ist.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Spleiß-Steuerung zu schaffen, welche den Spleißvorgang bei einem voreingestellten, minimalen Gewebe-

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Haspelradius auch bei sehr hohen Gewebegeschwindigkeiten einleitet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Hauptanspruchs gelöst.

Die Erfindung schafft somit vorteilhafterweise ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei welchen die Bestimmung des Spleißradius unabhängig von dem Gewebedurchmesser bzw. der Dicke des Gewebes ist. Erfindungsgemäß wird festgestellt, wann die Gewebe-Haspel einen voreingestellten, minimalen Radius erreicht, wobei keine Ausrüstung in der Umgebung des Haspelkerns erforderlich ist. Die Erfindung weist eine hohe Empfindlichkeit auf und besteht aus vergleichsweise wenigen, konventionell verfugbaren elektrischen Bauelementen, so daß auch die Kosten vergleichsweise gering sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich vorteilhafterweise von einem entfernten Ort leicht einstellen, und zwar derart, daß eine bestimmte bzw. gewählte Länge an Gewebe auf der zu Ende gehenden Gewebe-Haspel am Zeitpunkt des Spleißens verbleibt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bestimmt, wann die auslaufende Gewebe-Haspel einen vorbestimmten Spleißradius erreicht, und zwar unabhängig von der Dicke oder dem Durchmesser des Gewebes, in-dem erfaßt wird, wann die Haspel sich von einem voreingestellten ersten Radius auf einen zweiten Radius verringert hat; ferner wird die Länge des Gewebes gemessen, welche sich aufgrund der Verringerung des Haspelradius ergibt, um die Dicke des Gewebes, d.h. den Durchmesser des Gewebes zu ermitteln. Erfindungsgemäß wird die Querschnittsfläche zwischen dem zweiten Radius und dem gewählten Spleißradius berechnet und durch die Dicke

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des Gewebes bzw. der Gewebewicklung dividiert, um bereits im voraus die Länge des Gewebes festzustellen, die von der Haspel abgespult wird, wenn sich die Haspelgröße von dem zweiten Radius auf den Spleißradius verringert. Dabei wird beim zweiten Radius mit der Messung der Menge des Gewebes begonnen, die von der Haspel abgespult wird und wenn die Menge gleich der vorberechneten Gewebe-Länge ist, wird ein Spleißsignal erzeugt, das anzeigt, daß sich der Haspelradius auf den vorgewählten Spleißradius reduziert hat.

Erfindungsgemäß wird somit ein Spleißsignal dann erzeugt, wenn die abspulende Haspel einen voreingestellten bzw. vorher gewählten,minimalen Radius erreicht, bei dem nur noch einige wenige Wicklungslagen an Gewebe auf dem Haspelkern verbleiben. Das Signal kann dazu benützt werden, den Spleißvorgang einzuleiten, während welchem das äußere Ende einer bereitstehenden Gewebe-Haspel mit dem auslaufenden Ende des Gewebes verbunden bzw. gespleißt wird, so daß das Gewebe oder die Stoffbahn ununterbrochen zu einer Gewebe oder Stoffbahn verarbeitenden Maschine geführt werden kann.

Anstelle der Erfassung des Erreichens des vorgewählten Spleißradius durch direkte Überwachung der Haspelgröße, d.h. des Haspelradius,wird erfindungsgemäß der Detrag des Gewebes überwacht, der von der Haspel abgespult wird, wenn sich die Haspelgröße von einem vorgewählten ersten Radius auf einen vorgewählten zweiten Radius verringert und daraus wird die Dicke bzw. der Durchmesser des Gewebes, d.h. des aufgespulten Gewebes oder Stoffes bestimmt. Mit dieser Information kann dann die Menge des Gewebes oder Stoffes berechnet werden, die abgespult werden muß, um die Größe der Haspel von dem vorgewählten

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zweiten Radius auf den gewählten Spleißradius zu verringern. Bei Erreichen des zweiten Radius beginnt die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Überwachung der Länge des von der Haspel abgespulten Gewebes. Wenn die Länge gleich dem berechneten Wert ist, wird ein Signal erzeugt, das anzeigt, daß die Größe bzw. der Radius der Haspel sich auf den vorgewählten Spleißradius verringert hat.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält konventionelle Photosensoren, die neben der Haspel angeordnet werden, um zu erfassen, wann die Haspelgröße den ersten und zweiten Radius erreicht. Diese Sensoren können gegenüber dem Haspelkern und den Halterungseinrichtungen radial nach außen versetzt angeordnet werden, beispielsweise an den Einspannarmen für die Haspel, an welchen keine Verstopfungen oder Hindernisse auftreten.

Ein mit einer Führungsrolle festen Durchmessers verbundener Tachometer ist zur Überwachung der Gewebelänge vorgesehen, wobei das Gewebe über die Führungsrolle geführt ist; es können auch andere" Überwachungseinrichtungen vorgesehen werden, wobei das Gewebe oder der Stoff an einem Bezugspunkt vorbeigelangt und Impule erzeugt, welche die von der Haspel abgespulte Gewebelänge repräsentieren. Ein Zähler beginnt mit dem Zählen dieser Impulse, wenn der äußere Sensor feststellt, daß sichdie llaspelgröße auf den ersten Radius verringert hat, während das Zählen dieser Impule beendet wird, wenn der innere Sensor feststellt, daß sich die Größe der Haspel auf den zweiten Radius verringert hat,so daß in diesem Augenblick der Inhalt des Zählers die Länge des abgespulten Gewebes wiedergibt, wenn sich die Größe, d.h. der Radius der Haspel vom ersten auf den zweiten

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Radius verringert hat.

Diese Länge wird dann in die Querschnittsfläche der Haspel zwischen den beiden bekannten Radien umgerechnet, was sich aus der Information des Radius berechnen läßt, damit die Dicke des Gewebes bzw. des aufgespulten Gewebes erhalten wird.

Schließlih ermittelt die erfindungsgemäße Vorrichtung die Querschnittsfläche der Haspel zwischen dem zweiten Radius und dem vorgewählten Spleißradius auf gleiche Weise und diese Fläche wird durch die berechnete Gewebedicke dividiert, um eine die Länge des Gewebes entsprechende Zahl zu liefern, wobei diese . Zahl die Gewebelänge angibt, die von der Haspel abgespult werden muß, um deren Größe vom zweiten Radius auf den gewählten Spleißradius zu verringern. Schließlich zählt die erfindungsgemäße Vorrichtung die von einem Tachometer abgegeben Impulse so lange, bis die Impulszahl gleich der berechneten Zahl ist, woraufhin ein elektrisches Signal abgegeben wird, um den Spleißvorgang einzuleiten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung führt somit alle notwendigen Derechnungen und Bestimmungen aus, bevor der gewählte Spleißradius erreicht wird. Demzufolge gibt die erfindungsgemäße Vorrichtung in exakter Weise ein Spleißsignal ab, wenn der vorgewählte Radius auf der Haspel erreicht wird. Darüber hinaus wird das Spleißsignal genau zum richtigen Zeitpunkt unabhängig von der Dicke des aufgespulten Gewebes abgegeben. Demzufolge tritt ein minimaler Verlust an Gewebe oder Stoff auf und es müssen ferner keine Änderungen bezüglich der Einstellung oder der Voreinstellungen ausgeführt werden, wenn Haspeln oder Rollen mit unterschiedlicher Gewebedicke verarbeitet werden*

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Darüber hinaus sind bei der Erfindung keine Bauteile in der Nähe des Haspelkerns oder den Stützeinspanneinrichtungen -für die Haspel vorgesehen, so daß die Erfindung auch nachträglich bei den üblichen Spleißern mit minimalen Kosten und minimalem Aufwand verwendet werden kann.

Die Erfindung läßt sich ersichtlicherweise nicht nur bei einem Abspulvorgang unterworfenen Haspeln, sondern grundsätzlich bei Haspeln anwenden, deren Radius einen vorbestimmten oder ausgewählten maximalen Radius erreichen soll.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zur Erläuterung weiterer Merkmale anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Spleißers mit einer Spleiß-Steuerung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erläuterung von Elementen der Vorrichtung nach*Fig. 1, und

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, wird eine Rolle oder Haspel mit einem Stoff W an ihren entgegengesetzten Enden mittels Einspanneinrichtungen auf einem Paar von Rollen-Gerüstarmen oder -Stützarmen getragen, von welchen ein Paar mit 12 bezeichnet ist. Der Stoff oder das Gewebe W, welches von der Haspel 10 abgezogen wird, gelangt durch einen Spleiß-Steuerabschnitt 14 hindurch, dann um eine Führungsrolle 16 mit festem Durchmesser und schließlich zu einem mit 18 bezeichneten

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Sammel- oder Aufnahmeabschnitt. Von diesem Sanimelabschnitt (Akkumulator) 18 verläuft die Stoff- oder Gewebebahn zu einer nicht dargestellten, das mit W bezeichnete Gewebe aufnehmenden Maschine, beispielsweise einer Hochgeschwindigkeits-Druckerpresse, welche das Gewebe W mit konstanter Geschwindigkeit von der Haspel 10 abgibt. Der Begriff " Gewebe" umfaßtauch Stoffe und ähnliche Materialien.

Wenn der Vorrat auf der Haspel 10 zu Ende geht, d.h. wenn nur noch einige wenige Wicklungslagen des Gewebes W auf dem Rollenkern 10a vorhanden sind, wird ein nachfolgender Spleißvorgang eingeleitet, so daß der Abschnitt 14 das Endstück des auslaufenden Gewebes V/ mit dem Anfangsstück eines bereitstehenden, weiteren Gewebes oder einer Gewebebahn W' spleißt, das bereits vorher bereitgestellt und im Spleiß-Steuerabschnitt 14 eingelegt bzw. angeordnet wurde. Wenn der Spleißvorgang eingeleitet wird, wird die laufende Haspel 10 zum Stillstand gebracht. Sobald diese Haspel sich im Stillstand befindet, verbindet der Abschnitt 14 zwei Gewebe W und W miteinander und trennt das auslaufende Gewebe W stromab von der Spleißung ab; daraufhin wird das bereitstehende Gewebe V/¹ auf Betriebsgeschwindigkeit (line speed) beschleunigt. Der Akkumulator 18 speichert eine ausreichende Gewebe- oder Stoffmenge, so daß das Gewebe während des Spleißvorgangs ununterbrochen zu der das Gewebe konsumierenden Maschine weitergeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird der Spleißvorgang dann eingeleitet, wenn die auslaufende Rolle 10 einen vorgewählten, minimalen Radius in der Nähe des Haspel- oder Rollenkerns 10a erreicht. Erfindungsgemäß wird jedoch nicht der Spleißradius selbst erfaßt. Vielmehr

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wird die Menge an Gewebe W berechnet bzw. ermittelt, die von der Haspel 10 abgezogen werden muß, um die Haspelgröße von einem voreingestellten, bekannten Radius auf einen vorgewählten Spleißradius zu verringern. Dann wird durch Überwachung der Gewebe- oder Stoffmenge, die von der Haspel abgezogen wurde, festgelegt, daß der Spleißradius erreicht wurde, nachdem die Haspel den voreingestellten bzw. vorgewählten Radius erreicht hat. Wenn die ermittelte Stoffmenge von der Haspel abgezogen wurde, wird unmittelbar ein Spleißsignal von dem System erzeugt, welches anzeigt, daß die Haspelgröße den vorher gewählten Spleißradius erreicht hat.

Die Arbeitsweise des Systems ist somit von dem Stoffdurchmesser oder der Stoffdicke unabhängig, so daß das Spleißsignal unabhängig von Änderungen der Stoffdicke (oder Ballendicke/ von Rolle zu Rolle zu einem geeigneten Zeitpunkt erzeugt wird.

Gemäß Fig. 1 ist ein Paar von Photosensoren22a und 22b an den Haspel-StUtzarmen 12 befestigt. Ein nicht dargestelltes Paar von Lichtquellen ist an den entgegengesetzten Enden der Haspel 10 angeordnet, so daß jedes Lichtquellen-Sensor-Paar entlang des Haspel- oder Rollen-Zylinders am betreffenden Rollenradius ausgerichtet bzw. eingestellt ist, an dem jedes derartige Lichtquellen- und Sensorpaar angeordnet ist. Der Sensor 22a mit seiner zugeordneten Lichtquelle erfaßt das Erreichen eines vorgewählten Radius R. durch die Rolle oder Haspel 10. Dieser Radius R. kann jeder beliebige Radius sein, jedoch ist er üblicherweise kleiner als der Anfangs-Rollenradius. Der Sensor 22b und seine zugeordnete Lichtquelle erfassen die Verringerung des Rollendurchmessers auf einen zweiten, vorgewählten Radius R_R, der kleiner als der Radius R., jedoch größer

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als der Durchmesser des Rollenkerns 10a ist. Die Radien R.

und R_n können für alle Stoffe bzw. Gewebe gleich sein.

Der Spleißradius R_r wird üblicherweise so gewählt, daß einige wenige Lagewicklungen an Gewebe auf dem Haspelkern 10a verbleiben.

Wenn sich die Haspel 10 bezüglich ihres Radius auf den Radius R. verringert hat, legt der Detektor 22a ein Signal an eine Derechnungseinheit 24 an. Diese Berechnungseinheit legt die Querschnittsfläche auf der Haspel 10 zwischen den Radien R. und R_R durch Ausführung folgender Berechnung fest, wobei diese Querschnittsfläche in Fig. 1 durch die gestrichelte Fläche A dargestellt ist:

a = π (r_a ² - r_b ²) (i)

Die Einheit 24 legt dann die Länge L_{A ß} des Gewebes fest bzw. berechnet diese Länge, die in der Fläche A vorhanden ist, indem Impulse von einem Tachometer 26 gezählt werden, der seinerseits durch die Führungsrolle 16 angetrieben wird, die einen einer Einheit entsprechenden Umfang aufweist. V/enn der Zähler P Zählwerte je inch des abgezogenen Gewebes zählt, dann ist L. „ = P · X die Zahl N. _R der Impulse. Diese Flächen- und Gewebelängen-Information wird dann in der Einheit 24 verarbeitet, um die Dicke bzw. den Durchmesser des Gewebes oder des Stoffes folgendermassen zu ermitteln:

(R_A ²- R_B ²) (R_A ² - R_B ² )

C=7T = TT

^LA-B

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Da die Größe oder Dicke der Haspel 10 sich weiterhin in Richtung auf den Spleißradius R_ verringert, legt die Einheit 24 die Querschnittsfläche B der Haspel 10 zwischen den Radien R_n und R_r folgendermaßen fest:

B = 7T(R_B ² - R_c ²) (3)

Dann ermittelt der Abschnitt 24 die Gewebelänge L_{n nt} die von der Haspel 10 abgezogen, d.h. abgewickelt wurde, um deren Größe vom Radius R_f, auf den Radius R~ zu verringern, d.h. in der Fläche B, und zwar nach folgender Gleichung:

( R ² - R ²) (R ² - R ²)N ^LBC

p_{N =} TT ₌ B-C B-C C ~ 2 _ 2

^RA - ^RB

Wenn die Haspel den Radius R_R erreicht, beginnt die Einheit 24 Impulse vom Tachometer 26 zu zählen. Sobald die Zählung gleich ist der vorhor berechneten Zahl N_{n r}, ist der vorgewählte Spleißradius R_r ensicht und die Einheit 24 liefert unverzüglich ein Spleißsignal an den Spleiß-Steuerabschnitt 14. Der Spleißradius wird eingangs in gewünschter Weise durch Einstellung einer Einstellung R_r an der Vorderseite bzw. Vorderwand der Einheit 24 eingestellt.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, besteht die Berechnungseinheit 24, welche die vorerwähnten Berechnungen ausführt, aus konventionellen elektrischen Bauelementen. Eine einstellbare Gleichspannungs-

2 quelle 36 liefert eine Spannung, welche den Radius R_D dar-

stellt,und eine ähnliche Quelle 38 ist durch die an der Frontplatte der Einheit 24 vorgesehene Steuerung derart eingestellt, daß eine Gleichspannung erzeugt wird, welche dem vorgewählten Spleißradius R_ entspricht. Letztere Spannung wird

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durch eine Quadrierschaltung 42 an ein Subtraktionsglied 44 ange-

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legt, dessen Ausgangssignal dann dem Spannungswert R_R -R^ entspricht. Diese Spannung wird dann an eine Multiplizierschaltung 46 angelegt, und zwar mit einer Spannung von einer festen Gleichspannungsquelle, welche eine dem V/ert ff (3,1416) entsprechende Spannung liefert. Der an eine Divisionsschaltung 52 angelegte Ausgang der Schaltung 46 stellt somit die Querschnittsfläche der Haspel 10 zwischen den Radien R_R und R„ dar, d.h. die Fläche B gemäß Fig. 1, welche der GleichungO^entspricht. Andererseits kann der Ausgang der Schaltung 44 über ein nicht gezeigtes Potentiometer an die Schaltung 52 angelegt werden, wobei das Potentiometer dann so eingestellt ist, daß die Schaltung 52 ein auf einen bestimmten Maßstab bzw. Wertbereich festgelegtes Eingangssignal empfängt.

Zur Bestimmung der Dicke bzw. des Durchmessers C des Gewebes W wird das Ausgangssignal des Photosensors 22a so zugeführt, daß ein Flipflop 54 zurückgestellt wird. Der O-Ausgang des Flipflops 54 steuert somit ein Gatter 56 an. Wenn das Gatter 56 auf diese Weise durchgeschaltet ist, legt es Impulse vom Tachometer an einen Zähler 58 an. Der Zähler 58 zählt diese Impulse so lange, bis die Größe der Haspel sich auf den Radius R_R verringert hat, woraufhin das Ausgangssignal des Photosensors 22b das Flipflop 54 setzt. Dadurch wird der Freigabeimpuls , an das Gatter 56 unterbrochen, so daß der Inhalt des Zählers 58 dann die Länge L. _. des Gewebes in der schraffierten bzw.

A-B

gestrichelten Fläche A zwischen den Radien R. und R_R darstellt.

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Der Inhalt des Zählers 58 wird über einen Digital-Analog-Wandler 62 an eine Divisionsschaltung 64 angelegt. Diese Schaltung 54 empfängt somit eine Spannung von einer einstellbaren Gleichspannungsquelle 65, welche den Wert der Fläche A darstellt, der durch die Gleichung (l) bestimmt ist. Demzufolge stellt das Ausgangssignal der Schaltung 64 die Dicke bzw. den Durchmesser C des Gewebes in Übereinstimmung mit Gleichung (2) dar. Diese Spannung wird außerdem auch an die Divisionsschaltung 52 angelegt. Somit stellt das Ausgangssignal der Schaltung 52 die Länge L_n _ des Gewebes zwischen den Radien R_n und R_n entsprechend Gleichung (4)

D U

dar. Diese Längeninformation wird durch einen Digital-Analog-Wandler 66 in Digitalform umgesetzt und zu einem Komparator 68 geführt.

Die Impulse des Tachometers 26 werden über ein Gatter 72 an einen Zähler 74 gegeben. Das Gatter 72 wird durch ein Signal des Sensors 22b angesteuert bzw. durchgeschaltet, so daß der Zähler 74 mit dem Zählen jener Impulse beginnt, die dann vorliegen, wenn die Haspel 10 den Radius R_R erreicht.

Die Inhalte des Zählers 74 werden parallel zueinander zum Komparator 68 geleitet und wenn der Inhalt des Zählers gleich der Zahl im Wandler 66 ist, liefert der Komparator 68 ein Spleißsignal, welches die Menge des von der Haspel 10 abgezogenen bzw. abgewickelten Gewebes anzeigt, welche der vorherberechneten Gewebelänge L„ _c gleich ist, und das ferner anzeigt, daß die Größe der Haspel bzw. der Durchmesser des Gewebes auf der Haspel den Spleißradius R_ erreicht hat.

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Die Zähler 58 und 74 können am Beginn jedes Durchlaufs durch die Vorderkante des Signals vom Sensor 22a zurückgestellt werden.

Die Einheit 24 führt somit alle Berechnungen zur Ermittlung der Länge L, _r zwischen dem vorgewählten Radius R_D und dem

D-L D

vorgewählten Spleißradius R_r aus, bevor dieser Spleißradius erreicht wird. Sobald demzufolge der Zähler 74 die berechnete Zahl an Tachometerimpulsen zählt, wird unverzüglich das Spleißsignal erzeugt, so daß der Spleißvorgang ausgeführt ist, bevor das hintere Ende des Gewebes 10 den Kern 10 verläßt, auch wenn nur einige wenige Wicklungslagen auf dem Kern 10a verbleiben.

Gewünschtenfalls kann die Einheit 24 eine Anordnung enthalten , damit eine gewählte bzw. bestimmte Menge an Gewebe auf dem Kern 10a über dem vorgewählten Spleißradius R_r unabhängig vom Gewebe- oder Stoffdurchmesser C verbleibt. Hierzu wird einfach eine Subtrahierschaltung zwischen der Divisionsschaltung 52 und dem Wandler 66 angeordnet, wie dies mit gestrichelten Linien bei 78 angedeutet ist, so daß vom Ausgang der Schaltung 52 eine Spannung von der einstellbaren Gleichspannungsquelle abgezogen wird, welche gestrichelt mit 82 eingezeichnet ist unddie gewünschte Gewebelänge darstellt, die auf der Haspel über bzw. oberhalb des Spleißradius R_r verbleiben soll, bei-

V/

spielsweise eine Länge von 4,5 m (15 Fuß). Diese Anordnung liefert eine exaktere Einstellung der verbleibenden Gewebelänge im Gegensatz zu der einfachen Erhöhung des vorgewählten Spleißradius R_r.

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Die einzigen Einstellungen bei dem erfindungsgemäßen System sind elektrische Einstellunge, d.h. sie betreffen die festgelegten Gleichspannungsquellen 3ό und 65 sowie die einstellbaren Spannungsquellen 38 und 82. Demzufolge können diese Einstellungen insgesamt an einer von der Gewebehaspel 10, deren Halterungsanordnung und der gesamten Spleißeinrichtung entfernten Stelle vorgenommen werden, falls dies erforderlich ist.

Aus den Gleichungen (2) und (4) ergibt sich, daß im Falle

2 2 2 L. _n s L_{n r} gilt R_r = 2R_R -R. . Durch eine geeignete Ein stellung der vorgewählten Radien R. und R_R wird somit der Radius Rp unabhängig von dem Durchmesser des Gewebes bzw. der Gewebebahn sein.

Die Implementierung des erfindungsgemäßen Systems kann vereinfacht werden, wenn die vorstehende Gleichung (4) in folgender Weise umgeschrieben wird:

wobei R_r=K · R_D

LU D

Der Ausdruck ^⁸* konstant, sobald der Radius R. und R_D eingestellt bzw. gewählt sind und dieser Ausdruck ist

gleich 1, wenn R. gleich V2~^#R_R gewählt wird. Demzufolge ergibt sich für die Gleichung (5) folgendes:

^NR r 9

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Wenn der Spleißradius Null wäre, würde N = N. sein. Demzufolge könnte man die ^ahl der Tachometerimpulse zählen, wenn sich der Haspeldurchmesser vom Radius R. auf den Radius R_R verringert. Bei letzterem Radius könnte damit begonnen werden, mit der gleichen Maßeinheit abzuzählen. Wenn die Zählung Null erreicht, wird der Radius R- erreicht sein und die Haspel 10 würde leer sein.

Da der Spleißradius Rp normalerweise etwas größer als Null gewählt wird, ist es notwendig, mit einer schnelleren Geschwindigkeit als gewöhnlich abzuzählen, d.h. zurückzuzahlen, so daß der Zählerinhalt Null erreicht, bevor die Haspel 10 abgewickelt ist.

Im folgenden wird angenommen, daß der Radius R_R beispielsweise

auf 15,2 cm (6 inch) und demzufolge R zu 2,1 m (6 · V2 = 8,49 inch) gewählt und der Spleißradius R_r auf 7,6 cm (3 inch) festgesetzt

3 ist. Aus Gleichung (6) ergibt sich dann N_n _r=rr N. _R. Wenn demzufolge der Zähler mit der gleichen Geschwindigkeit vor und zurück zählt, d.h. 64 Zählungen je Umdrehung des Tachometers 26 ausführt, dann sind nur 3 /4 des Gewebes, welches auf der Haspel 10 verbleibt, abgezogen bzw. abgewickelt, wenn der Zähler bis auf den Wert Null zurückgezählt hat. Wenn demzufolge der Zählerinhalt Null anzeigen soll, daß das vollständige Gewebe abgewickel t ist, dann muß der Zähler um 1/4 schneller zurückgezahlt werden, als er hochgezählt wurde. Mit anderen Worten heißt dies, daß der Zähler um 64 (oder eine andere Zahl, die größer als 48 und vorzugsweise ein Vielfaches von 2 ist) für jeden 48. Impuls des Tachometers 26 verringert bzw. reduziert werden soll . Wenn der Inhalt des Zählers Null erreicht, ist der 7,6 cm (3 inch) entsprechende Spleißradius R. erreicht.

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Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Berechnungseinheit 24', welche die vorerwähnten Berechnungen ausführt.

Eine UND-Schaltung 92 empfängt die Ausgangssignale der Sensoren 22a und 22b, wobei letzterer dieses Ausgangssignal über einen Inverter 94 empfängt. Wenn sich der V/ickeldurchmesser auf der Haspel 10 auf den Radius R. verringert hat, gibt das Ausgangssignal der Schaltung 92 ein Gatter 96 frei, welches Impulse vom Tachometer 26 an einen 6-Bit-Zähler 98 anlegt, welcher über eine ODER-Schaltung 106 mit einem N-Bit Vorwärts-/Rückwärts-Zähler 104 in Kaskadenschaltung angeordnet ist.

Der Ausgang der Schaltung 92 wird außerdem an den Vorwärts-Zählsteuereingang des Zählers 104 angelegt, so daß dieser Zähler vom Radius R. zum Radius R_D hochgezählt wird. Die

A D

Zähler 98 und 104 arbeiten demzufolge als ein einziger Zähler für Vorwärts-Zählung vom Radius R. zum Radius R_R, so daß bei Erreichen der Haspelgröße R_R der Inhalt des Zählers N. _R in Gleichung (6) enthält.

Als zahlenmäßiges Beispiel wird nunmehr angenommen, daß dio Führungsrolle 16 nach Fig. 1 einen Umfang von 45,7 cm (18 inch) hat und daß das Tachometer 26 64 Impulse je Umdrehung liefert; die Vierte für R. und"R_ß sind auf 21,5 cm (8,49 inch) bzw. 15 cm (6 inch) eingestellt. Wenn der Durchmesser C 0,02 cm (0,01 inch) beträgt, würden etwa 282 m (940 Fuß) an Gewebe zwischen dem Radius R. und R_R vorliegen, d.h. Un= 282 m (940 Fuß). Diese Länge würde infetwa 600 Umdrehungen der Führungsrolle 16 ablaufen, so daß beim Radius R_R die Zähler 98 und 104 zusammen einen Zählerinhat von etwa 39000 enthalten würden. Da diese Anordnung um 64 Impulse zurückzählt, wird beim Radius R_R aufgrund des

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Vorliegen des Ausgangssignals vom Sensor 22b das Gatter 96 gesperrt, so daß der Zähler 93 vom System ausgeschlossen wird und effektiv die Zahl in dem Zähler 98, 104 durch 2 bzw. 64 dividiert. Demzufolge entspricht beim Radius R_D dieser Quotient

der Umdrehungszahl der Rolle 16, da die Haspel 10 bzw. deren Umfang vom Radius R. auf den Radius R_n verringert ist, d.h. bei diesem Beispiel etwa 600. Das Ausgangssignal des Sensors 22b schaltet ferner den Zähler 104 in dessen Rückwärts-Zählbetrieb um und gibt das Gatter 108 frei, welches die Impulse des Tachometers 26 an einen voreinstellbaren RückwärtszähleriiO anlegt.

Damit beim Radius R_r mit 7,6 cm (3 inch) das Spleißsignal erzeugt wird, wird der Zähler 110 in der oben erläuterten Weise auf 48 voreingestellt. Jedesmal wenn der Zähler auf Null zurückzahlt, wird er auf 43 zurückgestellt und legt über eine ODER-Schaltung 106 einen Impuls an den Zähler 104 an. Bei Empfang jedes Impulses vom Zähler 110 wird der Zähler 104 um 1 hinsichtlich seines Inhalts verringert, so daß die Zahl im Zähler beim Radius R_R (ungefähr 600) um 64 verringert ist. Wenn der Zählerinhalt dieses Zählers Null erreicht, hat sich die Dicke der Haspel 10 auf 7,6 cm (3 inch) verringert,und der Zähler liefert ein Spleißsignal an den Steuerabschnitt 14 (Fig. 1). Am Beginn jeden Durchlaufs wird der Zähler 104 zurückgestellt, d.h. durch die Vorderkante des Impulses des Sensors 22a.

Wenn ein Gewebe oder Stoff unterschiedlicher Dicke C verarbeitet bzw. abgewickelt wird, wird die im Zähler 110 voreingestellte Zahl 48 nicht verändert, es wird auch nicht die Zahl 64 verändert, da diese beiden Zahlen unabhängig von der Dicke bzw. dem Durchmesser des Gewebes sind. Die Gesamtzählung in den Zählern 98 und

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- 19 -beim Radius R_R ändert sich jedoch umgekehrt zu dieser Dicke C.

Das Verhältnis zwischen der voreingestellten Zahl im Zähler 110 gegenüber dem vorgewählten Spleißradius R- ist nicht linear und wird aus einer geeigneten Wertetabelle erhalten*

Wenn die Radien R. und R_D voreingestellt werden können und

A ο

die gleichen Werte darstellen können, ist nur eine Tabelle erforderlich,* andererseits mußten fUr jede Radien-Voreinstellung unterschiedliche Tabellen vorhanden sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur von einem Gewebedurchmesser

oder einer Gewebedicke unabhängigen Bestimmung des Erreichens eines bestimmten Radius durch eine auf- bzw. abspulende Gewebe-Haspel,

dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der Haspel zwischen einem ersten und zweiten bekannten Radius bestimmt wird, daß die Querschnittsfläche der Haspel zwischen dem zweiten bekannten Radius und dem gewählten Radius bestimmt wird, daß die Länge des Gewebes ermittelt wird, welches auf oder von der Haspel weg bewegt wird und die sich durch die Änderungen der Haspeldicke von einem bekannten zu einem anderen bekannten Radius ergibt,

daß durch diese Bestimmungen bzw. Ermittlungen die Länge des Gewebes zwischen dem zweiten bekannten Radius und dem ausgewählten Radius hergeleitet wird, und

daß ermittelt wird, wann die Länge des Gewebes auf die Haspel auf- oder von der Haspel abgespult ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Ermittlung bzw. Berechnung der QuerschnitssflächefAjder Haspel (10) zwischen dem ersten und zweiten bekannten Haspelradius (R., R_D),

A b

eine Einrichtung (36 bis 48) zur Ermittlung der Querschnittsfläche (Β) der Haspel zwischen dem zweiten bekannten Radius (R_R) und dem gewählten Radius (R~) sowie eine Einrichtung (58) für die Länge des Gewebes, welches sich auf die Haspel zu oder von der Haspel weg bewegt, vorgesehen sind, wobei diese Bewegung

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des Gewebes sich infolge der Haspel-Größenänderungen von dem einen bekannten Radius (R.) auf den anderen bekannten Radius (R_ß) ergibt,

daß eine weitere Einrichtung (52) die Länge des Gewebes zwischen dem zweiten bekannten Radius (R_D) und dem gewählten

Radius (R_r) liefert und daß eine Einrichtung (68) angeordnet ist, die festlegt, wann diese Länge des Gewebes auf die Haspel aufgespult oder von der Haspel abgespult ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Bestimmung Querschnitssfläche^A)einen ersten und zweiten Sensor (22a, b) zur Erfassung des Haspelradius sowie Einrichtungen aufweist, um den ersten bzw. zweiten Sensor neben der Haspel anzuordnen, um festzustellen, wann auf der Haspel der erste, vorbestimmte Radius bzw. der zweite vorbestimmte Radius erreicht werden, wobei der erste und zweite Radius voneinander unterschiedlich sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (22a, 22b) Phototransistoren enthalten.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadur cn gekennzeichnet, daß die Sensoren (22a, 22b) derart angeordnet sind, daß die Länge des Gewebes auf der Haspel zwischen dem ersten und zweiten Radius gleich der Länge des Gewebes auf der Haspel zwischen dem zweiten Radius und dem gewählten Radius ist.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Sensor (22a) zur Erfassung des Erreichens eines ersten, bekannten Radius (R ) durch den Haspelumfang und ein zweiter Sensor (22b) zur Erfassung des Erreichens des zweiten bekannten Radius (R_ß) durch die Haspel bzw. den

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Haspelumfang und eine Einrichtung vorgesehen sind, die auf die Ausgangssignale einen ersten Wert liefert, welcher von der Querschnittsfläche(A) zwischen den beiden bekannten Radien abhängt und daß eine Einrichtung einen zweiten Wert liefert, der von der Querschnittsfläche der Haspel zwischen dem zweiten bekannten Radius (R_d) und dem vorgewählten Radius

abhängt, daß eine Einrichtung einen dritten Wert liefert, der proportional zur Länge des Gewebes ist, das von der Haspel abgezogen bzw. auf die Haspel aufgespult wird, wobei sich die Länge aufgrund der Haspel-Größenänderungen von einem bekannten Radius auf den anderen bekannten Radius ergibt, daß eine Einrichtung (24/ 24') zur Verarbeitung der drei Werte angeordnet ist, um die Länge des Gewebes zwischen dem zweiten bekannten Radius (R_d) und dem vorgewählten Radius (R„) zu berechnen, und

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daß eine Einrichtung vorgesehen ist, um die Länge des Gewebes, welches sich auf die Haspel (1O) zu oder von der Haspel (1O) weg bewegt, zu Überwachen, sobald die Haspelgröße den zweiten, voreingestellten Radius erreicht und daß diese Überwachungseinrichtung ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Überwachte Gewebelänge gleich der vorbestimmten Länge ist.

/.Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite Sensor (22a, 22b) Photodetektoren aufweist, welche neben der Gewebe-Haspel (1O) derart angeordnet sind, daß sie einen Lichtstrahl empfangen, wenn der Haspelumfang den ersten bzw. zweiten bekannten Radius erreicht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Erzeugung des dritten Wertes eine Führungsrolle (16) mit festem Durchmesser enthält, um welche das Gewebe von der Haspel (1O) gefuhrt ist, daß eine Einrichtung (98) zum

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Zählen der Umdrehungszahl der Führungsrolle (Ιό) sowie eine Einrichtung zur Freigabe der Zähleinrichtung, wenn der Haspelradius gleich dem ersten bekannten Radius ist, und eine Einrichtung zum Sperren der Zähleinrichtung, wenn der Haspelradius gleich dem zweiten bekannten Radius (R₀) ist, vorge-

sehen sind, so daß der Inhalt der Zählereinrichtung die Länge des Über die Führungsrolle bewegten Gewebes darstellt, wenn sich die Haspelgröße von dem einen bekannten Radius auf den anderen bekannten Radius verändert hat.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Zählereinrichtung einen Tachometer (26) enthält, der durch die Führungsrolle (16) angetrieben wird, die elektrische Impulse abhängig von der Drehung der Haspel abgibt, und daß die Zähleinrichtung die Impulse des Tachometers bei einer Änderung der Haspelgröße von dem einen bekannten Radius auf den anderen bekannten Radius ändert.

10. Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Sensor zur Bestimmung des Erreichens eines ersten, voreingestellten Radius durch die Haspel, ein zweiter Sensor zur Bestimmung des Erreichens des zweiten voreingestellten Radius durch die Haspel, eine erste auf die Sensoren ansprechende Einrichtung zur Erzeugung eines Wertes, welcher die Querschnittsfläche der Haspel zwischen dem ersten und zweiten voreingestellten Radius darstellt, und eine zweite Einrichtung zur Erzeugung eines zweiten Wertes vorgesehen sind, welcher die Querschnittsfläche der Haspel zwischen dem zweiten voreingestellten Radius und dem gewählten Spleißradius darstellt, daß eine Einrichtung ein dem Verhältnis der zweiten Menge gegenüber der ersten Menge entsprechenden Wert

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empfängt, daß eine dritte Einrichtung einen dritten Wert liefert, welcher die Länge des Gewebes darstellt, die auf die Haspel oder von der Haspel ab-gespult werden muß, wenn sich die Haspelgröße von dem ersten, voreingestellten Radius auf den zweiten, voreingestellten Radius ändert, daß eine Einrichtung das Produkt aus dem Verhältnis und dem dritten Wert empfängt, um einen vierten Wert zu liefern,der die Länge des Gewebes auf der Haspel zwischen dem zweiten, voreingestellten Radius und dem gewählten Spleißradius angibt und daß eine Einrichtung die Länge des auf die Haspel aufgespulten oder von der Haspel abgespulten Gewebes zu Überwachen beginnt, wenn die Haspelgröße den zweiten, voreingestellten Radius eridcht, wobei diese Überwachungseinrichtung ein Spleißsignal erzeugt, wenn der Wert der Überwachten Gewebelänge gleich dem vierten Wert ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurchgekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Verkürzung der vorbestimmten Länge um einen festen Betrag vor dessen Vergleich mit der Überwachten Länge vorgesehen ist, so daß bei Auftreten des Ausgangssignals eine zusätzliche Länge des Gewebes, die gleich dem festen Betrag ist, auf der Haspel verbleibt.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die das Gewebe bzw. den Stoff enthaltende Haspel abgespult wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster bzw. zweiter Sensor zur Bestimmung des Erreichens eines ersten bzw. zwei ten, voreingestellten Radius vorgesehen sind und ein erstes bzw. zweites Ausgangssignal in Abhängigkeit von dem Erreichen des betreffenden Radius liefern, daß eine Einrichtung zur Überwachung der Länge des von der Haspel abgespulten Gewebes und zur Lieferung von Ausgangsimpulsen abhängig von der Überwachung vorgesehen ist, daß ein Zähler vorgesehen ist,

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daß eine Einrichtung Impulse an den Zähler derart anlegt, daß der Zähler seinen Zählelinhalt von einem gewählten Anfangswert mit einer ersten Geschwindigkeit während eines Zeitintervalls zwischen den ersten und zweiten Signalen erhöht, daß eine Einrichtung auf das zweite Signal zum Anlegen der Impulse an den Zähler derart anspricht, daß der Zähler mit einer zweiten, gegenüber der ersten Zählgeschwindigkeit schnelleren Geschwindigkeit seinen Zählerinhalt verringert und daß eine Einrichtung ein drittes Ausgangssignal erzeugt, wenn der Zähler seinen Inhalt auf einen gewählten Wert verringert, der kleiner als der Zählerinhalt am Anfang ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Sensor derart voreingestellt ist, daß er das Erreichen desjenigen Radius durch die Haspel erfaßt, der gleich dem VZ-fachen des zweiten, bekannten Radius ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Zählergeschwindigkeit die erste Zählergeschwindigkeit um einen Wert überschreitet, welcher proportional zur Länge des Gewebes ist, das auf der Haspel verbleibt, wenn sich der Haspelradius auf den vorgewählten Radius verringert hat.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gewebe von Haspel abgespult wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Überwachung der Länge des von der Haspel abgespulten Gewebes und zur Erzeugung von Ausgangsimpulsen abhängig von dem Abspulen vorgesehen ist,

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daß eine Einrichtung die Impulse mit einer ersten Zählgeschwindigkeit zählt, während sich die Haspelgröße von einem ersten auf einen zweiten, voreingestellten Radius verringert, um einen ersten Zählwert zu liefern, daß eine Einrichtung die Impulse mit einer zweiten Zählgeschwindigkeit zählt, die schneller als die erste Zählgeschwindigkeit ist und wobei zu einem Zeitpunkt mit der Zählung begonnen wird, an welchem sich die Haspelgröße auf den zweiten, vorgewählten Radius verringert hat, um einen zweiten Zählwert zu liefern, und daß ein Detektor vorgesehen ist, der ermittelt, wann der zweite Zählwert bzw* Zählerinhalt mit dem ersten Zählerinhalt gleich ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis aus der zweiten und ersten Zählgeschwindigkeit proportional der Länge des Gewebes ist, welches auf der Haspel verbleibt, wenn sich die Haspelgröße auf den gewählten Radius verringert hat.

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