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Verfahren und Vorrichtung zum Schären eines Schärbandes
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auf einer Konusschärmaschine.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schären
eines Schärbandes auf einer Konusschärmaschine, die einen parallel zur Schärtrommelachse
verfahrbaren Schärsupport aufweist.
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Es ist bekannt, bei Konusschärmaschinen den Supportvorschub nach dem
vorgegebenen Konuswinkel zu steuern. Wenn dabei der Schärsupport beziehungsweise
das mit dem Schärsupport verbundene Schärblatt, das die Fadenschar leitet, genau
geführt werden soll, muß die Auftragshöhe des Garns bekannt sein.
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Eine exakte Vorabbestimmung der jeweiligen Auftragshöhe einer Garnsorte
ist nicht möglich. Deshalb ist die Berechnung des Supportvorschubs vor dem Schärprozeß
ungenau. Während des Schärens ist meist eine Korrektur von Hand notwendig.
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Diese Korrektur ist von der Erfahrung des Schärpersonals abhängig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schärprozeß zwangsläufig
und selbsttätig so zu steuern, daß er vom Geschick und der Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals
unabhängig wird.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen
Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben. Eine neue Vorrichtung
zum Durchführen des Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 5 gekennzeichnet.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den weiteren Unteransprüchen 6 und 7 beschrieben.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß der Schärvorgang völlig selbsttätig abläuft und die bisher recht ungenaue manuelle
Auftragshöhenbestimmung, die nachfolgende manuelle Berechnung des Supportvorschubs
und die bisher meist erforderlichen Nachkorrekturen entfallen.
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Außerdem wird die Bestimmung der AuStragshöhe von Schwierigkeiten
befreit, die sich aus einer unrunden Schärtrommel, aus Vibrationen während des Schärens
und aus unrundem, welligem, riefigem Wickelaufbau ergeben.
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Statt einer direkten Wickelabtastung wird jetzt das Anwachsen des
Radius r der auf der Schärtrommel befindlichen Wicklung - gleichbedeutend mit dem
FadenauStrag - aus der fortlaufenden Messung der Rotation der Schärtrommel und des
Fadenlaufs ermittelt. Wird zum Beispiel der Drehwinkel Y der Schärtrommel und die
auflaufende Schärbandlänge 1 gemessen, so ergibt sich der Radius r der auf der Schärtrommel
befindlichen Wicklung nach der Formel
Der Supportvorschub ergibt sich dann nach der Formel
Bei der fortlaufenden Messung kann es sich um eine stetige, aber auch alternativ
um eine unstetige Messung handeln. Wichtig ist, daß fortlaufend gemessen wird. Da
bei jeder Schärtrommelumdrehung ein maximaler Fadenauftrag von etwa Fadenstärke
entsteht, ist es im allgemeinen ausreichend, die Meßzeitpunkte etwa nach dem Takt
der Trommelumdrehungen aufeinander folgen zu lassen. Dies soll aber keine das Patentbegehren
einschränkende Vorschrift, sondern lediglich eine beipielhafte
Angabe
sein.
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Alternativ kann zum Beispiel auch die Winkelgeschwindigkeit y der
Schärtrommel und die Schärbandgeschwindigkeit v laufend gemessen werden. Aus diesen
Meßergebnissen kann dann auf den Radius r geschlossen werden nach der Formel
Der Supportvorschub errechnet sich wie beim ersten Beispiel nach der Formel
Der Ausdruck 0£ steht für den Konuswinkel.
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In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Anhand dieser Ausführungsbeispiele wird die Erfindung noch näher beschrieben und
erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine Ansicht von oben auf eine Konusschärmaschine.
Zugleich ist das Schaltschema der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
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Fig. 2 zeigt Einzelheiten der Schärtrommel.
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Fig. 3 zeigt schematisch eine teilweise Seitenansicht der Konusschärmaschine
nach Fig. 1.
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Fig. 4 zeigt in der Ansicht von oben schematisch eine alternative
Ausführung der Konusschärmaschine.
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Fig. 1 zeigt von der insgesamt mit 1 bezeichneten Konusschärmaschine
eine Schärtrommel 2, die zylindrisch ausgebildet ist und an einem Ende einen Schärkonus
3 aufweist.
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Vor der Schärtrommel 2 befindet sich ein Schärsupport 4, der mit einer
Vorschubvorrichtung 5 versehen ist. Die Vorschubvorrichtung 5 besitzt einen Antriebsmotor
6 und ein
nachgeschaltetes übersetzungsgetriebe 7, das eine Spindel
8 antreibt. Die Spindel 8 greift in eine hier nicht dargestellte, mit dem Schärsupport
4 verbundene Spindelmutter ein. Am hinteren Ende ist die Spindel 8 in einem Lager
9 gelagert.
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Der Schärsupport 4 trägt eine Meßwalze 10, die gemäß Fig. 3 von der
aufzuwickelnden Fadenschar 11 über einen Teil ihres Umfangs umschlungen ist. Der
Schärsupport 4 trägt außerdem einen Streichriegel 12, der ebenfalls über einen Teil
seines Umfangs von der Fadenschar 11 umschlungen ist. An der Fadenzulaufseite befindet
sich am Schärsupport 4 ein kammartig gestaltetes Schärblatt 13.
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Der Schärtrommel 2 ist eine Drehwinkelmeßvorrichtung 14 zugeordnet.
Sie besteht aus einem Impulsgeber 15 und einem Impulsaufnehmer 16. Dem Schärsupport
4 ist eine Schärbandlängenmeßvorrichtung 17 zugeordnet, die mit der Meßwalze 10
verbunden ist. Die Meßwalze 10 ist in Längeneinheiten der zulaufenden Fadenschar
beziehungsweise des zulaufenden Schärbandes geeicht. Der Impulsaufnehmer 16 ist
über eine Leitung 18 und die Schärbandlängenmeßvorrichtung 17 über eine Leitung
19 an einen Rechner 20 angeschlossen. Der Rechner 20 besitzt eine Wirkverbindung
21 zur Vorschubvorrichtung 5.
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Bei dem Rechner 20 soll es sich bei dem vorliegendem Ausführungsbeispiel
um einen programmierbaren Mikroprozessor handeln. Er ist in der Lage1 nach Programm
einfache Rechenoperationen durchzufüüren, Meßdaten zu verarbeiten und Steuerbefehle
auszugeben.
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Die Drehwinkelmeßvorrichtung 14 mißt je nach Betrachtungsweise den
Drehwinkel P (Fig. 3) der Schärtrommel 2 pro Zeiteinheit beziehungsweise den Zeitabschnitt
pro Drehwinkel. Da der
Impulsaufnehmer 16 bei jeder Umdrehung der
Schärtrommel 2 einen Impuls aufnimmt und weiterleitet, handelt es sich bei der Drehwinkelmeßvorrichtung
14 um eine Meßvorrichtung, die den Drehwinkel zur rad pro variabler durch die Drehzahl
der Schärtrommel 2 bestimmter Zeiteinheit mißt. Die vom Impulsaufnehmer 16 aufgenommenen
und über die Leitung 18 weitergeleiteten Impulse dienen zugleich als Taktsignale
für die Schärbandlängenmeßvorrichtung 17. Die Schärbandlängenmeßvorrichtung 17 ermittelt
die jeweils zum Drehwinkel (Fig. 3) gehörende Schärbandlänge 1. Der Rechner 20 ermittelt
nun nach der Formel
den Radius und durch Vergleich mit dem zuvor ermittelten Radius die Auftragszunahme
beziehungsweise Radienzunahme itr.
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Da der Konuswinkel aG feststeht, ist auch tgcS eine Konstante. Der
Rechner 20 errechnet nun den gemäß Fig. 2 zu- Ar gehörenden Supportvorschub s, der
das Anwachsen der Wicklung 22 exakt berücksichtigen soll, nach der Formel
Über die Wirkverbindung 21 kann der Rechner 20 nun einen dem errechneten Supportvorschub
entsprechenden Steuerbefehl an die Vorschubvorrichtung 5 geben. Das kann zum Beispiel
durch eine dem Supportvorschub proportionale Impulskette geschehen, die den zum
Beispiel als Schrittmotor ausgebildeten Antriebsmotor 6 ansteuert. Dementsprechend
wird die Spindel 8 gedreht und der Schärsupport 4 in Richtung des Pfeils 23 weiterbewegt.
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Bei dem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Fig. 4
ist an die Welle 26 der Schärtrommel 2 eine Winkelgeschwindigkeitsmeßvorrichtung
24 angeschlossen. Die Winkelgeschwindigkeitsmeßvorrichtung 24 ist durch eine Leitung
27 mit dem Rechner 20 verbunden. Der Schärsupport 4 besitzt eine
Schärbandgeschwindigkeitsmeßvorrichtung
25, die durch eine Leitung 28 ebenfalls mit dem Rechner 20 verbunden ist. Die Schärbandgeschwindigkeitsmeßvorrichtung
25 ist ihrerseits mit der Meßwalze 10 verbunden. Im übrigen ist die hier inE-gesamt
mit la bezeichnete Konusschärmaschine genauso ausgebildet wie die Konusschärmaschine
nach Fig. 1.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel wird laufend die Schärbandgeschwindigkeit
v gemessen und das Meßergebnis an den Rechner 20 weitergeleitet. Zugleich wird laufend
die Winkelgeschwindigkeit der Schärtrommel 2 gemessen und das Meßergebnis ebenfalls
an den Rechner 20 weitergeleitet. Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel errechnet
der Rechner 20 hier den Radius nach der Formel
Im übrigen arbeitet der Rechner 20 hier wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel,
wobei zu bemerken ist, daß die Meßwertaufnahme vorteilhaft stetig sein kann, damit
auch die Möglichkeit gegeben ist, einen stetigen Supportvorschub zu bewirken.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt.
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Der Begriff "Rechner" soll zum Beispiel alle für die erwähnten Verknüpfungen,
Berechnungen, Meßdatenerfassungen und die Steuerbefehlsausgabe geeigneten Vorrichtungen
elektrischer und mechanischer Art mit einschließen. Die Formeln und Rechenvorschriften
wurden nur beispielsweise erwähnt.
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Der Rechner kann einen Speicher für den Supportvorschub oder den Mittelwert
des Supportvorschubs je Schärtrommelumdrehung enthalten. Der Speicherinhalt kann
jeweils beim Schären von
Folgebändern abgerufen werden, damit jedes
Folgeband nach den beim Schären des ersten Bandes gewonnenen Daten geschieht und
die Wicklung dadurch einen homogeneren Aufbau erhält.
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Alternativ kann aus den Meßergebnissen, also entweder aus der auf
den Drehwinkel der Schärtrommel bezogenen auflaufenden Schärbandlänge oder aus der
auf die Winkelgeschwindigkeit der Schärtrommel bezogenen Schärbandgeschwindigkeit,
auf den Mittelwert des Fadenauftrags - gleichbedeutend mit dem Mittelwert der Wicklungszunahme
- geschlossen werden. Demgemäß kann dann unter Berücksichtigung des Konuswinkels
ein gemittelter Wert des Supportvorschubs automatisch errechnet werden.
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Die Mittelwertbildung kann ständig über kürzere oder längere Zeitabschnitte
oder kürzere oder längere Abschnitte der auflaufenden Fadenlänge, pro Trommelumdrehung
oder über mehrere Trommelumdrehungen erfolgen. Auch eine laufende Korrektur bereits
durchgeführter Mittelwertbildungen kann erfolgen, zum Beispiel dadurch, daß die
Meßwerte laufend addiert werden und die addierten Meßwerte dann als Grundlage für
eine neue Mittelwertbildung dienen. Hierdurch wird eine Vergleichmäßigung des Supportvorschubs
und ein.gleichmäßigerer Wicklungsaufbau erzielt.
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