DE3714320C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Fadenspannung in einem Spulautomaten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Fadenspannung in einem Spulautomaten nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrich­ tung zum Durchführen des Verfahrens.

Aus der DE 32 13 631 C2 ist eine Steuereinrichtung für eine Spulstelle eines Spulautomaten bekannt, wobei der von einer Ablaufspule kommende Faden nacheinan­ der eine Schneideinrichtung, einen Dickstellenfänger und eine Fadenverbindungseinrichtung durchläuft, wo­ nach der über eine von einem Motor angetriebene Changierwalze auf eine Auflaufspule aufgewickelt wird. Die Steuereinrichtung dient dem Aus- bzw. Einschalten des Motors bei Fadenverbindungsvorgängen in Verbin­ dung mit der Beseitigung von Dickstellen sowie dem Ausschalten des Motors bei voller Auflaufspule. Weiter­ hin ist eine Einrichtung zum Erfassen der Drehge­ schwindigkeit der Changierwalze vorgesehen, welche die Detektorfunktion des Dickstellenfängers bei Unter­ schreiten einer entsprechenden Fadenlaufgeschwindig­ keit stillegt.

Solange sich auf der Ablaufspule eine Fadenschicht mit ausreichender Dicke befindet, treten im allgemeinen beim Umspulvorgang keine Probleme auf. Gegen Ende des Abwickelvorganges verbleibt eine verhältnismäßig dünne Fadenschicht am unteren Endteil der Ablaufspu­ lenhülse. Da der abgezogene Faden nunmehr diese Hül­ se mit einem verringerten Ablösewinkel umschlingt, wirkt aufgrund des relativ hohen Widerstandes, welcher durch die Reibung des Fadens mit der Hülse der Ablauf­ spule hervorgerufen wird, auf den Faden eine erhöhte Zugkraft. Es kann z. B. eine Fadenaufschiebung und da­ durch ein Fadenbruch auftreten.

Aus dem DE-GM 78 15 652 ist eine Vorrichtung für die Regelung der Aufspulgeschwindigkeit beim Aufwic­ keln des Garns in einer Zwirnmaschine bekannt. Die Auflaufspulen sollen dabei mit einer Geschwindigkeit ro­ tieren, die der gewünschten Funktion und der erforderli­ chen Anzahl von Verzwirnungsdrehungen pro Längen­ einheit des Garnes entspricht.

Aus der DE-OS 29 05 713 ist weiterhin eine Faden­ spulvorrichtung bekannt bei der mehrere Spulstellen gegebenenfalls in Gruppen oder insgesamt von einer einzigen Stelle aus gesteuert werden können. Es wird also die Drehzahl aller Spulspindeln der Spulvorrich­ tung vollständig unter denselben Bedingungen reguliert.

Beim o. g. Stand der Technik wird nirgends auf die beim Abziehen des Fadens von der Ablaufspule gegen Ende des Abspulvorganges sich einstellenden Probleme der Spannungsänderung eingegangen.

Der Erfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Überschreiten eines bestimmten Wertes der gegen das Ende des Abwickelns einer Ablaufspule zunehmen­ den Fadenspannung, bedingt durch die ansteigende Fadenablösespannung, zu vermeiden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2.

Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Ausfüh­ rungsformen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den allgemeinen Aufbau einer Spulstelle in schematischer Darstellung;

Fig. 2 und 3 Fadenspulgeschwindigkeitsdiagramme;

Fig. 4 und 5 weitere Ausführungsbeispiele;

Fig. 6 ein Diagramm, das die Änderung der Fadenab­ lösespannung verdeutlicht; und

Fig. 7 eine Ablaufspule mit einem Fadenrest.

Fig. 1 zeigt ein Beispiel einer Spulstelle U eines Spul­ automaten. Ein von einer Ablaufspule 1 abgezogener Faden Y wird über einen Ballonbrecher 2 sowie einen Fadenspannungsregler 3 geführt, dann mit Hilfe eines Fadenfehlererfassungskopfes, wie z. B. eines Fadenrei­ nigers 4, überprüft und anschließend auf eine Auflaufs­ pule 6 aufgewickelt, die von einer Changierwalze 5 ge­ dreht wird. Die Changierwalze 5 wird hierbei von einem Antriebsmotor 11 angetrieben.

Während des Spulens des Fadens Y wird die sich ändernde Dicke des durch den Fadenreiniger 4 laufen­ den Fadens normalerweise als elektrisches Signal 7 ei­ nem Reinigungssteuergerät 8 zugeführt und in diesem mit einem Bezugswert verglichen.

Falls die Fadendicke außerhalb eines zulässigen Be­ reichs liegt, liefert das Reinigungssteuergerät 8 ein Be­ fehlssignal 10 an eine Messerantriebseinrichtung 9 und einen Haltebefehl 28 zum Antriebsmotor 11 der Chan­ gierwalze 5.

Daraufhin wird vom Steuergerät 8 ein Befehlssignal 13 zum Einleiten eines Fadenverbindevorganges einer Fadenverbindungseinrichtung 12 abgegeben.

Eine Impulserzeugungseinrichtung 14 umfaßt einen an einer Endfläche der Changierwalze 5 angeordneten Magneten sowie einen benachbarten Sensor und liefert ein Impulssignal 17 für die Berechnung der Länge des auf die Auflaufspule 6 gewickelten Fadens aus der Drehfrequenz der Changierwalze 5. Das Impulssignal 17 wird auch zur Berechnung der Fadenspulgeschwindig­ keit während des Spulvorganges herangezogen.

Die Drehgeschwindigkeit des Motors 11 wird mit Hil­ fe eines für jede Spulstelle U vorgesehenen Inverters 18 von einer zentralen Steuereinheit 21 über Leitungen 22, 23 gesteuert.

Die Fadenspulgeschwindigkeit wird im einzelnen ent­ sprechend der Änderung der Fadenablösespannung H, h gesteuert, wie dies in Fig. 6 verdeutlicht ist. Wird ein Faden von einer in Fig. 7 gezeigten Ablaufspule 1 abge­ zogen und dann auf eine Auflaufspule 6 aufgewickelt, so bleibt die Fadenablösespannung auf einem im wesentli­ chen konstanten Wert H für ein bestimmtes Zeitinter­ vall T1 ab Beginn des Abspulens des Fadens von der vollbewickelten Ablaufspule 1. Mit der Zeit wird die Stärke der Fadenschicht allmählich geringer. Wenn eine in Fig. 7 dargestellte Restfadenschichtstärke bzw. Rest­ fadenmenge Y1 erreicht ist, nimmt die Fadenablöse­ spannung H rasch und progressiv innerhalb eines Zeit­ intervalls t3 zu, wie dies durch den Kurvenverlauf H1 in Fig. 6 gezeigt ist. Es ist zu bemerken, daß bei einer geringeren Fadenspulgeschwindigkeit die Fadenablöse­ spannung h im Zeitintervall t3 auch niedrigere Werte aufweist, wie dies durch den Kurvenverlauf h1 darge­ stellt ist.

Bei Erreichen der Restfadenmenge Y1 wird die Fa­ denspulgeschwindigkeit abgesenkt, um einen möglichen Fadenbruch infolge der Zunahme der Fadenablösespan­ nung zu verhindern. Stellt eine Steuereinrichtung 19 (Fig. 1) fest, daß ein spezielles vorbestimmtes Zeitinter­ vall T1, das aus der Gesamtmenge des Fadens auf der Spule und der Fadenspulgeschwindigkeit berechnet wird, nach der Zufuhr der Spule zur Spulstelle verstri­ chen ist, so gibt diese einen Verzögerungsbefehl an den Inverter 18 ab, um die Fadenspulgeschwindigkeit an der Spulstelle zu senken.

Im einzelnen wird hierbei davon ausgegangen, daß die Zeit, die zum Abwickeln eines Fadens von einer vollbewickelten, in Fig. 7 anhand der strichlierten Linie Y2 dargestellten Ablaufspule ohne Fadenbruch erfor­ derlich ist, durch den Zeitabschnitt T wiedergegeben wird, wobei in Fig. 2 die Anstiegszeit nach Starten eines solchen Spulvorganges durch die Zeit t1, die Spulzeit mit einer normalen festgelegten Geschwindigkeit durch die Zeit t2 und die Zeit, innerhalb der die Fadenspan­ nung variiert, durch die Zeit t3 dargestellt sind. Somit berechnet die Steuereinrichtung 19 ein Zeitintervall T1 ab dem Zeitpunkt, zu dem die Spule anstelle einer ande­ ren in der Spulstelle U in Stellung gebracht wurde, und gibt nach Ablauf des Zeitintervalls T1 ein Verzöge­ rungs-Steuersignal 20 ab.

Es ist zu bemerken, daß als Berechnungsmethode für das oben erwähnte Zeitintervall T1 wahlweise ein Ver­ fahren, bei dem ein in der Steuereinrichtung 19 enthal­ tendes Arbeitsprogramm benutzt wird, oder ein anderes Verfahren, bei dem die Anzahl der von der Drehung der Changierwalze 5 abhängigen Impulse 17 in eine Zeit umgewandelt wird, oder irgend ein anderes geeignetes Verfahren Anwendung finden kann.

Fig. 3 erläutert das Festlegen eines Zeitpunktes K, zu dem ein Verzögerungsbefehl dem Inverter 18 zugeführt werden soll, falls ein Fadenbruch während des Spulvor­ ganges auftritt. Wenn nach Ablauf einer Zeit T2, die sich aus der Anlaufzeit t1 und der Laufzeit t21 zusammen­ setzt, nach Beginn des Spulens ein Fadenbruch auftritt und anschließend ein Zeitintervall tS zum Spleißen des Fadens benötigt wird, so ist die Zeit, die dem in Fig. 2 gezeigten Zeitintervall T1 entspricht, d. h. die Zeit, wäh­ rend welcher der Faden tatsächlich vor Ausgabe des Verzögerungsbefehls aufgespult wird, gleich T2 + T3. Somit wird entsprechend der Fig. 3 ein Verzögerungssi­ gnal an den Inverter 18 nach Ablauf des Zeitintervalls T3 = T1 - T2 nach Wiederbeginn des Spulvorganges ab­ gegeben und die Fadenspulgeschwindigkeit wird vor Zunahme der Fadenablösespannung an der Ablaufspule 1 gesenkt, wobei T3 wiederum die Summe der Anlauf­ zeit t1 und der Laufzeit t22 ist.

In Fig. 4 ist eine Einrichtung zur Ermittlung des in den Fig. 2 und 3 dargestellten Zeitpunktes K dar­ gestellt, von wo an die Fadenablösespannung steigt und die Fadenspulgeschwindigkeit durch einen Verzöge­ rungsbefehl gesenkt werden soll. Gibt bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung der Fadenreiniger 4 ein Alarmsi­ gnal 24 in Erwiderung auf eine Aufschiebung ab, die bei einer Ablaufspule 1 auftreten kann, auf der die Stärke der Fadenschicht bereits klein ist, gibt die Steuereinrich­ tung 19 dem Inverter 18 einen Verzögerungsbefehl, um die Fadenlaufgeschwindigkeit in ähnlicher Weise wie im Verzögerungsbereich t3 der Fig. 2 zu steuern. Anderer­ seits kann auch ein Torsensor für den Fadenspannungs­ regler 3 verwendet werden, so daß, falls ein Fadenklum­ pen beim Auftreten einer Aufschiebung den Torsensor aufstößt, eine Erfassungseinrichtung ein derartiges Ver­ halten des Sensors erfassen und ein Aufschiebesignal 25 der Steuereinrichtung 19 zuführen kann, die dann einen Verzögerungsbefehl an den Inverter 18 abgibt.

Fig. 5 verdeutlicht eine Einrichtung zum direkten Er­ fassen der Ver­ ringerung der Stärke der Fadenschicht. Ein Fotosensor 26 ist auf den Bereich, in dem eine Aufschiebung als Folge einer Verringerung der Fa­ denschichtstärke auftreten kann, gerichtet, um einen Zeitpunkt K, ab dem die Fadenablösespannung schnell anzusteigen beginnt, zu erfassen, und zwar aufgrund des Unterschieds zwischen dem von der Restfadenmenge Y1 und von der Oberfläche der Hülse B reflektierten Lichts. Ermittelt der Fotosensor 26 eine Verringerung der Stärke der Fadenschicht, so wird daraufhin ein Si­ gnal 27 zur Steuereinrichtung 19 gesandt, so daß diese ein Verzögerungs-Befehlssignal 20 an den Inverter 18 abgibt.

Der Betrag der Verringerung der Fadenspulgesch­ windigkeit kann in Abhängigkeit vom Typ des Fadens variieren. Obwohl die durchschnittliche Fadenspulge­ schwindigkeit während des Zeitintervalls t3 in den Fig. 2 und 3 niedriger als die Fadenspulgeschwindigkeit wäh­ rend der normalen Laufzeit t2 ist, entspricht das Zeitin­ tervall t3 höchstens 10% der gesamten Zeit T.

Mit der Verringerung der Fadenspulgeschwindigkeit kann auch der Bezugswert geändert werden, durch den die Länge einer Fadenverdickung entsprechend dem Si­ gnal vom Fadenreiniger 4 ermittelt wird.

Es ist zu bemerken, daß eine derartige Fadenge­ schwindigkeitssteuerung für eine bestimmte Ablaufspu­ le durchgeführt wird, und daß jedesmal, wenn eine neue Ablaufspule der Spulposition zugeführt wird, die Faden­ spulgeschwindigkeit natürlich auf den anfänglichen, voreingestellten Wert V zurückgesetzt wird.

Wie aus dem Vorstehenden ersichtlich, kann die Drehgeschwindigkeit eines Changierwalzen-Antriebs­ motors für jede Spulstelle eines Spulautomaten entspre­ chend den Gegebenheiten der jeweiligen Spulstelle ge­ ändert werden, wodurch ein unproduktiver Betrieb der Spulstelle verhindert werden kann, was die Arbeitspro­ duktivität des Spulautomaten verbessert und eine Pro­ duktion von hochqualitativen Auflaufspulen auf dem Spulautomaten sicherstellt. Die Erfindung eignet sich insbesondere für Spulautomaten, die mit einer hohen Geschwindigkeit betrieben werden.

Claims (6)

1. Verfahren zum Steuern der Fadenspannung in einem Spulautomaten mit wenigstens einer Spulstelle, in der ein von einer Ablaufspule abgezogener Faden auf eine von einer Changierwalze gedrehten Auflaufspule umgespult wird, wobei die Changierwalze von einem mittels einer Steuereinrichtung gesteuerten Motor angetrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß nach Auftreten einer Erhöhung der Fadenablösespannung während des Umspul­ vorganges einer Ablaufspule eine Absenkung der Fadenspulgeschwindigkeit zur Kompensation der dann ansteigenden Fadenspannung bis zur Beendigung des Umspulvorganges der in der Spulstelle gerade befindlichen Ablaufspule vorge­ nommen wird, und daß der Zeitpunkt des Absenkens der Fadenspulgeschwindig­ keit durch eine sensorisch erfaßbare Aufschiebung des Fadens bestimmt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (19) beim Umspulen einer der Spulstelle (U) zugeführten Ablaufspule (1) in Abhängigkeit einer Erhöhung der Fadenlösespannung ein Verzögerungssteuersignal (20) zum Absenken der Fadenspulgeschwindigkeit an den Antriebsmotor (11) abgibt, und daß im Fadenlaufweg ein Sensor (3 oder 4) vorgesehen ist, der nach Erfassen einer Aufschiebung ein Signal an die Steuereinrichtung (19) zur Abgabe des Verzögerungssteuersignales (20) an den Antriebsmotor (11) abgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3 oder 4) durch eine Fadenreinigungseinrichtung gebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (3 oder 4) durch eine Fadenspannungsregeleinrichtung mit einem Torsensor gebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zentrale Steuereinheit (21) für alle Spulstellen (U) oder eine Gruppe von Spulstellen (U) vorgesehen ist, die an die einzelnen Spulstellen (U) eine Grundfadenlaufgeschwindigkeit ausgibt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (11) über einen Inverter (18) mit der zentralen Steuereinheit (21) und mit der Steuereinrichtung (19) verbunden ist.