DE4444234A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Dämpfen von Schwingungen der Bremsteller eines Fadenspanners - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen, in welche mindestens ein Bremsteller eines Fadenspanners versetzt wird, der aus zwei sich gegenüberliegenden Bremstellern besteht und von denen mindestens einer axial verschiebbar angeordnet ist, wenn ein Faden mit außergewöhnlichen Dickstellen-Fehlern zwischen den Bremstellern hindurchgezogen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei Spulmaschinen mit Spulgeschwindigkeiten, die derzeit weit über 1000 m/min liegen und bei bestimmten Garnen bis auf 2000 m/min gesteigert werden können, verursachen außergewöhnlich dicke Garnfehler, beispielsweise Verknotungen, Nissen und vom Faden mitgerissene Flusen, Störungen im Fadenlauf. Diese Störungen wirken sich insbesondere bei Fadenspannern aus, die aus zwei sich gegenüberliegenden Bremstellern bestehen, von denen mindestens einer in axialer Richtung gegenüber dem anderen Bremsteller verschiebbar angeordnet ist und wobei der mindestens eine verschiebbar angeordnete Bremsteller mit Kraftwirkung gegen den gegenüberliegenden Bremsteller gedrückt wird.

Werden oben genannte Garnfehler mit hoher Geschwindigkeit zwischen den Bremstellern des Fadenspanners hindurchgezogen, werden diese schlagartig auseinandergedrückt. Die beiden Bremsteller verlieren kurzzeitig den Kontakt miteinander und der Faden, auf den eine Bremskraft aufgebracht werden soll, um eine gewisse Fadenspannung zu erzeugen, schießt ungebremst zwischen den Bremstellern hindurch. Auf den Faden wirkt nur noch die Ballonspannung. Fadenspannungssensoren, die am Faden anliegen und beispielsweise über die registrierte Fadenspannung die Andruckkraft der Bremsteller regeln sollen, können aufgrund fehlender Fadenspannung Fehlregelungen durchführen.

Weitere Störungen treten dann auf, wenn aufgrund der auf die Bremsteller einwirkenden Rückstellkraft die Bremsteller mit hoher Geschwindigkeit aufeinandertreffen und es aufgrund des elastischen Stoßes bei hoher kinetischer Energie der aufeinandertreffenden Bremsteller zu Schwingungen und damit zum erneuten Abheben des mindestens einen Bremstellers von dem anderen Bremsteller kommt. Dieses Schwingen oder Flattern der Bremsteller mit stets wiederkehrenden Unterbrechungen der auf den Faden einwirkenden Bremskraft kann zu erheblichen Störungen des Wickelbetriebs führen. Entweder führen die mehrfachen Schläge auf den Faden zum Fadenbruch oder aber es schießen unkontrolliert Fadenschlaufen durch den Fadenspanner hindurch in Richtung auf die Auflaufspule und führen dort zu Wickelfehlern.

Zwar ist es beispielsweise aus der DE 41 29 803 A1 bekannt, die Fadenzugkraftschwankungen eines zu spulenden Fadens zu messen und danach die Andruckkraft der Bremsteller eines Fadenspanners zu regeln. Diese bekannte Einrichtung ist aber nicht in der Lage, die beschriebenen Fehler beim Umspulen des Garnes zu vermeiden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, bekannte Fadenspanner so zu verbessern, daß oben genannte Störungen weitestgehend vermieden werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren mit Hilfe der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt mit dem im Anspruch 6 beanspruchten erfindungsgemäßen Fadenspanner.

Wenn bei einem Fadenspanner die Bremsteller durch einen außergewöhnlich dicken Fadenfehler, beispielsweise eine Nisse, eine Schlaufe oder einen Knoten, ruckartig auseinandergedrückt werden und der mindestens eine, in axialer Richtung verschiebbare Bremsteller stark beschleunigt wird, wird erfindungsgemäß die Beschleunigung des Bremstellers ermittelt. Sind beide Bremsteller verschiebbar gelagert und werden voneinander wegbewegt, wird von jedem der Bremsteller die Beschleunigung ermittelt. Erfindungsgemäß wird nun verhindert, daß die Bremsteller aufgrund von Garnfehlern in Schwingungen geraten oder flattern. Sobald eine Beschleunigung des Bremstellers oder der Bremsteller auftritt, wird eine Kraft auf den oder die Bremsteller aufgebracht, die proportional der Beschleunigung ist. Aufgrund der Gesetzmäßigkeit Kraft gleich Masse mal Beschleunigung muß die auf die Bremsteller wirkende Kraft mit zunehmender Beschleunigung proportional gesteigert werden, um ein Abheben des Bremstellers/der Bremsteller zu verhindern. Die Masse der Bremsteller ist eine Konstante. Ein sich durch einen außergewöhnlichen Garnfehler in Bewegung setzender Bremsteller wird also sofort abgebremst. Die Bremskraft, die auf den Faden zur Aufbringung der gewünschten Fadenspannung wirken soll, kann sofort wieder voll wirksam werden, wenn keine Beschleunigung mehr auftritt. Die Bremsteller werden wieder zur Anlage an den Faden gebracht.

Die auf die Bremsteller wirkende Kraft wird in einer Ausgestaltung der Erfindung mittels eines Magnetsystems erzeugt. Pneumatische oder hydraulische Systeme sind ebenfalls möglich. Ein Magnetsystem weist einen kompakten Aufbau auf und benötigt keine Anschlüsse an eine Versorgung mit einem Druckmedium. Dadurch wird vorteilhaft Platz gespart.

Der mindestens eine verschiebbare Bremsteller ist mit einer Tauchspule ausgestattet, die in eine konzentrische Ringspule eintaucht. Mittels einer Regeleinrichtung kann der Tauchspulenstrom und damit die auf den Bremsteller wirkende Kraft geregelt werden. Möglich ist auch ein Magnetsystem, in dem der die Tauchspule umgebende Magnet ein Permanentmagnet ist. Denkbar ist auch die Ausstattung des Bremstellers mit einem Permanentmagneten, der in eine Ringspule eintaucht, deren Spulenstrom zum Aufbau eines Magnetfeldes regelbar ist. Ist bereits ein Magnetsystem vorhanden, mit dem die auf die Bremsteller aufzubringende Bremskraft erzeugt wird, kann dieses genutzt werden. Es ist nur ein weiterer Regelkreis erforderlich, mit dem die Beschleunigung des oder der Bremsteller überwacht wird.

Zur Ermittlung der Beschleunigung des oder der Bremsteller können Beschleunigungsaufnehmer eingesetzt werden. Möglich ist aber auch die Auswertung der Spannung, die durch die Tauchspule oder den am Bremsteller angeordneten Permanentmagneten in dem Magnetsystem induziert wird. Eine Überwachung der Beschleunigung des oder der Bremsteller, die eigens dafür geeignete Sensoren erfordert, ist durch das zuletzt genannte Auswertesystem nicht erforderlich.

Anhand einer Prinzipschaltung wird die Erfindung näher erläutert.

Die Abbildung zeigt nur die zum Verständnis der Erfindung beitragenden Merkmale. Ein Fadenspanner 1 besteht aus zwei Bremstellern 2 und 3, die sich mit ihren Stirnflächen 2a beziehungsweise 3a gegenüberliegen. Die Lagerung des Bremstellers 3, dessen Achse 4 angedeutet ist, ist hier nicht näher dargestellt. Dieser Bremsteller kann entweder selbst durch ein hier nicht dargestelltes Andrücksystem an den Bremsteller 2 zur Anlage gebracht werden. Es ist auch möglich, daß dieser Bremsteller drehbar gelagert ist. Ausführungsbeispiele zur Lagerung von Bremstellern sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise aus der DE 29 30 641 C2 oder der DE 29 54 571 C2. Aus der DE 41 29 803 A1 ist ein Fadenspanner bekannt, bei dem eine magnetische Kopplung zwischen den beiden Bremstellern besteht, so daß der angetriebene Bremsteller den ihm gegenüberliegenden Bremsteller mittels eines Magnetsystems anzieht und durch Magnetkraft seine Drehbewegung auf den anderen Bremsteller überträgt.

Ein System, mit dem die für die Aufbringung der Fadenspannung erforderliche Kraft auf die Bremsteller aufgebracht wird, ist hier nicht näher erläutert, da es ebenfalls aus den oben genannten Schriften bekannt ist.

Mit dem Bremsteller 2 ist eine Achse 5 verbunden, die durch ein Magnetsystem 6 geführt ist. Dieses besteht aus einem Ringmagnet 7 mit Tauchspule. Der Ringmagnet 7 kann ein Elektromagnet oder ein Permanentmagnet sein. Die Magnetjoche bilden einen dosenförmigen Körper 8. In den Innenraum 8a dieser Joche 8 taucht die an dem Bremsteller 2 angeordnete Tauchspule 9. Die Achse 5 des Bremstellers 2 ragt durch den Boden 8b der dosenförmigen Joche 8. Sie reicht mit ihrem Ende 5a in einen Sensor 10, mit dem die Beschleunigung des Bremstellers 2 ermittelt wird. Beschleunigungssensoren sind, da handelsüblich, aus dem Stand der Technik bekannt. Möglich ist aber beispielsweise auch die Überwachung der Beschleunigung des Bremstellers mittels eines auf Helligkeitsschwankungen reagierenden Sensors. Dabei kann die Zunahme der Verschattung pro Zeiteinheit ein Maß für die Beschleunigung des Bremstellers sein.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ein Faden 11 in Pfeilrichtung 12 durch die beiden Bremsteller 2 und 3 hindurchgezogen. Das Ausführungsbeispiel zeigt den Moment, in dem ein Fadenfehler 13, eine außergewöhnliche Dickstelle, zwischen den Bremstellern 2 und 3 hindurchgezogen wird. Die plötzlich auftretende Dickstelle drängt mit großer Beschleunigung den mindestens einen verschiebbaren Bremsteller 2 von dem Bremsteller 3 in Pfeilrichtung 14 weg. Dabei bewegt sich das Ende 5a der Achse 5 des Bremstellers 2 innerhalb des Sensors 10. In dem Lichtsensor wird die innerhalb einer Zeiteinheit auftretende Verschattung ermittelt. Das Beschleunigungssignal wird über die Signalleitung 10a einer Regeleinrichtung 15 zugeführt. Dem Regler 15 kann ein Beschleunigungsgrenzwert 16 vorgegeben werden, bei dessen Überschreiten eine Dämpfung der eventuell auftretenden Schwingungen des Bremstellers beim Hindurchziehen eines außergewöhnlichen Fadenfehlers eingeleitet werden soll. Das Reglersignal wird über die Signalleitung 17 einem Verstärker 18 aufgegeben. Über eine Steuerleitung 19 wird das Verstärkersignal zur Tauchspule 9 geleitet, um durch einen entsprechenden Stromfluß eine magnetische Kraft zu erzeugen, die der Beschleunigung proportional ist, die der Bremsteller 2 erfährt. Diese Kraft ist der Bewegungsrichtung 14 des Bremstellers 2 entgegengerichtet. Sie wird durch den Pfeil 20 symbolisiert.

Sobald die Beschleunigung auf Null abgesunken ist, wirkt die für die Aufbringung der Fadenspannung erforderliche Bremskraft wieder voll auf die Bremsteller. Dadurch wird der Bremsteller 2 wieder in seine ursprüngliche Lage zurück an den Faden 11 gedrückt. Wird der Bremsteller dabei aber zu stark beschleunigt, kann es zu einem Aufschlag des Bremstellers auf den anderen Bremsteller kommen, der zu einem erneuten Abheben führt. In diesem Fall greift die Dämpfung sofort erneut ein.

Durch das Aufbringen einer der Beschleunigung des Bremstellers proportionalen und der Bewegungsrichtung des Bremstellers entgegengerichteten Kraft werden die sich negativ auf die Garnqualität auswirkenden Schwingungen der Bremsteller vorteilhaft verhindert.

Zur Aufbringung der für die Fadenspannung erforderlichen Bremskraft kann auch das in der Abbildung gezeigte Magnetsystem verwendet werden, wenn ein weiterer Regelkreis vorgesehen wird, der zunächst die Fadenspannung feststellt und dann mittels der Fadenspannung die Andrückkraft der Bremsteller regelt. Dazu sind Sensoren erforderlich, die die Fadenspannung erfassen können. Sensoren, die dazu in der Lage sind und auch der für die Feststellung der Fadenspannung erforderliche Regelkreis ist beispielsweise aus der DE 41 29 803 A1 bekannt. In einem in Fig. 2 der letztgenannten Schrift dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Kopplung zwischen Spannungssensor und Fadenspanner als Prinzipsskizze dargestellt.

Claims (7)

1. Verfahren zum Dämpfen von Schwingungen, in welche mindestens ein Bremsteller eines Fadenspanners versetzt wird, der aus zwei sich gegenüberliegenden Bremstellern besteht und von denen mindestens einer axial verschiebbar angeordnet ist, wenn ein Faden mit außergewöhnlichen Dickstellen-Fehlern zwischen den Bremstellern hindurchgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung des mindestens einen verschiebbaren Bremstellers während der axialen Verschiebung vom Faden weg ermittelt wird und daß eine der Beschleunigung proportionale Kraft auf diesen Bremsteller aufgebracht wird, die seiner Bewegungsrichtung entgegengerichtet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Beschleunigung des Bremstellers proportionale Kraft mittels eines Magnetsystems erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufbringung der der Beschleunigung des Bremstellers proportionalen Kraft ein zur Aufbringung der normalen Bremskraft vorhandenes Magnetsystem genutzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung des mindestens einen axial verschiebbaren Bremstellers mittels eines Beschleunigungsaufnehmers ermittelt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigung des mindestens einen verschiebbaren Bremstellers mittels der Auswertung der in dem Magnetsystem durch die Bewegung des Bremstellers induzierten Spannung ermittelt wird.

6. Fadenspanner mit zwei aneinanderliegenden Bremstellern, von denen mindestens ein Bremsteller gegenüber dem anderen Bremsteller in axialer Richtung verschiebbar angeordnet ist, wobei an dem mindestens einen axial verschiebbaren Bremsteller eine Kraftquelle zur Aufbringung der Bremskraft vorgesehen ist zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Beschleunigung des sich in Öffnungsrichtung (14) bewegenden mindestens einen verschiebbaren Bremstellers (2) ermittelnder Sensor (10) vorgesehen ist zur Feststellung der Beschleunigung beim Durchziehen eines Fadens (11) mit außergewöhnlichen Dickstellen-Fehlern (13), daß dieser Sensor (10) mit einer Regeleinrichtung (15) in Wirkverbindung steht und daß die Regeleinrichtung (15) mit einem Mittel (6) in Verbindung steht zur Aufbringung einer der Beschleunigungsrichtung (14) des Bremstellers (2) entgegengerichteten, der Beschleunigung proportionalen Kraft (20).

7. Fadenspanner nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Aufbringung einer der Beschleunigung des Bremstellers (2) proportionalen Kraft (20) ein Magnetsystem (6) ist.