EP0140835B1 - Verfahren zum Aufwinden eines Fadens zu einer Spule und elektrohydraulische Changiereinrichtung zur Ausführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Aufwinden eines Fadens zu einer Spule und elektrohydraulische Changiereinrichtung zur Ausführung des Verfahrens Download PDF

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EP0140835B1
EP0140835B1 EP84810460A EP84810460A EP0140835B1 EP 0140835 B1 EP0140835 B1 EP 0140835B1 EP 84810460 A EP84810460 A EP 84810460A EP 84810460 A EP84810460 A EP 84810460A EP 0140835 B1 EP0140835 B1 EP 0140835B1
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EP
European Patent Office
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stroke
piston
traversing
signal
speed
Prior art date
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EP84810460A
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EP0140835A1 (de
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Martin Maurer
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Schaeffler Schweiz GmbH
Original Assignee
Hydrel AG
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Publication date
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Publication of EP0140835A1 publication Critical patent/EP0140835A1/de
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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/283—Traversing devices driven by pneumatic or hydraulic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/38—Arrangements for preventing ribbon winding ; Arrangements for preventing irregular edge forming, e.g. edge raising or yarn falling from the edge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a method for winding a spun or twisted thread into a bobbin according to the preamble of patent claim 1 and to an electro-hydraulic traversing device for carrying out the method according to the preamble of patent claim 7.
  • Such a method or such an electro- Hydraulic traversing device are known for example from CH-PS 509428.
  • a variety of mechanical traversing drives for thread guides of spinning or twisting machines are known in which the essential functions of such a drive, namely traversing stroke, winding angle, edge shifting, shortening of stroke and image disturbance, can only be performed in an inadequate manner and with great effort.
  • the traversing stroke is determined by the geometry of a cam drum.
  • the cam drum In order to be able to drive a different traverse stroke, the cam drum must be replaced.
  • the winding angle the sine of which is defined by the ratio of the traversing speed to the delivery speed, the traversing speed being proportional to the delivery speed, can only be changed by changing the proportionality factor. For mechanical traversing drives, this must be done in stages using change gears or continuously using a continuously variable intermediate gear.
  • an image disturbance should be random and be completely absent at the two stroke ends.
  • the image disturbance is often generated by switching a magnetic coupling on and off, which is arranged between the delivery drive and the traversing drive.
  • a control guarantees neither randomness nor suppression of the image disturbance at the stroke ends.
  • Hydraulic and / or electrical traversing processes and traversing drives are known, such as from the aforementioned CH-PS No. 509 428, which partially avoid the disadvantages of mechanical traversing drives, but only in an inadequate manner and with great effort.
  • the object of the invention is to provide a method of the type mentioned and an electro-hydraulic traversing device for its implementation, in which a simple hydraulic drive of the thread guide or threads can be precisely controlled by electrical preselection of all required functions.
  • the method has the features stated in the characterizing part of patent claim 1.
  • the electro-hydraulic traversing device is defined in claim 7.
  • the invention allows the functions of traversing stroke, winding angle, edge laying, stroke shortening and image disturbance to be generated with a single position-controlled, hydraulic linear drive and electrical, in particular digital, preselectional characteristic data in a precise manner, with only two electrical signals corresponding to the setpoint specifications norma : usually constant speed of the delivery shaft and the changing position of the hydraulic piston need to be generated.
  • the electro-hydraulic traversing device shown schematically in Fig. 1 has a hydraulic unit 1 and a drive and control part 2, which in particular a traversing cylinder 3, a servo valve 4 hydraulically connected to the hydraulic unit 1 and the traversing cylinder 3, a coupled to the traversing cylinder 3 contains inductive displacement measuring system 5, an electrical or electronic control device 6 and an operating panel shown in FIG. 2.
  • the hydraulic unit 1 contains a hydraulic tank 7 for a hydraulic medium, for. B. oil, which is accommodated at any suitable location in the foot of a textile machine, which is provided with the present traversing device.
  • the hydraulic tank 7 is provided with an oil temperature monitor 8, which contains a switch in a known manner in order to switch the switching state of a connected signal line 9 in the event of an excess temperature of the oil in the hydraulic tank 7 Change display.
  • the suction line of a pressure compensating axial piston pump 10 is connected to the hydraulic tank 7 via a suction filter 11. As shown, the pump 10 can be driven either by an electric motor 12 or via a toothed belt 13 by the drum shaft of the machine, not shown.
  • a pressure gauge 14 for displaying the working pressure is connected to the pressure line of the pump 10.
  • the pump 10 feeds an oil supply line 16 for the servo valve 4 via a pressure filter 15.
  • the pressure filter 15, which ensures the cleanliness of the pressure oil supplied to the servo valve 4, is also provided with a switch in order to clean the pressure filter 15 in the event of contamination of a certain degree of contamination to change the switching state of a connected signal line 17 for the purpose of electrical display.
  • An adjustable pressure relief valve 18 is connected between the pressure line of the pump 10 and an oil return line 19 for the oil in the bypass in order to set the maximum operating pressure.
  • the oil flowing back into the hydraulic tank 7 via the return line 18 is cooled by an oil air cooler 20.
  • the traversing cylinder 3 has a continuous piston rod 21 of uniform diameter, which carries a piston 22.
  • the traversing cylinder 3 also has two connection bores 23 and 24, via which the cylinder spaces separated by the piston 22 are connected to corresponding connections of the servo valve 4, which is also connected to the oil supply line 16 and the oil return line 19.
  • a pressure accumulator 25 or 26 is connected to each of these lines 16 and 19 in order to overcome the inertia of the pressure oil.
  • the servo valve 4 and the pressure accumulators 25, 26 are preferably attached to the traversing cylinder 3.
  • One end 27 of the continuous piston rod 21 is directly coupled to a traversing rod 28, on which one or more thread guides 29 for winding a corresponding thread 30 are mounted in a manner known per se.
  • An iron core 32 of the inductive displacement measuring system 5 is coupled to the other end 31 of the piston rod, such that the iron core 32 shifts in the same direction and to the same extent with the piston 22 in an electrical coil 33 surrounding it.
  • a housing of the displacement measuring system 5 is also attached to the traversing cylinder 3.
  • the displacement measuring system 5 outputs an analog voltage signal y indicating the actual position of the piston rod 21 or the piston 22 to an output line 34 connected to the coil 33.
  • a tachometer generator 38 On a delivery shaft 35 known per se, which is provided with at least one delivery cylinder 36 for rotating the or each winding spool 37 to be wound, a tachometer generator 38 is attached, which measures the speed of the delivery shaft 35 electrically and has an analog voltage signal v delivers.
  • the servo valve 4 For the analog electrical control of the servo valve 4 for the purpose of controlling the stroke and the traversing speed of the piston rod 21 or the piston 22, the latter is provided with an input line 40, via which an analog voltage signal s can be supplied to the servo valve 4.
  • the output line 34 of the inductive displacement measuring system 5, the output line 39 of the tachometer generator 38 and the input line 40 of the servo valve 4 are connected to corresponding inputs or a corresponding output of the electronic control device 6.
  • the electronic control device 6 contains a digital control part and an analog control part, which are not shown in detail.
  • the control device 6 is designed by means of appropriate circuit arrangements and computers to, on the one hand, the traversing speed, i. H. to regulate the speed of the piston rod 21 or the piston 22 depending on the speed of the delivery shaft 35 (voltage signal v on the line 39) measured by the tachogenerator 38 and on the other hand stroke numbers and stroke sizes depending on the piston position measured by the position measuring system 5
  • To control (voltage signal y on line 34) and depending on the adjusting elements to be explained below for different operating modes of the traversing device, in both cases by delivering a corresponding analog voltage signal s via input line 40 of servo valve 4.
  • the above-mentioned setting elements are arranged on an operating panel 41 which is spatially separated from the electronic control device 6 and is electrically connected to it by means of a pluggable cable and is shown, for example and simplified, in FIG. 2 and consists of a plurality of selector switches or decade selector switches.
  • a first decade selector switch 42 which has four decades, enables the traversing stroke H to be set with a resolution of 0.1 mm, for example.
  • a second decade selector switch 43 which has two decades, allows the winding angle a shown in FIG. 1 to be set, for example within a range from 10 ° to 45 ° with a resolution of 1 °.
  • a double selector switch 44 is provided in order to achieve an oscillation without or with an image disturbance which will be explained in the following in accordance with the switch position “0 or“ 1.
  • an assigned decade selector switch 45 can be used to set how many traversing strokes between one and nine should occur per image disturbance.
  • a triple selector switch 46 effects a traversing operation without shortening the stroke and without laying edges, both of which will be explained below.
  • a second switch position «I" the traversing mode also takes place Stroke reduction.
  • the traversing operation takes place with an edge shift, the amount X of the stroke change per individual stroke in the range of, for example, 0.1 to 0.9 mm on a first assigned decade selector switch 48 and on a second assigned decade selector switch 49 with a decade, the total edge laying can be set, for example, in the range from 1 to 9 mm.
  • the selector switches and decade selector switches mentioned are connected to corresponding, not shown, digital inputs of the control device 6 (FIG. 1).
  • the control device 6 also has further digital inputs, not shown, to which the line 9 (FIG. 1) of the oil temperature monitor 8 and the line 17 of the pressure filter 15 are connected.
  • it can have digital inputs for connecting a make contact of the main switch of the machine and an enable contact for controlling the delivery shaft 35.
  • the control device 6 is advantageously also provided with a plurality of digital outputs, not shown, at which, depending on the operating state, signals are emitted to signal lamps via corresponding lines, which are likewise arranged on the control panel 41 in FIG. 2 in a manner not shown.
  • Such signal lamps can indicate that the control is switched on, that it is ready for operation, that the oil temperature is too high, that the pressure filter 15 (FIG. 1) is clogged, and that the difference between the desired position and the actual position of the piston rod 21 or the Piston is greater than a certain value, for example 1 mm.
  • a further digital output of the control device 6 can be provided for emitting a stop signal in the event of a fault or a release signal when the machine is free of faults.
  • the traversing variables are specified by setting the selector switches 44, 46 and the decade selector switches 42, 43 and, if appropriate, the decade selector switches 45, 47, 48, 49 (FIG. 2).
  • the main drive of the machine is then switched on, as a result of which the «control switched on» signal lamp lights up.
  • the computer contained in the control device 6 (FIG. 1) reads in all the preselected values.
  • the drum shaft of the machine starts, which also drives the pump 10 via the toothed belt 13 (FIG. 1) or the electric motor 12 also runs to drive the pump 10, the pump 10 building up a pressure in front of the servo valve 4 and then compensated.
  • the yarn delivery then starts by means of the rotary movement of the delivery cylinder 36 and the control of the traversing movement, whereby, as already mentioned, the tachogenerator 38 outputs a voltage v as a guide variable for the traversing speed and the displacement measuring system 5 a voltage y as the actual position of the piston rod 21 or the piston.
  • the coil 33 of the displacement measuring system 5 is preferably designed such that the displacement measuring system has a neutral position corresponding to half the stroke, i. H.
  • the control device 6 has the information as to whether the piston 22 is to the right or left of the stroke center, so that it can always move against the stroke center at the beginning.
  • the speed diagram of a traversing stroke during traversing with a constant guide speed V as a function of time t is shown in FIG. It can be seen from this that the acceleration and deceleration at the stroke ends, regardless of the respective constant guidance or traversing speed, between a minimum guidance speed Vmin and a maximum guidance speed Vmax kon is constant, ie the speed curve has a constant inclination Bk or Vk.
  • the constant acceleration or deceleration can be, for example, 50 m / s 2 .
  • FIG. 4 shows the speed diagram of the traversing drive with variable brine speed V as a function of time t, as is the case when the present traversing device is started up.
  • the drive of the traversing rod 28 by the piston 22 (FIG. 1) begins at time 50 (FIG. 4) and accelerates in proportion to the command variable V of the tachometer generator 38 (FIG. 1).
  • the drive speed reaches the point in time 51 at which it must be reduced so that the drive has just driven the stroke in the subsequent point in time 52 with a constant braking deceleration.
  • the drive then accelerates constantly in the other direction and again reaches the guiding speed of the tachometer generator 38 at time 53, but with a negative amount. It follows this up to time 54, is then braked constantly and has reached the other stroke end at time 55. This continues until the guide speed V remains constant and the trapezoids 56, 57, 58, 59 etc. shown are of equal size in the positive and negative speed range.
  • the traversing with edge laying is shown in a stroke-time diagram.
  • the traversing stroke H is reduced by an amount X alternately at each stroke end at each stroke.
  • the traversing stroke H is increased alternately at each stroke by the same amount X at each stroke end until the total stroke H is reached again.
  • the triple selector switch 46 (FIG. 2) is brought into the switch position 11 before starting up the machine, whereupon the amount X and with the Decade selector switch 49 the value of the desired total edge routing K can be set.
  • the summation of the amounts X and the comparison of the sum of the amounts X with the value K takes place in the computer of the control device 6 (FIG. 1).
  • a similar stroke shortening can also be used for winding coils with a trapezoidal or partially trapezoidal half cross-section.
  • the stroke must be shortened proportionally to the number of winding layers or to the number of groups of winding layers of the same length.
  • the stroke is shortened symmetrically in certain small, fixed steps of, for example, 0.1 mm, by designing the control device 6 on both sides.
  • the selector switch 46 (FIG. 2) is brought into the switch position “I”.
  • the decade selector switch 47 can then be used to set the number of double strokes after which the traversing stroke is to be shortened on both sides by the small step of, for example, 0.1 mm.
  • FIG. 6 an image disturbance on a wound coil is shown schematically.
  • the winding angle a is reduced at a point 60 in a partial region B of the coil wound with the stroke H to a winding angle a 'which is approximately half as large as the winding angle ⁇ , by the traversing rod 28 with the thread guide 29 (FIG. 1) oscillating at half the brine speed.
  • the area B should only be about 60% of the stroke H of the coil.
  • the duration of the image disturbance up to the point 61 is path-dependent and is usually a constant 10% of the set stroke H.
  • the position of the image disturbance in the permissible area B must not be cyclical; the onset of image disturbance at location 60, d. H. the brief reduction in the traversing speed is therefore determined in the control device 6 (FIG. 1) by a random generator.
  • the selector switch 44 In order to produce an image disturbance of this type on a wound coil, the selector switch 44 (FIG. 2) is brought into the switch position “I”.
  • the frequency, d. H. the number of traversing double strokes per image disturbance is set.
  • the image disturbance and the laying of edges begin at any permitted point on the partially wound coil, but not a shortening of the stroke.
  • the stroke traveled before the interruption is stored in the control device 6 (FIG. 1) for a long time, for example up to 72 h.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufwinden eines gesponnen oder gezwirnten Fadens zu einer Spule gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie auf eine elektro-hydraulische Changiereinrichtung zur Ausführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7. Ein solches Verfahren bzw. eine solche elektro-hydraulische Changiereinrichtung sind beispielsweise aus der CH-PS 509428 bekannt.
  • Es sind mannigfaltige mechanische Changierantriebe für Fadenführer von Spinn- oder Zwirnereimaschinen bekannt, bei welchen die wesentlichen Funktionen eines solchen Antriebs, nämlich Changierhub, Wickelwinkel, Kantenverlegung, Hubverkürzung und Bildstörung nur in unzulänglicher Weise und mit grossem Aufwand ausübbar sind.
  • Der Changierhub wird bei einem mechanischen Antrieb durch die Geometrie einer Kurventrommel bestimmt. Um einen andern Changierhub fahren zu können, muss die Kurventrommel ausgewechselt werden.
  • Der Wickelwinkel, dessen Sinus durch das Verhältnis der Changiergeschwindigkeit zur Liefergeschwindigkeit definiert ist, wobei die Changiergeschwindigkeit der Liefergeschwindigkeit proportional ist, kann nur durch eine Aenderung des Proportionalitätsfaktors geändert werden. Bei mechanischen Changierantrieben muss dies in Stufen durch Wechselräder oder stufenlos durch ein stufenlos verstellbares Zwischengetriebe geschehen.
  • Eine Kantenverlegung ist notwendig, um zylindrische Spulen auf die ganze Länge gleich fest wickeln zu können. Hierzu ist bei mechanischen Changierantrieben meist ein Zusatzantrieb erforderlich, der die Kurventrommel um den Betrag der Kantenverlegung hin und her bewegt.
  • Eine Hubverkürzung wird zum Wickeln von Spulen mit trapezförmigem Halbquerschnitt benötigt. Diese Funktion ist mit mechanischen Mitteln nur in sehr aufwendiger Weise zu erreichen.
  • Eine Bildstörung soll zur Vermeidung einer Wickelresonanz zufällig sein und an den beiden Hubenden vollständig fehlen. Häufig wird die Bildstörung durch zeitabhängiges Ein- und Ausschalten einer Magnetkupplung erzeugt, die zwischen dem Lieferantrieb und dem Changierantrieb angeordnet ist. Eine solche Steuerung garantiert jedoch weder eine Zufälligkeit noch eine Unterdrückung der Bildstörung an den Hubenden.
  • Es sind zwar hydraulische und/oder elektrische Changierverfahren und Changierantriebe bekannt, wie beispielsweise aus der vorgenannten CH-PS Nr. 509 428, welche die erwähnten Nachteile mechanischer Changierantriebe teilweise vermeiden, jedoch nur in unzulänglicher Weise und mit grossem Aufwand.
  • Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine elektro-hydraulische Changiereinrichtung zu seiner Ausführung zu schaffen, bei welchen ein einfacher hydraulischer Antrieb des oder der Fadenführer durch elektrische Vorwahl aller erforderlichen Funktionen präzise steuerbar ist.
  • Erfindungsgemäss weist das Verfahren die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale auf. Die elektro-hydraulische Changiereinrichtung ist erfindungsgemäss im Patentanspruch 7 definiert.
  • Die Erfindung gestattet es, mit einem einzigen lagegeregelten, hydraulischen Linearantrieb und elektrischer, insbesondere digitaler, Vorwahl charakteristischer Daten die Funktionen von Changierhub, Wickelwinkel, Kantenverlegung, Hubverkürzung und Bildstörung in präziser Weise zu erzeugen, wobei als Sollwert-Vorgaben nur zwei elektrische Signale entsprechend der norma: lerweise konstanten Drehzahl der Lieferwelle und der sich ändernden Lage des Hydraulikkolbens erzeugt zu werden brauchen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen :
    • Figur 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemässen elektro-hydraulischen Changiereinrichtung,
    • Figur 2 eine Ansicht einer Bedienungstafel zur elektrischen Steuerung der Changiereinrichtung,
    • Figur 3 ein Geschwindigkeits-Zeitdiagramm für einen Changierhub der Changiereinrichtung,
    • Figur 4 ein Geschwindigkeits-Zeitdiagramm für das Anfahren der Changiereinrichtung,
    • Figur 5 ein Hub-Zeitdiagramm für das Changieren mit Kantenverlegung der Changiereinrichtung, und
    • Figur 6 eine schematische Darstellung einer Bildstörung an einer mit der Changiereinrichtung gewickelten Spule.
  • Die in Fig. 1 schematisch dargestellte elektro-hydraulische Changiereinrichtung weist ein Hydraulikaggregat 1 und einen Antriebs- und Steuerteil 2 auf, welcher insbesondere einen Changierzylinder 3, ein mit dem Hydraulikaggregat 1 und dem Changierzylinder 3 hydraulisch verbundenes Servoventil 4, ein mit dem Changierzylinder 3 gekuppeltes induktives Wegmesssystem 5, eine elektrische bzw. elektronische Steuereinrichtung 6 und eine in Fig. 2 dargestellte Bedienungstafel enthält.
  • Das Hydraulikaggregat 1 enthält einen Hydrauliktank 7 für ein Hydraulikmedium, z. B. Oel, der an irgend einer geeigneten Stelle im Fuss einer Textilmaschine untergebracht ist, welche mit der vorliegenden Changiereinrichtung versehen ist.
  • Der Hydrauliktank 7 ist mit einem Oeltemperaturwächter 8 versehen, der in bekannter Weise einen Schalter enthält, um im Falle einer Uebertemperatur des im Hydrauliktank 7 befindlichen Oels den Schaltzustand einer angeschlossenen Signalleitung 9 zwecks elektrischer Anzeige zu ändern. Die Saugleitung einer druckkompensierenden Axialkolbenpumpe 10 ist über ein Ansaugfilter 11 mit dem Hydrauliktank 7 verbunden. Der Antrieb der Pumpe 10 kann, wie dargestellt, entweder durch einen Elektromotor 12 oder über einen Zahnriemen 13 durch die nicht dargestellte Trommelwelle der Maschine erfolgen. An die Druckleitung der Pumpe 10 ist ein Manometer 14 zur Anzeige des Arbeitsdrucks angeschlossen. Die Pumpe 10 speist über ein Druckfilter 15 eine Oelzufuhrleitung 16 für das Servoventil 4. Das Druckfilter 15, welches die Sauberkeit des dem Servoventil4 zugeführten Drucköls sicherstellt, ist ebenfalls mit einem Schalter versehen, um im Falle einer über einem bestimmten Verschmutzungsgrad liegenden Verschmutzung des Druckfilters 15 den Schaltzustand einer angeschlossenen Signalleitung 17 zwecks elektrischer Anzeige zu ändern. Ein einstellbares Druckbegrenzungsventil 18 ist zwecks Einstellung des maximalen Betriebsdrucks zwischen die Druckleitung der Pumpe 10 und eine Oelrückflussleitung 19 für das Oel im Nebenschluss geschaltet. Das über die Rückflussleitung 18 in den Hydrauliktank 7 zurückfliessende Oel wird durch einen Oelluftkühler 20 gekühlt.
  • Im Antriebs- und Steuerteil 2 hat der Changierzylinder 3 eine durchgehende Kolbenstange 21 einheitlichen Durchmessers, welche einen Kolben 22 trägt. Der Changierzylinder 3 hat zudem zwei Anschlussbohrungen 23 und 24, über welche die durch den Kolben 22 getrennten Zylinderräume mit entsprechenden Anschlüssen des Servoventils 4 verbunden sind, welches ebenfalls an die Oelzuführleitung 16 und die Oelrückflussleitung 19 angeschlossen ist. An diese Leitungen 16 und 19 ist je ein Druckspeicher 25 bzw. 26 angeschlossen, um die Trägheit des Drucköls zu überwinden. Vorzugsweise sind das Servoventil 4 und die Druckspeicher 25, 26 an den Changierzylinder 3 angebaut.
  • Das eine Ende 27 der durchgehenden Kolbenstange 21 ist direkt mit einer Changierstange 28 gekuppelt, auf welcher in an sich bekannter Weise ein oder mehrere Fadenführer 29 zum Spulen eines entsprechenden Fadens 30 montiert sind. Mit dem anderen Ende 31- der Kolbenstange ist ein Eisenkern 32 des induktiven Wegmesssystems 5 gekuppelt, derart, dass sich der Eisenkern 32 gleichsinnig und in gleichem Mass mit dem Kolben 22 in einer ihn umgebenden elektrischen Spule 33 verschiebt. Vorzugsweise ist ein Gehäuse des Wegmesssystems 5 ebenfalls am Changierzylinder 3 befestigt. An eine mit der Spule 33 verbundene Ausgangsleitung 34 gibt das Wegmesssystem 5 ein die Ist-Position der Kolbenstange 21 bzw. des Kolbens 22 anzeigendes, analoges Spannungssignal y ab.
  • An einer an sich bekannten Lieferwelle 35, welche mit mindestens einem Lieferzylinder 36 zum Drehen der bzw. jeder zu bewickelnden Zwirnspule 37 versehen ist, ist ein Tachogenerator 38 befestigt, welcher die Drehzahl der Lieferwelle 35 elektrisch misst und an seiner Ausgangsleitung 39 ein analoges Spannungssignal v abgibt.
  • Zur analogen elektrischen Steuerung des Servoventils 4 zwecks Steuerung des Hubs und der Changiergeschwindigkeit der Kolbenstange 21 bzw. des Kolbens 22 ist dieses mit einer Eingangsleitung 40 versehen, über welche dem Servoventil 4 ein analoges Spannungssignal s zuführbar ist.
  • Die Ausgangsleitung 34 des induktiven Wegmesssystems 5, die Ausgangsleitung 39 des Tachogenerators 38 und die Eingangsleitung 40 des Servoventils 4 sind mit entsprechenden Eingängen bzw. einem entsprechenden Ausgang der elektronischen Steuereinrichtung 6 verbunden.
  • Die elektronische Steuereinrichtung 6 enthält einen digitalen Steuerteil und einen analogen Regelteil, welche nicht näher dargestellt sind. Die Steuereinrichtung 6 ist mittels entsprechender Schaltungsanordnungen und Rechner dazu ausgebildet, einerseits die Changiergeschwindigkeit, d. h. die Geschwindigkeit der Kolbenstange 21 bzw. des Kolbens 22 in Abhängigkeit von der durch den Tachogenerator 38 gemessenen Drehzahl der Lieferwelle 35 (Spannungssignal v auf der Leitung 39) als Führungsgrösse zu regeln und andererseits Hubzahlen und Hubgrössen in Abhängigkeit von der durch das Wegmesssystem 5 gemessenen Kolbenlage (Spannungssignal y auf der Leitung 34) und in Abhängigkeit von nachstehend noch erläuterten Einstellgliedern für verschiedene Betriebsarten der Changiereinrichtung zu steuern, und zwar in beiden Fällen durch Abgabe eines entsprechenden analogen Spannungssignals s über die Eingangsleitung 40 des Servoventils 4.
  • Die genannten Einstellglieder sind auf einer von der elektronischen Steuereinrichtung 6 räumlich getrennten und mit ihr über ein steckbares Kabel elektrisch verbundenen, in Fig. 2 beispielsweise und vereinfacht dargestellten Bedienungstafel 41 angeordnet und bestehen aus mehreren Wahlschaltern bzw. Dekadenwahlschaltern. Ein erster Dekadenwahlschalter 42, der vier Dekaden hat, ermöglicht die Einstellung des Changierhubs H mit einer Auflösung von beispielsweise 0,1 mm. Ein zweiter Dekadenwahlschalter 43, der zwei Dekaden hat, erlaubt die Einstellung des in Fig. 1 dargestellten Wickelwinkels a, beispielsweise innerhalb eines Bereichs von 10° bis 45° mit einer Auflösung von 1°.
  • Des weitern ist ein Zweifach-Wahlschalter 44 vorgesehen, um eine Changierung ohne oder mit einer nachfolgend noch erläuterten Bildstörung entsprechend der Schalterstellung « 0 bzw. « l zu erzielen. Bei Betrieb mit Bildstörung (Schalterstellung « 1 ») kann an einem zugeordneten Dekadenwahlschalter 45 eingestellt werden, wie viele Changierhübe zwischen einem und neun pro Bildstörung erfolgen sollen.
  • Ein Dreifach-Wahlschalter 46 bewirkt in seiner ersten Schalterstellung 0 einen Changierbetrieb ohne Hubverkürzung und ohne Kantenverlegung, welche beide nachfolgend noch erläutert werden. In einer zweiten Schalterstellung « I » erfolgt der Changierbetrieb mit Hubverkürzung. Mittels eines dieser Schalterstellung zugeordneten Dekadenwahlschalters 47 mit vier Dekaden kann eingestellt werden, nach wievielen Doppelhüben der Changierhub auf jeder Seite um eine bestimmte Strecke, beispielsweise 0,1 mm, gekürzt wird. In der dritten Schalterstellung « 11 erfolgt schliesslich der Changierbetrieb mit einer Kantenverlegung, wobei an einem ersten zugeordneten Dekadenwahlschalter 48 mit einer Dekade der Betrag X der Hubveränderung pro Einzelhub im Bereich von beispielsweise 0,1 bis 0,9 mm und an einem zweiten zugeordneten Dekadenwahlschalter 49 mit einer Dekade die Gesamtkantenverlegung beispielsweise im Bereich von 1 bis 9 mm eingestellt werden kann.
  • Die genannten Wahlschalter und Dekadenwahlschalter sind an entsprechende, nicht dargestellte, digitale Eingänge der Steuereinrichtung 6 (Fig. 1) angeschlossen. Die Steuereinrichtung 6 weist zudem weitere nicht dargestellte, digitale Eingänge auf, an welche die Leitung 9 (Fig. 1) des Oeltemperaturwächters 8 sowie die Leitung 17 des Druckfilters 15 angeschlossen sind. Darüberhinaus kann sie digitale Eingänge zum Anschluss eines Schliesskontakts des Hauptschalters der Maschine und eines Freigabekontakts der Steuerung der Lieferwelle 35 aufweisen.
  • Die Steuereinrichtung 6 ist vorteilhafterweise auch mit mehreren nicht dargestellten digitalen Ausgängen versehen, an welchen je nach Betriebszustand Signale über entsprechende Leitungen an Signallampen abgegeben werden, die ebenfalls auf der Bedienungstafel 41 der Fig. 2 in nicht dargestellter Weise angeordnet sind. Durch solche Signallampen kann angezeigt werden, dass die Steuerung eingeschaltet ist, dass Betriebsbereitschaft vorliegt, dass die Oeltemperatur zu hoch ist, dass das Druckfilter 15 (Fig. 1) verstopft ist und dass die Differenz der Sollposition und der Istposition der Kolbenstange 21 bzw. des Kolbens grösser als ein bestimmter Wert, beispielsweise 1 mm, ist. Ferner kann ein weiterer digitaler Ausgang der Steuereinrichtung 6 zur Abgabe eines Stoppsignals bei Vorliegen einer Störung bzw. eines Freigabesignals bei Störungsfreiheit für die Maschine vorgesehen sein.
  • Nachstehend werden anhand der Fig. 3 bis 6 verschiedene Betriebsarten der vorliegenden Changiereinrichtung beschrieben. Zur Inbetriebsetzung werden die Changiervariablen durch Einstellen der Wahlschalter 44, 46 und der Dekadenwahlschalter 42, 43 sowie gegebenenfalls der Dekadenwahlschalter 45, 47, 48, 49 (Fig. 2) vorgegeben. Hierauf wird der Hauptantrieb der Maschine eingeschaltet, wodurch die erwähnte Signallampe « Steuerung eingeschaltet aufleuchtet. Dadurch liest der in der Steuereinrichtung 6 (Fig. 1) enthaltene Rechner alle vorgewählten Werte ein. Wenn alle Werte eingelesen sind, wozu auch die Istposition der Kolbenstange 21 bzw. des Kolbens aufgrund des entsprechenden Spannungssignals y auf der Ausgangsleitung 34 des Wegmesssystems 5 gehört, und wenn keine Störung vorliegt, leuchtet die vorerwähnte Signallampe « Betriebsbereitschaft » auf.
  • Hierauf läuft die Trommelwelle der Maschine an, welche über den Zahnriemen 13 auch die Pumpe 10 antreibt (Fig. 1) bzw. läuft auch der Elektromotor 12 zum Antrieb der Pumpe 10 an, wobei die Pumpe 10 vor dem Servoventil 4 einen Druck aufbaut und dann kompensiert. Anschliessend startet die Garnlieferung mittels Drehbewegung des Lieferzylinders 36 sowie die Steuerung der Changierbewegung, wobei, wie bereits erwähnt, der Tachogenerator 38 eine Spannung v als Führungsgrösse für die Changiergeschwindigkeit und das Wegmesssystem 5 eine Spannung y als Istposition der Kolbenstange 21 bzw. des Kolbens abgibt. Vorzugsweise ist die Spule 33 des Wegmesssystems 5 derart ausgebildet, dass das Wegmesssystem eine neutrale Stellung entsprechend dem halben Hub hat, d. h. dass sich ein Hub von beispielsweise 150 mm von -75 mm auf + 75 mm von der Mittelstellung des Wegmesssystems 5 erstreckt. Dadurch hat die Steuereinrichtung 6 die Information, ob sich der Kolben 22 rechts oder links von der Hubmitte befindet, so dass er sich am Anfang immer gegen die Hubmitte bewegen kann.
  • In einer ersten Betriebsart der vorliegenden Changiereinrichtung wird das Changieren ohne Bildstörung, ohne Hubverkürzung und ohne Kantenverlegung vorgenommen, d. h. vor dem Einschalten der Maschine werden die Wahlschalter 44 und 46 (Fig. 2) in die jeweiligen Schalterstellungen « 0 gebracht. Mittels des Dekadenwahlschalters 42 wird der gewünschte Gesamthub H eingestellt. Mittels des Dekadenwahlschalters 43 wird der gewünschte Wickelwinkel a (Fig. 1) eingestellt, der durch die Beziehung
    • tg a = Changiergeschwindigkeit/Liefergeschwindigkeit

    definiert ist, wobei die Liefergeschwindigkeit proportional dem Durchmesser des Lieferzylinders 36 und proportional der Drehzahl des Lieferzylinders 36 bzw. der Lieferwelle 35 ist. Somit wird die Changiergeschwindigkeit, welche wie eingangs erwähnt der Liefergeschwindigkeit proportional ist, unter Berücksichtigung des eingestellten Wickelwinkels a von der Steuereinrichtung 6 durch Abgabe eines entsprechenden Steuersignals s über die Leitung 40 an das Steuerventil 40 geregelt.
  • In Fig. ist das Geschwindigkeits-Diagramm eines Changierhubs beim Changieren mit konstanter Führungsgeschwindigkeit V in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass die Beschleunigung und Verzögerung an den Hubenden unabhängig von der jeweiligen konstanten Führungs- bzw. Changiergeschwindigkeit zwischen einer minimalen Führungsgeschwindigkeit Vmin und einer maximalen Führungsgeschwindigkeit Vmax konstant ist, d. h. die Geschwindigkeitskurve eine konstante Neigung Bk bzw. Vk hat. Die konstante Beschleunigung bzw. Verzögerung kann beispielsweise 50 m/s2 betragen.
  • In Fig.4 ist das Geschwindigkeits-Diagramm des Changierantriebs bei veränderlicher Soligeschwindigkeit V in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt, wie dies beim Anfahren der vorliegenden Changiereinrichtung der Fall ist. Der Antrieb der Changierstange 28 durch den Kolben 22 (Fig. 1) beginnt im Zeitpunkt 50 (Fig. 4) und beschleunigt proportional zur Führungsgrösse V des Tachogenerators 38 (Fig. 1). Die Antriebsgeschwindigkeit erreicht den Zeitpunkt 51, in welchem sie vermindert werden muss, damit der Antrieb bei konstanter Bremsverzögerung im nachfolgenden Zeitpunkt 52 gerade den Hub gefahren hat. Der Antrieb beschleunigt hierauf konstant in die andere Richtung und erreicht im Zeitpunkt 53 erneut die Führungsgeschwindigkeit des Tachogenerators 38, aber mit negativem Betrag. Er folgt dieser bis zum Zeitpunkt 54, wird hierauf konstant abgebremst und hat im Zeitpunkt 55 das andere Hubende erreicht. Dies setzt sich so lange fort, bis die Führungsgeschwindigkeit V konstant bleibt und die dargestellten Wegtrapeze 56, 57, 58, 59 usw. im positiven und negativen Geschwindigkeitsbereich gleich gross sind.
  • In Fig. 5 ist in einem Hub-Zeitdiagramm das Changieren mit Kantenverlegung dargestellt. Hierbei wird der Changierhub H bei jedem Einzelhub abwechselnd an jedem Hubende um einen Betrag X verkleinert. Sobald die Summe aller dieser Beträge X den Wert einer gewünschten Gesamtkantenverlegung K erreicht, wird der Changierhub H bei jedem Einzelhub abwechselnd an jedem Hubende um den gleichen Betrag X vergrössert, bis wieder der Gesamthub H erreicht ist. Zur Erzielung einer solchen Kantenverlegung bzw. Hubveränderung, die beliebig lange wiederholt werden kann, wird vor der Inbetriebsetzung der Maschine der Dreifach-Wahlschalter 46 (Fig. 2) in die Schalterstellung « 11 gebracht, worauf mit dem Dekadenwahlschalter 48 der Betrag X und mit dem Dekadenwahlschalter 49 der Wert der gewünschten Gesamtkantenverlegung K eingestellt werden. Die Summierung der Beträge X und der Vergleich der Summe der Beträge X mit dem Wert K erfolgt im Rechner der Steuereinrichtung 6 (Fig. 1).
  • Alternativ zur erwähnten Kantenverlegung kann eine ähnliche Hubverkürzung auch zum Wickeln von Spulen mit trapezförmigem oder teilweise trapezförmigem Halbquerschnitt vorgenommen werden. Hierzu muss der Hub proportional zur Anzahl der Wickellagen oder zur Anzahl von Gruppen gleich langer Wickellagen verkürzt werden. Hierbei erfolgt die Hubverkürzung durch entsprechende Ausbildung der Steuereinrichtung 6 beidseitig symmetrisch in bestimmten kleinen, festen Schritten von beispielsweise 0,1 mm. Zur Durchführung dieser Betriebsart der vorliegenden Changiereinrichtung wird der Wahlschalter 46 (Fig. 2) in die Schalterstellung « I gebracht. Am Dekadenwahlschalter 47 kann dann eingestellt werden, nach wievielen Doppelhüben sich der Changierhub beidseitig um den kleinen Schritt von beispielsweise 0,1 mm verkürzt werden soll.
  • In Fig. 6 ist eine Bildstörung an einer gewickelten Spule schematisch dargestellt. Zur Erzeugung einer Bildstörung, durch welche eine sogenannte Wickelresonanz vermieden wird, wird der Wickelwinkel a an einer Stelle 60 in einem Teilbereich B der mit dem Hub H gewickelten Spule auf einen Wickelwinkel a' verkleinert, der etwa halb so gross wie der Wickelwinkel α ist, indem die Changierstange 28 mit dem Fadenführer 29 (Fig. 1) mit der halben Soligeschwindigkeit changiert. Der Bereich B soll nur etwa 60 % des Hubs H der Spule sein. Die Dauer der Bildstörung bis zur Stelle 61 ist wegabhängig und beträgt in der Regel konstant 10 % des eingestellten Hubs H. Die Lage der Bildstörung im zulässigen Bereich B darf nicht zyklisch sein ; der Beginn der Bildstörung an der Stelle 60, d. h. die kurzzeitige Verringerung der Changiergeschwindigkeit, wird deshalb in der Steuereinrichtung 6 (Fig. 1) durch einen Zufallsgenerator bestimmt. Um eine Bildstörung dieser Art an einer gewickelten Spule zu erzeugen, wird der Wahlschalter 44 (Fig. 2) in die Schalterstellung « I » gebracht. Zudem wird am Dekadenwahlschalter 45 die Häufigkeit, d. h. die Anzahl der Changierdoppelhübe pro Bildstörung eingestellt.
  • Wird die Maschine durch Ausschalten des Hauptantriebs oder durch einen Stromausfall stillgesetzt, so beginnen bei einer nachfolgenden Inbetriebsetzung die Bildstörung und die Kantenverlegung an irgend einer erlaubten Stelle der teilweise gewickelten Spule, nicht jedoch eine Hubverkürzung. Der vor der Unterbrechung gefahrene Hub wird in der Steuereinrichtung 6 (Fig. 1) längere Zeit, beispielsweise bis zu 72 h, gespeichert.

Claims (13)

1. Verfahren zum Aufwinden mindestens eines gesponnenen oder gezwirnten Fadens zu einer zylindrischen und/oder kegelförmigen Spule mittels einer Drehbewegung einer der Spule zugeordneten Lieferwelle und einer hydraulisch gesteuerten Hin- und Herbewegung eines Fadenführers für die Spule, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Drehbewegung der Lieferwelle ein drehzahlproportionales elektrisches Führungssignal und aus der jeweiligen Position eines den Fadenführer hin und her bewegenden Hydraulikkolbens ein Lagesignal erzeugt werden, und dass aus dem Führungssignal und dem Lagesignal sowie aus weiteren wählbaren elektrischen, den gewünschten Wickeldaten der Spule zugeordneten Grössen ein Steuersignal zur Steuerung der Kolbengeschwindigkeit und des Kolbenhubs gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein analoges Führungssignal und ein analoges Lagesignal erzeugt wird, dass die wählbaren elektrischen Grössen digital sind, und dass ein analoges Steuersignal gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den Enden jedes Kolbenhubs der Hydraulikkolben mit konstanter Beschleunigung bzw. Verzögerung bewegt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenhub zum Zweck einer Kantenverlegung, nach einer einstellbaren Anzahl von n, Hubbewegungen mit gleichbleibendem Hub, um einen bestimmten Betrag verändert wird, bis die Summe dieser Beträge einen bestimmten Gesamtwert der Kantenverlegung erreicht hat, derart, dass die Hubbewegung in einem Hubbereich zwischen dem maximalen Hub und der Differenz des maximalen Hubs und des doppelten Gesamtwertes der Kantenverlegung liegt, und dass die Anzahl der Hubbewegungen mit gleichbleibendem Hub beim maximalen Hub um ein Vielfaches von n, erhöht werden kann.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolbenhub jeweils nach einer wählbaren Anzahl von Hubbewegungen auf jeder Seite um einen gleichen Betrag gekürzt wird, derart, dass eine Spule mit trapezförmigem Halbquerschnitt gebildet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Hydraulikkolbens zum Zweck einer Bildstörung in einem Teilbereich des Kolbenhubs, vorzugsweise in einem die Hubenden nicht enthaltenden Teilbereich, kurzzeitig und zufällig verändert wird.
7. Elektro-hydraulische Changiereinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem in einem Hydraulikzylinder (3) angeordneten Kolben (22), dessen Kolbenstange (21) mit einer einen oder mehrere Fadenführer (29) tragende Changierstange (28) gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Lieferwelle (35) ein von dieser angetriebener Tachogenerator (38) angeordnet ist, der ein der Lieferwellengeschwindigkeit proportionales elektrisches Signal (v) erzeugt, dasss die Kolbenstange (21) den Hydraulikzylinder (3) beidseitig durchstösst, wobei das eine Kolbenstangenende (27) mit der Changierstange (28) gekuppelt ist und am andern Kolbenstangenende (31) ein in einer elektrischen Spule (33) verschiebbarer Eisenkern (32) eines induktiven Wegmesssystems (5) befestigt ist, welches ein der jeweiligen Lage des Kolbens (22) entsprechendes elektrisches Signal (y) erzeugt, und dass das elektrische Signal (v) des Tachogenerators (38) und das elektrische Signal (y) des Wegmesssystems (5) einer elektronischen Steuereinrichtung (6) zugeführt sind, an welche Einstellglieder (42-49) für die Hubwahl angeschlossen sind und welche einen Rechner zur Erzeugung eines Steuersignals (s) enthält, welches einem Servoventil (4) für die Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders (3) zugeführt ist, derart, dass der Kolben (22) proportional dem elektrischen Signal (v) des Tachogenerators (38) folgt und sich innerhalb einem vorgewählten Hub hin und her bewegt.
8. Changiereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tachogenerator (38) und das Wegmesssystem (5) zur Erzeugung je eines analogen elektrischen Signals (v, y) ausgebildet sind, dass die Einstellglieder (42-49) zu einer digitalen Wahl von Hubwerten ausgebildet sind, und dass die elektronische Steuereinrichtung (6) dazu ausgebildet ist, ein analoges Steuersignal (s) für das Servoventil (4) zu bilden.
9. Changiereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellglieder einen Dekadenwahlschalter (42) zur Vorwahl des Kolbenhubs sowie einen Dekadenwahlschalter (43) zur Vorwahl des Wickelwinkels enthalten.
10. Changiereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellglieder einen Wahlschalter (46) zur Einstellung einer Hubveränderung zur Bewirkung einer Kantenverlegung und einen dem Wahlschalter (46) zugeordneten Dekadenwahlschalter (48, 49) zur Vorwahl eines bestimmten, wiederholten Hubveränderungsbetrags bzw. zur Vorwahl eines bestimmten Gesamtwertes der Hubveränderung enthalten.
11. Changiereinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellglieder einen Wahlschalter (46) zur Einstellung einer an beiden Hubenden gleichen, wiederholten Hubverkürzung und einen Dekadenwahlschalter (47) zur Vorwahl einer bestimmten Anzahl von Hubbewegungen, nach welcher die Hubverkürzung erfolgt, um eine Spule mit trapezförmigem Halbquerschnitt zu erhalten, aufweisen.
12. Changiereinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellglieder einen Wahlschalter (44) zur Einstellung einer kurzzeitigen und zufälligen Veränderung der Geschwindigkeit des Kolbens (22) in einem Teilbereich des Hubs sowie einen Dekadenwahlschalter (45) zur Vorwahl der Anzahl von Hüben enthalten, über welche sich die Veränderung erstreckt, um eine Bildstörung im genannten Teilbereich zu erhalten.
13. Changiereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Auslösung der kurzzeitigen Veränderung der Geschwindigkeit des Kolbens (22) die elektronische Steuereinrichtung (6) einen Zufallsgenerator enthält.
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