EP0237892A1 - Process and device for copping a thread - Google Patents
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Abstract
Die Soll-Spannung im umgespulten Faden wird in Abhängigkeit von der sich auf einer Vorlage (1) noch befindlichen Restfadenlänge programmgemäss geändert, wobei die Restfadenlänge aus der Differenz zwischen der totalen Länge des Fadens auf der Vorlage und der bereits von der Vorlage abgespulten Länge des Fadens ermittelt wird. Die totale Länge des Fadens auf einer Vorlage wird aus dem Gewicht des vorgelegten Fadens und einem Kalkulationsfaktor Länge pro Fadengewicht berechnet. Zu diesem Zweck enthält die Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens eine Wägezelle (12), die an die Steuereinheit (8) der Umspuleinrichtung angeschlossen ist. Die Umspulgeschwindigkeit kann während des gesamten Umspulprozesses nahe an jener Grenze gehalten werden, hinter der Fadenbrüche vermehrt auftreten. The target tension in the rewound thread is changed according to the program depending on the remaining thread length still on a template (1), the remaining thread length being the difference between the total length of the thread on the template and the length of the thread already unwound from the template is determined. The total length of the thread on a template is calculated from the weight of the thread and a calculation factor length per thread weight. For this purpose, the device for carrying out this method contains a load cell (12) which is connected to the control unit (8) of the rewinding device. During the entire rewinding process, the rewinding speed can be kept close to the limit beyond which thread breaks occur.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umspulen eines Fadens sowie eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The present invention relates to a method for rewinding a thread and a device for performing this method.
Beim Umspulen eines Fadens, zum Beispiel von einem Spinnkops auf eine Aufwindespule, wird der Faden von einer Fadenverlegeeinheit auf der Oberfläche der Spule verlegt. Die Aufwindespule wird dabei von einem Antriebsmotor angetrieben.When rewinding a thread, for example from a spinning cop to a winding spool, the thread is laid by a thread laying unit on the surface of the spool. The winding spool is driven by a drive motor.
In der Praxis, wo nacheinander viele Vorlagen umgespult werden, wird eine maximale Produktionsleistung angestrebt. Eine Steigerung der Produktionsleistung erreicht man, indem die Aufwindegeschwindigkeit erhöht wird, ohne dass die Anzahl von Fadenbrüchen dabei zunimmt. Wenn die Aufwindegeschwindigkeit jedoch eine bestimmte Grenze überschreitet, dann vergrössert sich die Anzahl der Fadenbrüche und dadurch ist die obere Grenze der Produktionsleistung gegeben. Je grösser die Aufwindegeschwindigkeit ist, um so grösser ist auch die Spannung im Faden. Dadurch erklärt sich die Zunahme von Fadenbrüchen bei einer Vergrösserung der Aufwindegeschwindigkeit.In practice, where many templates are rewound one after the other, maximum production output is sought. Production output can be increased by increasing the wind-up speed without increasing the number of thread breaks. However, if the winding speed exceeds a certain limit, the number of thread breaks increases and this results in the upper limit of the production output. The higher the winding speed, the greater the tension in the thread. This explains the increase in thread breaks as the wind speed increases.
Wenn die Aufwindegeschwindigkeit konstant gehalten wird, dann kann man beobachten, dass die Fadenspannung am Anfang des Umspulens einer Vorlage klein ist. Dann nimmt die Fadenspannung lansam zu und gegen Ende des Umspulprozesses steigt sie steil an. Um zu verhindern, dass in der Schlussphase des Umspulprozesses Fadenbrüche vorkommen, ist die Spulgeschwindigkeit während des gesamten Umspulprozesses derart reduziert, dass während der Endphase des Umspulvorganges, die wesentlich kürzer ist als der vorangehende Zeitabschnitt des Umspulens, möglichst keine Fadenbrüche vorkommen. Dies hat allerdings zur Folge, dass die Umspulung während des genannten grösseren Umspulzeitabschnittes eigentlich langsam vor sich geht. Zur Steigerung der Produktionsleistung sollte daher die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens von der Vorlage (vom Spinnkops) gross sein. Wegen den Aufbaucharakteristika von Spinnkopsen kann die Ablaufgeschwindigkeit des Fadens am Kopsanfang (Vollkops) und damit auch die Fadenspannung nicht zu hoch gewählt werden, da sonst ganze Lagen (Schlingen) von Fäden abgezogen werden.If the winding speed is kept constant, it can be observed that the thread tension at the start of the winding of a template is small. Then the thread tension increases Slowly towards and towards the end of the rewinding process it rises steeply. In order to prevent thread breaks from occurring in the final phase of the rewinding process, the winding speed is reduced during the entire rewinding process in such a way that during the final phase of the rewinding process, which is significantly shorter than the previous period of rewinding, there are as few yarn breaks as possible. However, this has the consequence that the rewinding actually takes place slowly during the larger rewinding period mentioned. In order to increase the production output, the pulling speed of the thread from the template (from the spinning cop) should be high. Because of the structure characteristics of spinning cops, the running speed of the thread at the beginning of the bobbin (full bobbin) and thus the thread tension cannot be chosen too high, since otherwise entire layers (loops) of thread will be pulled off.
Zur Steigerung der Produktionsleistung sollte somit die Spulgeschwindigkeit während des Abziehens des Fadens von einer Vorlage bzw. Spinnkops so geändert werden können, dass die Fadenspannung während des gesamten Umspulprozesses möglichst nahe aber unterhalb einer Grenze liegt, oberhalb welcher Fadenbrüche häufig vorkommen.In order to increase the production output, the winding speed should be able to be changed while the thread is being pulled off a template or spinning cop, so that the thread tension during the entire rewinding process is as close as possible but below a limit above which thread breaks frequently occur.
Zur Erreichung dieses Zweckes ist es bekannt, die Drehzahl des Antriebsmotors im Hinblick aus bestimmte Einflussgrössen stetig zu verstellen. Diese Einflussgrössen sind beispielsweise die Fadengeschwindigkeit und die Fadenspannung. Die Grösse der Fadenspannung kann in Abhängigkeit von der Aufwindezeit durch ein entsprechendes Programm, vom Durchmesser der Aufwindespule, von der Vorlagenabspulzeit oder von einer Kombination dieser Grössen gesteuert werden.To achieve this purpose, it is known to constantly adjust the speed of the drive motor with regard to certain influencing variables. These influencing variables are, for example, the thread speed and the thread tension. The size of the thread tension can be controlled depending on the wind-up time by means of a corresponding program, on the diameter of the wind-up spool, on the original unwinding time or on a combination of these sizes.
Um diese Art von Steuerung zu erreichen, ist es beispielsweise bekannt, einen Fadenspannungsmesser zu verwenden, welcher die Fadenspannung kontinuierlich misst. Bei Abweichungen zwischen einem konstanten oder programmiert verstellbaren Soll-Wert und dem Ist-Wert der Fadenspannung wird die Drehzahl des Antriebsmotors so verstellt, dass sich diese Regelabweichung verkleinert. Bei kurzfristig auftretenden Regelabweichungen kann mit Hilfe einer elektronischen Steuerung eine elektrisch betätigbare Fadenbremsvorrichtung so angesteuert werden, dass sich die Regelabweichung verkleinert. Das zu diesem Zweck dienende Ansteuersignal kann zusätzlich noch mit einem vorgegebenen Soll-Wert verglichen werden. Bei auftretenden Abweichungen zwischen dem momentanen Ansteuersignal und dem Soll-Wert wird die Drehzahl des Antriebsmotors mit Hilfe der elektronischen Steuerung so verstellt, dass sich diese Regelabweichung verkleinert. Dieses bekannte Verfahren ermöglicht jedoch noch nicht die derzeit geforderte Steigerung der Produktionsleistung bei Vorgabe von zum Teil abgespulten Vorlagen.To achieve this type of control, it is known, for example, to use a thread tension meter, which Thread tension continuously measures. In the event of deviations between a constant or programmable adjustable target value and the actual value of the thread tension, the speed of the drive motor is adjusted so that this control deviation is reduced. In the event of short-term control deviations, an electronically operable thread brake device can be controlled with the aid of an electronic control so that the control deviation is reduced. The control signal used for this purpose can also be compared with a predetermined target value. If there are any deviations between the current control signal and the target value, the speed of the drive motor is adjusted with the aid of the electronic control so that this control deviation is reduced. However, this known method does not yet enable the currently required increase in production output when specifying partly unwound templates.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, Massnahmen vorzuschlagen, welche es ermöglichen, die Produktionsleistung über die bisher übliche Grenze hinaus zu vergrössern.The object of the present invention is to propose measures which make it possible to increase the production output beyond the previously usual limit.
Diese Aufgabe wird beim Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäss so gelöst, wie dies im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 definiert ist. Die erfindungsgemässe und zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Einrichtung ist im Anspruch 9 definiert.This object is achieved according to the invention in the method of the type mentioned at the outset, as defined in the characterizing part of claim 1. The device according to the invention and suitable for carrying out this method is defined in
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser Zeichnung ist ein Beispiel der zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens geeigneten Einrichtung dargestellt.Exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. This drawing shows an example of the device suitable for carrying out the present method.
Die dargestellte Einrichtung zum Umspulen eines Fadens enthält eine erste Spule 1, die hier auch Vorlage oder Spinnkops genannt wird und von der der Faden 2 abgezogen wird. Der Faden 2 gelangt dann auf eine zweite Spule 3, welche hier auch als Aufwindespule bezeichnet wird. Zwischen diesen zwei Spulen 1 und 3 befindet sich eine Fadenverlegeeinheit 4, mit deren Hilfe der Faden 2 auf der Oberfläche der Aufwindespule 3 verlegt wird. Diese Fadenverlegeeinheit 4 kann beispielsweise eine Nutentrommel oder einen Fadenführer enthalten. In der dargestellten Ausführungsform der Einrichtung weist die Fadenverlegeeinheit 4 eine Nutentrommel 14 auf. Die Aufwindespule 3 ist an einen Antriebsmotor 5 angeschlossen. Hierbei kann die Welle der Aufwindespule 3 an den Motor 5 angeschlossen sein. Die Aufwindespule 3 kann jedoch auch an ihrem Umfang über eine Antriebswalze 6 oder die Nutentrommel 14 angetrieben werden. Die Drehzahl des Motors ist durch einen Drehzahlregler 7 geregelt, der an eine elektronische Steuereinheit 8 angeschlossen ist. Diese kann einen Mikroprozessor enthalten, der die Abläufe in dieser Einrichtung programmgemäss steuern kann.The device shown for rewinding a thread contains a first bobbin 1, which is also referred to here as a template or spinning cop and from which the
An der Strecke, welche der Faden 2 zwischen dem Spinnkops 1 und der Fadenverlegeeinheit 4 durchläuft, befindet sich ein Fadenspannungsmesser 9 sowie eine elektrisch betätigbare Fadenbremsvorrichtung 10. Der Messer 9 liefert an die Steuereinheit 8 Informationen über die Spannung im umgespulten Faden 2 und die Bremse 10 kann im Bedarfsfall durch die Steuereinheit 8 aktiviert werden. Zur laufenden Messung der Länge der von der Vorlage 1 abgespulten Fadenlänge ist ein Fadenlängensensor 11 vorgesehen. Zur Steuerung der Geschwindigkeit des Umspulens des Fadens ist es nämlich erforderlich in jedem Augenblick des Umspulvorganges möglichst genau zu wissen, wie gross die Länge des sich am Spinnkops 1 noch befindlichen Fadens ist.On the path through which the
Die Vorlage 1, von der der Faden 2 jeweils abgezogen wird, befindet sich in einer ersten Station 16 der Einrichtung, die hier auch Hauptstation genannt wird. Der in dieser Hauptstation 16 dargetellte Spinnkops 1 weist eine Wicklung 19 auf, die sich auf einer Hülse 18 befindet. Von der Wicklung 19 dieses Spinnkops 1 ist eine bestimmte Länge von Faden 2 bereits abgezogen worden. Diese Darstellung von Spinnkops 1 zeigt einen möglichen Zustand der Wicklung 19 während des Betriebes der vorliegenden Einrichtung. Diese Einrichtung ist so ausgeführt, dass sie es auch erlaubt, in die Hauptstation 16 einen Spinnkops 1 einzubringen und zu verarbeiten, bei dem ein Abschnitt der Wicklung 19 bereits abgezogen worden ist, bei dem der Spulenkörper 19 nicht voll aufgewickelt worden ist, bei dem der Spulenkörper 19 nicht ordnungsgemäss aufgewickelt worden ist o.dgl.The template 1, from which the
Der genannten Hauptstation 16 ist eine weitere Station 17 der Einrichtung vorgeschaltet, die hier auch Vorschaltstation genannt wird. Diese Vorschaltstation 17 ist zur vorübergehenden Aufnahme eines weiteren Spinnkops 13 bestimmt. Es handelt sich um einen Spinnkops 13, der gegen die leere Hülse 18 in der Hauptstation 16 ausgewechselt wird, nachdem der Faden 2 vom ersten Spinnkops 1 in der Hauptstation 16 abgezogen worden ist. In dieser Vorschaltstation 17 befindet sich eine erste Wägezelle 12, auf der die zweite Vorlage 13 ruht. Der Ausgang dieser Wägezelle 12 ist an die Steuereinheit 8 angeschlossen. Eine weitere Wägezelle 15 kann sich in der Hauptstation 16 befinden, wobei die erste Vorlage 1 dann auf dieser zweiten Wägezelle 15 ruht.A further station 17 of the device, which is also called a ballast station here, is connected upstream of the
Die Grundidee dieser Erfindung ist, die Grösse der Umspulgeschwindigkeit derart zu steuern, dass die Fadenspannung während des Abziehens des Fahens von einem Spinnkops möglichst konstant bleibt und dass diese Fadenspannung zugleich an einer Grenze möglichst nahe liegt, oberhalb welcher Fadenbrüche häufig vorkommen.The basic idea of this invention is to control the size of the rewinding speed in such a way that the thread tension remains as constant as possible while the thread is being pulled off a spinning cop, and that this thread tension is at the same time as close as possible to a limit above which thread breaks frequently occur.
Der Wert der Fadenspannung, der die genannte Spannungsgrenze darstellt, ist ein empirischer Wert und er ist für den jeweiligen Fadentyp bekannt. Es ist auch bekannt, dass zwischen der Fadengeschwindigkeit und der Fadenspannung ein direkt proportionales Verhältnis besteht, d.h. dass mit der zunehmenden Geschwindigkeit die Fadenspannung zunimmt. Um die im vorliegenden Fall gestellte Aufgabe lösen zu können, muss die Steuereinheit 8 die Fadengeschwindigkeit, d.h. die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens 2 im Bereich unterhalb des Spannungs-Grenzwertes halten und dabei derart steuern, dass die Fadenspannung den Spannungs-Grenzwert nicht erreicht.The value of the thread tension, which represents the mentioned tension limit, is an empirical value and is known for the respective thread type. It is also known that there is a direct between the thread speed and the thread tension there is a proportional ratio, ie the thread tension increases with increasing speed. In order to be able to achieve the object set in the present case, the
Der Durchmnesser und die im vorliegenden Fall relevanten Qualitätseigenschaften des jeweils umzuspulenden Fadens 2 sind im voraus bekannt oder wenigstens ohne weiteres feststellbar. Das Gewicht der Hülse 18 ist auch im voraus bekannt. Aus dem Gewicht von Spinnkops 1 bzw. 13 kann man somit auf die Länge des umzuspulenden Fadens schliessen. Dieses Gewicht wird in der Vorschaltstation 17 durch die Wägezelle 12 ermittelt und an die Steuereinheit 8 geliefert. Diese speichert dieses Gewicht bis zum Beginn des Abzuges des Fadens 2 vom Spinnkops 13. Der Fadenlängenmesser 11 wird am Anfang des Abzuges des Fadens 2 von einem Spinnkops 1, 13 usw. auf Null gesetzt und während des Fadenabzuges liefert er dann laufend die Angaben über die Länge des bereits abgezogenen Fadens.The diameter and the quality properties of the
Wenn man das Gewicht der Hülse 18 vom Gewicht des zu behandelnden Spinnkops 1 bzw. 13 subtrahiert, dann erhält man das Gewicht des sich auf der Hülse 18 befindlichen Fadens 2. Da die Qualitätsmerkmale dieses Fadens 2 bekannt sind, kann daraus auf die Länge des die Wicklung 19 bildenden Fadens 2 geschlossen werden. Die totale Länge des Fadens auf einer Vorlage 1 bzw. 13 wird aus dem Gewicht des vorgelegten Fadens und einem Kalkulationsfaktor Länge pro Fadengewicht berechnet. Aus dem Resultat einer Subtraktion der vom Fadenlängenmesser 11 gemessenen Länge des bereits abgezogenen Fadens von der berechneten totalen Länge des Fadens auf der Wicklung 19 kann auf seine Restlänge geschlossen werden. Diese Restlänge ist dann für die Steuerung der Umspulgeschwindigkeit durch die Steuereinheit 8 massgebend, weil sie anzeigt, wie weit das Umspulen im jeweiligen Zeitpunkt bereits fortgeschritten ist und somit wie gross die Fadenspannung im entsprechenden Zeitpunkt noch sein darf.If one subtracts the weight of the
Nach der Beendigung des Abzuges des Fadens 2 von einer sich in der Hauptstation 16 befindlichen Vorlage 1 wird die leer gewordene Hülse 18 aus dieser entfernt. Die nächste Vorlage 13 wird aus der Vorschaltstation 17 in die Hauptstation 16 gebracht, der Fadenlängensensor 11 wird auf Null gesetzt und der Umspulvorgang kann, ausgehend vom gespeicherten Gewicht der Vorlage 13, beginnen.After the withdrawal of the
In dieser Weise kann die Soll-Fadenspannung programmgesteuert und in Abhängigkeit von der sich auf der Vorlage 1 noch befindlichen Restfadenlänge geändert werden. Die Umspulgeschwindigkeit kann während der hier einleitend genannten ersten und längeren Phase des Umspulens hoch gewählt werden und sie wird erst gegen Ende des Umspulvorgangs reduziert, um zu verhindern, dass Fadenbrüche in dieser Phase auftreten. Es tritt keine erhöhte Anzahl von Fadenbrüchen auf, auch wenn die Länge des die Wicklung 19 bildenden Fadens 2 von der üblichen Fadenlänge in der Wicklung 19 wesentlich abweicht.In this way, the target thread tension can be program-controlled and changed depending on the remaining thread length still on the template 1. The rewinding speed can be selected to be high during the first and longer phase of rewinding mentioned above and is only reduced towards the end of the rewinding process in order to prevent thread breaks from occurring in this phase. There is no increased number of thread breaks, even if the length of the
Die Steuereinheit 8 kann auch so ausgeführt sein, dass sie eine Optimierung des Umspulvorganges ermöglicht, wenn eine Anzahl von Faden derselben Qualität enthaltenden Spinnkopsen umgespult wird. Diese weitere Möglichkeit für die Erhöhung der Produktionsleistung besteht darin, dass die Bedingungen des Umspulprozesses mit zunehmender Anzahl umgespulter Spinnkopse optimiert werden. Dies kann man dadurch erreichen, dass die Länge des von den ersten Spinnkopsen abgezogenen Fadens erfasst und der jeweiligen Restlänge zugeordnet wird. Allfällig auftretende Fadenbrüche werden, beispielweise durch den Fadenlängensensor 11, festgestellt, durch die Steuereinheit 8 erfasst und jener Länge bzw. jenem Längenbereich das Fadens zugeordnet, in dem sie auftraten. Anhand der Häufigkeit, mit der die Fadenbrüche bei jeweiliger Fadenlänge auftraten, wird die Geschwindigkeit, mit der der Faden in diesem Längenbereich während der Behandlung der darauf folgenden Spinnkopse umgespult werden wird, korrigiert. Diese Korrektur erfolgt gegen die kleineren Fadengeschwindigkeiten hin, falls Fadenbrüche vorkamen, und sie erfolgt nach oben, falls keine Fadenbrüche bei dieser Fadenlänge bisher vorkamen. Mit zunehmender Anzahl von behandelten Spinnkopsen kann somit eine bessere Annäherung an die genannte Grenzspannung im Faden erreicht werden.The
Zu ähnlichem Zweck kann die Gesamtlänge des vorgelegten Fadens in eine Anzahl von Teillängen unterteilt werden. Jeder dieser Teillängen wird eine Fadenspannungsvorgabe zugeordnet, die sich aus der Behandlung der vorangehenden Spinnkops ergab. Bei dieser Unterteilung in Teillängen ist die Annäherung an die Spannungsgrenze im Faden zwar nicht optimal, der erforderliche apparative Aufwand in der Umspuleinrichtung ist allerdings kleiner.For a similar purpose, the total length of the thread can be divided into a number of partial lengths. Each of these partial lengths is assigned a thread tension specification which resulted from the treatment of the preceding spinning cops. With this subdivision into partial lengths, the approximation to the tension limit in the thread is not optimal, but the expenditure on equipment in the rewinding device is less.
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