EP0319477A1 - Vorrichtung zum Spannungsausgleich der Fäden an einem Spulengatter - Google Patents

Vorrichtung zum Spannungsausgleich der Fäden an einem Spulengatter Download PDF

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EP0319477A1
EP0319477A1 EP88810809A EP88810809A EP0319477A1 EP 0319477 A1 EP0319477 A1 EP 0319477A1 EP 88810809 A EP88810809 A EP 88810809A EP 88810809 A EP88810809 A EP 88810809A EP 0319477 A1 EP0319477 A1 EP 0319477A1
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EP
European Patent Office
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thread
control rod
drive elements
actuating means
control
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EP88810809A
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Hans-Peter Zeller
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Benninger AG Maschinenfabrik
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Benninger AG Maschinenfabrik
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/10—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by devices acting on running material and not associated with supply or take-up devices
    • B65H59/20—Co-operating surfaces mounted for relative movement
    • B65H59/22—Co-operating surfaces mounted for relative movement and arranged to apply pressure to material
    • B65H59/225—Tension discs
    • 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 device for tension compensation of the threads on a creel according to the preamble of claim 1.
  • the threads drawn off at the creel must, as is known, have a constant thread tension so that a uniform winding is produced.
  • the different running lengths of the threads cause tension differences due to different air and frictional resistances. It is therefore necessary to compensate for these voltage resistances using a suitable device. This is done by different braking of the threads or the thread groups with the same barrel length, the braking force brought into effect being approximately inversely proportional to the difference in the barrel lengths.
  • CH-A-400 029 has disclosed a device for tension compensation between a plurality of threads to be processed simultaneously, in which the braking force of the thread brakes is electrically controllable.
  • An electrical voltage divider which is divided in the ratio of the length differences, serves for the proportionally equal control. The voltage at the voltage divider can be changed with a regulator.
  • a device for operating pneumatically loadable thread brakes in which a different static loading pressure of the thread brakes is derived from the pressure drop of the flowing pressure medium.
  • a main line through which the pressure medium flows is arranged along the creel, to which the thread brakes pass individually or in groups Branch lines are connected.
  • the main line is divided into individual sections of different static pressure by built-in flow resistance elements.
  • the known devices are relatively complicated and therefore prone to failure.
  • an individual change in the braking force of individual thread brakes or groups of thread brakes is not possible.
  • the braking force of the thread brakes can be changed, but only in the same proportion and without individual adjustment.
  • constantly changing operating conditions on the winding system such as decreasing bobbin diameter, increasing winding speed, temperature fluctuations etc. necessitate a proportional readjustment of the thread brakes in order to maintain a constant thread tension on the thread winding despite taking into account the run lengths.
  • the actuating means can be given a relative position which gives the thread brakes a certain static braking force.
  • This relative position can be changed as a function of the running length of the threads assigned to the thread brakes, but at the same time also proportionally equal to all thread brakes. This is facilitated by the individual controllability.
  • each actuating means could be assigned its own drive element.
  • the transmission can also have a control rod on which the actuating means engage at a distance, the control rod being connected to at least two drive elements which can be individually controlled to change their relative position. This makes it possible on the one hand to individually preset the braking force on the thread brakes and, on the other hand, to readjust all thread brakes together in the simplest way.
  • the drive elements allow remote control, so that the mechanically adjustable parts are kept to a minimum.
  • control rod For the non-uniform deflection of the control rod, several drive elements are particularly advantageously connected to it.
  • the control rod can be given a curved or a polygonal relative position, which enables a disproportionate increase or decrease in the braking force relative to the running length of the threads.
  • the control rod can be designed to be flexible, or it can be divided into individual sections which are connected to one another in an articulated manner.
  • one drive element preferably acts on each end of an individual section or on the joints.
  • the influencing of the braking force on the thread brakes via the actuating means depends on the points at which the latter attack on the control rod. Due to the structure of the creel, the actuating means will preferably engage the control rod at regular intervals. However, the drive elements are preferably placed on the control rod such that at least two actuating means act on the control rod between two drive elements. In this way, individual groups of actuating means are formed, which are adjusted approximately proportionally.
  • the control rod can be deflected particularly easily if the drive elements are pressure medium cylinders which are articulatedly connected to the control rod. Instead of the pressure medium cylinders, electrical drive elements would also be conceivable.
  • a particularly simple control of the pressure medium cylinders can be achieved if these are pneumatic cylinders and if an electropneumatic pressure control valve is assigned to each pneumatic cylinder.
  • the actuation of the pneumatic cylinder or the force transmitted with it takes place via a variable control voltage which is proportional to a certain output pressure at the pressure control valve.
  • the signal lines can be accommodated in a space-saving manner without great effort, so that the drive elements can be remotely controlled without complex cable routing.
  • the readjustment of the thread brakes is preferably carried out in that the drive elements can be controlled and proportionally adjusted by a processor, in that a desired thread tension can be programmed in any operating state in order to form a setpoint value, the processor being connected to a tension measuring device as an actual value transmitter to form an actuating signal.
  • the programmed setpoint can always remain the same, or it can change continuously, particularly when the winding process is started or stopped.
  • the tension measuring device is preferably a deflectable measuring roller on which the pulled-off thread assembly is deflected. The one for an excursion
  • the decisive size is the sum of the thread tensions of the thread group. An individual tension measurement on each thread to form the actual value would also be conceivable.
  • a winding system for example a warping or warping system, consists in a manner known per se of a winding machine 2 and a creel 3.
  • the creel 3 releases the coils 4 attached to it the threads 5 are wound as a thread dressing 6 in the winding machine 2 on a warping drum 7.
  • Each thread 5 passes through a thread brake 8 for generating a specific thread tension, as well as a thread monitor 9, in which each thread is monitored for existence.
  • the threads are guided in an orderly manner on the cross reed 10 and brought to the desired distance in the cross reed 11.
  • the thread assembly 6 arranged in this way finally passes over a deflectable measuring roller 12 and a deflection roller 13 on the warping drum 7.
  • the bobbin creel consists of a plurality of vertical bobbin rows 14 and the thread tensioner rows 15 assigned to these rows.
  • the length of the bobbin creel 3, which can be up to 15 m and more, leads to different running lengths of the threads between the first bobbin row 16, which the warping drum 7 is closest, and the last coil row 17, which is furthest from the warping drum 7.
  • the thread tensioners 8 consist, for example, of a plate tensioner with a saucer 18a and with a saucer 18b, the latter being more or less pressed onto the saucer 18a via a pressure element 19 and thereby exerting a braking force on the thread guided between the plates.
  • Each pressure element 19 has a resilient intermediate member e.g. in the form of a compression spring 20, which causes a certain bias.
  • the plate tensioner there would also be other types of thread brakes such as Roller tensioner or the like conceivable.
  • All pressure elements 19 of a thread tensioner row 15 are connected to one another via a push rod 21 and can thus be moved together in the vertical direction. With a downward movement of the push rods 21, the two plates 18a and 18b are obviously pressed against each other more, so that they generate a greater braking force. In contrast, when the push rods 21 move upwards, the compression springs 20 are relieved, so that the thread tension is reduced.
  • the push rods 21 are mounted in guides 22 on the creel frame, not shown.
  • control rod 23 To adjust the push rods 21, these are non-positively connected to a control rod 23 at their lower end.
  • the connection is preferably made by means of joints 25.
  • the control rod 23 is also connected to pneumatic cylinders 24, which are also articulated to the creel frame (not shown) and act on the control rod 23 at the joints 39.
  • pneumatic cylinder 24a and 24e is shown at both ends of the control rod.
  • FIG. 2 shows an alternative embodiment in which the pneumatic cylinders 24a to 24e act on the control rod 23.
  • the control rod 23 itself is divided into individual sections 23a to 23d which are connected to one another in an articulated manner. Depending on the control position of the individual pneumatic cylinders, the control rod 23 can be shifted in a polygonal or straight manner. Between two pneumatic cylinders, two push rods 21 are articulated on a control rod section.
  • a thread 5 must pass through different guide eyelets (not shown) from the bobbin to the thread monitor 9.
  • the air resistance also increases the thread tension when the thread is longer. For this reason, there is an ever increasing increase in between the first coil row 16 and the last coil row 17 Thread tension. Therefore, in order to obtain a constant thread tension of all threads on the measuring roller 12, the thread brakes 8 must be subjected to a braking force which is approximately inversely proportional to the running length of the threads assigned to them. The threads coming from the first bobbin row 16 are thus braked more than the threads coming from the last bobbin row 17.
  • the relationship between the natural thread tension and the action of the braking force is shown in a diagram in FIG.
  • the pneumatic cylinders 24a to 24e are plotted on the abscissa.
  • the braking force P is plotted on the ordinate, the line 37 representing the actual thread tension without the action of the thread brakes.
  • Line 38 shows the approximately inversely proportional increase in braking force on the thread brakes, which results in the constant thread tension, which is shown with line 36.
  • the pneumatic cylinder 24e is extended more than the pneumatic cylinder 24a, so that the thread brakes of the last bobbin row 17 are disproportionately relieved than the thread brakes of the other bobbin rows.
  • This deflection always results in the same permanent nominal thread tension, represented by the straight line 36 in FIG. 5.
  • the line 40 shows the neutral, horizontal position of the control rod 23.
  • the winding machine 2 has, for example, an operating station 26 with an input station 27, in which the disposition data of the thread group 6 to be wound can be entered via input keys 28 and pushbuttons 29. This data is visible in the display field 30 and is simultaneously fed to the processor 31.
  • the input data are textile and mechanical target data such as the thread quality, the number of threads, the desired thread tension, the winding length, the Winding speed or the number of warping belts. Entering the previously mentioned data into the input station 27 initially has the effect that the correction data stored in the processor 31 influence the pneumatic cylinders 24a to 24e in such a way that the control rod 23 receives a deflection which brings about a constant nominal thread tension for all threads.
  • the measuring roller 12 continuously measures the tension of the thread assembly 6 in a manner known per se and passes this data via the connecting line 32 to the processor 31, where these actual data are compared with the stored target data. If a deviation is found, electrical control signals are emitted to the electropneumatic pressure regulating valves 34a to 34e via the output lines 33a to 33e. These convert the electrical control signal into a proportional pressure, which is fed as control pressure via the pneumatic connecting lines 35a to 35e to the pneumatic cylinders 24a to 24e.
  • the mode of operation and function of electropneumatic pressure control valves is described, for example, in the journal “Oelhydraulik und Pneumatik" 31 (1987) No. 5, pp. 454 to 456.
  • the difference in deflection or the static pressurization between the individual pneumatic cylinders 24a to 24e can now be entered, for example in percentages or in absolute values, in order to achieve the aforementioned uniform thread tension. It is of course also possible to take these difference values into account when entering the thread quality within the warping disposition, so that no additional correction values need to be entered.
  • the control mechanism described can not only be used to compensate for the influence of the reducing coil diameter D or the change in speed. It is also possible to have an increasing or in the processor 31 under certain operating conditions To program decreasing thread tension on thread assembly 6. This applies especially to the start-up process of the winding system, in which the change in voltage can be compensated for when the machine starts up.
  • the drive elements 24 would not have to act directly on the control rod 23. It would also be conceivable to connect the drive elements to the control rod 23 via a lever mechanism. Instead of articulated individual sections, the control rod 23 could also be designed so flexibly that a desired non-uniform deflection is possible without the installation of articulations.

Abstract

Die Steuervorrichtung zum Spannungsausgleich an den Fäden (5) umfasst ein Getriebe mit einer Steuerstange (23), an der im Abstand Schubstangen (21) angreifen, welche mit den Fadenbremsen (8), bzw. mit Gruppen von Fadenbremsen, in Wirkverbindung stehen. Die Steuerstange (23) ist ausserdem mit wenigstens zwei Antriebselementen (24) verbunden, welche zum Verändern der Relativlage der Steuerstange (23) einzeln ansteuerbar sind. Die Steuerstange (23) ist vorzugsweise derart flexibel oder gelenkig ausgebildet, dass eine ungleichförmige Auslenkung möglich ist. Dies ermöglicht eine nicht lineare Abnahme der Bremskraft zwischen der ersten Spulenreihe (16) und der letzten Spulenreihe (17) des Spulengatters (3).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannungsaus­gleich der Fäden an einem Spulengatter gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Bei Wickelanlagen, wie z.B. bei Schär- oder Zettelanlagen, müssen die am Spulengatter abgezogenen Fäden bekanntlich eine gleichbleibende Fadenspannung aufweisen, damit eine gleichmässige Wicklung entsteht. Die unterschied­lichen Lauflängen der Fäden verursachen jedoch Spannungs­differenzen infolge von verschiedenen Luft- und Reibungs­widerständen. Es ist daher erforderlich, diese Spannungs­widerstände durch eine geeignete Vorrichtung auszugleichen. Dies geschieht durch unterschiedliche Bremsung der Fäden bzw. der Fadengruppen mit gleicher Lauflänge, wobei die zur Wir­kung gebrachte Bremskraft in etwa umgekehrt proportional ist zum Unterschied der Lauflängen.
  • Durch die CH-A-400 029 ist eine Vorrichtung zum Spannungsaus­gleich zwischen mehreren gleichzeitig zu verarbeitenden Fäden bekannt geworden, bei denen die Bremskraft der Fadenbremsen elektrisch steuerbar ist. Zur verhältnisgleichen Steuerung dient ein im Verhältnis der Längenunterschiede aufgeteilter elektrischer Spannungsteiler. Die Spannung am Spannungsteiler ist dabei mit einem Regler veränderbar.
  • Durch die DE-A-28 19 703 ist eine Vorrichtung zum Betrieb pneumatisch belastbarer Fadenbremsen bekannt geworden, bei der ein unterschiedlicher statischer Belastungsdruck der Fadenbremsen vom Druckabfall des strömenden Druckmittels abgeleitet wird. Längs des Spulengatters ist dabei eine vom Druckmittel ständig durchströmte Hauptleitung angeordnet, an welche die Fadenbremsen einzeln oder gruppenweise durch Stichleitungen angeschlossen sind. Die Hauptleitung ist durch eingebaute Strömungswiderstandselemente in einzelne Abschnit­te unterschiedlichen statischen Drucks unterteilt.
  • Die bekannten Vorrichtungen sind relativ kompliziert und daher störanfällig. Ausserdem ist eine individuelle Verände­rung der Bremskraft einzelner Fadenbremsen bzw. Gruppen von Fadenbremsen nicht möglich. Bei der Vorrichtung gemäss CH-A-­400 029 kann zwar die Bremskraft der Fadenbremsen verändert werden, jedoch nur verhältnisgleich und ohne individuelle Anpassung. Dazu kommt noch der Umstand, dass sich stets ändernde Betriebsbedingungen an der Wickelanlage wie z.B. abnehmende Spulendurchmesser, zunehmende Wickelgeschwindig­keit, Temperaturschwankungen usw. ein proportionales Nach­regeln der Fadenbremsen erforderlich machen, um trotz Berück­sichtigung der Lauflängen eine stets gleichbleibende Faden­spannung am Fadenwickel zu erhalten. Durch die DE-A-3706872 der Anmelderin ist eine Vorrichtung zum Regeln des Schär­bandzugs bekannt geworden, bei welcher diese Nachregelung über eine gemeinsame Exzenterwelle erfolgt, welche durch einen Stellmotor antreibbar ist. Die Fadenbremsen einer Spu­lenreihe sind mittels Stellstangen miteinander verbunden, so dass mit der Exzenterwelle die einzelnen Stellstangen jeweils proportional verstellbar sind. Die unterschiedliche Lauflänge der Fäden muss jedoch durch individuelle Einstellung der einzelnen Fadenbremsen berücksichtigt werden.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher die statische Bremskraft der Fadenbremsen auf einfachste Weise und vorzugs­weise über Fernsteuerung einstellbar ist. Dabei soll insbe­sondere nicht nur eine verhältnisgleiche, sondern auch eine individuelle Einstellung einzelner Fadenbremsen oder einzel­ner Gruppen von Fadenbremsen ermöglicht werden. Schliesslich soll die Vorrichtung auch eine proportionale Nachregelung aller Fadenbremsen ermöglichen bzw. erleichtern. Diese Auf­ gabe wird erfindungsgemäss mit einer Vorrichtung gelöst, welche die Merkmale im Anspruch 1 aufweist.
  • Mit Hilfe der Antriebselemente kann den Betätigungsmitteln eine Relativlage vermittelt werden, welche den Fadenbremsen eine bestimmte statische Bremskraft vermittelt. Diese Rela­tivlage kann dabei in Abhängigkeit der Lauflänge der den Fadenbremsen zugeordneten Fäden, gleichzeitig aber auch pro­portional gleich zu sämtlichen Fadenbremsen verändert werden. Dies wird durch die einzelne Ansteuerbarkeit erleichtert. An sich könnte jedem Betätigungsmittel ein eigenes Antriebsele­ment zugeordnet sein. Das Getriebe kann aber auch eine Steuerstange aufweisen, an der die Betätigungsmittel im Abstand angreifen, wobei die Steuerstange mit wenigstens zwei Antriebselementen verbunden ist, welche zum Verändern ihrer Relativlage einzeln ansteuerbar sind. Dadurch ist einerseits eine individuelle Voreinstellung der Bremskraft an den Faden­bremsen und andererseits ein gemeinsames Nachregeln aller Fadenbremsen auf einfachste Weise möglich. Die Antriebsel­emente erlauben eine Fernsteuerung, so dass die mechanisch verstellbaren Teile auf ein Minimum beschränkt bleiben.
  • Besonders vorteilhaft sind zur ungleichförmigen Auslenkung der Steuerstange mehrere Antriebselemente mit dieser verbun­den. Auf diese Weise kann der Steuerstange eine kurvenförmige bzw. eine polygonartige Relativlage vermittelt werden, welche eine unverhältnismässige Zu- oder Abnahme der Bremskraft relativ zur Lauflänge der Fäden ermöglicht. Die Steuerstange kann zu diesem Zweck flexibel ausgebildet sein, oder sie kann in gelenkig miteinander verbundene Einzelabschnitte unter­teilt sein. Im letzteren Falle greift vorzugsweise an jedem Ende eines Einzelabschnittes bzw. an den Gelenken je ein Antriebselement an.
  • Die Beeinflussung der Bremskraft an den Fadenbremsen über die Betätigungsmittel hängt davon ab, an welchen Punkten letztere an der Steuerstange angreifen. Bedingt durch den Aufbau des Spulengatters werden die Betätigungsmittel vorzugsweise in regelmässigen Abständen an der Steuerstange angreifen. Die Antriebselemente werden jedoch vorzugsweise so an der Steuer­stange plaziert, dass zwischen zwei Antriebselementen wenig­stens zwei Betätigungsmittel an der Steuerstange angreifen. Auf diese Weise werden einzelne Gruppen von Betätigungsmit­teln gebildet, die etwa proportional verstellt werden.
  • Die Auslenkung der Steuerstange kann besonders einfach erfol­gen, wenn die Antriebselemente Druckmittelzylinder sind, die gelenkig mit der Steuestange verbunden sind. Anstelle der Druckmittelzylinder wären aber auch elektrische Antriebsele­mente denkbar. Eine besonders einfache Steuerung der Druck­mittelzylinder kann erreicht werden, wenn diese Pneumatik­zylinder sind und wenn jedem Pneumatikzylinder ein elektro­pneumatisches Druckregelventil zugeordnet ist. Die Betätigung des Pneumatikzylinders bzw. die mit diesem übertragene Kraft erfolgt dabei über eine variable Steuerspannung, die einem bestimmten Ausgangsdruck am Druckregelventil proportional ist. Die Signalleitungen lassen sich ohne grossen Aufwand platzsparend unterbringen, so dass die Antriebselemente ohne aufwendige Leitungsführung ferngesteuert werden können.
  • Die Nachregelung der Fadenbremsen erfolgt vorzugsweise dadurch, dass die Antriebselemente über einen Prozessor ansteuerbar und proportional verstellbar sind, indem zur Bildung eines Sollwertes eine gewünschte Fadenspannung bei einem beliebigen Betriebszustand programmierbar ist, wobei der Prozessor zur Bildung eines Stellsignals mit einer Span­nungsmesseinrichtung als Istwertgeber verbunden ist. Der programmierte Sollwert kann dabei stets gleich bleiben, oder er kann sich insbesondere beim Start oder beim Stop des Wickelvorgangs laufend verändern. Die Spannungsmesseinrich­tung ist vorzugsweise eine auslenkbare Messwalze, an der der abgezogene Fadenverband umgelenkt wird. Die für eine Auslen­ kung massgebliche Grösse ist dabei die Summe der Fadenspan­nungen des Fadenverbandes. Denkbar wäre aber auch eine Ein­zelspannungsmessung an jedem Faden zur Bildung des Istwertes.
  • Weitere Vorteile und Einzelmerkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnun­gen. Es zeigen:
    • Figur 1 die Seitenansicht einer Wickelanlage mit einer Steuervorrichtung für die Fadenbremsen in stark vereinfachter Darstellung,
    • Figur 2 eine Teilansicht einer Steuervorrichtung mit mehreren Antriebselementen in Grundstellung,
    • Figur 3 ein Fadenspannungs-Diagramm bei gleichförmiger Auslenkung der Steuerstange,
    • Figur 4 die Steuervorrichtung gemäss Figur 2 mit ungleich­förmig ausgelenkter Steuerstange, und
    • Figur 5 das Fadenspannungs-Diagramm zur Auslenkung der Steuerstange gemäss Figur 4.
  • Wie in Figur 1 dargestellt, besteht eine Wickelanlage 1, z.B. eine Schär- oder Zettelanlage, in an sich bekannter Weise aus einer Wickelmaschine 2 und aus einem Spulengatter 3. Während des Schär- bzw. Zettelprozesses werden vom Spulengatter 3 von den darauf aufgesteckten Spulen 4 die Fäden 5 als Fadenver­band 6 in der Wickelmaschine 2 auf eine Schärtrommel 7 aufge­wickelt. Dabei passiert jeder Faden 5 je eine Fadenbremse 8 zur Erzeugung einer bestimmten Fadenspannung, sowie einen Fadenwächter 9, in welchem jeder Faden auf Dasein überwacht wird. Am Kreuzriet 10 werden die Fäden geordnet geführt und im Kreuzschärriet 11 auf die gewünschte Distanz gebracht. Der derart geordnete Fadenverband 6 gelangt schliesslich über eine auslenkbare Messwalze 12 und eine Umlenkwalze 13 auf die Schärtrommel 7.
  • Das Spulengatter besteht aus einer Mehrzahl von senkrechten Spulenreihen 14 und den diesen Reihen zugeordneten Faden­spannerreihen 15. Die Länge des Spulengatters 3, die bis zu 15 m und mehr betragen kann, führt zu unterschiedlichen Lauf­längen der Fäden zwischen der ersten Spulenreihe 16, welche der Schärtrommel 7 am nächsten liegt, und der letzten Spu­lenreihe 17, welche am weitesten von der Schärtrommel 7 ent­fernt liegt. Selbstverständlich sind in Wirklichkeit mehr Spulenreihen bzw. mehr Einzelspulen 4 pro Spulenreihe als in der Zeichnung dargestellt vorhanden.
  • Die Fadenspanner 8 bestehen beispielsweise aus einem Teller­spanner mit einem Unterteller 18a und mit einem Oberteller 18b, wobei letzterer über ein Druckelement 19 mehr oder weni­ger auf den Unterteller 18a gedrückt wird und dabei eine Bremskraft auf den zwischen den Tellern geführten Faden aus­übt. Jedes Druckelement 19 besitzt ein federndes Zwischen­glied z.B. in Form einer Druckfeder 20, die eine bestimmte Vorspannung verursacht. Anstelle der Tellerspanner wären aber auch andere Bauarten von Fadenbremsen wie z.B. Rollenspanner oder dergleichen denkbar.
  • Alle Druckelemente 19 einer Fadenspannerreihe 15 sind über eine Schubstange 21 miteinander verbunden und können so gemeinsam in senkrechter Richtung bewegt werden. Bei einer Abwärtsbewegung der Schubstangen 21 werden die beiden Teller 18a und 18b ersichtlicherweise mehr gegeneinander gepresst, so dass sie eine grössere Bremskraft erzeugen. Dagegen werden bei einer Aufwärtsbewegung der Schubstangen 21 die Druckfe­dern 20 entlastet, so dass die Fadenspannung reduziert wird. Die Schubstangen 21 sind in Führungen 22 am nicht dargestell­ten Spulengattergestell gelagert.
  • Zur Verstellung der Schubstangen 21 sind diese an ihrem unte­ren Ende kraftschlüssig mit einer Steuerstange 23 verbunden. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise mittels Gelenken 25. Die Steuerstange 23 ist auch noch mit Pneumatikzylindern 24 ver­bunden, die ebenfalls gelenkig am nicht dargestellten Spulen­gattergestell befestigt sind und an der Steuerstange 23 an den Gelenken 39 angreifen. In Figur 1 ist lediglich an beiden Enden der Steuerstange je ein Pneumatikzylinder 24a und 24e dargestellt.
  • Je nach der Position der Pneumatikzylinder 24a und 24e werden die Schubstangen 21 über die Steuerstange 23 mehr oder weni­ger verschoben, so dass die Fadenbremsen 8 einer Fadenspan­nerreihe 15 eine bestimmte Bremskraft auf die ihnen zugeord­neten Fäden ausüben. In Figur 2 ist ein alternatives Ausfüh­rungsbeispiel dargestellt, bei dem an der Steuerstange 23 die Pneumatikzylinder 24a bis 24e angreifen. Die Steuerstange 23 selbst ist in Einzelabschnitte 23a bis 23d unterteilt, welche gelenkig miteinander verbunden sind. Je nach der Steuerstel­lung der einzelnen Pneumatikzylinder kann die Steuerstange 23 polygonartig oder gerade verschoben werden. Zwischen zwei Pneumatikzylindern sind jeweils zwei Schubstangen 21 an einem Steuerstangenabschnitt angelenkt. In bestimmten Anwendungs­fällen wäre es aber auch denkbar, jeder Schubstange 21 ein eigenes Antriebselement 24 zuzuordnen, so dass die Steuer­stange wegfallen könnte. Alternativ könnten auch bestimmte Schubstangen 21 mit einer Steuerstange verbunden sein, wäh­rend andere Schubstangen direkt mit Antriebselementen verse­hen sind.
  • Wie bereits eingangs erwähnt muss ein Faden 5 von der Spule bis zum Fadenwächter 9 verschiedene, nicht dargestellte Füh­rungsösen passieren. Auch der Luftwiderstand erhöht bei grös­serer Lauflänge eines Fadens die Fadenspannung. Aus diesem Grund ergibt sich zwischen der ersten Spulenreihe 16 und der letzten Spulenreihe 17 eine stets zunehmende Erhöhung der Fadenspannung. Um daher an der Messwalze 12 eine gleichblei­bende Fadenspannung sämtlicher Fäden zu erhalten, müssen die Fadenbremsen 8 mit einer Bremskraft beaufschlagt werden, welche in etwa umgekehrt proportional zur Lauflänge der ihnen zugeordneten Fäden ist. Die von der ersten Spulenreihe 16 kommenden Fäden werden somit stärker abgebremst als die von der letzten Spulenreihe 17 kommenden Fäden.
  • In Figur 3 ist der Zusammenhang zwischen der natürlichen Fadenspannung und der Einwirkung der Bremskraft in einem Diagramm dargestellt. Auf der Abszisse sind die Pneumatik­zylinder 24a bis 24e aufgetragen. Auf der Ordinate ist die Bremskraft P aufgetragen, wobei die Linie 37 die Ist-Faden­spannung ohne Einwirkung der Fadenbremsen darstellt. Die Linie 38 zeigt die in etwa umgekehrt proportional zunehmende Bremskraft an den Fadenbremsen, woraus die stets gleichblei­bende Fadenspannung resultiert, welche mit der Linie 36 dar­gestellt ist.
  • Die Praxis zeigt nun aber, dass der Verlauf der Ist-Faden­spannungskurve 37 nicht wie in Figur 3 dargestellt linear ist, sondern etwa der in Figur 5 dargestellten Fadenspan­nungskurve 37 entspricht. Damit auch bei diesem Verlauf der Ist-Fadenspannung die gewünschte gleichbleibende Soll-Faden­spannung 36 erzielt werden kann, muss ersichtlicherweise auch die Bremskraft an den Fadenbremsen kurvenförmig ansteigen, wie dies mit der Linie 38 in Figur 5 dargestellt ist. Dies lässt sich nur erreichen, wenn die Steuerstange 23 nicht gleichförmig linear, sondern ungleichförmig, also in der Form einer Kurve oder eines Polygons ausgelenkt wird. Diese ungleichförmige Auslenkung ist in Figur 4 dargestellt. Es ist ersichtlich, dass der Pneumatikzylinder 24e stärker ausgefah­ren ist als der Pneumatikzylinder 24a, so dass die Fadenbrem­sen der letzten Spulenreihe 17 unverhältnismässig stärker entlastet sind als die Fadenbremsen der übrigen Spulenreihen. Bei dieser Auslenkung ergibt sich wiederum eine stets gleich­ bleibende Soll-Fadenspannung, in Figur 5 dargestellt durch die Gerade 36. Zur Verdeutlichung der ungleichförmigen Aus­lenkung zeigt die Linie 40 die neutrale, horizontale Lage der Steuerstange 23.
  • Neben den natürlichen, stets etwa gleich bleibenden Reibungs­widerständen der einzelnen Fäden müssen aber während des Wickelprozesses auch noch stetig sich verändernde Parameter berücksichtigt werden, um eine gleichbleibende Fadenspannung zu erzielen. So erhöht der stets kleiner werdende Spulen­durchmesser D durch die Ballonbildung die Fadenspannung zusätzlich, und zwar etwa proportional gleichbleibend bei sämtlichen Spulenreihen. Es ist daher erforderlich, die Fadenbremsen sämtlicher Spulenreihen fortwährend und propor­tional zu entlasten. Zu diesem Zweck müssen alle Pneumatik­zylinder an der Steuerstange 23 mit einer gleichförmigen Bewegung ausgefahren werden, und zwar unabhängig von ihrer Ausgangsstellung. Die gewünschte Fadenspannung im Bereich des Fadenverbandes 6 ist schliesslich auch noch abhängig von der Fadenqualität, der Fadenart, der Farbe usw.
  • All diese Parameter, welche sich während des Wickelprozesses verändern, beeinflussen den Wickelaufbau auf der Schärtrommel 7. Es müssen daher besondere Massnahmen getroffen werden, um die schädigenden Einflussgrössen auszuschalten. Dies geschieht durch die nachfolgend beschriebene Regelung. Die Wickelmaschine 2 besitzt beispielsweise eine Bedienungssta­tion 26 mit einer Eingabestation 27, in welcher über Eingabe­tasten 28 und Drucktasten 29 die Dispositionsdaten des zu wickelnden Fadenverbandes 6 eingegeben werden können. Diese Daten werden im Anzeigefeld 30 sichtbar und gleichzeitig dem Prozessor 31 zugeführt.
  • Bei den Eingabedaten handelt es sich um textiltechnische und mechanische Solldaten wie z.B. die Fadenqualität, die Anzahl Fäden, die gewünschte Fadenspannung, die Wickellänge, die Wickelgeschwindigkeit oder die Anzahl Schärbänder. Die Ein­gabe der vorher erwähnten Daten in die Eingabestation 27 bewirkt vorerst, dass die im Prozessor 31 gespeicherten Korrekturdaten die Pneumatikzylinder 24a bis 24e so beein­flussen, dass die Steuerstange 23 eine Auslenkung erhält, welche eine stets gleichbleibende Soll-Fadenspannung bei allen Fäden bewirkt.
  • Während des Betriebes misst die Messwalze 12 auf an sich bekannte Weise fortwährend die Spannung des Fadenverbandes 6 und leitet diese Daten über die Verbindungsleitung 32 in den Prozessor 31, wo diese Istdaten mit den gespeicherten Soll­daten verglichen werden. Bei einer festgestellten Abweichung werden über die Output-Leitungen 33a bis 33e elektrische Steuersignale an die elektropneumatischen Druckregelventile 34a bis 34e abgegeben. Diese wandeln das elektrische Steuer­signal in einen proportionalen Druck um, der als Steuerdruck über die pneumatischen Verbindungsleitungen 35a bis 35e den Pneumatikzylindern 24a bis 24e zugeführt wird. Die Wirkungs­weise und Funktion elektropneumatischer Druckregelventile ist beispielsweise beschrieben in der Zeitschrift "Oelhydraulik und Pneumatik" 31 (1987) Nr. 5, S. 454 bis 456.
  • In einer der Eingabetaster 28 kann nun z.B. in Prozenten oder in absoluten Werten die Differenz der Auslenkung bzw. der statischen Druckbeaufschlagung zwischen den einzelnen Pneuma­tikzylindern 24a bis 24e eingegeben werden, um die vorer­wähnte gleichförmige Fadenspannung zu erzielen. Es ist natür­lich auch möglich, diese Differenzwerte bereits bei der Ein­gabe der Fadenqualität innerhalb der Schärdisposition zu berücksichtigen, so dass keine zusätzlichen Korrekturwerte einzugeben sind. Der geschilderte Regelmechanismus kann aber nicht nur dazu benützt werden, um den Einfluss des sich reduzierenden Spulendurchmessers D oder der Geschwindigkeits­veränderung auszugleichen. Es ist auch möglich, im Prozessor 31 bei bestimmten Betriebszuständen eine zunehmende oder abnehmende Fadenspannung am Fadenverband 6 zu programmieren. Dies gilt speziell beim Anfahrvorgang der Wickelanlage, bei dem die Spannungsveränderung während des Hochfahrens der Maschine ausgeglichen werden kann.
  • Selbstverständlich sind zum dargestellten Ausführungsbeispiel Alternativen denkbar, ohne dass dabei der Gegenstand der Erfindung verlassen würde. So müssten beispielsweise die Antriebselemente 24 nicht unmittelbar an der Steuerstange 23 angreifen. Es wäre auch denkbar, die Antriebselemente über einen Hebelmechanismus mit der Steuerstange 23 zu verbinden. Anstelle von gelenkigen Einzelabschnitten könnte die Steuer­stange 23 auch derart flexibel ausgebildet sein, dass eine gewünschte ungleichförmige Auslenkung ohne Einbau von Gelen­ken möglich ist.

Claims (11)

1. Vorrichtung zum Spannungsausgleich der Fäden (5) an einem Spulengatter (3), insbesondere für Schär- oder Zettelan­lagen, mit einer Fadenbremse (8) für jeden Faden (5) und mit einer gemeinsamen Steuervorrichtung für die Faden­bremsen (8), wobei die Fadenbremsen in Abhängigkeit der Lauflänge der ihnen zugeordneten Fäden mit unterschiedli­cher Bremskraft beaufschlagbar sind, dadurch gekennzeich­net, dass die Steuervorrichtung ein Getriebe mit Betäti­gungsmitteln (21) aufweist, welche mit den Fadenbremsen (8) in Wirkverbindung stehen, und dass die Betätigungs­mittel direkt oder indirekt mit Antriebselementen (24) verbunden sind, welche zum Verändern der Relativlage der Betätigungsmittel einzeln ansteuerbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe eine Steuerstange (23) aufweist, an der die Betätigungsmittel (21) im Abstand angreifen, und dass die Steuerstange (23) mit wenigstens zwei Antriebs­elementen (24) verbunden ist, welche zum Verändern der Relativlage der Steuerstange (23) einzeln ansteuerbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur ungleichförmigen Auslenkung der Steuerstange (23) mehr als zwei Antriebselemente (24) mit dieser verbunden sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (23) zur ungleichförmigen Auslenkung flexibel ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerstange (23) zur ungleichförmigen Auslenkung in gelenkig miteinander verbundene Einzelabschnitte (23a bis 23d) unterteilt ist, und dass an jedem Ende eines Einzel­abschnittes bzw. an den Gelenken (39) je ein Antriebs­element (24) angreift.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­net, dass zwischen zwei Antriebselementen an der Steuer­stange (23) wenigstens zwei Betätigungsmittel (21) angreifen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsmittel (21) Schub­stangen sind, welche gelenkig mit der Steuerstange (23) verbunden sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente (24) Druckmit­telzylinder sind, welche gelenkig mit der Steuerstange (23) verbunden sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckmittelzylinder Pneumatikzylinder (24) sind, und dass jedem Pneumatikzylinder ein elektropneumatisches Druckregelventil (34) zugeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebselemente (24) über einen Prozessor (31) ansteuerbar und proportional verstellbar sind, indem zur Bildung eines Sollwertes eine gewünschte Fadenspannung bei einem beliebigen Betriebszustand pro­grammierbar ist, wobei der Prozessor zur Bildung eines Stellsignals mit einer Spannungsmesseinrichtung als Ist­wertgeber verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsmesseinrichtung eine auslenkbare Mess­ walze (12) ist, an der der abgezogene Fadenverband (6) umgelenkt wird.
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