EP0512257A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Spindeldrehzahl einer Streckzwirnmaschine - Google Patents

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EP0512257A1
EP0512257A1 EP92105843A EP92105843A EP0512257A1 EP 0512257 A1 EP0512257 A1 EP 0512257A1 EP 92105843 A EP92105843 A EP 92105843A EP 92105843 A EP92105843 A EP 92105843A EP 0512257 A1 EP0512257 A1 EP 0512257A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
ring
spindle
spindles
winding
Prior art date
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Granted
Application number
EP92105843A
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English (en)
French (fr)
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EP0512257B1 (de
Inventor
Günter Ing. König
Andreas Dipl.-Ing. Buchholz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Zinser Textilmaschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Zinser Textilmaschinen GmbH filed Critical Zinser Textilmaschinen GmbH
Publication of EP0512257A1 publication Critical patent/EP0512257A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0512257B1 publication Critical patent/EP0512257B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H1/00—Spinning or twisting machines in which the product is wound-up continuously
    • D01H1/14—Details
    • D01H1/20—Driving or stopping arrangements
    • D01H1/28—Driving or stopping arrangements for two or more machine elements possessing different characteristics but in operative association
    • D01H1/30—Driving or stopping arrangements for two or more machine elements possessing different characteristics but in operative association with two or more speeds; with variable-speed arrangements
    • D01H1/305—Speed control of the spindles in response to the displacements of the ring rail

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for changing the speed of the spindles of a twisting machine, with several working positions, each of which a delivery device for delivering a monofilament or multifilament continuous filament running essentially at a constant speed, a ring traveler arrangement with a ring bank carrying out lifting movements and have a spindle winding the endless filament into a bobbin with a variable-speed drive.
  • the invention has for its object to obtain the most correct, uniform bobbin construction by maintaining a thread tension as constant as possible.
  • This object is achieved in that the rotational speed of the spindles is changed during each lifting movement of the ring bench with respect to a basic rotational speed in such a way that the rotational speed is reduced with increasing distance between the delivery device and ring rotor arrangement and is increased with decreasing distance.
  • This design takes into account the fact that thread balloons are present between the delivery device and the runners rotating on rings, the axial length of which vary depending on the position of the ring bench relative to the delivery device.
  • the axial length of these thread balloons has a considerable influence on the thread tension, which becomes smaller as the axial length of the thread balloons becomes smaller and larger as the axial length increases.
  • By compensating or at least smoothing the thread tension fluctuations caused thereby a significant improvement in the bobbin construction can be obtained. With each ring bank stroke, the spindle speed is therefore corrected in accordance with this change in thread tension.
  • An advantageous application of the invention also results in methods and devices in which the endless filaments are "swirled" immediately before being wound up by means of a ring and a runner.
  • the filament threads are passed through nozzles in which they are exposed to the influence of compressed air jets in such a way that the individual capillaries are entwined with themselves and / or with other capillaries.
  • the cohesion of the filaments and thus the closed nature of the thread becomes increased, some achieved a different type of thread character.
  • the intermingling achieved depends essentially on the tension under which the filaments stand during the intermingling.
  • the thread tension in the interlacing zone should therefore be as uniform as possible.
  • This condition can be met to a large extent with the invention.
  • the aim is to dispense with such a further field and to carry out the intermingling in the twisting or winding zone. In this case, the invention can then be used with advantage.
  • the lifting movements of the ring rail are controlled to form an embossed winding of the coil, that the speed of the spindle is changed during a lifting movement in the area of the embankment in such a way that the speed increases with decreasing wind diameter and with increasing wind diameter is reduced.
  • the thread tension in the continuous filament yarn supplied to the bobbin is detected at at least one working position and that a spindle speed control is carried out to keep the thread tension constant.
  • the height position of the ring rail is detected and a predetermined spindle speed setpoint is controlled as a function thereof becomes.
  • means for a device for direct or indirect detection of the thread tension as a function of the distance between the delivery device and the ring bar changing with the lifting movement of the ring bar or of the rings are provided, which are connected to an evaluation device that are to be dispensed correction signals is connected to the spindle drive control.
  • FIG. 1 shows part of a working position of a draw twisting machine which has a plurality of such working positions on at least one machine side.
  • An endless filament yarn (10) is fed to a spool (14) via a godet (11) provided with a laying roller and a stationary thread guide (12) via a rotor (13).
  • the rotor (13) runs on a ring (15) of a ring bench (16) which is driven in a manner not shown for lifting movements.
  • the lifting movements of the ring bench (16) determine the shape of the coil (14), which will be explained in more detail later with reference to FIGS. 3 to 6.
  • the coil (14) is attached to a spindle (17) which is driven to rotate.
  • each spindle (17) is assigned its own drive motor, the speed of which can be varied.
  • the spindles (17) are assigned a spindle drive system (18) which is only indicated schematically and which contains, for example, a frequency converter for changing the spindle speed.
  • a control and regulating system (19) is assigned to the spindle drive system (18) and specifies the speed to be observed in each case.
  • a spindle speed program is stored in the computer system (19), which is moved during a trigger, ie from the beginning of the winding to the end of the winding of the coil (14). According to this spindle speed program, the spindle speed is gradually reduced during the withdrawal, the course of the spindle speed being determined empirically or mathematically.
  • the spindle speed is corrected or varied in accordance with the measured thread tension.
  • the thread tension is measured while the machine is running according to the lowest godet (11) by means of a transducer (20) which supplies a signal proportional to the thread tension.
  • This signal is fed to a transducer (21) which delivers a signal which can be processed there to the computer system (19).
  • the thread tension is expediently measured by means of several sensors (20) at several working positions, e.g. in five to six working positions. A mean value is formed from these measured values so that any short-term fluctuations that can occur as a result of external disturbances are eliminated.
  • the mean value from the thread tension measurements is compared in the computer system (19) with a predetermined target value and its entered tolerance window. If deviations are found, the setpoint of the spindle speed is readjusted and given to the spindle drive system (18).
  • the method used in the embodiment according to FIG. 1 can be implemented for all types of windings which are suitable for the construction of the coil (14). In the simplest form, a spindle speed program can also be dispensed with. In most cases, however, it will be expedient to superimpose the speed variations on a basic speed specified by a control program.
  • the sensor (s) (20) attack the continuous filament yarn (10) in the area between the godet (11) and the thread guide (12).
  • the transducers (20) aimed directly at the balloon between the thread guide (12) and the runner (13).
  • other arrangements of transducers can also be used.
  • the spindles (17) are controlled by a spindle drive system (18) to which a computer system (19) is assigned.
  • a spindle speed program is stored in the computer system (19) and is run during the build-up of the coil, the spindle speed being reduced as the winding diameter of the coils (14) increases.
  • the ring bank (16) is assigned an encoder (23) which is designed as an incremental encoder or absolute encoder and which measures the current ring bank position. In accordance with the measured position of the ring bench, the spindle speed setpoint is changed in the computer system (19) and specified for the spindle drive system (18).
  • the position of the ring bench (16) and the direction of movement of the ring bench (16) are determined incrementally, analogously or absolutely.
  • the determined value is evaluated in the digital computer system (19), which specifies a corresponding target value for a speed controller of the spindle drive system.
  • delivery devices in the form of a godet (11)
  • other delivery devices can of course also be provided, for example also delivery spools from which the continuous filament is unwound.
  • FIG. 3 to 6 show the most common forms of winding for bobbins (14) which are produced in draw twisting machines.
  • a parallel winding or flyer winding is shown, which is generated in that the ring bank (16) performs a stroke (H), the size of which is symmetrical to the coil center over time (T) both upwards and downwards shortened evenly downwards, so that an upper slope (B1) and a lower slope (B2) arise, between which there is a central, cylindrical coil part.
  • Fig. 4 the course of the lifting movement of the ring bench is shown schematically, with which a Kötzerwickel is generated.
  • the stroke of the ring bench (H) remains essentially the same throughout the coil build-up. It begins at the lower reversal point and is then steadily raised in its level, so that an upper embankment area (B1) and a lower embankment area (B2) also arise.
  • the ring rail moves into the upper slope area (B 1), in which case the winding diameter is reduced due to the slope. Deviations from this construction are possible, the lifting height being varied during the construction of the coil.
  • FIG. 5 shows the structure of a so-called combination winding.
  • the lower turning point of the ring rail is moved upwards during the construction of the cop, so that a lower slope (B2) is generated.
  • the stroke (H) of the ring rail (16) is varied during the build-up of the coil, so that an upper embankment area (B 1) is also produced, which is operated by the ring rail (6).
  • Fig. 6 the principle of a composite winding is shown, in which the ring bank carries out a lifting movement of the same size during the entire coil construction, but the upper and lower reversal point are periodically shifted up and down again, so that here too an upper slope (B1) and a lower embankment (B2) with a central, substantially cylindrical portion.
  • the ring bench (16) also moves in the area of the lower embankment (B2).
  • the spindle speed program specifies a basic speed (n g ) that depends on the wind-up diameter the coil (14) is dependent on the relevant time of the coil construction.
  • the influence of the thread balloons formed between the thread guide (12) and the rotor (13) on the thread tension has not yet been taken into account in this basic speed (n g ).
  • This influence is taken into account by means of the device shown in FIG. 1 or FIG. 2, by varying the basic speed (n g ) in order to keep the thread tension constant (taking into account an allowable tolerance).
  • the representation according to FIG. 7 is based on the fact that the device according to FIG. 2 is used.
  • a variation value in the form of a curve (25) is defined in the computer system (19), on the basis of which the basic speed (n g ) is varied in accordance with the height position of the spindle bank (16), so that the spindle speed (n s ) is controlled.
  • the curve (25) is determined so that with a reduction in the axial length of the thread balloon, ie the axial distance between the delivery device (godet 11) and rotor (13), the spindle speed (n) is increased and vice versa, in order to keep the thread tension constant .
  • the curve (25) of the variation values need not have a linear course.
  • the variation curves (25) can form a parallel family of curves in the course of the coil build-up, ie with increasing wind diameter and thus reduced basic speed (n g ).
  • the spindle speed is increased compared to the basic speed (n g ) specified by the spindle speed program when winding in this area. It is necessary in the area of the upper embankment (B1) to increase the speed more than in the area of the lower embankment (B2), since here the influence of the correspondingly enlarged or reduced thread balloon is added.
  • the curve of the basic speed determined by the spindle speed program results in a family of curves according to FIG Coil build-up or time (T).
  • the spindle speed control program defines constant basic speeds for the central, cylindrical region of the coil (14) between the embankments (B 1, B 2).
  • correction programs also stored in the computer system then determine that when entering the embankment areas (B1, B2) a corresponding speed increase and a corresponding speed reduction take place after reaching the upper or lower reversal point, until again the basic speed (n g ) assigned to the winding diameter of the central area of the coil (14) has been reached.
  • the spindle speed control program for the winding diameter there is varied in accordance with the axial length of the thread balloon.
  • the spindle speed control program for the winding diameter there is varied in accordance with the axial length of the thread balloon.
  • the spindle speed control program for the winding diameter there is varied in accordance with the axial length of the thread balloon.
  • the course of the curve according to FIG. 11a can also be approximated by a curve composed of only two linear sections.
  • the specified tolerance fields are then not left.
  • it is also possible to store other curve shapes for the variation values in the computer system for example convex or concave curved shapes.
  • the curve shape depends on the material to be processed and in particular also on the type of drive of the ring bench (16), i.e. after the course of the ring bench speed, for example accelerations before the reversal points or acceleration over the entire stroke.
  • the diagram of FIG. 12 shows the course of the spindle speed (n) over the coil structure, ie over time (T).
  • the spindle speed control program specifies basic speeds (n g1 , n g2 .... n gn ) with which the speed is gradually reduced, the steps being 50 min ⁇ 1, for example.
  • This basic speed (n g ) depends on the directly measured thread tension or the height position of the Ring bank (16) changed by the variation value ( ⁇ n) during each stroke of the ring bank (16). It should be mentioned once again that these variations are shown in a highly schematic manner and that in reality the stroke-dependent speed curve can deviate significantly from a linear straight line.
  • a non-constant ring bench speed for example with acceleration before the turning points and / or acceleration over the entire stroke, can already lead to deviations.
  • a spindle speed variation in the embankment areas (B1, B2) by a combination there to keep the thread tension as constant as possible both variation measures is carried out.
  • time (t1) which represents the beginning of the upper slope area (B1)
  • the spindle speed is increased more than in the cylindrical area.
  • time (t2) which represents the reversal point of the ring bank above
  • the spindle speed is reduced again until it reaches the end of the upper slope area (B1) at time (t3).
  • time (t4) i.e.
  • the spindle speed is not reduced further, but slightly increased. From time (t5), which represents the lower turning point of the ring bank, the speed is reduced again until time (t6) the end of the lower embankment area (B2) is reached and the spindle speed is increased again.
  • the variation to take account of the slope areas (B1, B2) is thus superimposed on the variation to take account of the axial length of the thread balloon.

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Abstract

Bei einer Zwirnmaschine für Endlosfilamente mit einer Vielzahl von Arbeitspositionen ist eine Spindeldrehzahlprogrammsteuerung vorgesehen, der Korrekturwerte zum Ausgleichen der Fadenspannung in Abhängigkeit von einem sich mit der Hubbewegung der Ringbank verändernden Fadenballon und/oder in Abhängigkeit von sich ändernden Aufwindedurchmesser im Bereich der Böschungen der Spule überlagert wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verändern der Drehzahl der Spindeln einer Zwirnmaschine, mit mehreren Arbeitspositionenen, die jeweils eine im wesentlichen mit gleichbleibender Geschwindigkeit laufende Liefereinrichtung zum Liefern eines monofilen oder multifilen Endlosfilament, eine Ring-Läufer-Anordnung mit einer Hubbewegungen ausführenden Ringbank und eine das Endlosfilament zu einer Spule aufwindenden Spindel mit drehzahlveränderbarem Antrieb aufweisen.
  • Es ist bekannt (DE-AS 12 73 389), während eines Abzuges bei einer Streckzwirnmaschine die Spindeldrehzahl mit zunehmendem, mittlerem Aufwindedurchmesser zu vermindern. Der Verlauf der Spindeldrehzahländerungen wird in einem Steuerprogramm abgelegt, das während des Abzugs abgefahren wird. Zum Festlegen des Steuerprogramms wird während eines Probeabzuges die Fadenspannung gemessen, wobei somit empirisch das Spindeldrehzahlprogramm ermittelt wird.
  • Es ist auch bekannt (DE-AS 16 60 339), bei einem derartigen Spindeldrehzahlsteuerprogramm bei jedem Ringbankhub die Fadenspannung im Bereich der Umkehrpunkte dadurch zu vermindern, daß die Spindeldrehzahl in diesen Bereichen reduziert wird. Dadurch sollen Schwankungen im Elastizitätsmodul des Fadens vermieden werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst korrekten, gleichmäßigen Spulenaufbau dadurch zu erhalten, daß eine möglichst konstante Fadenspannung eingehalten wird.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst,daß die Drehzahl der Spindeln während jeder Hubbewegung der Ringbank gegenüber einer Grunddrehzahl derart verändert wird, daß die Drehzahl mit zunehmendem Abstand zwischen Liefereinrichtung und Ring-Läufer-Anordnung verringert und mit geringer werdendem Abstand erhöht wird.
  • Durch diese Ausbildung wird dem Umstand Rechnung getragen, daß zwischen der Liefereinrichtung und den an Ringen umlaufenden Läufern Fadenballone vorhanden sind, deren axiale Länge sich abhängig von der Position der Ringbank zu der Liefereinrichtung verändern. Die axiale Länge dieser Fadenballone hat einen erheblichen Einfluß auf die Fadenspannung, die mit kleiner werdender axialer Länge der Fadenballone kleiner und mit größer werdender axialer Länge größer wird. Indem die dadurch verursachten Fadenspannungsschwankungen ausgeglichen oder zumindest geglättet werden, läßt sich eine deutliche Verbesserung des Spulenaufbaus erhalten. Bei jedem Ringbankhub wird daher die Spindeldrehzahl entsprechend dieser Fadenspannungsänderung korrigiert.
  • Eine vorteilhafte Anwendung der Erfindung ergibt sich auch bei Verfahren und Vorrichtungen, bei welchen die endlosen Filamente unmittelbar vor dem Aufwinden mittels Ring und Läufer "verwirbelt" werden. Bei diesen Verfahren und Vorrichtungen werden die Filamentfäden durch Düsen geführt, in welchen sie dem Einfluß von Preßluftstrahlen derart ausgesetzt sind, daß die einzelnen Kapillaren mit sich selbst und/oder mit anderen Kapillaren verschlungen werden. Durch dieses Verwirbeln wird teils der Zusammenhalt der Filamente und damit die Geschlossenheit des Fadens erhöht, teils eine andere Art von Fadencharakter erzielt. Die jeweils erzielte Verwirbelung ist wesentlich von der Spannung abhängig, unter der die Filamente während des Verwirbelns stehen. Um einen gleichmäßigen Verwirbelungseffekt zu erreichen, sollte die Fadenspannung in der Verwirbelungszone daher möglichst gleichmäßig sein. Diese Bedingung läßt sich mit der Erfindung sehr weitgehend erfüllen. An sich wäre es möglich, das Verwirbeln in einem dem letzten Streckfeld folgenden weiteren Feld mit schnellaufenden Galetten und Verlegewalzen durchzuführen, in welchen die Fadenspannung relativ gut konstant gehalten werden kann. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit wird jedoch angestrebt, auf ein derartiges weiteres Feld zu verzichten und das Verwirbeln in der Zwirn- oder Spulzone durchzuführen. In diesem Fall läßt sich dann die Erfindung mit Vorteil anwenden.
  • In Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, wenn die Hubbewegungen der Ringbank gesteuert sind, um eine geböschte Wicklung der Spule zu bilden, daß die Drehzahl der Spindel während einer Hubbewegung im Bereich der Böschung derart verändert wird, daß mit kleiner werdendem Aufwindedurchmesser die Drehzahl erhöht und mit größer werdendem Aufwindedurchmesser reduziert wird.
  • Dies bedeutet, daß im Bereich der Böschungen die Spindeldrehzahl mit abnehmendem Aufwindedurchmesser erhöht wird, um die Fadenspannung möglichst annähernd konstantzuhalten.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Fadenspannung in dem der Spule zugelieferten Endlosfilamentgarn an wenigstens einer Arbeitsposition erfaßt wird, und daß eine Spindeldrehzahlregelung zum Konstanthalten der Fadenspannung durchgeführt wird.
  • Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß die Höhenposition der Ringbank erfaßt wird, und als abhängig von dieser ein vorgegebener Spindeldrehzahlsollwert angesteuert wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß sie mit einem wesentlich geringeren technischen Aufwand auskommt.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind bei einer Vorrichtung Mittel zum direkten oder indirekten Erfassen der Fadenspannung in Abhängigkeit von dem sich mit der Hubbewegung der Ringbank oder der Ringe ändernden Abstand zwischen der Liefereinrichtung und der Ringbank vorgesehen, die an eine Auswerteeinrichtung angeschlossen sind, die zur Abgabe von Korrektursignalen mit der Spindelantriebssteuerung verbunden ist. Durch das Erfassen der von der Ringbankposition verursachten Fadenspannungsänderungen läßt sich eine gleichmäßige Fadenspannung mit relativ engen Toleranzfeldern während des gesamten Abzuges aufrechterhalten.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen und den Unteransprüchen.
    • Fig. 1
    zeigt eine schematische Darstellung einer Arbeitsposition einer Streckzwirnmaschine mit Mitteln zum Erfassen der Fadenspannung, aufgrund deren Auswertung eine Spindeldrehzahlkorrektur vorgenommen wird,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung einer Arbeitsposition einer Streckzwirnmaschine mit Mitteln zum Erfassen der Höhenposition der Ringbank, wobei die Höhenpositionsignale ausgewertet werden, um die mit einem Spindeldrehzahlsteuerprogramm vorgegebene Spindeldrehzahl zu korrigieren,
    Fig. 3
    ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs des Ringbankhubes während des Spulenaufbaus einer Spule mit Parallelwicklung,
    Fig. 4
    ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs des Ringbankhubes während des Aufbaus einer Spule mit Kötzerwicklung,
    Fig. 5
    ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs des Ringbankhubes während des Spulenaufbaus einer Spule mit Kombiwicklung,
    Fig. 6
    ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs des Ringbankhubes während des Spulenaufbaus einer Spule mit Verbundwicklung,
    Fig. 7
    ein Diagramm zur Darstellung des Verlaufs einer Spindeldrehzahlkorrektur in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen einem Fadenführer und einer Ringbank und damit von der axialen Länge eines sich zwischen dem Fadenführer und der Ringbank ausbildenden Fadenballons,
    Fig. 8a bis c
    Diagramme ähnlich Fig. 7 und deren Änderung während des Abzugs entsprechend einem Spindeldrehzahlprogramm,
    Fig. 9
    ein Diagramm zur Erläuterung der Korrektur der Spindeldrehzahl bei einem Wickeln im Bereich der Böschungen der erzeugten Spule ohne Berücksichtigung der Korrektur zum Ausgleich der Spannungsschwankungen aufgrund eines sich ändernden Fadenballons,
    Fig. 10
    ein Diagramm ähnlich Fig. 9 mit fortschreitendem Spindeldrehzahlprogramm während des Abzugs,
    Fig. 11a und 11b
    Diagramme zur Darstellung der überlagerten Korrekturwerte zum Ausgleichen der Fadenspannung aufgrund sich ändernder axialer Länge des Fadenballons und aufgrund eines Wickelns in den Böschungsbereichen,
    Fig. 12
    ein Diagramm zur Erläuterung der Korrektur der durch ein Spindeldrehzahlprogramm vorgegebenen Grunddrehzahl der Spindel während der Ringbankhübe zum Ausgleich von durch die axiale Länge eines Fadenballons verursachten Fadenspannungsschwankungen und
    Fig. 13
    eine Einzelheit der Fig. 12 in vergrößertem Maßstab mit Korrektur der Spindeldrehzahl aufgrund eines Aufwindens im Bereich der oberen Böschung und der unteren Böschung einer Spule.
  • In Fig. 1 ist ein Teil einer Arbeitsposition einer Streckzwirnmaschine dargestellt, die wenigstens auf einer Maschinenseite eine Vielzahl derartiger Arbeitspositionen aufweist. Ein Endlosfilamentgarn (10) wird über eine mit einer Verlegerolle versehene Galette (11) und einen stationären Fadenführer (12) über einen Läufer (13) einer Spule (14) zugeführt. Der Läufer (13) läuft auf einem Ring (15) einer Ringbank (16) um, die in nicht näher dargestellter Weise zu Hubbewegungen angetrieben ist. Die Hubbewegungen der Ringbank (16) bestimmen die Form der Spule (14), was noch später anhand von Fig. 3 bis 6 näher erläutert werden wird. Die Spule (14) ist auf eine Spindel (17) aufgesteckt, die zu Drehungen angetrieben ist. Der Einfachheit halber sei angenommen, daS jeder Spindel (17) ein eigener Antriebsmotor zugeordnet ist, dessen Drehzahl variierbar ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, einen gemeinsamen Antriebsmotor für alle Spindeln wenigstens einer Maschinenseite vorzusehen, der dann entsprechend in seiner Drehzahl veränderbar ist.
  • Den Spindeln (17) ist ein nur schematisch angedeutetes Spindelantriebssystem (18) zugeordnet, das zum Verändern der Spindeldrehzahl beispielsweise einen Frequenzumrichter enthält. Dem Spindelantriebsystem (18) ist ein Steuer- und Regelsystem (19) zugeordnet, das die jeweils einzuhaltende Drehzahl vorgibt. In dem Rechnersystem (19) ist ein Spindeldrehzahlprogramm abgelegt, das während eines Abzuges abgefahren wird, d.h. von Beginn der Wicklung bis zum Abschluß der Wicklung der Spule (14). Gemäß diesem Spindeldrehzahlprogramm wird die Spindeldrehzahl während des Abzuges stufenweise reduziert, wobei der Verlauf der Spindeldrehzahl empirisch oder rechnerisch ermittelt wird.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird die Spindeldrehzahl entsprechend der gemessenen Fadenspannung korrigiert oder variiert. Hierzu wird die Fadenspannung während des Laufes der Maschine nach der untersten Galette (11) mittels eines Meßwertaufnehmers (20) gemessen, der ein der Fadenspannung proportionales Signal liefert. Dieses Signal wird einem Meßwertwandler (21) zugeführt, der an das Rechnersystem (19) ein dort verarbeitbares Signal liefert. Wie mit Pfeilen (22) angedeutet ist, wird zweckmäßigerweise die Fadenspannung mittels mehrerer Meßwertaufnehmer (20) an mehreren Arbeitspositionen gemessen, z.B. an fünf bis sechs Arbeitspositionen. Aus diesen Meßwerten wird ein Mittelwert gebildet, so daß eventuelle Kurzzeitschwankungen, die durch äußere Störungen auftreten können, eliminiert werden. Der Mittelwert aus den Fadenspannungsmessungen wird in dem Rechnersystem (19) mit einem vorgegebenen Sollwert und dessen eingegebenem Toleranzfenster verglichen. Werden Abweichungen festgestellt, so wird der Sollwert der Spindeldrehzahl nachgeregelt und dem Spindelantriebssystem (18) vorgegeben. Das bei der Ausführungsform nach Fig. 1 angewandte Verfahren ist für alle Wicklungsarten realisierbar, die für den Aufbau der Spule (14) in Frage kommen. Bei einer einfachsten Form kann auch auf ein Spindeldrehzahlprogramm verzichtet werden. In den meisten Fällen wird es jedoch zweckmäßig sein, die Drehzahlvariationen einer von einem Steuerprogramm vorgegebenen Grunddrehzahl zu überlagern.
  • Bei der Darstellung nach Fig. 1 greifen der oder die Meßwertaufnehmer (20) an das Endlosfilamentgarn (10) im Bereich zwischen der Galette (11) und dem Fadenführer (12) an. Bei einer abgewandelten Ausführungsform sind die Meßwertaufnehmer (20) direkt auf den Ballon zwischen dem Fadenführer (12) und dem Läufer (13) gerichtet. Selbstverständlich sind auch andere Anordnungen von Meßwertaufnehmern anwendbar.
  • In Fig. 2 ist eine in ihrem Aufbau der Ausführungsform nach Fig. 1 entsprechende Arbeitsposition einer Streckzwirnmaschine dargestellt.Die Spindeln (17) werden von einem Spindelantriebssystem (18) gesteuert, dem ein Rechnersystem (19) zugeordnet ist. In dem Rechnersystem (19) ist ein Spindeldrehzahlprogramm abgelegt, das während des Spulenaufbaus abgefahren wird, wobei die Spindeldrehzahl mit zunehmendem Wickeldurchmesser der Spulen (14) vermindert wird. Der Ringbank (16) ist ein Geber (23) zugeordnet, der als Inkrementalgeber oder Absolutgeber ausgebildet ist und der die aktuelle Ringbankposition mißt. Entsprechend der gemessenen Position der Ringbank wird der Spindeldrehzahlsollwert in dem Rechnersystem (19) geändert und dem Spindelantriebsystem (18) vorgegeben. Die Position der Ringbank (16) und die Bewegungsrichtung der Ringbank (16) werden inkremental, analog oder absolut festgestellt. Der festgestellte Wert wird in dem digitalen Rechnersystem (19) ausgewertet, das einem Drehzahlsteller des Spindelantriebssystems einen entsprechenden Sollwert vorgibt.
  • Anstelle von Liefereinrichtungen in Form einer Galette (11) können natürlich auch andere Liefereinrichtungen vorgesehen werden, beispielsweise auch Lieferspulen, von denen das Endlosfilament abgewickelt wird.
  • In Fig. 3 bis 6 sind die gängigsten Wicklungsformen für Spulen (14) dargestellt, die bei Streckzwirnmaschinen hergestellt werden. Selbstverständlich sind auch weitere Wicklungsformen möglich, für die die Erfindung ebenfalls geeignet ist. In Fig. 3 ist eine Parallel-Wicklung oder Flyer-Wicklung dargestellt, die dadurch erzeugt wird, daß die Ringbank (16) einen Hub (H) ausführt, dessen Größe sich symmetrisch zur Spulenmitte über die Zeit (T) sowohl nach oben als auch nach unten gleichmäßig verkürzt, so daß eine obere Böschung (B₁) und eine untere Böschung (B₂) entstehen, zwischen denen sich ein mittlerer,zylindrischer Spulenteil befindet.
  • In Fig. 4 ist schematisch der Verlauf der Hubbewegung der Ringbank dargestellt, mit der eine Kötzerwicklung erzeugt wird. Der Hub der Ringbank (H) bleibt während des ganzen Spulenaufbaus im wesentlichen gleich. Er beginnt am unteren Umkehrpunkt und wird dann stetig in seinem Niveau angehoben, so daß ebenfalls ein oberer Böschungsbereich (B₁) und ein unterer Böschungsbereich (B₂) entstehen. Bei diesem Wicklungstyp bewegt sich die Ringbank in den oberen Böschungsbereich (B₁), wobei dann jeweils aufgrund der Böschung verringerte Aufwindedurchmesser vorhanden sind. Es sind Abweichungen von diesem Aufbau möglich, wobei die Hubhöhe während des Spulenaufbaus varriiert wird.
  • In Fig. 5 ist der Aufbau einer sogenannten Kombiwicklung dargestellt. Bei dieser Wicklungsart wird der untere Umkehrpunkt der Ringbank während des Kopsaufbaus nach oben verlegt, so daß eine untere Böschung (B₂) erzeugt wird. Zusätzlich wird während des Spulenaufbaus der Hubweg (H) der Ringbank (16) variiert, so daß auch ein oberer Böschungsbereich (B₁) entsteht, der von der Ringbank (6) betrieben wird.
  • In Fig. 6 ist das Prinzip einer Verbundwicklung dargestellt, bei welcher die Ringbank während des gesamten Spulenaufbaus eine Hubbewegung gleicher Größe ausführt, wobei jedoch der obere und der untere Umkehrpunkt periodisch nach oben und wieder nach unten verlagert werden, so daß auch hier eine obere Böschung (B₁) und eine untere Böschung (B₂) mit einem mittleren, im wesentlichen zylindrischen Abschnitt entstehen. Die Ringbank (16) bewegt sich auch in dem Bereich der unteren Böschung (B₂).
  • Wie in Fig. 7 dargestellt ist, gibt das Spindeldrehzahlprogramm eine Grunddrehzahl (ng) vor, die von dem Aufwindedurchmesser der Spule (14) während des betreffenden Zeitpunktes des Spulenaufbaus abhängig ist. In dieser Grunddrehzahl (ng) ist der Einfluß des zwischen dem Fadenführer (12) und dem Läufer (13) gebildeten Fadenballons auf die Fadenspannung noch nicht berücksichtigt. Dieser Einfluß wird mittels der in Fig. 1 oder Fig. 2 dargestellten Vorrichtung berücksichtigt, indem die Grunddrehzahl (ng) variiert wird, um die Fadenspannung (unter Berücksichtigung einer zulässigen Toleranz) konstantzuhalten. Der Darstellung nach Fig. 7 ist zugrundegelegt, daß die Vorrichtung nach Fig. 2 angewandt ist. Zusätzlich zu dem die Grunddrehzahl (ng) festlegenden Spindeldrehzahlprogramm ist in dem Rechnersystem (19) ein Variationswert in Form einer Kurve (25) festgelegt, aufgrund der die Grunddrehzahl (ng) entsprechend der Höhenposition der Spindelbank (16) variiert wird, so daß die Spindeldrehzahl (ns) angesteuert wird. Generell ist die Kurve (25) so festgelegt, daß mit Verringerung der axialen Länge des Fadenballons, d.h. des axialen Abstandes zwischen Liefereinrichtung (Galette 11) und Läufer (13) die Spindeldrehzahl (n) vergrößert wird und umgekehrt, um die Fadenspannung konstant zu halten. Wie in Fig. 7 angedeutet ist, muß die Kurve (25) der Variationswerte keinen linearen Verlauf besitzen. Sie kann einen konkaven Verlauf (25') oder auch einen konvexen Verlauf (25'') aufweisen. Dies ist zum einen von dem Material des Endlosfilamentgarnes und zum anderen aber vor allem auch von der Art und der Geschwindigkeit der Hubbewegung der Ringbank (16) abhängig. Insbesondere, wenn besondere Beschleunigungssteuerungen für die Hubbewegung der Ringbank (16) vorgesehen werden, so ergeben sich Abweichungen von einem linearen Verlauf.
  • Wie in Fig. 8a dargestellt ist, können die Variationskurven (25) im Laufe des Spulenaufbaus, d.h. mit größer werdendem Aufwindedurchmesser und damit reduzierter Grunddrehzahl (ng) eine parallele Kurvenschar bilden. Es ist jedoch auch möglich, wie in Fig. 8b und Fig. 8c dargestellt ist, Variationen in der Weise während des Spulenaufbaus vorzunehmen, daß keine parallelen Kurvenscharen vorhanden sind.
  • Bei Spulenformen, bei welchen Wicklungen während des gesamten Spulenaufbaus immer wieder im Bereich der oberen Böschung (B₁) oder der unteren Böschung (B₂) erfolgen, d.h. bei Wicklungsformen entsprechend Fig. 4, 5 und 6, erfolgt dann das Aufwinden im Bereich der Böschungen (B₁, B₂) mit reduziertem Aufwindedurchmesser. Um hierbei auch in dem Bereich der Böschungen (B₁, B₂) eine konstante Fadenspannung einzuhalten, wird gemäß der Erfindung bei einem Aufwickeln in diesem Bereich die Spindeldrehzahl gegenüber der durch das Spindeldrehzahlprogramm vorgegebenen Grunddrehzahl (ng) jeweils erhöht. Dabei ist in dem Bereich der oberen Böschung (B₁) eine stärkere Drehzahlerhöhung notwendig als im Bereich der unteren Böschung (B₂), da hier zusätzlich der Einfluß des entsprechend vergrößerten oder verringerten Fadenballons hinzukommt.
  • Wenn nur der Einfluß der geringer werdenden Aufwindedurchmesser im Bereich der Böschungen (B₁, B₂) berücksichtigt werden soll, was durchaus im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt, so ergibt sich mit dem von dem Spindeldrehzahlprogramm festgelegten Verlauf der Grunddrehzahl eine Kurvenschar entsprechend Fig. 10 über den Spulenaufbau oder die Zeit (T). Das Spindeldrehzahlsteuerprogramm legt konstante Grunddrehzahlen für den mittleren, zylindrischen Bereich der Spule (14) zwischen den Böschungen (B₁, B₂) fest. Im Bereich der Böschungen (B₁, B₂) wird dann über ebenfalls in dem Rechnersystem abgelegte Korrekturprogramme jeweils festgelegt, daß beim Einlaufen in den Böschungsbereichen (B₁, B₂) eine entsprechende Drehzahlerhöhung und nach Erreichen des oberen oder unteren Umkehrpunktes eine entsprechende Drehzahlreduzierung erfolgen, bis wieder die jeweils dem Aufwindedurchmesser des mittleren Bereiches der Spule (14) zugeordnete Grunddrehzahl (ng) erreicht ist.
  • Zweckmäßigerweise erfolgt jedoch sowohl eine Variation zum Ausgleich der axialen Länge des Fadenballons (Abstand zwischen Liefereinrichtung (11) und Läufer (13)) als auch zum Ausgleich des Einflusses der sich in den Böschungsbereichen (B₁, B₂) ändernden Aufwindedurchmesser. Diese Variation der Grunddrehzahl (ng), die von dem Spindeldrehzahlsteuerprogramm festgelegt wird, ist in Fig. 11a und Fig. 11b dargestellt. Auch hier werden diese Kurven zusätzlich in dem Rechnersystem abgelegt, wobei die Variationswerte durch den die Höhenposition der Ringbank (16) erfassenden Meßwertgeber (23) der Fig.3 vorgegeben werden. Fig. 11a zeigt eine Überlagerung der anhand von Fig. 7 und 9 erläuterten Maßnahmen. In dem mittleren, zylindrischen Bereich der Spule wird die Grunddrehzahl (ng), die von dem Spindeldrehzahlsteuerprogramm für den dortigen Aufwindedurchmesser vorgegeben ist, entsprechend der axialen Länge des Fadenballons variiert. In den oberen und unteren Böschungsbereichen (B₁, B₂) erfolgt eine zusätzliche Variation, indem dort die Spindeldrehzahlen erhöht werden, um den kleineren Aufwindedurchmessern im Bereich der Böschungen (B₁, B₂) Rechnung zu tragen.
  • Wie in Fig. 11b dargestellt ist, kann der Verlauf der Kurve nach Fig. 11a auch durch eine aus nur zwei linearen Abschnitten zusammengesetzte Kurve angenähert werden. Die vorgegebenen Toleranzfelder werden dann nicht verlassen. Darüber hinaus ist es auch möglich, andere Kurvenformen für die Variationswerte in dem Rechnersystem abzulegen, beispielsweise konvex oder konkav gekrümmte Formen. Wie schon erwähnt wurde, richtet sich die Kurvenform nach dem zu verarbeitenden Material und insbesondere auch nach der Art des Antriebes der Ringbank (16), d.h. nach dem Verlauf der Ringbankgeschwindigkeit, beispielsweise Beschleunigungen vor den Umkehrpunkten oder Beschleunigung auf dem gesamten Hub.
  • In dem Diagramm nach Fig. 12 ist der Verlauf der Spindeldrehzahl (n) über den Spulenaufbau dargestellt, d.h. über die Zeit (T). Das Spindeldrehzahlsteuerprogramm legt Grunddrehzahlen (ng1, ng2 .... ngn) fest, mit denen über die Zeit stufenweise vermindert wird, wobei die Stufen beispielsweise 50 min⁻¹ betragen können. Diese Grunddrehzahl (ng) wird abhängig von der direkt gemessenen Fadenspannung oder der Höhenposition der Ringbank (16) um den Variationswert (Δn) während jedes Hubes der Ringbank (16) verändert. Hier ist noch einmal zu erwähnen, daß diese Variationen stark schematisiert dargestellt sind und daß in Wirklichkeit der hubabhängige Drehzahlverlauf deutlich von einer linearen Geraden abweichen kann. Eine nicht konstante Ringbankgeschwindigkeit, beispielsweise mit Beschleunigung vor den Umkehrpunkten und/oder Beschleunigung auf dem gesamten Hub, kann schon zu Abweichungen führen.
  • Wie in Fig. 13 in größerem Maßstab dargestellt ist, erfolgt zusätzlich zu der Spindeldrehzahlvariation in Abhängigkeit von der Höhenposition der Ringbank (16) eine Spindeldrehzahlvariation in den Böschungsbereichen (B₁, B₂), indem dort, um die Fadenspannung möglichst konstant zu halten, eine Kombination beider Variationsmaßnahmen durchgeführt wird. Wie aus Fig. 13 zu ersehen ist, wird ab Zeitpunkt (t₁), der den Beginn des oberen Böschungsbereiches (B₁) darstellt, die Spindeldrehzahl stärker erhöht als im zylindrischen Bereich. Ab Zeitpunkt (t₂), der den Umkehrpunkt der Ringbank oben darstellt, wird die Spindeldrehzahl wieder verringert, bis sie zum Zeitpunkt (t₃) das Ende des oberen Böschungsbereiches (B₁) erreicht. Ab Zeitpunkt (t₄),d.h. dem Beginn des unteren Böschungsbereiches (B₂), wird die Spindeldrehzahl nicht weiter abgesenkt, sondern leicht erhöht. Ab Zeitpunkt (t₅), der den unteren Umkehrpunkt der Ringbank darstellt, wird die Drehzahl wieder reduziert, bis zum Zeitpunkt (t₆) das Ende des unteren Böschungsbereiches (B₂) erreicht wird und die Spindeldrehzahl wieder erhöht wird. Die Variation zur Berücksichtigung der Böschungbereiche (B₁, B₂) wird somit der Variation zum Berücksichtigen der axialen Länge des Fadenballons überlagert.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Verändern der Drehzahl der Spindeln einer Zwirnmaschine mit mehreren Arbeitspositionen, die jeweils eine im wesentlichen mit gleichbleibender Geschwindigkeit laufende Liefereinrichtung zum Liefern eines monofilen oder multifilen Endlosfilaments, eine Ring-Läufer-Anordnung mit einer Hubbewegungen ausführenden Ringbank und eine das Endlosfilament zu einer Spule aufwindenden Spindel mit drehzahlveränderbarem Antrieb aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Spindeln während jeder Hubbewegung der Ringbank gegenüber einer Grunddrehzahl derart verändert wird, daß die Drehzahl mit zunehmendem Abstand zwischen Liefereinrichtung und Ring-Läufer-Anordnung verringert und mit geringer werdendem Abstand erhöht wird.
  2. Verfahren, insbesondere nach Anspruch 1, wobei die Hubbewegungen der Ringbak gesteuert sind um eine geböschte Wicklung der Spule zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Spindeln während einer Hubbewegung im Bereich der Böschung derart verändert wird, daß mit kleiner werdendem Aufwindedurchmesser die Drehzahl erhöht und mit größer werdendem Aufwindedurchmesser reduziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grunddrehzahl der Spindeln mit zunehmendem, mittleren Aufwindedurchmesser der Spule verringert wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung in dem den Spulen zugelieferten Endlosfilament an wenigstens einer Arbeitsposition erfaßt wird, und daß eine Spindeldrehzahlregelung zum Konstanthalten der Fadenspannung durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannungen an mehreren Arbeitspositionen erfaßt werden, aus welchen ein Mittelwert gebildet wird, der der Spindeldrehzahlregelung zugrundegelegt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenposition der Ringbank erfaßt wird, und daß abhängig von dieser ein vorgegebener Spindeldrehzahlsollwert angesteuert wird.
  7. Vorrichtung zum Verändern der Drehzahl der Spindeln einer Zwirnmaschine mit mehreren Arbeitspositionen, die jeweils eine im wesentlichen mit gleichbleibender Geschwindigkeit laufende Liefereinrichtung zum Liefern eines monofilen oder multifilen Endlosfilaments,eine Ring-Läufer-Anordnung mit einer Hubbewegungen ausführenden Ringbank und eine das Endlosfilament zu einer Spule aufwindende Spindel mit drehzahlveränderbarem Antrieb aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (20, 23) zum direkten oder indirekten Erfassen der Fadenspannung in Abhängigkeit von dem sich mit der Hubbewegung der Ringbank (16) ändernden Abstand zwischen Liefereinrichtung (11) und dem Läufer (13) vorgesehen sind, die an eine Auswerteeinrichtung (19) angeschlossen sind, die zur Abgabe von Korrektursignalen mit der Spindelantriebssteuerung (18) verbunden ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Arbeitsposition mit einem die Fadenspannung aufnehmenden Meßwertgeber (20) ausgerüstet ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbank (16) ein Geber (23) zum Erfassen der aktuellen Ringbankposition zugeordnet ist.
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