EP0757658A1 - Verfahren und vorrichtung zum wechsein von vollspulen gegen leerhülsen an einer aufwickelmaschine für einen kontinuierlich zulaufenden faden - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum wechsein von vollspulen gegen leerhülsen an einer aufwickelmaschine für einen kontinuierlich zulaufenden faden

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EP0757658A1
EP0757658A1 EP96903888A EP96903888A EP0757658A1 EP 0757658 A1 EP0757658 A1 EP 0757658A1 EP 96903888 A EP96903888 A EP 96903888A EP 96903888 A EP96903888 A EP 96903888A EP 0757658 A1 EP0757658 A1 EP 0757658A1
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EP
European Patent Office
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winding
spindle
turret
mandrel
bobbin
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EP96903888A
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Peter Siepmann
Hermann Westrich
Jürgen GSELL
Wolfgang Fink
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Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
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Publication date
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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
    • B65H67/00—Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
    • B65H67/04—Arrangements for removing completed take-up packages and or replacing by cores, formers, or empty receptacles at winding or depositing stations; Transferring material between adjacent full and empty take-up elements
    • B65H67/044—Continuous winding apparatus for winding on two or more winding heads in succession
    • B65H67/048—Continuous winding apparatus for winding on two or more winding heads in succession having winding heads arranged on rotary capstan head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H67/00—Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
    • B65H67/04—Arrangements for removing completed take-up packages and or replacing by cores, formers, or empty receptacles at winding or depositing stations; Transferring material between adjacent full and empty take-up elements
    • B65H67/0405—Arrangements for removing completed take-up packages or for loading an empty core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device according to the preamble of claim 12.
  • Such a method and a device for carrying out the method are known from WO 93/17949.
  • the known device has a winding turret with two winding spindles which are brought alternately into the winding area and into a changing area by rotating the winding turret, the full bobbins being pushed off in the changing area and then the empty tubes being pushed onto the unloaded winding spindle.
  • the winding spindle located in the winding area is referred to as the operating spindle and the winding spindle located in the alternating area is referred to as the rest spindle.
  • the full bobbins are removed from the idle spindle at the end of a winding trip and exchanged for empty tubes, since the thread continues to feed.
  • the winder is equipped with an automatic control device for carrying out automatic bobbin changes, as described, for example, in the prospectuses Aut 14 (d) "Doffer WD5" or Aut 15 (d) "Doffer WD9 "from Barmag AG is known.
  • Such an operator control has a bobbin mandrel for taking over the finished spinning bobbins v of the idle spindle and a second mandrel for supplying the discharged bobbin spindle with new empty tubes.
  • winding spindles are relatively narrow due to the compact design of such winding machines and the spools on the operating spindle, which increase in diameter at the usual high winding speeds, grow against the full bobbins still on the idler spindle, especially when winding threads and Yarns with a higher titer, for example of carpet yarn, high winding speed for a rapid increase in the bobbin diameter and consequently for rapid successive bobbin changes with relatively low intermediate times between the individual changes.
  • the object of the invention is now to develop the known method for changing bobbins according to the preamble of the claim in such a way that the bobbin change no longer takes place in a more flexible manner and with a changing time adapted to the yarn to be wound up, so that the bobbin is entrusted with the bobbin change Automatic control device (doffer) is only held as short as possible at the winding point.
  • a margin for the coordination between the individual spool heads and the doffer carrying out the bobbin change is achieved for the bobbin change, so that the automatic control device is no longer held at the respective winding position as absolutely necessary.
  • the sequence of the bobbin change is now determined by the machine or doffer control and is dependent on the parameters specified in claim 2.
  • the spool change is initiated depending on the availability of the doffer at the spool point signaling the spool change.
  • the start of the change range is thereby determined that the idle spindle reaches its change position at the earliest when the operating spindle is moved into the winding position at the start of a new winding cycle, although a small amount of time that can be used to initiate the movement sequences may be advantageous.
  • the beginning of the changing range is 180 ° behind the turret position at the beginning of the turning process.
  • the size of the change range should include an angle of rotation of at least 15 ° and at most 75 °, preferably from 30 ° to 60 °.
  • the winding spindle to be doffed enters the changing area of the operating machine or its changing devices by monitoring and control devices of the winding spindle precisely aligned at least from the start.
  • the control of the operating machine or its changing devices can take place depending on the machine control supplied control signals of the respective winding head or depending on control signals of the automatic control device.
  • a free operating machine is signaled a short time before the winding turret swivels into the changing area when the bobbin is changed, so that it is called to the winding head in question.
  • the finished bobbins are pushed off the bobbin lockers.
  • the spool vendor of the operating machine (doffers) carrying the empty tubes is adjusted and the idle spindle, which is now moved, is adjusted until the axis is aligned and the empty tubes can be pushed from the spool mandrel to the unloaded spool spindle.
  • the winding mandrels of the doffer are adjusted by the machine control of the respective winding head for alignment with the rest spindle.
  • the bobbin change can be carried out - depending on the particular circumstances such as winding speed, thread titer, bobbin dimensions and the like - without interfering with the rotary drive of the bobbin turret when changing the bobbin.
  • the doffer is always kept in a precise changing position, evaluating the changing position data of the moving spindle. its winding mandrel for receiving the full bobbins tracks the rest spindle.
  • the bobbin change and the loading of the bobbin spindle with empty tubes takes place without a fixed time, as soon as an operator control is available. In the case of a plurality of winding machines and automatic machines, this can save investment costs, since only a smaller number of automatic machines may be required.
  • a device for carrying out the method according to the invention results from claim 12.
  • the tracking device consists of a T-stone device and a interacting reflector device.
  • the feeler device or the reflector device on the winding head in particular on d heads of the winding spindles of the winding head, and accordingly the reflector device or the sensing device on the head of the bobbin mandrel;
  • the spool mandrel is designed as a support tube and the push-button device according to the invention is mounted on the end face of the mandrel insert which is axially displaceable in the tubular mandrel and faces the spool spindle.
  • the push-button device according to the invention is mounted on the end face of the mandrel insert which is axially displaceable in the tubular mandrel and faces the spool spindle.
  • the feeler consists of a pos tioning pin on the end face of the mandrel and an associated reflector device which is concave and covers the free end face of the winding spindle.
  • the Positionie pin is used, for example, by advancing the mandrel insert in Rie pushed onto the end face of the winding spindle carrying the full bobbin until the probe head of the positioning pin comes into contact with the concave probe surface.
  • the axial force acting on the positioning pin is dimensioned such that it is moved, possibly with deformation, along the tactile surface to its lowest point.
  • a suitable evaluation device ensures that the lateral deflections of the positioning pin are converted into control signals for tracking the doffer mandrel until the positioning pin, which is no longer deflected and has returned to its rest position, has reached the lowest point of the concave counter surface.
  • the positioning pin can be firmly anchored and flexible in the end face from which it starts, so that it can be deformed during the tactile movement, or it can be resiliently anchored and deflected without deformation.
  • the pushbutton device is a light source with a light beam which is aligned parallel to the opposite winding spindle and is not too narrowly focused and which, when the winding mandrel axis of the doffer is aligned with the axis of the winding spindle, is directed to a spindle mounted on the end face of the winding spindle reflector device meets.
  • This is preferably designed similar to a cat's eye in such a way that a scattering cone with reduced light intensity is also reflected in addition to the main beam.
  • the scanning device has an evaluation circuit for the reflected light, which should also detect the edges of the scattering cone.
  • the intensity of the reflected light can preferably be evaluated by a detector in such a way that the starting point of the reflected light is determined in xy coordinates and the measured values corresponding to these are converted into signals for tracking the coil mandrel.
  • these can be transmitted to the machine control, in particular the doffer control, via a signal line, for example through an axial bore in the mandrel insert.
  • the scanning device is a device for measuring distance equipped with a laser light source.
  • the beam of the laser aimed at the end face of the winding spindle strikes there on a reflector device whose surface hit by the laser beam is curved in a convex or concave direction in the beam. Further details can also be found here from the description of the accompanying drawing.
  • the feeler device is a magnetic alternating field between the spool mandrel or the mandrel insert and the end face of the opposing mandrel, and is built centrally on the head of the mandrel or mandrel insert or, preferably, the mandrel, excited by alternating current Electromagnet.
  • the associated reflector device consists of several, in particular four, coils which are arranged in a short-circuited manner on the end face of the opposite winding spindle or, preferably, of the opposite winding mandrel symmetrically to its (its) axis.
  • An evaluation circuit for detecting and evaluating the voltages induced in the wire coils provides the control signals required for tracking.
  • the frequency of the alternating current exciting the electromagnet should be chosen so that if the axes of the winding spindle and the alternating field do not coincide, as far as possible until the axes completely coincide, there are clearly measurable differences between the alternating voltages induced in the individual coils. Therefore, the frequency of the alternating current feeding the magnet is preferably changeable, frequencies between 10 Hz and 120 Hz, in particular between 25 Hz and 90 Hz, having proven successful.
  • a sensor device is integrated into the winding turret, which un continuously detects the rotor rotation so that the changing winding spindle positions serves.
  • a magnetic field sensor device is preferred. Its magnet is connected to the revolving turret in a rotationally fixed manner and rotates with it, while the sensor element arranged in the magnetic field is anchored in place and is thus secured against rotation.
  • the magnetic field sensor is inserted into a circular cylindrical, cup-shaped recess in the turret, which is coaxial to its axis of rotation and from which the front side occupied by the winding spindles extends.
  • the magnet preferably a U-shaped permanent magnet, is fastened in the recess such that the magnetic poles extend in the axial direction and parallel to the circular-cylindrical wall of the recess.
  • a continuous axial bore is made in the rotor shaft, through which a support device for the sensor elements is passed.
  • This support device can be, for example, a tubular support which is guided through the rotor bore without contact and is anchored to the machine frame.
  • a sensor element arranged as described below is sufficient to track the idle spindle in the rotating area of the reel turret in which the reel change takes place, it can be achieved by supplementing it with a second sensor element rotated by 90 ° with respect to the first around the rotor axis be that the spindle positions can be tracked seamlessly over 360 °.
  • Each sensor element arranged in the field of the permanent magnet for example a plate made of a suitable semiconductor material such as indium antimonide or indium arsenide, must be connected to a direct current source and, via supply lines and signal lines, to a device for detecting and evaluating the Hall voltage generated.
  • these lines can be moved through the tubular support device for the sensor elements mentioned above to a corresponding extension. unit of value.
  • the evaluation unit can in turn be connected via control lines to the control device of the doffing device or its drives.
  • the magnetic field sensor is preferably aligned with the winding spindles in such a way that the magnetic field lines of the magnet rotating with the winding turret in the zero position of the winding turret, ie i the position which coincides with the position reached when the work spindle i is retracted, the position at which a winding cycle is reached , run vertically in the room.
  • the sensor element corresponding to a machine frame with its longitudinal extension transversely to the field lines is to be secured against rotation in such a way that in the zero position of the turret its side surfaces facing the poles of the magnets cut the above-mentioned plane through the winding spindle axis at an angle of 90 °.
  • Fig. 1 is the front view
  • Fig. 2 is a side view of a winding device equipped with a first embodiment of the invention
  • FIG. 2A shows an enlarged detail from FIG. 2;
  • 3B shows a further, mechanically effective embodiment of the invention in front and side view
  • 4B shows an embodiment based on the principle of distance measurement by a laser beam
  • 5B shows an embodiment with an electromagnet as a touch device and arranged symmetrically to the winding spindle axis and forming the reflector, each having short-circuited coils.
  • FIGS. 5 and 6C shows an embodiment similar to FIGS. 5 and 6, but with four electromagnets.
  • FIG. 7 shows the diagram of a winding device equipped with a magnetic field sensor in front view
  • FIG. 8A shows the side view of the winding device according to FIG. Fig. 7
  • FIG. 1 shows the view of a winding device equipped in accordance with the invention and known in parts from WO 93/17949 with a turret 5 which can be rotated about its rotor axis 42 and which is equipped with two spindles 6, 7 provided with a direct drive, not shown, and the rotary drive 20 of which is controlled by a sensing roller 3.
  • the winding device is shown in its initial position 40 at the beginning of a new winding operation.
  • the seated on the rest spindle 7 full spool 10 has reached here lying within the changing area 41 Kirstellun, while the loading spindle 6 equipped with an empty sleeve 8 is in position 40 at the start of the winding process.
  • the rotary drive 20 of the turret 5 is a stepping motor. It is controlled by a rotor controller 19, which in turn receives the step signals from a distance sensor 4, which registers the movements of the rocker arm 2 dependent on the growth of the winding on the loading spindle 6 and converts them into switching
  • the thread 1 running from above is deflected by the feeler roller 3, which is rotatably attached to the free end of the rocker 2 and rests on the empty tube 8, and runs onto the tube 8.
  • the feeler roller 3 and the rocker 2 carrying it are raised until a distance signal 4 is passed to the turret control 19 by the distance sensor 4 when the predetermined limit distance is reached and the turret 5 is rotated further.
  • the invention avoids the difficulties outlined, in that, as described, at the latest when the idle spindle 7 enters the changing region 41, its relative position to the mandrel 22 of the doffer 21 is detected, the latter brought into alignment with the idler spindle 7 with the aid of the tracking device according to the invention, and is guided so that it follows the movements of the rest spindle 7 caused by the winding process.
  • the pushing-off process of the full bobbin 10 from the idle spindle 7 generally takes place in the first stop position of the changing area 41, i.e. at the time when the full spool 10 is turned to the 6 o'clock position.
  • a reflector device here is a device which cooperates with a mechanical, optical, electrical, electromagnetic or other signal transmitter, preferably a passive device, which detects the received signal reflected or sent back so that it can be analyzed in an evaluation unit for controlling the doffer movements.
  • FIGS. 1 to 2A A preferred embodiment is shown in FIGS. 1 to 2A.
  • a centrally turned circular recess - j because a reflector 11 is provided, while the associated keying device consists of a light source 27 directed towards the end of the locker 7 to be doffed and a suitable circuit 2 for evaluating the reflected light.
  • the reflector is preferably designed similar to a cat's eye in such a way that, in addition to the main beam, the intensity of which rapidly decreases with distance from the spindle axis, a scattering cone with reduced light intensity is reflected.
  • control signals generated in the circuit 28 depending on the intensity of the reflected light can be via a signal line arranged in a possibly also serving for energy supply Axialboh 37 of the mandrel insert 23 in the circuit 28 of the mandrel insert 23 and arrangement of a mandrel insert 38 to the Doffer control (not shown).
  • FIGS. 3A and 3B A mechanically effective embodiment of the tracking device is shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the feeler is egg with a probe 24A to the winding spindle 7 pointing pin 24, which can be flexible in itself and / or can be attached laterally deflectable under force in the mandrel 22 or the mandrel insert 23.
  • the associated reflector device is essentially the free end face of the rest spindle 7, cover the top 25A with a circular cylindrical outer jacket, of whose free end face is arranged centrally to the cylinder envelope, the shape of a rotationally symmetrical to the spindle axis, preferably the shape of a spherical cap or a paraboloid having a recess as Touch surface 25 goes out.
  • the positioning pin 24 can be moved towards the locker 7 until it comes into contact with the touch surface 25.
  • the positioning pin 24 can be moved towards the locker 7 until it comes into contact with the touch surface 25.
  • its radial deflections caused by off-center contact with the touch surface 25 can be converted into control signals for the doffer control.
  • FIGS. 4A and 4B A further preferred embodiment of the tracking device according to the invention is shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the probe device is a laser beam source 29 combined with a device 32 for distance measurement, directed towards the end face of the rest spindle 7, while a straight cone 31 with a circular base surface 39 slightly below the diameter of the spindle spindle serves as the reflector device.
  • the cone tip is preferably rounded.
  • the reflector device 31 can also be a recess provided on the end face of the winding spindle and rotationally symmetrical to the spindle axis in the form of a straight hollow cone, a paraboloid or a spherical cap, which has a circular base with a diameter slightly below the winding spindle diameter. It goes without saying that the signals given to the Doffer control must act in the sense of distance maximization.
  • a height of this reflector device is preferred which is essentially between 0.6 times and 1.2 times its height Base diameter is.
  • the feeler device is a periodically changing magnetic field 35 between the doffer mandrel 22 or the mandrel insert 23 and the end face of the opposite winding spindle 7, either on the head of the doffer mandrel 22 or the mandrel insert 23 or preferably - as shown - the Winding spindle 6; 7 centrally installed electromagnet 33 excited by an alternating current.
  • the frequencies for exciting the electromagnet 33 can preferably be between 10 Hz and 120 Hz and in particular between 25 Hz and 90 Hz.
  • the reflector device here consists of several, on the end face of the doffer mandrel 22 or the winding spindle 7 opposite the electromagnet 33 - in FIGS. 5A, 5B the winding spindle, in FIGS. 6A, 6B of the doffer mandrel 22 - arranged symmetrically to the axis thereof, in short-circuited wire coils 34A-34D.
  • the number of wire spools can rel. vary widely and for example between at least two, better three and six to eight coils. As shown, the symmetrical arrangement of four wire coils 34A-34D in two rows arranged one above the other has proven to be well suited, the distances between the rows and the coils in the rows being the same. The possibly, i.e.
  • the magnetic field 35 is built up by a magnet.
  • magnets 33 which build identical magnetic fields, preferably rod magnets 33, may also be provided, these also being located both on the head of the mandrel mandrel 22 or the mandrel insert 23 or the winding spindle 6; 7 can be arranged.
  • the respective evaluation circuit of the detector generates control signals, from which the relative position of the rest spindle 7 and the coil mandrel 22 of the doffer 21 is calculated, and the linear drives for the vertical and lateral movement of the coil mandrel 22 are actuated by the doffer control until these are aligned with one another and on the one hand the full spools 10 can be pushed onto the spool mandrel 22 of the doffer 21 or on the other hand the empty sleeves 8 and 9 held ready on a second mandrel parallel to the spool mandrel are pushed onto the unloaded idle spindle can be.
  • the turret 5 is not clocked for the duration of the operating process and the rotary drive 19 is briefly stopped.
  • FIG. 7 shows, similarly to FIG. 1 described above, a schematic front view of a winding machine according to the invention for a continuously tapering thread 108, which has a winding turret 102 and, in its structure, in substantial parts with that in the aforementioned WO 93/17949 described dishwasher corresponds.
  • the turret position shown corresponds to the position of the operating spindle 104, which was previously referred to as the zero position and which it reaches when it swings into the winding position at the start of the winding cycle.
  • Drive roller 107 is replaced and the operating spindle 104 is driven by the drive roller 107 on the circumference.
  • the winding turret 1 On the rotary turret 1 provided with a rotary drive 103, two winding spindles 104, 105 are mounted and can be brought into a winding area and into an alternating area by rotating the winding turret 102. During the winding cycle, the winding turret 1 is rotated step by step, preferably substantially continuously, by the rotary drive 103, which is controlled via the sensing roller 107 as described.
  • the feeler roller 107 lying on the surface of the spool, following the increasing spool diameter is pivoted upwards around the pivot axis 114 until a preset limit value between the rocker 112 and the measuring device 115 is reached and by a corresponding signal via a signal line 116 with a control device 117 connected measuring device 115, the turret drive 103 is switched on and the winding turret 102 is turned a short distance. This happens in accordance with the increasing diameter d coil 122 during the winding process until the coil 122 has reached its final diameter.
  • the sensing roller 107 is lifted off again and the winding turret 102 is set in motion until the new empty tube 106 has moved into the zero position shown in FIG. 7 and the full bobbin 122 is ready for changing the bobbin. Then, as soon as an automatic control device (doffer) 134 (see FIG. 8) assigned to the machine is available, the bobbin changing process is initiated.
  • an automatic control device (doffer) 134 (see FIG. 8) assigned to the machine is available, the bobbin changing process is initiated.
  • the doffer 134 must be aligned with the winding device in such a way that its bobbin mandrel 135 intended for receiving the full bobbins 122 is exactly aligned with the idle spindle 105 carrying the bobbin 122.
  • the turret 102 continues to rotate after the first stop position and pushing off the full spool (s)
  • the spool mandrel 135 and the device (not shown) for attaching the empty tubes 106 must be tracked to the moving spindle 105.
  • a sensor device 123 in particular a magnetic field sensor device, continuously detects the continuously changing position of at least the rest spindle 105 and is kept ready for guiding the spool mandrel 135 of a doffer 134 in the machine control.
  • FIGS. 7 - a section of the full coil 122 has been cut out to make the sensor device 123 visible - and FIG. 8A is for receiving this sensor device 123 in the winding turret 102, starting from its end face carrying the winding spindles 104, 105 , a circular cylindrical cup-shaped recess 125 is provided concentrically to the turret axis.
  • the rotor shaft 137 has an axial bore 127. The magnetic field sensor 123, 124 is inserted into the recess 125.
  • the magnet 124 a horseshoe-shaped permanent magnet, is rotatably connected within the recess 125 to the turret 102 so that it is Rotational movements follow and rotate with it.
  • Its poles 124 124B are aligned in the axial direction and run parallel to the cup wall. 8A is indicated by a separating layer 1 that - depending on the turret material - the magnetic poles, if applicable. have a distance from the cup wall or v these pot magnets, which are used in a similar manner, are separated by a suitable separating layer 136.
  • the sensor device 123 provided in the field of the magnet 124 has at least one sensor element 123A.
  • the direction of the sensor must not rotate with the turret 102 and must therefore be secured against rotation.
  • a tube-shaped carrier 126 guided through the rotor bore 127 is provided for this purpose, at the front end of which the sensor device 123 is fastened.
  • the rear end of the carrier 1 is connected directly or indirectly to the machine frame 101.
  • the sensor element (s) 123A, 123B must be supplied with a DC voltage to operate them, and options for tapping and evaluating the sensor voltage (Hal voltage) must also be provided.
  • the or each sensor 123A; 123B connected by signal lines 128 and supply lines 129 to an evaluation unit 117, while control lines 133 are led from the evaluation unit 117 to the control device 132 of the doffer 134 (see FIG. 8B).
  • the magnetic field sensor 123, 124 can be oriented differently with respect to the winding spindles 104, 105.
  • the sensor 123, 124 can be installed in such a way that the magnetic field lines of the magnet 124 rotating with the winding turret 102 run vertically when the winding rotor 102 is in the zero position explained above, and accordingly the or anchoring one of the sensor elements 123A, 123B with its lengthwise extension transverse to the field lines of the machine frame 101 secured against rotation is that its side surfaces facing the magnetic poles 124A, 124B intersect the field lines at an angle of 90 ° when the axes of rotation of the two winding spindles (104, 105) lie one above the other as shown in FIG. 7.
  • the arrangement shown in FIG. 9 is preferred, in which the magnetic field lines in each position of the turret 102 run parallel to a plane defined by both winding spindle axes, consequently that Sensor element 123A is anchored on the machine frame 101 with its longitudinal extension transverse to the field lines so that it is secured against rotation in such a way that, in the zero position of the turret 102, its magnetic lines 124A, 124B facing the plane of the magnetic poles 124A, 124B extending through the axis of the spindle axes Cut an angle of 90 °.
  • two sensor elements 123A, 123B are preferably provided according to the invention, one of which (123A) is fastened in the manner described above and the second sensor element 123B opposite the first (123A) is rotated by an angle of 90 ° with the rotor axis as the axis of rotation.
  • a magnetic field sensor and its structure and arrangement in the turret 1 was shown in the preceding description as a sensor device 123 for detecting the angular position of the rest spindle, the invention is not limited to the specific embodiment of the measuring device. Rather, other transducers can also be used, by means of which the changes in the angle of time of the respective rest spindle 1 or both winding spindles 104, 105 can be continuously detected and made available in analog or digital format. For example, other known rotary angle encoders can be used or measuring devices that evaluate the switching impulses of the stepping motor for the rotary drive 103 of the turret 102.

Landscapes

  • Replacing, Conveying, And Pick-Finding For Filamentary Materials (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Es wird eine Aufwickelvorrichtung für kontinuierlich zulaufende Fäden (1) beschrieben, mit einem Spulrevolver (5), auf dem zwei Spulspindeln (6, 7) gelagert sind, auf denen im Wechsel Spulen (10) gebildet werden. Der Spulenwechsel wird in zwei Stellungen des entsprechend dem Anwachsen der Spule auf der Betriebsspindel (6) weitergetakteten Spulrevolvers (5) von einem Bedienautomaten (Doffer) ausgeführt. Die beiden Stellungen für das Abschieben der Vollspule(n) und für das Aufschieben der Leerhülsen(n) (8, 9) auf die zuvor entladene Ruhespindel (7) können an beliebigen Stellen innerhalb des Wechselbereichs (41) liegen, da die Spulendorne des Bedienautomaten der Ruhespindel (7) durch geeignete Sensoren nachgeführt werden.

Description

BESCHREIBUNG
Verfahren und Vorrichtung zum Wechseln von Vollspulen gegen Leerhülsen an einer Aufwickelmaschine für einen kontinuierlich zulaufenden Faden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des An¬ spruchs 12.
Ein derartiges Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens sind aus der WO 93/17949 bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist einen Spulrevolver mit zwei Spulspindeln auf, die durch Drehung des Spulrevolvers wechselweise in den Aufspul- bereich und in einen Wechselbereich gebracht werden, wobei in dem Wechselbereich die Vollspulen einerseits abgeschoben und danach die Leerhülsen auf die entladene Spulspindel aufgeschoben werden.
Im weiteren wird zur eindeutigen Unterscheidung der beiden Spul¬ spindeln die im Aufspulbereich befindliche Spulspindel als Be¬ triebsspindel und die im Wechselbereich befindliche Spulspindel als Ruhespindel bezeichnet.
Bei einer bekannten AufSpulmaschine gemäß EP 0 374 536B werden am Ende einer Spulreise die vollen Spulen von der Ruhespindel abge¬ nommen und gegen Leerhülsen ausgetauscht, da der Faden kontinu¬ ierlich weiter zuläuft. Zur Durchführung des Spulenwechsels ist die AufSpülmaschine mit einem Bedienautomaten zur Durchführung automatischer Spulenwechsel ausgerüstet, wie er beispielsweise durch die auf Bedienautomaten für Schnellspulmaschinen gerich¬ teten Prospekte Aut 14(d) "Doffer WD5" oder Aut 15(d) "Doffer WD9" der Firma Barmag AG bekannt ist. Ein solcher Bedienautom hat einen Spulendorn zum Übernehmen der fertigen Spinnspulen v der Ruhespindel und einen zweiten Dorn zur Versorgung d entladenen Spulspindel mit neuen Leerhülsen.
Da die Spulspindeln auf Grund der kompakten Bauweise solcher Auf spulmaschinen relativ eng stehen und die bei den üblich geword nen hohen Aufwickelgeschwindigkeiten schnell im Durchmess zunehmenden Spulen auf der Betriebsspindel gegen die noch auf d Ruhespindel befindlichen vollen Spulen wachsen, führen insbeso dere beim Aufwickeln von Fäden und Garnen mit stärkeren Titer beispielsweise von Teppichgarn, hohe AufWickelgeschwindigkeit zu einem schnellen Anwachsen der Spulendurchmesser und demzufol zu schnell aufeinanderfolgenden Spulenwechseln mit relativ geri gen Zwischenzeiten zwischen den einzelnen Wechseln.
Dabei ist zu berücksichtigen, daß das Ausweichen der anwachsend Spule gegenüber der im wesentlichen ortsfest auf einer Schwin gelagerten Tast-/ oder Reibwalze und der Changiereinrichtung e folgt, indem der mit zwei Spulspindeln bestückte Spulrevolv durch einen von einem Fühler gesteuerten Schrittmotor weiterg dreht wird. Dies führt wiederum dazu, daß auch die volle Spul mit der Ruhespindel während des Doff-Vorgangs weiterwandert u so aus der Achse des am Doffer zur Aufnahme der vollen Spul vorgesehenen Spulendorns auswandert.
Demgemäß steht zum Spulenwechsel nur eine beschränkte Parkzei zur Verfügung, während das Entnehmen der Vollspulen und das Auf setzen der Leerhülsen eine Mindestwechselzeit erfordert. Dab ist insbesondere zu beachten, daß der am Doffer zur Aufnahme d vollen Spulen vorgesehene Spulendorn und der Dorn zum Aufschieb der Leerhülsen während des Ablaufs des Spulenwechsels mit d Spulspindel fluchten müssen.
Bei der in der eingangs genannten WO 93/17949 beschriebenen Auf spulmaschine wird die Aufgabe, trotz des geringen Abstands d Spulspindeln eine ausreichende Wechselzeit zum Wechsel der Voll¬ spulen gegen Leerhülsen zur Verfügung zu stellen, durch ein Ver¬ fahren gelöst, bei dem in dem Wechselbereich zwei definierte Anhaltepositionen vorgesehen sind und der Spulenwechsel in zwei Stufen erfolgt. Eine derartige Arbeitsweise stellt gegenüber dem bis dahin bekannten Verfahren eine erhebliche Verbesserung dar. Die Verlängerung der Wechselzeiten entschärft somit die Probleme des Spulenwechsels beim kontinuierlichen Aufspulen von Chemiefäden mit textilen und technischen Fadentitern.
Aufgabe der Erfindung ist es nunmehr, das bekannte Verfahren zum Spulenwechsel gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs in der Weise weiterzubilden, daß der Spulenwechsel nicht mehr nach einem starren Ablaufschema sonern flexibler und mit einer an das aufzuspulende Garn angepaßten Wechselzeit erfolgt, so daß der mit dem Spulenwechsel betraute Bedienautomat (Doffer) nur so kurz wie möglich an der Aufwickelstelle festgehalten wird.
Die Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch das Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird für den Spulenwechsel ein Spielraum für die Abstimmung zwischen den einzelnen Spul¬ köpfen und dem den Spulenwechsel ausführenden Doffer erreicht, so daß der Bedienautomat nicht länger als unbedingt notwendig an der jeweiligen Spulstelle festgehalten wird. Der Ablauf des Spulenwechsels wird nunmehr von der Maschinen- bzw. Doffersteuerung festgelegt und ist von den in Anspruch 2 angege¬ benen Parametern abhängig. Die Einleitung des Spulenwechsel erfolgt in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit des Doffers an der dem Spulenwechsel signalisierenden Spulstelle.
Bei der Festlegung des Wechselbereichs sind Faktoren wie die in Frage kommenden AufWickelgeschwindigkeiten, die Abmessungen der einzelnen Spulköpfe sowie der erzeugten Spulen und der Tei- lungsabstände sowie auch die jeweiligen Fadentiter zu berücksich- tigen. Der Beginn des Wechselbereichs ist dabei dadurch festge legt, daß die Ruhespindel ihre Wechselstellung frühestens mit de Einfahren der Betriebsspindel in die Aufwickelstellung am Begin einer neuen Spulreise erreicht, wobei jedoch ggf. ein für di Einleitung der Bewegungsabläufe nutzbarer, geringer zeitliche Spielraum vorteilhaft sein kann.
Daher ist vorgesehen, daß der Beginn des Wechselbereichs um eine Drehwinkel von 180° hinter der Revolverstellung bei Beginn de Auf ickelvorganges liegt. Die Größe des Wechselbereichs sol unter Berücksichtigung der weiter oben aufgezählten Faktore einen Drehwinkel von mindestens 15° und höchstens 75°, bevorzug von 30° bis 60° umfassen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens ab dem Ein tritt der zu doffenden Spulspindel in den Wechselbereich der Be dienautomat bzw. dessen Wechseleinrichtungen durch Überwachungs und Steuereinrichtungen der Spulspindel genau ausgerichtet nach geführt. Dabei kann erfindungsgemäß die Nachführung des Bedien automaten bzw. seiner Wechseleinrichtungen abhängig von der Ma schinensteuerung zugeleiteten Steuersignalen des jeweiligen Spul kopfes oder abhängig von Steuersignalen des Bedienautomate erfolgen.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wir einem freien Bedienautomaten eine kurze Zeitspanne vor de Einschwenken des Spulrevolvers in den Wechselbereich ei Spulenwechsel signalisiert, so daß er zu dem betreffende Spulkopf herbeigerufen wird. Nach dem Justieren des Spulendorn des Doffers werden die fertigen Spulen von der Spulspinde abgeschoben. Danach wird der die Leerhülsen tragende Spulendor des Bedienautomaten (Doffers) justiert und der inzwische weiterbewegten Ruhespindel nachgeführt, bis die Achse miteinander fluchten und die Leerhülsen von dem Spulendorn de Doffers auf die entladene Spulspindel abgeschoben werden können In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens ist vorgesehen, daß die Nachführung der Spulendorne des Doffers zum Ausrichten mit der Ruhespindel von der Maschinen¬ steuerung des jeweiligen Spulkopfes erfolgt. Hierbei wird durch eine fortlaufende Erfassung der Position der zu doffenden Ruhe¬ spindel und der Bereithaltung der erfaßten Positionsdaten die Möglichkeit geschaffen, bei Verfügbarkeit des Bedienautomaten (Doffers) dessen Spulendorn und anschließend dessen Hülsenauf- Steckeinrichtung unter Verwertung der erfaßten Positionsdaten der zu doffenden Spulspindel in genau fluchtende Übereinstimmung mit der Ruhespindel zu bringen und zu halten.
Erfindungsgemäß kann der Spulenwechsel - abhängig von den jewei¬ ligen Gegebenheiten wie AufWickelgeschwindigkeit, Fadentiter, Spulenabmessungen und dgl. - ausgeführt werden, ohne daß bei dem Spulenwechsel in den Drehantrieb des Spulrevolvers eingegriffen wird. Dazu wird der Doffer unter Auswertung der sich ändernden Positionsdaten der weiterwandernden Ruhespindel stets in präziser Wechselstellung gehalten, d.h. sein Spulendorn zur Aufnahme der Vollspulen wird der Ruhespindel nachgeführt. Dadurch erfolgt der Spulenwechsel und die Bestückung der Spulspindel mit Leerhülsen ohne eine zeitlich starre Festlegung, sobald ein Bedienautomat hierfür zur Verfügung steht. Bei einer Mehrzahl von Spulmaschinen und Bedienautomaten können hierdurch Investitionskosten eingespart werden, da evtl. nur eine geringere Anzahl von Bedienautomaten benötigt wird.
Eine Vorrichtung zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich aus dem Anspruch 12. Dadurch, daß mindestens inner¬ halb des Wechselbereichs der Spulendorn des Bedienautomaten (des Doffers) der Bewegung der zu doffenden Spulspindel nachgeführt und in deren axialen Verlängerung gehalten wird, besteht die Möglichkeit, den Vorgang der Leerhülsenübergabe an jeder beliebi¬ gen Stelle innerhalb des Wechselbereichs einzuleiten. Erfindungsgemäß besteht die Nachführeinrichtung aus einer T steinrichtung und einer mit dieser zusammenwirkenden Reflekto einrichtung. Zwar kann dabei erfindungsgemäß die Tasteinrichtu oder die Reflektoreinrichtung am Spulkopf, insbesondere an d Köpfen der Spulspindeln des Spulkopfes, und dementsprechend d Reflektoreinrichtung oder die Tasteinrichtung am Kopf des Spule dorns vorgesehen werden; bevorzugt wird jedoch in der Regel ei Nachführeinrichtung, bei der jeweils die Tasteinrichtung am Ko des Spulendorns des Bedienautomaten (des Doffers) und die mit d Tasteinrichtung zusammenwirkende Reflektoreinrichtung an der z Bedienautomaten weisenden Stirnseite jeder Spulspindel vorgeseh ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Nac führeinrichtung ist der Spulendorn als Tragrohr ausgebildet u die erfindungsgemäße Tasteinrichtung auf der zur gegenüberliege den Spulspindel weisenden Stirnseite eines in dem rohrförmig Spulendorn axial verschiebbaren Dorneinsatzes montiert. Dadur wird erreicht, daß der Spulendorn und der dofferseitige Teil d Nachführeinrichtung unabhängig voneinander in der Achse d Spulendorns bewegbar sind. Bei einer solchen Ausführung ergi sich auch die Möglichkeit, ohne Beeinflussung der Bewegung d Spulendorns die Tasteinrichtung über eine in einer Axialbohru des Dorneinsatzes geführte Signalleitung mit der Doffersteueru zu verbinden.
Bei einer im wesentlichen durch mechanische Mittel geken zeichneten Ausführung besteht die Tasteinrichtung aus einem Pos tionierstift an der Stirnfläche des Spulendorns und einer zugeh rigen Reflektoreinrichtung, die konkav ausgebildet ist und d freie Stirnfläche der Spulspindel bedeckt. Bezüglich der Einze heiten wird auf die detaillierte Zeichnungsbeschreibung verwi sen.
Zur Nachführung des Spulendorns am Doffer wird der Positionie stift beispielsweise durch Vorfahren des Dorneinsatzes in Rie tung auf die Stirnfläche der die Vollspule tragenden Spulspindel geschoben, bis der Tastkopf des Positionierstifts mit der kon¬ kaven Tastfläche in Kontakt kommt. Dabei wird die auf den Posi¬ tionierstift wirkende axiale Kraft so bemessen, daß er ggf. unter Verformung entlang der Tastfläche zu deren tiefsten Stelle hin bewegt wird. Eine geeignete Auswerteinrichtung sorgt dafür, daß die seitlichen Auslenkungen des Positionierstifts in Steuersigna¬ le zur Nachführung des Dofferdorns umgewandelt werden, und zwar so lange, bis der nicht mehr ausgelenkte, in seine Ruhelage zurückgekehrte Positionierstift die tiefste Stelle der konkaven Gegenfläche erreicht hat.
Der Positionierstift kann fest in der Stirnfläche, von der er ausgeht, verankert und biegsam sein, so daß er bei der Tastbewe¬ gung deformiert werden kann, oder er kann nachgiebig verankert sein und ohne Deformation ausgelenkt werden.
Bei einer weiteren Ausführung ist die Tasteinrichtung eine Licht¬ quelle mit parallel zu der gegenüberliegenden Spulspindel ausge¬ richtetem, nicht zu eng gebündeltem Leuchtstrahl, welcher bei Ausrichtung der Spulendornachse des Doffers zur Achse der Spul¬ spindel auf eine auf der Stirnseite der Spulspindel montierte Re¬ flektoreinrichtung trifft. Diese ist bevorzugt ähnlich einem Kat¬ zenauge derart ausgebildet, daß neben dem Hauptstrahl auch ein Streukegel mit verringerter Lichtstärke reflektiert wird. Die Tasteinrichtung weist eine Auswertschaltung für das reflektierte Licht auf, die auch die Ränder des Streukegels erfassen soll. Bevorzugt kann durch einen Detektor die Intensität des reflek¬ tierten Lichts in der Weise ausgewertet werden, daß der Ausgangs¬ ort des reflektierten Lichts in x-y-Koordinaten festgestellt und die diesen entsprechenden Meßwerte in Signale zur Nachführung des Spulendorns umgewandelt werden. Diese können ebenso wie die Signale der vorhergehend erwähnten Einrichtung über eine beispi¬ elsweise durch eine Axialbohrung in dem Dorneinsatz geführte Signalleitung der Maschinensteuerung, insbesondere der Doffer- steuerung, übermittelt werden. Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Tasteinrichtung eine mi einer Laserlichtquelle ausgerüstete Einrichtung zur Entfernungs messung. Der Strahl des auf die Stirnseite der Spulspindel ge richteten Lasers trifft dort auf eine Reflektoreinrichtung, dere vom Laserstrahl getroffene Oberfläche in Strahlrichtung konve oder konkav gekrümmt ist. Weitere Details ergeben sich auch hie aus der Beschreibung der beigefügten Zeichnung.
Schließlich ist bei noch einer anderen Ausführung der Erfindun die Tasteinrichtung ein zwischen dem Spulendorn bzw. dem Dornein satz und der Stirnseite der gegenüberliegenden Spulspindel ei magnetisches Wechselfeld aufbauender, an dem Kopf des Spulendorn bzw. Dorneinsatzes oder bevorzugt der Spulspindel zentrisch ein gebauter, durch Wechselsstrom erregter Elektromagnet. Die zugehö rige Reflektoreinrichtung besteht aus mehreren, insbesonder vier, auf der Stirnseite der gegenüberliegenden Spulspindel bzw bevorzugt des gegenüberliegenden Spulendorns symmetrisch zu dere (dessen) Achse angeordneten, in sich kurzgeschlossenen Draht spulen. Eine Auswertschaltung zur Erfassung und Auswertung der i den Drahtspulen induzierten Spannungen liefert die zur Nachfüh rung erforderlichen Steuersignale.
Die Frequenz des den Elektromagneten erregenden Wechselstrom sollte so gewählt werden, daß sich bei nicht zusammenfallende Achsen der Spulspindel und des Wechselfelds möglichst bis zu vollständigen Zusammenfallen der Achsen deutlich meßbare Unter schiede der in den einzelnen Spulen induzierten Wechselspannunge ergeben. Daher ist die Frequenz des den Magneten speisenden Wech selstroms bevorzugt veränderbar, wobei sich Frequenzen zwische 10 Hz und 120 Hz, insbesondere zwischen 25 Hz und 90 Hz bewähr haben.
Bei der Aufspulvorrichtung, bei der die Nachführung des Spulen dorns des Bedienautomaten durch die Maschinensteuerung des Spul kopfes erfolgt, ist in den Spulrevolver eine Sensoreinrichtun integriert, die der fortlaufenden Erfassung der Rotordrehung un damit der sich verändernden Spulspindelpositionen dient. Bevor¬ zugt wird eine Magnetfeldsensoreinrichtung. Deren Magnet ist mit dem Spulrevolver drehfest verbunden und läuft mit diesem um, wäh¬ rend das in dem Magnetfeld angeordnete Sensorelement ortsfest verankert und damit gegen Mitdrehen gesichert ist.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist der Magnetfeldsensor in eine kreiszylindrische, becherförmige Vertiefung im Spulrevolver eingesetzt, die koaxial zu seiner Drehachse liegt und von dessen mit den Spulspindeln besetzter Vorderseite ausgeht. Der Magnet, bevorzugt ein U-förmiger Permanentmagnet, ist in der Vertiefung derart befestigt, daß die Magnetpole sich in Achsrich¬ tung und parallel zu der kreiszylindrischen Wand der Vertiefung erstrecken. Von dieser Vertiefung ausgehend ist in der Rotorwelle eine durchgehende axiale Bohrung geführt, durch welche eine Trag¬ einrichtung für die Sensorelemente hindurchgeführt ist. Diese Trageinrichtung kann beispielsweise ein rohrför iger Träger sein, der berührungsfrei durch die Rotorbohrung geführt und am Maschi¬ nengestell verankert ist.
Während ein wie im weiteren beschrieben angeordnetes Sensorele¬ ment zur Verfolgung der Ruhespindel in dem Drehbereich des Spul¬ revolvers, in dem der Spulenwechsel erfolgt, ausreicht, kann durch dessen Ergänzung mit einem zweiten, um 90° gegenüber dem ersten um die Rotorachse gedrehten Sensorelement erreicht werden, daß die Spindelpositionen lückenlos über 360° verfolgt werden können.
Jedes in dem Feld des Permanentmagneten angeordnete Sensorele¬ ment, beispielsweise ein Plättchen aus einem geeigneten Halblei¬ termaterial wie Indiumantimonid oder Indiumarsenid, muß mit einer Gleichstromquelle und über Versorgungsleitungen und Signallei¬ tungen mit einer Einrichtung zur Erfassung und Auswertung der erzeugten Hallspannung verbunden sein. Erfindungsgemäß können diese Leitungen durch die weiter oben erwähnte rohrförmige Trage¬ inrichtung für die Sensorelemente zu einer entsprechenden Aus- werteinheit geführt werden. Die Auswerteinheit kann ihrerseit über Steuerleitungen mit der Steuereinrichtung des Doffers ode dessen Antriebe verbunden sein.
Bevorzugt ist der Magnetfeldsensor zu den Spulspindeln so ausge richtet, daß die Magnetfeldlinien des mit dem Spulrevolver umlau fenden Magneten in der Nullstellung des Spulrevolvers, d.h. i der Stellung, die mit der beim Einfahren der Arbeitsspindel i die Anfangsstellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung über ein¬ stimmt, senkrecht im Raum verlaufen. Bei Bestückung der Sensor einrichtung mit einem Sensorelement ist dieses in der erwähnte Nullstellung des Ξpulrevolvers mit seiner Längsausdehnung quer z den Feldlinien am Maschinengestell derart gegen Drehung gesicher verankert, daß die zu den Polen des Magneten weisenden Seitenflä chen die Feldlinien dann im Winkel von 90° schneiden, wenn di Drehachsen der beiden Spulspindeln senkrecht übereinander liegen Es kann jedoch insbesondere bei Anordnung nur eines Sensorele ments vorteilhaft sein, den Magnetfeldsensor zu den Spulspindel so auszurichten, daß die Magnetfeldlinien des mit dem Spulrevol ver umlaufenden Magneten in der erwähnten Nullstellung des Spul revolvers parallel zu einer durch die Spulspindelachsen gelegte Ebene verlaufen. Dabei ist das Sensorelement entsprechend a Maschinengestell mit seiner Längsausdehnung quer zu den Feld linien derart gegen Drehung gesichert zu verankern, daß in de Nullstellung des Spulrevolvers seine zu den Polen des Magnete weisenden Seitenflächen die erwähnte Ebene durch die Spulspindel achsen im Winkel von 90° schneiden. Während bei der erstbeschrie benen Anordnung insbesondere dann, wenn die Sensoreinrichtung ei zweites, gegenüber dem ersten Sensorelement mit der Rotorachs als Drehachse um einen Winkel von 90° verdrehtes Sensorelemen aufweist, zur lückenlosen Verfolgung der Rotordrehung auf 360 geeignet ist, ist bei der anschließend beschriebenen Anordnun mit nur einem Sensorelement insbesondere die Drehbewegung de Ruhespindel im gesamten für den Spulenwechsel nutzbaren Drehbe reich des Spulrevolvers besonders gut zu verfolgen. Anhand der in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiele wird die Erfindung erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 die Frontansicht und
Fig. 2 die Seitenansicht einer mit einer ersten Ausführung der Erfindung ausgerüsteten AufWickelvorrichtung;
Fig. 2A ein vergrößertes Detail aus Fig. 2;
Fig. 3A bis
Fig. 3B eine weitere, auf mechanischer Basis wirksame Ausführung der Erfindung in Stirn- und Seitenansicht;
Fig. 4A bis
Fig. 4B eine auf dem Prinzip der Entfernungsmessung durch einen Laserstrahl beruhende Ausführungsform;
Fig. 5A bis
Fig. 5B eine Ausführung mit einem Elektromagnet als Tasteinrich¬ tung und symmetrisch zur Spulspindelachse angeordneten, den Reflektor bildenden, jeweils in sich kurzgeschlos¬ senen Spulen.
Fig. 6A wie Fig. 5, jedoch mit den Reflektorspulen auf der bis Dornachse;
Fig. 6C eine Ausführung ähnlich Figuren 5 und 6, jedoch mit vier Elektromagneten.
Fig. 7 das Schema einer mit einem Magnetfeldsensor ausgestatte¬ ten AufWickelvorrichtung in Vorderansicht;
Fig. 8A die Seitenansicht der AufWickelvorrichtung gem. Fig. 7
und
Fig. 8B mit einem vor dieser in Stellung gebrachten Doffer; Fig. 9 das Schema ähnlich Fig. 7, jedoch mit anders ausgerich¬ tetem Magnetfeldsensor.
Die Fig. 1 zeigt die Ansicht einer erfindungsgemäß ausgerüsteten, in Teilen aus der WO 93/17949 bekannten AufWickelvorrichtung mit einem um seine Achse Rotorachse 42 drehbaren Spulrevolver 5, der mit zwei mit nicht dargestelltem Direktantrieb versehenen Spul spindeln 6, 7 bestückt ist und dessen Drehantrieb 20 durch ein Tastwalze 3 gesteuert wird. Dargestellt ist die Spulvorrichtun in ihrer Anfangsstellung 40 am Beginn eines neuen Aufwickelvor gangs. Die auf der Ruhespindel 7 sitzende volle Spule 10 hat di hier innerhalb des Wechselbereichs 41 liegende Wechselstellun erreicht, während die mit einer leeren Hülse 8 bestückte Be triebsspindel 6 sich in der Stellung 40 am Beginn des Aufwickel vorgangs befindet. Der Drehantrieb 20 des Spulrevolvers 5 ist ei Schrittschaltmotor. Er wird durch eine Rotorsteuerung 19 kontrol liert, die ihrerseits die Weiterschaltsignale von einem Abstands fühler 4 erhält, der die vom Anwachsen des Wickels auf der Be triebsspindel 6 abhängigen Bewegungen der Schwinge 2 registrier und in Schaltsignale umformt.
Der von oben zulaufende Faden 1 wird von der am freien Ende de Schwinge 2 drehbar befestigten, auf der Leerhülse 8 aufliegende Tastwalze 3 umgelenkt und läuft auf die Hülse 8 auf. Mit fort schreitender Wickelbildung auf der Spulenhülse 8 werden die Tast walze 3 und die sie tragende Schwinge 2 angehoben, bis durch de Abstandsfühler 4 bei Erreichen des vorgegebenen Grenzabstands ei Weiterschaltsignal an die Revolversteuerung 19 gegeben und de Revolver 5 weitergedreht wird.
Zur Verdeutlichung des schnellen Anwachsens des Durchmessers de sich bildenden Spule 10 beim Aufwickeln von Fäden und Garnen mi stärkeren Titern, insbesondere von Teppichgarn, und des dadurc bedingten Weiterdrehens der Spule 10 sind in der Fig. 1 den i Anlage an die Tastwalze 3 dargestellten strichpunktierten Krei sen, welche Zwischenstellungen bei der Wickelbildung andeuten entsprechende Stellungen 12, 13, 14 der die Spule 10 tragende Ruhespindel 7 eingezeichnet; bei Erreichen der Stellung 14 is die Spulreise der Beriebsspindel 6 beendet und durch erneute Drehen des Spulrevolvers 5 wird der Spulenwechsel automatisc eingeleitet. Vor allem beim Aufwickeln von Teppichgarn werden die angedeuteten Stellungen relativ schnell nacheinander erreicht. Daher kann es gegenüber dem Stand der Technik, der zwei festgelegte Anhaltepo¬ sitionen vorsieht, deren Abstand kürzer sein soll als der Auf- spulbereich, zweckmäßig sein, andere Wege zu finden, um das Er¬ reichen der Anhaltepositionen und die Verfügbarkeit des Doffers in zeitliche Übereinstimmung zu bringen, zumal beim Spulenwechsel sowohl der Spulendorn 22 als auch der Dorn zum Aufstecken einer Leerhülse 8, 9 bei der jeweiligen Übergabe mit der Spulspindel 6; 7 fluchten müssen. In jedem Fall muß hier - wie der die Lage der Vollspule 10 bei der Spindelstellung 12 andeutende strichpunk¬ tierte Kreis 12A zeigt - bei Erreichen der Stellung 12 die Über¬ nahme der Vollspule 10 durch den Doffer 21 schon erfolgt sein, um das Anlaufen der vollen Spule 10 gegen das Begrenzungsblech 15 oder eine in der Spulkopfteilung vorhandene Seitenwand zu verhin¬ dern.
Die Erfindung vermeidet die aufgezeigten Schwierigkeiten, indem, wie beschrieben, spätestens mit dem Einlauf der Ruhespindel 7 in den Wechselbereich 41 deren Relativlage zum Spulendorn 22 des Doffers 21 erfaßt, letzterer mit Hilfe der erfindungsgemäßen Nachführeinrichtung in fluchtende Übereinstimmung mit der Ruhe¬ spindel 7 gebracht und so geführt wird, daß er den durch den AufWickelvorgang verursachten Bewegungen der Ruhespindel 7 folgt. Der Abschiebevorgang der vollen Spule 10 von der Ruhespindel 7 erfolgt im allgemeinen in der ersten Anhaltestellung des Wechsel¬ bereichs 41, d.h. zu dem Zeitpunkt, in dem die volle Spule 10 in die 6-Uhr-Stellung gedreht ist.
Die allgemein aus einer Tasteinrichtung 24; 27; 29; 33 und einer mit dieser zusammenwirkenden Reflektoreinrichtung 11; 25; 31; 34 bestehende Nachführeinrichtung kann erfindungsgemäß unterschied¬ liche Ausführungsformen haben. Als Reflektoreinrichtung wird hier eine mit einem mechanischen, optischen, elektrischen, elektroma¬ gnetischen oder anderen Signalgeber zusammenwirkende, vorzugs¬ weise passive Einrichtung bezeichnet, die das empfangene Signal reflektiert oder zurücksendet, damit es in einer Auswerteinhei zur Steuerung der Dofferbewegungen analysiert werden kann.
Eine bevorzugte Ausführung zeigen die Figuren 1 bis 2A. Bei i ist auf den Stirnseiten beider Spulspindeln 6, 7 - beispielsweis in je einer zentrisch eingedrehten kreisförmigen Vertiefung - j weils ein Reflektor 11 vorgesehen, während die zugehörige Ta steinrichtung aus einer auf das Ende der zu doffenden Ruhespinde 7 gerichteten Lichtquelle 27 und einer geeigneten Schaltung 2 zur Auswertung des reflektierten Lichtes besteht. Der Reflekto ist bevorzugt ähnlich einem Katzenauge derart ausgebildet, da neben dem Hauptstrahl, dessen Intensität mit der Entfernung au der Spindelachse rasch abnimmt, auch ein Streukegel mit verrin gerter Lichtstärke reflektiert wird. Bei rohrförmiger Ausführun des Spulendorns 22 und Anordnung eines Dorneinsatzes 23 gemä Fig. 2A können dabei die in der Schaltung 28 abhängig von der In tensität des reflektierten Lichtes erzeugten Steuersignale übe eine in einer ggf. auch der Energiezuführung dienenden Axialboh rung 37 des Dorneinsatzes 23 angeordneten Signalleitung 38 an di (nicht dargestellte) Doffersteuerung weitergegeben werden.
Eine mechanisch wirksame Ausführung der Nachführeinrichtun zeigen die Figuren 3A und 3B. Bei ihr ist die Tasteinrichtung ei mit einem Tastkopf 24A zur Spulspindel 7 weisender Positionier stift 24, der in sich biegsam sein oder/und unter Krafteinwirkun in dem Spulendorn 22 bzw. dem Dorneinsatz 23 seitlich auslenkba befestigt sein kann. Die zugehörige Reflektoreinrichtung ist ei im wesentlichen die freie Stirnfläche der Ruhespindel 7 bedecken der Aufsatz 25A mit kreiszylindrischem Außenmantel, von desse freier Stirnfläche eine zentrisch zur Zylinderhülle angeordnete die Form einer zur Spindelachse rotationssymmetrischen, vorzugs weise die Form einer Kugelkalotte oder eines Paraboloids aufwei senden Vertiefung als Tastfläche 25 ausgeht. Zur Nachführung de Spulendorns 22 kann der Positionierstift 24 auf die Ruhespinde 7 zu bewegt werden, bis er mit der Tastfläche 25 in Berührun kommt. Beispielsweise durch einen an der freien Länge des Posi tionierstiftes 24 angreifenden Detektor 26 oder durch nicht dargestellte, um seine Verankerung in dem Spulendorn 22 oder dem Dorneisatz 23 angeordnete Drucksensoren können seine durch außer¬ mittige Berührung mit der Tastfläche 25 verursachten radialen Auslenkungen in Steuersignale für die Doffersteuerung umgewandelt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Nach¬ führeinrichtung zeigen die Figuren 4A und 4B. Die Tasteinrichtung ist bei ihr eine mit einer Einrichtung 32 zur Entfernungsmessung kombinierte, auf die Stirnseite der Ruhespindel 7 gerichtete Laserstrahlquelle 29, während als Reflektoreinrichtung ein gera¬ der Kegel 31 mit einer einen geringfügig unter dem Spulspindel¬ durchmesser liegenden Durchmesser aufweisenden kreisförmigen Grundfläche 39 dient. Die Kegelspitze ist bevorzugt gerundet. Nach dem Ausrichten des Spulendorns 22 so, daß der zur Spulspin¬ delachse parallele Laserstrahl den Tastkegel 31 erfaßt, wird die Lage des Spulendorns 22 durch entsprechende, von der Entfernungs¬ meßeinrichtung 32 an die Doffersteuerung gegebene Signale im Sinne der Entfernungsminimierung gesteuert. Daraus ergibt sich, daß die Genauigkeit der Nachführung durch den Schlankheitsgrad des Tastkegels 31 beeinflußbar ist.
Abweichend von der in der Zeichnung dargestellten Form kann die Reflektoreinrichtung 31 auch eine auf der Stirnseite der Spul¬ spindel vorgesehene, zur Spindelachse rotationssymmetrische Ver¬ tiefung in Form eines geraden Hohlkegels, eines Paraboloids oder einer Kugelkalotte sein, welche von einer kreisförmigen Grund¬ fläche mit einem geringfügig unter dem Spulspindeldurchmesser liegenden Durchmesser ausgeht. Es versteht sich, daß hierbei die an die Doffersteuerung gegebenen Signale im Sinne der Entfer- nungsmaximierung wirken müssen.
Unabhängig von der aus den vorhergehend genannten gewählten Form wird eine Höhe dieser Reflektoreinrichtung bevorzugt, die im we¬ sentlichen zwischen dem 0,6-fachen und dem 1,2-fachen ihres Grundflächendurchmessers liegt.
Eine andere Ausführung der Erfindung zeigen die Figuren 5A und 5B sowie 6A, 6B und 6C. Bei ihr ist die Tasteinrichtung ein zwischen dem Dofferdorn 22 bzw. dem Dorneinsatz 23 und der Stirnseite der gegenüberliegenden Spulspindel 7 ein periodisch die Richtung wechselndes Magnetfeld 35 aufbauender, entweder an dem Kopf des Dofferdorns 22 bzw. des Dorneinsatzes 23 oder bevorzugt - wie dargestellt - der Spulspindel 6; 7 zentrisch eingebauter, durch einen Wechselsstrom wählbarer Frequenz erregter Elektromagnet 33. Die Frequenzen zur Erregung des Elektromagneten 33 können bevor¬ zugt zwischen 10 Hz und 120 Hz und insbesondere zwischen 25 Hz und 90 Hz liegen. Die Reflektoreinrichtung besteht hier aus meh¬ reren, auf der dem Elektromagnet 33 gegenüberliegenden Stirnseite des Dofferdorns 22 bzw. der Spulspindel 7 - in den Figuren 5A, 5B der Spulspindel, in den Figuren 6A, 6B des Dofferdorns 22 - symmetrisch zu deren Achse angeordneten, in sich kurzgeschlos¬ senen Drahtspulen 34A - 34D. Die Anzahl der Drahtspulen kann rel . weit variieren und beispielsweise zwischen mindestens zwei, besser drei und sechs bis acht Spulen festgelegt sein. Als gut geeignet hat sich, wie dargestellt, die symmetrische Anordnung von vier Drahtspulen 34A - 34D in zwei übereinander angeordneten Reihen erwiesen, wobei die Abstände der Reihen und der Spulen in den Reihen gleich sind. Die ggf., d.h. bei fehlendem Fluchten der einander gegenüberliegenden Enden von Spulspindel und Spulendorn verursachten Deformationen des Magnetfelds durch die Einwirkungen der dabei in den Spulen erzeugten unterschiedlichen Wechselspan¬ nungen werden bei beiden Ausführungen durch eine Einrichtung 36 erfaßt und ausgewertet und - beispielsweise in der weiter oben beschriebenen Weise - als Steuerimpulse zur Nachführung an die Doffersteuerung geleitet.
Bei beiden Ausführungen wird das Magnetfeld 35 jeweils durch einen Magneten aufgebaut. Es können jedoch, wie in der Fig. 6C gezeigt, auch beispielsweise vier zueinander parallel und streng symmetrisch zur Spindel- oder zur Spulendornachse angeordnete, identische Magnetfelder aufbauende Magnete 33, bevorzugt Stabma¬ gnete 33 vorgesehen sein, wobei auch diese sowohl an dem Kopf des Dofferdorns 22 bzw. des Dorneinsatzes 23 oder der Spulspindel 6; 7 angeordnet sein können.
Durch die jeweilige Auswertschaltung des Detektors werden Steuer¬ signale erzeugt, aus denen die Relativlage von Ruhespindel 7 und Spulendorn 22 des Doffers 21 berechnet wird und durch die Doffer- steuerung die Linearantriebe für die Höhen- und Seitenbewegung des Spulendorns 22 so lange angesteuert werden, bis diese mitein¬ ander fluchten und einerseits die vollen Spulen 10 auf den Spu¬ lendorn 22 des Doffers 21 abgeschoben werden können bzw. anderer¬ seits die auf einem zweiten, zum Spulendorn parallelen Dorn bereitgehaltenen Leerhülsen 8 bzw. 9 auf die entladene Ruhespin¬ del aufgeschoben werden können. Dis geschieht in einer zweiten Anhaltestellung des Revolvers 5, die von der Auswerteinrichtung des Doffers bzw. von der Maschinensteuerung festgelegt wird. Hier wird der Revolver 5 für die Dauer des Bedienvorgangs nicht wei¬ tergetaktet und der Drehantrieb 19 kurzzeitig angehalten.
Die Fig. 7 zeigt ähnlich wie die zuvor beschriebene Fig. 1 in schematisierter Frontansicht eine erfindungsgemäße AufSpulmaschi¬ ne für einen kontinuierlich zulaufenden Faden 108, welche einen Spulrevolver 102 aufweist und in ihrem Aufbau in wesentlichen Teilen mit der in der eingangs genannten WO 93/17949 beschrie¬ benen AufSpülmaschine übereinstimmt. Die dargestellte Revolver¬ stellung entspricht der bisher und im weiteren mit Nullstellung bezeichneten Stellung der Betriebsspindel 104, die diese beim Einschwenken in die Wickelstellung beim Beginn der Spulreise erreicht. In dieser Revolverstellung ist die an der Schwinge 112 sitzende Tastwalze 107 ebenso wie die an der Schwinge 113 sitzen¬ de, durch den Changierantrieb 110 betätigte Changiereinrichtung 109 noch durch den Schwenkantrieb 118 angehoben. Sie berührt die Spulenhülse 106 noch nicht und der mit einem nicht näher bezeich¬ neten Blech bestückte Schwenkhebel 119 zum Fadenanlegen und Trennen der neuen Hülse 106 von der Vollspule 122 ist noch in seine Arbeitsstellung eingefahren. Im wesentlichen unmittelb nach dem Anlaufen des neuen Wickelvorgangs wird der Schwenkheb 119 hochgeschwenkt und die Changiereinrichtung 109 sowie d Tastwalze 107 abgesenkt und letztere auf die sich bildende Spu 122 aufgesetzt. In Verbindung mit den vorhergehenden Ausführung wird wegen weiterer Einzelheiten zum Vorgang des Fadenwechse auf die EP 374 536 B Bezug genommen.
Es muß hier insbesondere mit Bezug auf die Fig. 8A und Fig. darauf hingewiesen werden, daß bei Ausrüstung der AufWickelvo richtung mit einer Tastwalze 107 in der Regel die Spulspinde 104, 105 anders, als in Fig. 8A dargestellt, mit einem Direkta trieb ausgestattet sind. Die Erfindung ist jedoch in gleich Weise auch bei Aufspulvorrichtungen anwendbar, bei denen d Tastwalze 107 durch eine
Treibwalze 107 ersetzt ist und die Betriebsspindel 104 durch d Treibwalze 107 am Umfang angetrieben wird.
Auf dem mit einem Drehantrieb 103 versehenen Spulrevolver 1 sind zwei Spulspindeln 104, 105 gelagert und durch Drehen d Spulrevolvers 102 in einen Aufspulbereich und in einen Wechse bereich bringbar. Während der Spulreise wird der Spulrevolver 1 von dem über die Tastwalze 107 wie beschrieben gesteuerten Dre antrieb 103 in Drehrichtung 138 schrittweise, vorzugsweise wesentlichen kontinuierlich weitergedreht. Dabei wird die währe des Wickelvorgangs auf der Spulenoberfläche aufliegende Tastwal 107, dem anwachsenden Spulendurchmesser folgend, um die Schwen achse 114 nach oben geschwenkt, bis ein voreingestellter Gren wert zwischen Schwinge 112 und Meßeinrichtung 115 erreicht i und durch ein entsprechendes Signal der über eine Signalleitu 116 mit einer Steuereinrichtung 117 verbundenen Meßeinrichtu 115 der Revolverantrieb 103 eingeschaltet und der Spulrevolv 102 ein kurzes Stück weitergedreht wird. Dies geschieht entspr chend dem während des Wickelvorgangs anwachsenden Durchmesser d Spule 122 in ständiger Folge, bis die Spule 122 ihren Enddurc messer erreicht hat. Dann wird die Tastwalze 107 wieder abgehob und der Spulrevolver 102 so lange in Gang gesetzt, bis die neue Leerhülse 106 in die in Fig. 7 dargestellte Nullstellung einge¬ fahren ist und die Vollspule 122 zum Spulenwechsel bereit ist. Dann wird, sobald hierzu ein der Maschine zugeordneter Bedien¬ automat (Doffer) 134 (s. Fig. 8) zur Verfügung steht, der Spu- lenwechselvorgang eingeleitet.
Wie eingangs erwähnt, muß - bevor der Spulenwechselvorgang in Gang gesetzt werden kann - der Doffer 134 so zu der Aufspulvor¬ richtung ausgerichtet werden, daß sein zur Aufnahme der Voll¬ spulen 122 vorgesehener Spulendorn 135 genau mit der die Spule 122 tragenden Ruhespindel 105 fluchtet. Außerdem müssen der Spulendorn 135 und die nicht dargestellte Vorrichtung zum Auf¬ stecken der Leerhülsen 106 dann, wenn der Spulrevolver 102 nach der ersten Anhaltestellung und Abschieben der Vollspule(n) wei¬ terdreht, der weiterwandernden Ruhespindel 105 nachgeführt wer¬ den.
Erfindungsgemäß ist gemäß Fig. 7 hierzu vorgesehen, daß durch eine Sensoreinrichtung 123, insbesondere eine Magnetfeldsensor¬ einrichtung, die sich laufend ändernde Position mindestens der Ruhespindel 105 ständig erfaßt und zur Führung des Spulendorns 135 eines Doffers 134 in der Maschinensteuerung bereitgehalten wird.
Bei der in den Figuren 7 - bei ersterer ist zum Sichtbarmachen der Sensoreinrichtung 123 aus der Vollspule 122 ein Ausschnitt herausgeschnitten - und 8A dargestellten Ausführung der Erfindung ist zur Aufnahme dieser Sensoreinrichtung 123 in dem Spulrevolver 102, ausgehend von seiner die Spulspindeln 104, 105 tragenden Stirnfläche, eine kreiszylindrische becherförmige Vertiefung 125 konzentrisch zur Revolverachse vorgesehen. Außerdem weist die Rotorwelle 137 eine axiale Bohrung 127 auf. In die Vertiefung 125 ist der Magnetfeldsensor 123, 124 eingesetzt. Der Magnet 124, ein hufeisenförmiger Permanentmagnet, ist innerhalb der Vertiefung 125 mit dem Spulrevolver 102 drehfest verbunden, so daß er dessen Drehbewegungen folgt und mit diesem umläuft. Seine Pole 124 124B sind in Achsrichtung ausgerichtet und verlaufen parallel der Becherwand. In der Fig. 8A ist durch eine Trennschicht 1 angedeutet, daß - abhängig von dem Revolverwerkstoff - die M gnetpole ggf . einen Abstand von der Becherwand aufweisen oder v dieser ähnlich gebräuchlichen Topfmagneten durch eine geeigne Trennschicht 136 getrennt sind.
Die in dem Feld des Magneten 124 vorgesehene Sensoreinrichtu 123 weist mindestens ein Sensorelement 123A auf. Die Sensorei richtung darf nicht mit dem Spulrevolver 102 mitdrehen und m daher gegen Drehung gesichert sein. Bei der dargestellten Ausfü rung ist hierzu ein durch die Rotorbohrung 127 geführter rohrfö miger Träger 126 vorgesehen, an dessen Vorderende die Senso einrichtung 123 befestigt ist. Das hintere Ende des Trägers 1 ist direkt oder indirekt mit dem Maschinenrahmen 101 drehfe verbunden.
Das bzw. die Sensorelemente 123A, 123B müssen zu ihrem Betri mit einer Gleichspannung beaufschlagt werden, außerdem sind Mö lichkeiten zum Abgreifen und Auswerten der Sensorspannung (Hal Spannung) vorzusehen. Erfindungsgemäß ist daher der bzw. jed Sensor 123A; 123B durch Signalleitungen 128 und Verso gungsleitungen 129 mit einer Auswerteinheit 117 verbunden, wä rend von der Auswerteinheit 117 Steuerleitungen 133 zur Steue einrichtung 132 des Doffers 134 (s. Fig. 8B) geführt sind.
Wie bereits erwähnt, kann der Magnetfeldsensor 123, 124 zu d Spulspindeln 104, 105 unterschiedlich ausgerichtet sein. So kan wie in Fig. 7 dargestellt, beispielsweise der Sensor 123, 124 eingebaut sein, daß die Magnetfeldlinien des mit dem Spulrevolv 102 umlaufenden Magneten 124 dann, wenn sich der Spulrotor 102 der weiter oben erläuterten Nullstellung befindet, senkrecht Raum verlaufen und demgemäß das bzw. eines der Sensorelemen 123A, 123B mit seiner Längenausdehnung quer zu den Feldlinien Maschinengestell 101 derart gegen Drehung gesichert veranke ist, daß seine zu den Magnetpolen 124A, 124B weisenden Seiten¬ flächen dann die Feldlinien im Winkel von 90° schneiden, wenn die Drehachsen der beiden Spulspindeln (104, 105) wie in Fig. 7 dargestellt übereinander liegen.
Insbesondere dann, wenn die Sensoreinrichtung 123 mit nur einem Sensorelement 123A bestückt ist, wird jedoch die in Fig. 9 ge¬ zeigte Anordnung vorgezogen, bei der die Magnetfeldlinien in jeder Stellung des Spulrevolvers 102 parallel zu einer durch beide Spulspindelachsen gelegten Ebene verlaufen, demzufolge das Sensorelement 123A am Maschinengestell 101 mit seiner Längen¬ ausdehnung quer zu den Feldlinien derart gegen Drehung gesichert verankert ist, daß in der Nullstellung des Spulrevolvers 102 seine zu den in die durch die Spulspindelachsen gehende Ebene gedrehten Magnetpole 124A, 124B weisenden Seitenflächen die Feld¬ linien im Winkel von 90° schneiden.
Insbesondere dann, wenn die Positionen der Spulspindeln 104, 105 über 360° verfolgt werden sollen, sind erfindungsgemäß bevorzugt zwei Sensorelemente 123A, 123B vorgesehen, von denen das eine (123A) in der vorhergehend beschriebenen Weise befestigt ist und das zweite Sensorelement 123B gegenüber dem ersten (123A) mit der Rotorachse als Drehachse um einen Winkel von 90° verdreht ist.
Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn die weiter oben aufgeführten Einflußgrößen eine Arbeitsweise erlauben, bei der der Antrieb des Spulrevolvers 102 während des DoffVorganges weiterlaufen kann, diese bevorzugt wird. Andererseits können beispielsweise bei der Aufwicklung sehr feiner Titer oder/und bei weniger hohen Wickel¬ geschwindigkeiten die Weiterschaltzyklen des Drehantriebs 103 für den Spulrevolver 102 zeitlich weiter auseinanderliegen, da der Aufbau der Spule langsamer erfolgt. Bei einer durch die Erfindung ermöglichten genaueren Positionierung des Doffers 134 zu Beginn des Spulenwechsels und ggf. bei Einbeziehung der Weiterschaltim- pulse in die Steuerung des Spulenwechsels lassen die Zeitabstände zwischen den Weiterschaltungen dann genügend Raum für den Spulen- wechsel bei abgeschaltetem Spulrevolverantrieb 103.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung als Sensoreinrichtu 123 zur Erfassung der Winkelstellung der Ruhespindel ein Magne feldsensor und dessen Aufbau und Anordnung im Spulrevolver 1 dargestellt wurde, ist die Erfindung auf die konkrete Ausführu der Meßeinrichtung nicht beschränkt. Vielmehr sind auch ande Meßwertgeber anwendbar, durch die in analoger oder digitaler Fo die zeitlichen Winkeländerungen der jeweiligen Ruhespindel 1 bzw. beider Spulspindeln 104,105 ständig erfaßt und verfügbar g macht werden können. Beispielsweise sind auch andere bekann Drehwinkelgeber anwendbar oder Meßeinrichtungen, die die Schal impulse des Schrittschaltmotors für den Drehantrieb 103 des Spu revolvers 102 auswerten.
BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG
Faden Tasthebel, Schwinge Tastwalze, Treibwalze Abstandsfühler Spulrevolver Spulspindel, Betriebsspindel Spulspindel, Ruhespindel Hülse, Spulenhülse Hülse, Spulenhülse Spule Reflektor, Reflektoreinrichtung Spindelzwischenstellung Spindelzwischenstellung Wechselstellung Begrenzungsblech Trennblech Hüllkreis Maschinenrahmen Rotorsteuerung Rotorantrieb, Drehantrieb Bedienautomat, Doffer Spulendorn, Dornhülse Dorneinsatz Taststab, Positionierstift A Tastkopf Tastfläche, Reflektoreinrichtung A Aufsatz Detektor Lichtquelle Detektor, Auswertschaltung Laser, Laserstrahlquelle Laserstrahl Tastfläche, Reflektoreinrichtung Auswerter Elektromagnet, Stabmagnet A bis D Spule, Reflektoreinrichtung Magnetfeld Auswerter Bohrung, Axialbohrung Signalleitung Grundfläche, Kegelgrundfläche Anfangsstellung Wechselbereich Rotorachse, Drehachsen 1 Maschinengestell, Maschinenrahmen 2 Spulrevolver 3 Revolverantrieb, Drehantrieb 4 Spulspindel, Betriebsspindel 5 Spulspindel, Ruhespindel 6 Hülse, Spulenhülse, Leerhülse 7 Tastwalze; Treibwalze 8 Faden 9 Changiergetriebe, Changiereinrichtung 0 Changierantrieb 1 Leitlineal 2 Schwinge 3 Schwinge 4 Schwenkachse 5 Meßeinrichtung 6 Signalleitung 7 Steuereinrichtung, Auswerteinheit 8 Schwenkantrieb 9 Fadenumlegeeinrichtung mit Trennblech, Schwenkhebel 0 Schutzblech 1 Anschlag 2 Vollspule, Spule 3 Sensoreinrichtung, Magnetfeldsensor 4 Magnet, Permanentmagnet 5 Vertiefung 126 Sensorträger, Rohr, Träger
127 Axialbohrung, Rotorbohrung
128 Signalleitungen
129 Versorgungsleitungen
130 Auswerteinrichtung
131 Versorgungseinheit
132 Doffersteuerung
133 Steuerleitung
134 Doffer
135 Spulendorn
136 Trennschicht
137 Rotorwelle, Zapfen
138 Drehrichtung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verfahren zum Wechseln von Vollspulen gegen Leerhülsen, einer Aufwickelmaschine für einen kontinuierlich zulaufend Chemiefaden, bei welchem die Vollspulen und die Leerhüls auf zwei Spulspindeln eines Spulrevolvers sitzen und von d Spulrevolver in einen Aufspulbereich zum Aufspulen und einen Wechselbereich zum Wechseln der Vollspulen gegen Lee hülsen gedreht werden, und bei dem in dem Wechselberei mindestens eine Vollspule von der Spulspindel auf ein Spulendorn eines Bedienautomaten (Doffer) abgeschoben u danach durch den Bedienautomaten mindestens eine Leerhül auf die entladene Spulspindel aufgeschoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschieben der Vollspule(n) und das Aufschieben d Leerhülse(n) an durch die Maschinensteuerung bestimmbare beliebigen Stellungen innerhalb des Wechselbereichs erfolg wobei der Spulenwechsel in Abhängigkeit von der Verfügbarke des von der Maschinensteuerung entlang der Aufwickelmaschi geführten Bedienautomaten (Doffers) ausgeführt wird, indem die Lageänderung mindestens einer der Spulspinde durch einen Sensor fortlaufend ermittelt und die Spulendor des Bedienautomaten durch Ansteuerung ihrer Versteilantrie der zu doffenden Spulspindel derart nachgeführt werden, d ihre Achsen in der Abschieb- und AufSchiebestellu miteinander fluchten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselbereich in Abhängigkeit von dem zu verarbeitend
Fadentiter, der vorgesehenen AufWickelgeschwindigkeit, d
Abmessungen der einzelnen Spulköpfe, den erzeugten Spul sowie den Teilungsabständen der Spulköpfe festgelegt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn des Wechselbereichs an eine Stelle des Spulrevol¬ verumlaufs gelegt wird, die um einen Drehwinkel von 180° gegenüber der Revolverstellung bei Beginn des Aufwickelvor¬ ganges versetzt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselbereich auf einen Drehwinkel des Spulrevolvers von mindestens 15° und höchstens 75° festgelegt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageänderung der zu doffenden Spulspindel fortlaufend ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Eintritt der zu doffenden Spulspindel in den Wechsel¬ bereich die Wechseleinrichtungen des Bedienautomaten der Spulspindel genau ausgerichtet nachgeführt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführung des Bedienautomaten bzw. seiner Wechselein¬ richtungen abhängig von der Maschinensteuerung zugeleiteten Steuersignalen des jeweiligen Spulkopfes erfolgt.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführung des Bedienautomaten bzw. seiner Wechselein¬ richtungen abhängig von der Maschinensteuerung zugeleiteten Steuersignalen des Bedienautomaten erfolgt. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Spulenwechsel und beim Aufschieben der Leerhülse(n) au die entladene Spulspindel in den Drehantrieb des Spul revolvers nicht eingegriffen wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Position der jeweils zu doffenden Spulspindel (Ruhespin del) und deren Lageänderung fortlaufend erfaßt und von de Maschinensteuerung bereitgehalten wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die bereitgehaltenen Positionsdaten der Ruhespindel zur Posi tionierung und Nachführung der Spulenwechseleinrichtung un LeerhülsenaufSchiebeeinrichtung des Doffers herangezogen wer den.
12. Aufwickelvorrichtung für kontinuierlich zulaufende Fäden (1 108), mit einem Spulrevolver (5, 102), auf dem zwei Spulspin deln (6, 7; 104, 105) gelagert sind, die durch Drehung de Spulrevolvers um seine Drehachse (42) abwechselnd in eine Aufspulbereich und in einen Wechselbereich gebracht werden wobei der Spulrevolver (5, 102) während der Spulreise vo einem über die Auslenkung insbesondere einer an eine Schwinge gelagerten Tastwalze (3, 107) gesteuerte Drehantrieb (20, 103) entsprechend dem anwachsenden Spu lendurchmesser weitergedreht wird, mit einer Einrichtung zu Abschieben der vollen Spulen (10, 122) beim Spulenwechse sowie mit einem mindestens einen Spulendorn (22, 135 aufweisenden Bedienautomaten (21, 134), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem de
Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulrevolver (5, 102) oder/und die Spulspindeln (6, 7, 104, 105) sowie der Bedienautomat (21, 134) zusammenwirkende, die Maschinensteuerung beeinflussende Einrichtungen aufwei¬ sen, durch die innerhalb des Wechselbereichs (41) der minde¬ stens eine Spulendorn (22, 135) des Bedienautomaten (21, 134) der Bewegung der zu doffenden Spulspindel (6; 7; 104, 105) nachführbar und in deren axialen Verlängerung haltbar ist.
13. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Nachführeinrichtung aus einer Tasteinrichtung (24; 27; 29; 33) und einer mit dieser zusammenwirkenden Reflektorein¬ richtung (11; 25; 31; 34) besteht, von denen jeweils die Tasteinrichtung (24; 27; 29; 33) bzw. die Reflektoreinrich¬ tung (11; 25; 31; 34) am Spulkopf, insbesondere an den aus¬ kragenden Köpfen der Spulspindeln (6, 7) des Spulkopfes, und die Reflektoreinrichtung (11; 25; 31; 34) bzw. die Tastein¬ richtung (24; 27; 29; 33) am Kopf des Spulendorns (22) des Bedienautomaten (21) angeordnet sind.
14. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils die Tasteinrichtung (24; 27; 29; 33) am Kopf des Spu¬ lendorns (22) und die mit der Tasteinrichtung (24; 27; 29; 33) zusammenwirkende Reflektoreinrichtung (11; 25; 31; 34) an der zum Bedienautomaten (21) weisenden Stirnseite jeder Spul¬ spindel (6; 7) angeordnet ist.
15. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulendorn (22) als Tragrohr ausgebildet ist, in dem auf seiner zur Spulspindel (7; 6) weisenden Stirnseite ein die Tasteinrichtung (24; 27; 29; 33) tragender Dorneinsatz (23) axial verschiebbar ist. 16. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung (24; 27; 29; 33) über eine in einer Axi albohrung (37) des Dorneinsatzes (23) geführte Signalleitun (38) mit der Doffersteuerung verbunden ist.
17. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung aus einem in einem zur Spulspindel (7; 6) weisenden Tastkopf (24A) endenden Positionierstift (24) be steht und die Reflektoreinrichtung (25) ein im wesentlichen die frei Stirnfläche der Spulspindel (7; 6) vollständig bedeckende Aufsatz (25A) mit kreiszylindrischem Außenmantel ist, vo dessen freier Stirnfläche eine zentrisch zur Zylinderhüll angeordnete, die Form einer konkaven Kugelkalotte oder eine Paraboloids aufweisende Vertiefung als Tastfläche (25) aus geht.
18. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionierstift (24) in sich biegsam ist oder/und unte radialer Krafteinwirkung in dem Spulendorn (22) bzw. de Dorneinsatz (23) seitlich auslenkbar befestigt ist.
19. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung eine Lichtquelle (27) mit parallel zu de gegenüberliegenden Spulspindel (7; 6) ausgerichtetem Leucht strahl (27A) und die Reflektoreinrichtung ähnlich einem Katzenauge (11) ausgebildet ist. 20. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Reflektoreinrichtung (11) neben dem Hauptstrahl auch ein Streukegel mit verringerter Lichtstärke reflektiert wird.
21. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung (27) eine Auswertschaltung (28) für re¬ flektiertes Licht aufweist, die über eine Signalleitung (38) mit der Steuerung des Bedienautomaten (21) verbunden ist.
22. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung (27) eine Schaltung (28) zur Ortung des Ausgangsortes des reflektierten Lichtes in x-y-Koordinaten aufweist, die über eine Signalleitung (38) mit der Maschi¬ nensteuerung, insbesondere mit der Steuerung des Bedienauto¬ maten (21) verbunden ist.
23. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung eine mit einer Einrichtung zur Entfer¬ nungsmessung (32) kombinierte, auf die Stirnseite der Spul¬ spindel (7; 6) gerichtete Laser-Lichtquelle (29) ist, die mit einer Reflektoreinrichtung (31) zusammenwirkt, bei welcher die vom Laserstrahl (30) getroffene Oberfläche in Strahlrichtung konvex oder konkav gekrümmt ist.
24. AufWickelvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinrichtung ein gerader Kegel (31) mit gerunde¬ ter Kegelspitze und kreisförmiger Grundfläche (39) ist, die einen geringfügig unter dem Spulspindeldurchmesser liegenden Durchmesser aufweist. 25. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektoreinrichtung (31) eine auf der Stirnseite d Spulspindel (6, 7) vorgesehene Vertiefung in Form eines ger den Hohlkegels, eines Paraboloids oder einer Kugelkalot ist, welche von einer kreisförmigen Grundfläche mit einem g ringfügig unter dem Spulspindeldurchmesser liegenden Durc messer ausgeht.
26. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung ein an dem Kopf des Spulendorns (22) bz Dorneinsatzes (23) oder der Spulspindel (7; 6) zentris eingebauter, durch Wechselsstrom erregter Elektromagnet (33 ist, der zwischen dem Spulendorn (22) bzw. dem Dorneinsa (23) und der Stirnseite der gegenüberliegenden Spulspind (7; 6) ein magnetisches Wechselfeld (35) aufbaut, daß die Reflektoreinrichtung aus mehreren, insbesondere vie auf der Stirnseite der gegenüberliegenden Spulspindel (7; 6 bzw. des gegenüberliegenden Spulendorns (22) symmetrisch z deren (dessen) Achse angeordneten, in sich kurzgeschlossene Drahtspulen (34) besteht, und daß eine Einrichtung (36) zur Erfassung und Auswertung der i die Drahtspulen (34) induzierten Spannungen vorgesehen ist.
27. AufWickelvorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des den Elektromagneten (33) speisenden Wechsel stroms veränderbar ist.
28. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 12, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprü chen 7 und 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in den Spulrevolver (102) eine Sensoreinrichtung (123,124 zur fortlaufenden Erfassung der Position der Ruhespinde (105) integriert ist.
29. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung eine Magnetfeldsensoreinrichtung (123, 124) ist, deren Magnet (124) mit dem Spulrevolver (102) dreh¬ fest verbunden ist und mit diesem umläuft, während das oder die in dem Magnetfeld vorgesehene(n ) Sensorelement- (e) (123A; 123A, 123B) ortsfest am Maschinenrahmen (101) verankert und gegen Mitdrehen gesichert ist (sind).
30. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (123, 124) in einer im Spulrevolver (102) vorgesehen kreiszylindrischen, becherförmigen Vertie¬ fung (125) angeordnet ist, welche koaxial zur Drehachse des Spulrevolvers (102) liegt und von dessen die Spulspindeln (104, 105) tragender Stirnseite ausgeht, daß der Magnet (124) in der Vertiefung (125) derart befestigt ist, daß die Magnetpole (124A, 124B) sich in Achsrichtung und parallel zu der kreiszylindrischen Wand der Vertiefung (125) erstrecken, und daß von der Vertiefung (125) eine axiale Rotorbohrung (127) ausgeht, durch welche hindurch die Sensorelemente (123) am Maschinengestell (101) verankert sind.
31. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensorelemente (123A, 123B) am spindelseitigen Ende eines rohrförmigen Trägers (126) befestigt sind, welcher berührun¬ gsfrei durch die Rotorbohrung (127) geführt und am Maschi¬ nengestell (101) drehfest verankert ist.
32. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Sensor (123A; 123B) durch Signalleitungen
(128) und Versorgungsleitungen (129) mit einer Auswerteinheit
(117) verbunden ist, und daß von der Auswerteinheit (117) Steuerleitungen (133) zur Steuereinrichtung (132) des Bedienautomaten (Doffer) (134) geführt sind.
33. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetfeldsensor (123, 124) zu den Spulspindeln (104, 105) so ausgerichtet ist, daß die Magnetfeldlinien des mit dem Spulrevolver (102) umlaufenden Magneten (124) in der Nullstellung des Spulrevolvers (102), die mit der beim Ein¬ fahren der Arbeitsspindel (104; 105) in die Anfangsstellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung übereinstimmt, senk¬ recht im Raum verlaufen (Fig. 7).
34. AufWickelvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (123) mit einem Sensorelement (123A) bestückt ist, wobei das in der Nullstellung des Spulrevolvers (102), die mit der beim Einfahren der Arbeitsspindel (104; 105) in die Anfangs¬ stellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung übereinstim¬ mt, mit seiner Längenausdehnung quer zu den Feldlinien am Maschinengestell (102) derart gegen Drehung gesichert veran¬ kert ist, daß die zu den Polen (124A, 124B) des Magneten (124) weisenden Seitenflächen dann die Feldlinien im Winkel von 90° schneiden.
35. AufWickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet eldsensor (123, 124) zu den Spulspindeln (104, 105) so ausgerichtet ist, daß die Magnetfeldlinien des mit dem Spulrevolver (102) umlaufenden Magneten (124) in der Nullstellung des Spulrevolvers (102), die mit der beim Ein¬ fahren der Arbeitsspindel (104; 105) in die Anfangsstellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung übereinstimmt, par¬ allel zu einer durch die Spulspindelachsen gelegten Ebene verlaufen (Fig. 9).
36. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (123) mit einem Sensorelement (123A) bestückt ist, wobei das Sensorelement (123A) am Maschinengestell (101) mit seiner Längenausdehnung quer zu den Feldlinien derart gegen Drehung gesichert verankert ist, daß in der Nullstellung des Spulrevolvers (102), die mit der beim Einfahren der Arbeitsspindel (104; 105) in die Anfangs¬ stellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung übereinstim¬ mt, seine zu den Polen (124A, 124B) des Magneten (124) wei¬ senden Seitenflächen die Feldlinien im Winkel von 90° schne¬ iden.
37. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 29 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung (123, 124) ein zweites, gegenüber dem ersten Sensorelement (123A) mit der Rotorachse als Drehachse um einen Winkel von 90° verdrehtes Sensorelement (123B) auf¬ weist.
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