EP0757658B1 - Verfahren und vorrichtung zum wechseln von vollspulen gegen leerhülsen an einer aufwickelmaschine für einen kontinuierlich zulaufenden faden - Google Patents

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

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EP0757658B1
EP0757658B1 EP96903888A EP96903888A EP0757658B1 EP 0757658 B1 EP0757658 B1 EP 0757658B1 EP 96903888 A EP96903888 A EP 96903888A EP 96903888 A EP96903888 A EP 96903888A EP 0757658 B1 EP0757658 B1 EP 0757658B1
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EP
European Patent Office
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winding
chuck
doffer
turret
unit according
Prior art date
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EP96903888A
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French (fr)
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EP0757658A1 (de
Inventor
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
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    • 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
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    • 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 the claim 12th
  • Such a method and a device for execution the method are known from WO 93/17949.
  • the well-known Device has a winding turret with two winding spindles, by rotating the winding turret alternately into the winding area and brought into an exchange area, in which The full coils are pushed off on the one hand and then the empty tubes are pushed onto the unloaded winding spindle.
  • the two winding spindles are clearly differentiated the winding spindle located in the winding area as the operating spindle and the winding spindle in the changing area called rest spindle.
  • the object of the invention is now the known method for Reel change in accordance with the preamble of the claim to further develop that the spool change no longer after one Rigid flowchart is more flexible and with one to the adapted to change thread takes place so that the with the automatic operator (doffer) entrusted with changing the bobbin only as short as possible at the take-up point.
  • the task is in a generic method by Characteristic of claim 1 solved.
  • the measure according to the invention is used for changing the bobbin a margin for the coordination between the individual winding heads and the doffer performing the bobbin change, so that the operator control no longer than absolutely necessary on the respective winding unit is held.
  • the course of the The bobbin change is now carried out by the machine or Doffer control set and is specified by the claim 2 Parameters dependent. The initiation of the spool change takes place depending on the availability of the doffer at the the bobbin signaling the bobbin change.
  • the start of the change range is determined by that the rest spindle their change position at the earliest with the Retract the operating spindle into the winding position at the beginning a new winding trip reached, but possibly one for the Initiation of the movements more usable, less time Scope can be beneficial.
  • the beginning of the change range by one Rotation angle of 180 ° behind the turret at the beginning of the Winding process.
  • the size of the change area should taking into account the factors listed above a rotation angle of at least 15 ° and at most 75 °, preferred range from 30 ° to 60 °.
  • the automatic control can be tracked or its changing devices depending on the machine control supplied control signals of the respective winding head or depending on control signals from the operator control respectively.
  • a free operator a short time before Swing the turret into the changing area Coil change signaled so that it goes to the concerned Coil head is called.
  • the finished bobbins After adjusting the spool the finished bobbins from the bobbin winder deported. Then the bobbin carrying the empty tubes of the automatic control unit (doffers) and the meanwhile continued moving idle spindle until the axes aligned with each other and the empty tubes from the spool of the Doffers can be pushed onto the unloaded winding spindle.
  • the tracking of the spool of the Doffers for alignment with the idle spindle from the machine control of the respective winding head is by a continuous recording of the position of the resting spindle to be hoped for and the availability of the recorded position data Possibility created when the operator control is available (Doffers) whose spool and then its sleeve attachment using the recorded position data of the doffing spindle in exact alignment with to bring and hold the resting spindle.
  • a device for performing the method according to the invention arises from the claim 12.
  • the tracking device consists of a touch device and a reflector device cooperating with this.
  • the sensing device can or the reflector device on the winding head, in particular on the Heads of the winding spindles of the winding head, and accordingly the Reflector device or the feeler device on the head of the coil mandrel be provided; however, one is generally preferred Tracking device, each with the touch device on the head the coil mandrel of the automatic control unit (the doffer) and the one with the Probe device interacting reflector device on the Automatic end face of each winding spindle is.
  • the mandrel is designed as a support tube and the probe device according to the invention on the opposite Spool-facing end face one in the tubular Spool mandrel mounted axially displaceable mandrel insert.
  • the probe consists of a positioning pin on the end face of the spool and an associated Reflector device which is concave and which free face of the winding spindle covered.
  • the positioning pin is used to track the spool on the doffer for example, by advancing the mandrel insert in the direction on the end face of the bobbin carrying the full bobbin pushed until the probe of the positioning pin with the concave Touch surface comes into contact. This is the on the positioning pin acting axial force so that it may be below Deformation along the tactile surface towards its lowest point is moved.
  • a suitable evaluation device ensures that the lateral deflections of the positioning pin in control signals be converted to track the doffer mandrel, namely until the undeflected one returns to its resting position returned positioning pin the lowest point of the concave Has reached the opposite surface.
  • the positioning pin can be fixed in the face from which it is goes out, be anchored and flexible, so that when he touches can be deformed, or it can be anchored resiliently be and be deflected without deformation.
  • the touch device is a light source with parallel to the opposite winding spindle, not too narrowly bundled light beam, which at Alignment of the bobbin spindle mandrel axis with the axis of the bobbin spindle on a reflector device mounted on the end face of the winding spindle meets.
  • This is preferably similar to a cat's eye formed such that in addition to the main beam Scattered cone is reflected with reduced light intensity.
  • the Probe device has an evaluation circuit for the reflected Light on, which should also cover the edges of the scattering cone.
  • the intensity of the reflected can preferably be determined by a detector Light can be evaluated in such a way that the starting point of the reflected light in x-y coordinates and the measured values corresponding to these in signals for tracking the Coil mandrel to be converted.
  • a detector Light can be evaluated in such a way that the starting point of the reflected light in x-y coordinates and the measured values corresponding to these in signals for tracking the Coil mandrel to be converted.
  • the touch device is one with a device for distance measurement equipped with a laser light source.
  • the beam of the directed towards the front of the winding spindle Lasers meets a reflector device there Surface hit by the laser beam convex in the beam direction or is concave. Further details can also be found here from the description of the accompanying drawing.
  • the associated Reflector device consists of several, in particular four, on the face of the opposite winding spindle or preferably the opposite coil mandrel symmetrical to their (its) axis arranged, short-circuited wire coils.
  • An evaluation circuit for recording and evaluating the in The voltages induced in the wire coils provide those for tracking required control signals.
  • the frequency of the alternating current that excites the electromagnet should be chosen so that in the case of non-coinciding Axes of the winding spindle and the alternating field as far as possible complete coincidence of the axes clearly measurable differences of the alternating voltages induced in the individual coils surrender.
  • the frequency of the alternating current feeding the magnet preferably changeable, with frequencies between 10 Hz and 120 Hz, especially proven between 25 Hz and 90 Hz to have.
  • the winding device in which the tracking of the spool of the operator control by the machine control of the winding head is done, there is a sensor device in the winding turret integrated, the continuous detection of the rotor rotation and so that the changing winding spindle positions serves.
  • Prefers becomes a magnetic field sensor device. Their magnet is with connected to the winding turret and rotates with it while the sensor element arranged in the magnetic field is stationary anchored and thus secured against turning.
  • the magnetic field sensor is in one circular cylindrical, cup-shaped recess in the turret used, which is coaxial to its axis of rotation and of its front with the winding spindles.
  • the magnet preferably a U-shaped permanent magnet, is in the Well attached so that the magnetic poles in the axial direction and parallel to the circular cylindrical wall of the recess extend.
  • Starting from this recess is in the rotor shaft a continuous axial bore through which a support device is passed through for the sensor elements.
  • This Support device can be, for example, a tubular support, which is guided through the rotor bore without contact and on the machine frame is anchored.
  • Each sensor element arranged in the field of the permanent magnet for example a wafer made of a suitable semiconductor material like indium antimonide or indium arsenide, must be combined with one DC source and via supply lines and signal lines with a device for recording and evaluating the generated Hall voltage.
  • the evaluation unit can in turn via control lines with the control device of the doffer or whose drives are connected.
  • the magnetic field sensor is preferably aligned with the winding spindles in such a way that that the magnetic field lines of the revolving with the winding turret Magnets in the zero position of the turret, i.e. in the position with which when the work spindle is retracted in the starting position of a winding cycle corresponds to the position reached, run vertically in the room.
  • the sensor element is accordingly on Machine frame with its longitudinal extension across the field lines to be secured against rotation in such a way that in the Reset the turret to the poles of the magnet facing side the plane mentioned through the spindle axes cut at an angle of 90 °. While the first described Arrangement especially when the sensor device is a second, opposite the first sensor element with the rotor axis sensor element rotated by an angle of 90 ° as axis of rotation for seamless tracking of the rotor rotation to 360 ° is suitable is in the arrangement described below with only one sensor element in particular the rotary movement of the Rest spindle in the entire turning range that can be used for changing bobbins to track the winding turret particularly well.
  • FIG. 1 shows the view of an equipped according to the invention, in parts known from WO 93/17949 a winding turret 5 rotatable about its axis, rotor axis 42, which with two winding spindles not shown with direct drive 6, 7 is equipped and the rotary drive 20 by a Tracer roller 3 is controlled.
  • the winding device is shown in its initial position 40 at the start of a new winding process.
  • the full coil 10 sitting on the rest spindle 7 has the here change position within the change range 41 reached while the operating spindle equipped with an empty sleeve 8 6 in position 40 at the beginning of the winding process located.
  • the rotary drive 20 of the turret 5 is a Stepper motor. It is controlled by a rotor control 19 which in turn transmit signals from a distance sensor 4 receives the from the growth of the winding on the operating spindle 6 dependent movements of the swing arm 2 registered and converted into switching signals.
  • the thread 1 tapering from above is of the at the free end of the Swing arm 2 rotatably fastened, lying on the empty sleeve 8 Tracer roller 3 deflected and runs onto the sleeve 8. As it progresses Formation of coils on the bobbin tube 8 becomes the sensing roller 3 and the swing arm 2 carrying it is lifted up through the Distance sensor 4 when the predetermined limit distance is reached Relay signal given to the turret control 19 and the Revolver 5 is rotated further.
  • the two fixed stopping positions provides that the distance should be shorter than the winding area, be useful to find other ways to achieve this the stopping positions and the availability of the doffer to bring them in time, especially when changing the spool both the mandrel 22 and the mandrel for attaching one Empty tube 8, 9 at the respective handover with the winding spindle 6; 7 have to align.
  • the location of the Full bobbin 10 indicated by dash-dotted lines at the spindle position 12 Circle 12A shows the takeover when position 12 is reached the full coil 10 by the doffer 21 have already been made to the start of the full coil 10 against the limiting plate 15 or to prevent an existing side wall in the winding head division.
  • the invention avoids the difficulties outlined by as described, at the latest with the entry of the rest spindle 7 in the change region 41 whose relative position to the mandrel 22 of the Doffers 21 detected, the latter with the help of the invention Tracking device in alignment with the rest spindle 7 brought and guided so that he through the Winding process caused movements of the rest spindle 7 follows.
  • the process of pushing the full spool 10 away from the rest 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 in the 6 o'clock position is turned.
  • a reflector device here one with a mechanical, optical, electrical, electromagnetic or other signaling device cooperating, preferably passive device that designates the received signal reflected or sent back so that it is in an evaluation unit can be analyzed to control the doffer movements.
  • FIGS. 1 to 2A A preferred embodiment is shown in FIGS. 1 to 2A.
  • each a reflector 11 is provided, while the associated push button from a rest spindle to be hoped for at the end 7 directed light source 27 and a suitable circuit 28 to evaluate the reflected light.
  • the reflector is preferably designed similar to a cat's eye in such a way that next to the main beam, the intensity of which depends on the distance the spindle axis decreases rapidly, also a scattering cone with reduced Luminous intensity is reflected.
  • tubular design of the mandrel 22 and arrangement of a mandrel insert 23 according to 2A can be used in the circuit 28 depending on the intensity of the reflected light generated control signals an axial bore, which may also serve to supply energy 37 of the mandrel insert 23 arranged signal line 38 to the Doffer control (not shown) are passed on.
  • FIG. 3A and 3B A mechanically effective version of the tracking device show Figures 3A and 3B.
  • the touch device is on with a probe 24A to the winding spindle 7 pointing pin 24, which is flexible in itself and / or under the action of force laterally deflectable in the coil mandrel 22 or the mandrel insert 23 can be attached.
  • the associated reflector device is a essentially covering the free end face of the rest spindle 7 Attachment 25A with a circular cylindrical outer jacket, of which free end face a centrally arranged to the cylinder envelope, the shape of a rotationally symmetrical to the spindle axis, preferably the shape of a spherical cap or a paraboloid Depression as a tactile surface 25.
  • the positioning pin 24 on the rest spindle 7 to be moved until it touches the touch surface 25 is coming.
  • the free length of the positioning pin 24 attacking detector 26 or by not shown to be anchored in the mandrel 22 or the Pin set 23 arranged pressure sensors can be by eccentric Contact with the touch surface 25 caused radial Deflections converted into control signals for doffer control become.
  • the touch device is one with a device 32 for distance measurement combined, directed to the front side of the rest spindle 7 Laser beam source 29, while a straight as a reflector device Cone 31 with a slightly below the winding spindle diameter lying circular diameter Base 39 serves.
  • the cone tip is preferably rounded.
  • the Reflector device 31 also on the end face of the winding spindle intended recess, 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 slightly below the winding spindle diameter lying diameter. It is understood that the signals given to the doffer control in the sense of distance maximization have to work.
  • this reflector device Regardless of the form chosen from the aforementioned a height of this reflector device is preferred, which is essentially between 0.6 times and 1.2 times theirs Base diameter is.
  • FIGS. 5A and 5B Another embodiment of the invention is shown in FIGS. 5A and 5B as well as 6A, 6B and 6C.
  • the feeler is a between the doffer mandrel 22 or the mandrel insert 23 and the end face of the opposite winding spindle 7 a periodically the direction alternating magnetic field 35, either at the head of the Dofferdorns 22 or the mandrel insert 23 or preferably - such shown - the winding spindle 6; 7 centrally installed, through an alternating current of selectable frequency excited electromagnet 33.
  • the frequencies for energizing the electromagnet 33 can be preferred 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 opposite the electromagnet 33 of the doffer mandrel 22 or the winding spindle 7 - in FIGS. 5A, 5B the winding spindle, in FIGS. 6A, 6B of the mandrel 22 - short-circuited arranged symmetrically to their axis Wire spools 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.
  • the symmetrical arrangement has been suitable of four wire coils 34A-34D arranged in two one above the other Rows proved, the distances between the rows and the coils in the rows are the same. The possibly, i.e.
  • the magnetic field 35 is passed through built a magnet.
  • Magnets 33 building identical magnetic fields, preferably bar magnets 33 may be provided, these also on the head of the Dofferdorns 22 or the mandrel insert 23 or the winding spindle 6; 7 can be arranged.
  • Control signals are generated by the respective evaluation circuit of the detector generated from which the relative position of the rest spindle 7 and Spool mandrel 22 of the doffer 21 is calculated and by the doffer control the linear drives for vertical and lateral movement of the mandrel 22 are driven until they are together align and on the one hand the full spools 10 on the spool 22 of the doffer 21 can be pushed off or on the other hand on a second mandrel parallel to the mandrel ready empty tubes 8 and 9 on the unloaded spindle can be postponed. This happens in a second Stop position of the turret 5 by the evaluation device of the doffer or by the machine control. Here the revolver 5 is not clocked for the duration of the operation and the rotary drive 19 briefly stopped.
  • FIG. 7 shows similar to FIG. 1 described previously in FIG schematic front view of a winding machine according to the invention for a continuously tapering thread 108, which a Has winding turret 102 and its structure is essentially Share with that described in the aforementioned WO 93/17949 Winding machine matches.
  • the shown turret position corresponds to that up to now and furthermore with zero position designated position of the operating spindle 104, which this at Swinging into the winding position at the beginning of the winding trip reached. In this turret position it is on the rocker 112 tracer roller 107 as well as the tracer roller 113 traversing device actuated by the traversing drive 110 109 still raised by the swivel drive 118.
  • the turret 102 provided with a rotary drive 103 are two winding spindles 104, 105 mounted and by turning the Spooling turret 102 into a winding area and into a changing area bringable.
  • the winding turret 102 from the rotary drive controlled by the feeler roller 107 as described 103 stepwise in direction of rotation 138, preferably in essentially continuously rotated.
  • the doffer 134 to the winding device be aligned to be able to hold the full spools 122 provided mandrel 135 exactly with the coil 122 supporting spindle 105 is aligned.
  • the Spool mandrel 135 and the device, not shown, for attaching the empty tubes 106 when the turret 102 after the first stop position and pushing off the full spool (s), the moving wandering spindle 105 are tracked.
  • a sensor device 123 in particular a magnetic field sensor device, the continuously changing position at least the Rest spindle 105 constantly detected and for guiding the spool 135 of a doffer 134 in the machine control becomes.
  • a section cut out - and 8A illustrated embodiment of the invention is for receiving this sensor device 123 in the winding turret 102, starting from its bearing the winding spindles 104, 105 Face, a circular cylindrical cup-shaped depression 125 provided concentric to the turret axis.
  • the Rotor shaft 137 has an axial bore 127.
  • the magnet 124 a horseshoe-shaped permanent magnet, is inside the recess 125 rotatably connected to the turret 102 so that it Rotational movements follow and rotate with it.
  • His pole 124A, 124B are aligned in the axial direction and run parallel to the cup wall. 8A is through a separating layer 136 indicated that - depending on the turret material - the magnetic poles possibly have a distance from the cup wall or from this similarly used pot magnet by a suitable one Separating layer 136 are separated.
  • the sensor device provided in the field of the magnet 124 123 has at least one sensor element 123A.
  • the sensor device must not rotate with the turret 102 and must therefore be secured against rotation.
  • a tubular one is guided through the rotor bore 127
  • Carrier 126 provided, at the front end of the sensor device 123 is attached.
  • the rear end of the bracket 126 is rotationally fixed directly or indirectly with the machine frame 101 connected.
  • the sensor element (s) 123A, 123B must be in order to operate be supplied with a DC voltage, there are also possibilities for tapping and evaluating the sensor voltage (Hall voltage) to provide.
  • the or everyone is Sensor 123A; 123B through signal lines 128 and supply lines 129 connected to an evaluation unit 117, while from the evaluation unit 117 control lines 133 to the control device 132 of the doffer 134 (see FIG. 8B).
  • the magnetic field sensor 123, 124 can belong to the Spool spindles 104, 105 can be aligned differently. So can, as shown in Fig. 7, for example the sensor 123, 124 so be installed that the magnetic field lines with the revolver 102 revolving magnet 124 when the winding rotor 102 is in the zero position explained above is located vertically in Run space and accordingly the or one of the sensor elements 123A, 123B with its length across the field lines at Machine frame 101 anchored in such a manner secured against rotation is that its side surfaces facing the magnetic poles 124A, 124B then cut the field lines at an angle of 90 ° if the Axes of rotation of the two winding spindles (104, 105) as in FIG. 7 shown lying on top of each other.
  • two sensor elements 123A, 123B are provided, one of which (123A) is fixed in the manner described above and the second sensor element 123B compared to the first (123A) with the Rotor axis is rotated as an axis of rotation by an angle of 90 °.
  • the invention is based on the specific implementation the measuring device is not limited. Rather, there are others Transducers can be used, in analog or digital form the temporal angle changes of the respective rest spindle 105 or both winding spindles 104, 105 continuously recorded and made available can be.
  • Transducers can be used, in analog or digital form the temporal angle changes of the respective rest spindle 105 or both winding spindles 104, 105 continuously recorded and made available can be.
  • other known ones are also known Rotary angle encoder applicable or measuring devices that measure the switching impulses of the stepping motor for the rotary drive 103 of the winding turret Evaluate 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

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 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 Aufspulbereich 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 Spulspindeln die im Aufspulbereich befindliche Spulspindel als Betriebsspindel 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 abgenommen und gegen Leerhülsen ausgetauscht, da der Faden kontinuierlich weiter zuläuft. Zur Durchführung des Spulenwechsels ist die Aufspulmaschine mit einem Bedienautomaten zur Durchführung automatischer Spulenwechsel ausgerüstet, wie er beispielsweise durch die auf Bedienautomaten für Schnellspulmaschinen gerichteten Prospekte Aut 14(d) "Doffer WD5" oder Aut 15(d) "Doffer WD9" der Firma Barmag AG bekannt ist. Ein solcher Bedienautomat hat einen Spulendorn zum Übernehmen der fertigen Spinnspulen von der Ruhespindel und einen zweiten Dorn zur Versorgung der entladenen Spulspindel mit neuen Leerhülsen.
Da die Spulspindeln auf Grund der kompakten Bauweise solcher Aufspulmaschinen relativ eng stehen und die bei den üblich gewordenen hohen Aufwickelgeschwindigkeiten schnell im Durchmesser zunehmenden Spulen auf der Betriebsspindel gegen die noch auf der Ruhespindel befindlichen vollen Spulen wachsen, führen insbesondere beim Aufwickeln von Fäden und Garnen mit stärkeren Titern, beispielsweise von Teppichgarn, hohe Aufwickelgeschwindigkeiten zu einem schnellen Anwachsen der Spulendurchmesser und demzufolge zu schnell aufeinanderfolgenden Spulenwechseln mit relativ geringen Zwischenzeiten zwischen den einzelnen Wechseln.
Dabei ist zu berücksichtigen, daß das Ausweichen der anwachsenden Spule gegenüber der im wesentlichen ortsfest auf einer Schwinge gelagerten Tast-/ oder Reibwalze und der Changiereinrichtung erfolgt, indem der mit zwei Spulspindeln bestückte Spulrevolver durch einen von einem Fühler gesteuerten Schrittmotor weitergedreht wird. Dies führt wiederum dazu, daß auch die volle Spule mit der Ruhespindel während des Doff-Vorgangs weiterwandert und so aus der Achse des am Doffer zur Aufnahme der vollen Spulen vorgesehenen Spulendorns auswandert.
Demgemäß steht zum Spulenwechsel nur eine beschränkte Parkzeit zur Verfügung, während das Entnehmen der Vollspulen und das Aufsetzen der Leerhülsen eine Mindestwechselzeit erfordert. Dabei ist insbesondere zu beachten, daß der am Doffer zur Aufnahme der vollen Spulen vorgesehene Spulendorn und der Dorn zum Aufschieben der Leerhülsen während des Ablaufs des Spulenwechsels mit der Spulspindel fluchten müssen.
Bei der in der eingangs genannten WO 93/17949 beschriebenen Aufspulmaschine wird die Aufgabe, trotz des geringen Abstands der Spulspindeln eine ausreichende Wechselzeit zum Wechsel der Vollspulen gegen Leerhülsen zur Verfügung zu stellen, durch ein Verfahren 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 Spulköpfen 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 angegebenen 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 Teilungsabstände sowie auch die jeweiligen Fadentiter zu berücksichtigen. Der Beginn des Wechselbereichs ist dabei dadurch festgelegt, daß die Ruhespindel ihre Wechselstellung frühestens mit dem Einfahren der Betriebsspindel in die Aufwickelstellung am Beginn einer neuen Spulreise erreicht, wobei jedoch ggf. ein für die Einleitung der Bewegungsabläufe nutzbarer, geringer zeitlicher Spielraum vorteilhaft sein kann.
Daher ist vorgesehen, daß der Beginn des Wechselbereichs um einen Drehwinkel von 180° hinter der Revolverstellung bei Beginn des Aufwickelvorganges liegt. Die Größe des Wechselbereichs soll unter Berücksichtigung der weiter oben aufgezählten Faktoren einen Drehwinkel von mindestens 15° und höchstens 75°, bevorzugt von 30° bis 60° umfassen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens ab dem Eintritt der zu doffenden Spulspindel in den Wechselbereich der Bedienautomat bzw. dessen Wechseleinrichtungen durch Überwachungs- und Steuereinrichtungen der Spulspindel genau ausgerichtet nachgeführt. Dabei kann erfindungsgemäß die Nachführung des Bedienautomaten bzw. seiner Wechseleinrichtungen abhängig von der Maschinensteuerung zugeleiteten Steuersignalen des jeweiligen Spulkopfes oder abhängig von Steuersignalen des Bedienautomaten erfolgen.
Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird einem freien Bedienautomaten eine kurze Zeitspanne vor dem Einschwenken des Spulrevolvers in den Wechselbereich ein Spulenwechsel signalisiert, so daß er zu dem betreffenden Spulkopf herbeigerufen wird. Nach dem Justieren des Spulendorns des Doffers werden die fertigen Spulen von der Spulspindel abgeschoben. Danach wird der die Leerhülsen tragende Spulendorn des Bedienautomaten (Doffers) justiert und der inzwischen weiterbewegten Ruhespindel nachgeführt, bis die Achsen miteinander fluchten und die Leerhülsen von dem Spulendorn des Doffers auf die entladene Spulspindel abgeschoben werden können.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Nachführung der Spulendorne des Doffers zum Ausrichten mit der Ruhespindel von der Maschinensteuerung des jeweiligen Spulkopfes erfolgt. Hierbei wird durch eine fortlaufende Erfassung der Position der zu doffenden Ruhespindel und der Bereithaltung der erfaßten Positionsdaten die Möglichkeit geschaffen, bei Verfügbarkeit des Bedienautomaten (Doffers) dessen Spulendorn und anschließend dessen Hülsenaufsteckeinrichtung 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 jeweiligen 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 innerhalb 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 beliebigen Stelle innerhalb des Wechselbereichs einzuleiten.
Erfindungsgemäß besteht die Nachführeinrichtung aus einer Tasteinrichtung und einer mit dieser zusammenwirkenden Reflektoreinrichtung. Zwar kann dabei erfindungsgemäß die Tasteinrichtung oder die Reflektoreinrichtung am Spulkopf, insbesondere an den Köpfen der Spulspindeln des Spulkopfes, und dementsprechend die Reflektoreinrichtung oder die Tasteinrichtung am Kopf des Spulendorns vorgesehen werden; bevorzugt wird jedoch in der Regel eine Nachführeinrichtung, bei der jeweils die Tasteinrichtung am Kopf des Spulendorns des Bedienautomaten (des Doffers) und die mit der Tasteinrichtung zusammenwirkende Reflektoreinrichtung an der zum Bedienautomaten weisenden Stirnseite jeder Spulspindel vorgesehen ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemäßen Nachführeinrichtung ist der Spulendorn als Tragrohr ausgebildet und die erfindungsgemäße Tasteinrichtung auf der zur gegenüberliegenden Spulspindel weisenden Stirnseite eines in dem rohrförmigen Spulendorn axial verschiebbaren Dorneinsatzes montiert. Dadurch wird erreicht, daß der Spulendorn und der dofferseitige Teil der Nachführeinrichtung unabhängig voneinander in der Achse des Spulendorns bewegbar sind. Bei einer solchen Ausführung ergibt sich auch die Möglichkeit, ohne Beeinflussung der Bewegung des Spulendorns die Tasteinrichtung über eine in einer Axialbohrung des Dorneinsatzes geführte Signalleitung mit der Doffersteuerung zu verbinden.
Bei einer im wesentlichen durch mechanische Mittel gekennzeichneten Ausführung besteht die Tasteinrichtung aus einem Positionierstift an der Stirnfläche des Spulendorns und einer zugehörigen Reflektoreinrichtung, die konkav ausgebildet ist und die freie Stirnfläche der Spulspindel bedeckt. Bezüglich der Einzelheiten wird auf die detaillierte Zeichnungsbeschreibung verwiesen.
Zur Nachführung des Spulendorns am Doffer wird der Positionierstift beispielsweise durch Vorfahren des Dorneinsatzes in Richtung auf die Stirnfläche der die Vollspule tragenden Spulspindel geschoben, bis der Tastkopf des Positionierstifts mit der konkaven Tastfläche in Kontakt kommt. Dabei wird die auf den Positionierstift 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 Steuersignale 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 Tastbewegung deformiert werden kann, oder er kann nachgiebig verankert sein und ohne Deformation ausgelenkt werden.
Bei einer weiteren Ausführung ist die Tasteinrichtung eine Lichtquelle mit parallel zu der gegenüberliegenden Spulspindel ausgerichtetem, nicht zu eng gebündeltem Leuchtstrahl, welcher bei Ausrichtung der Spulendornachse des Doffers zur Achse der Spulspindel auf eine auf der Stirnseite der Spulspindel montierte Reflektoreinrichtung trifft. Diese ist bevorzugt ähnlich einem Katzenauge 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 reflektierten Lichts in der Weise ausgewertet werden, daß der Ausgangsort 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 beispielsweise durch eine Axialbohrung in dem Dorneinsatz geführte Signalleitung der Maschinensteuerung, insbesondere der Doffersteuerung, übermittelt werden.
Bei einer bevorzugten Ausführung ist die Tasteinrichtung eine mit einer Laserlichtquelle ausgerüstete Einrichtung zur Entfernungsmessung. Der Strahl des auf die Stirnseite der Spulspindel gerichteten Lasers trifft dort auf eine Reflektoreinrichtung, deren vom Laserstrahl getroffene Oberfläche in Strahlrichtung konvex oder konkav gekrümmt ist. Weitere Details ergeben sich auch hier aus der Beschreibung der beigefügten Zeichnung.
Schließlich ist bei noch einer anderen Ausführung der Erfindung die Tasteinrichtung ein zwischen dem Spulendorn bzw. dem Dorneinsatz und der Stirnseite der gegenüberliegenden Spulspindel ein magnetisches Wechselfeld aufbauender, an dem Kopf des Spulendorns bzw. Dorneinsatzes oder bevorzugt der Spulspindel zentrisch eingebauter, durch Wechselsstrom erregter Elektromagnet. Die zugehörige Reflektoreinrichtung besteht aus mehreren, insbesondere vier, auf der Stirnseite der gegenüberliegenden Spulspindel bzw. bevorzugt des gegenüberliegenden Spulendorns symmetrisch zu deren (dessen) Achse angeordneten, in sich kurzgeschlossenen Drahtspulen. Eine Auswertschaltung zur Erfassung und Auswertung der in den Drahtspulen induzierten Spannungen liefert die zur Nachführung erforderlichen Steuersignale.
Die Frequenz des den Elektromagneten erregenden Wechselstroms sollte so gewählt werden, daß sich bei nicht zusammenfallenden Achsen der Spulspindel und des Wechselfelds möglichst bis zum vollständigen Zusammenfallen der Achsen deutlich meßbare Unterschiede der in den einzelnen Spulen induzierten Wechselspannungen ergeben. Daher ist die Frequenz des den Magneten speisenden Wechselstroms bevorzugt veränderbar, wobei sich Frequenzen zwischen 10 Hz und 120 Hz, insbesondere zwischen 25 Hz und 90 Hz bewährt haben.
Bei der Aufspulvorrichtung, bei der die Nachführung des Spulendorns des Bedienautomaten durch die Maschinensteuerung des Spulkopfes erfolgt, ist in den Spulrevolver eine Sensoreinrichtung integriert, die der fortlaufenden Erfassung der Rotordrehung und damit der sich verändernden Spulspindelpositionen dient. Bevorzugt wird eine Magnetfeldsensoreinrichtung. Deren Magnet ist mit dem Spulrevolver drehfest verbunden und läuft mit diesem um, während 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 Achsrichtung 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 Trageinrichtung für die Sensorelemente hindurchgeführt ist. Diese Trageinrichtung kann beispielsweise ein rohrförmiger Träger sein, der berührungsfrei durch die Rotorbohrung geführt und am Maschinengestell verankert ist.
Während ein wie im weiteren beschrieben angeordnetes Sensorelement zur Verfolgung der Ruhespindel in dem Drehbereich des Spulrevolvers, 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 Sensorelement, beispielsweise ein Plättchen aus einem geeigneten Halbleitermaterial wie Indiumantimonid oder Indiumarsenid, muß mit einer Gleichstromquelle und über Versorgungsleitungen und Signalleitungen mit einer Einrichtung zur Erfassung und Auswertung der erzeugten Hallspannung verbunden sein. Erfindungsgemäß können diese Leitungen durch die weiter oben erwähnte rohrförmige Trageinrichtung für die Sensorelemente zu einer entsprechenden Aus-werteinheit geführt werden. Die Auswerteinheit kann ihrerseits über Steuerleitungen mit der Steuereinrichtung des Doffers oder dessen Antriebe verbunden sein.
Bevorzugt ist der Magnetfeldsensor zu den Spulspindeln so ausgerichtet, daß die Magnetfeldlinien des mit dem Spulrevolver umlaufenden Magneten in der Nullstellung des Spulrevolvers, d.h. in der Stellung, die mit der beim Einfahren der Arbeitsspindel in die Anfangsstellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung übereinstimmt, senkrecht im Raum verlaufen. Bei Bestückung der Sensoreinrichtung mit einem Sensorelement ist dieses in der erwähnten Nullstellung des Spulrevolvers mit seiner Längsausdehnung quer zu den Feldlinien am Maschinengestell derart gegen Drehung gesichert verankert, daß die zu den Polen des Magneten weisenden Seitenflächen die Feldlinien dann im Winkel von 90° schneiden, wenn die Drehachsen der beiden Spulspindeln senkrecht übereinander liegen. Es kann jedoch insbesondere bei Anordnung nur eines Sensorelements vorteilhaft sein, den Magnetfeldsensor zu den Spulspindeln so auszurichten, daß die Magnetfeldlinien des mit dem Spulrevolver umlaufenden Magneten in der erwähnten Nullstellung des Spulrevolvers parallel zu einer durch die Spulspindelachsen gelegten Ebene verlaufen. Dabei ist das Sensorelement entsprechend am Maschinengestell mit seiner Längsausdehnung quer zu den Feldlinien derart gegen Drehung gesichert zu verankern, daß in der Nullstellung des Spulrevolvers seine zu den Polen des Magneten weisenden Seitenflächen die erwähnte Ebene durch die Spulspindelachsen im Winkel von 90° schneiden. Während bei der erstbeschriebenen Anordnung insbesondere dann, wenn die Sensoreinrichtung ein zweites, gegenüber dem ersten Sensorelement mit der Rotorachse als Drehachse um einen Winkel von 90° verdrehtes Sensorelement aufweist, zur lückenlosen Verfolgung der Rotordrehung auf 360° geeignet ist, ist bei der anschließend beschriebenen Anordnung mit nur einem Sensorelement insbesondere die Drehbewegung der Ruhespindel im gesamten für den Spulenwechsel nutzbaren Drehbereich des Spulrevolvers besonders gut zu verfolgen.
Anhand der in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele 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 Tasteinrichtung und symmetrisch zur Spulspindelachse angeordneten, den Reflektor bildenden, jeweils in sich kurzgeschlossenen Spulen.
Fig. 6A
wie Fig. 5, jedoch mit den Reflektorspulen auf der Dornachse;
bis
Fig. 6C
eine Ausführung ähnlich Figuren 5 und 6, jedoch mit vier Elektromagneten.
Fig. 7
das Schema einer mit einem Magnetfeldsensor ausgestatteten 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 ausgerichtetem 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 Spulspindeln 6, 7 bestückt ist und dessen Drehantrieb 20 durch eine Tastwalze 3 gesteuert wird. Dargestellt ist die Spulvorrichtung in ihrer Anfangsstellung 40 am Beginn eines neuen Aufwickelvorgangs. Die auf der Ruhespindel 7 sitzende volle Spule 10 hat die hier innerhalb des Wechselbereichs 41 liegende Wechselstellung erreicht, während die mit einer leeren Hülse 8 bestückte Betriebsspindel 6 sich in der Stellung 40 am Beginn des Aufwickelvorgangs befindet. Der Drehantrieb 20 des Spulrevolvers 5 ist ein Schrittschaltmotor. Er wird durch eine Rotorsteuerung 19 kontrolliert, die ihrerseits die Weiterschaltsignale von einem Abstandsfühler 4 erhält, der die vom Anwachsen des Wickels auf der Betriebsspindel 6 abhängigen Bewegungen der Schwinge 2 registriert und in Schaltsignale umformt.
Der von oben zulaufende Faden 1 wird von der am freien Ende der Schwinge 2 drehbar befestigten, auf der Leerhülse 8 aufliegenden Tastwalze 3 umgelenkt und läuft auf die Hülse 8 auf. Mit fortschreitender Wickelbildung auf der Spulenhülse 8 werden die Tastwalze 3 und die sie tragende Schwinge 2 angehoben, bis durch den Abstandsfühler 4 bei Erreichen des vorgegebenen Grenzabstands ein Weiterschaltsignal an die Revolversteuerung 19 gegeben und der Revolver 5 weitergedreht wird.
Zur Verdeutlichung des schnellen Anwachsens des Durchmessers der sich bildenden Spule 10 beim Aufwickeln von Fäden und Garnen mit stärkeren Titern, insbesondere von Teppichgarn, und des dadurch bedingten Weiterdrehens der Spule 10 sind in der Fig. 1 den in Anlage an die Tastwalze 3 dargestellten strichpunktierten Kreisen, welche Zwischenstellungen bei der Wickelbildung andeuten, entsprechende Stellungen 12, 13, 14 der die Spule 10 tragenden Ruhespindel 7 eingezeichnet; bei Erreichen der Stellung 14 ist die Spulreise der Beriebsspindel 6 beendet und durch erneutes Drehen des Spulrevolvers 5 wird der Spulenwechsel automatisch 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 Anhaltepositionen vorsieht, deren Abstand kürzer sein soll als der Aufspulbereich, zweckmäßig sein, andere Wege zu finden, um das Erreichen 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 strichpunktierte Kreis 12A zeigt - bei Erreichen der Stellung 12 die Übernahme 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 verhindern.
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 Ruhespindel 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 Wechselbereichs 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 unterschiedliche Ausführungsformen haben. Als Reflektoreinrichtung wird hier eine mit einem mechanischen, optischen, elektrischen, elektromagnetischen oder anderen Signalgeber zusammenwirkende, vorzugsweise passive Einrichtung bezeichnet, die das empfangene Signal reflektiert oder zurücksendet, damit es in einer Auswerteinheit zur Steuerung der Dofferbewegungen analysiert werden kann.
Eine bevorzugte Ausführung zeigen die Figuren 1 bis 2A. Bei ihr ist auf den Stirnseiten beider Spulspindeln 6, 7 - beispielsweise in je einer zentrisch eingedrehten kreisförmigen Vertiefung - jeweils ein Reflektor 11 vorgesehen, während die zugehörige Tasteinrichtung aus einer auf das Ende der zu doffenden Ruhespindel 7 gerichteten Lichtquelle 27 und einer geeigneten Schaltung 28 zur Auswertung des reflektierten Lichtes besteht. Der Reflektor ist bevorzugt ähnlich einem Katzenauge derart ausgebildet, daß neben dem Hauptstrahl, dessen Intensität mit der Entfernung aus der Spindelachse rasch abnimmt, auch ein Streukegel mit verringerter Lichtstärke reflektiert wird. Bei rohrförmiger Ausführung des Spulendorns 22 und Anordnung eines Dorneinsatzes 23 gemäß Fig. 2A können dabei die in der Schaltung 28 abhängig von der Intensität des reflektierten Lichtes erzeugten Steuersignale über eine in einer ggf. auch der Energiezuführung dienenden Axialbohrung 37 des Dorneinsatzes 23 angeordneten Signalleitung 38 an die (nicht dargestellte) Doffersteuerung weitergegeben werden.
Eine mechanisch wirksame Ausführung der Nachführeinrichtung zeigen die Figuren 3A und 3B. Bei ihr ist die Tasteinrichtung ein mit einem Tastkopf 24A zur Spulspindel 7 weisender Positionierstift 24, der in sich biegsam sein oder/und unter Krafteinwirkung in dem Spulendorn 22 bzw. dem Dorneinsatz 23 seitlich auslenkbar befestigt sein kann. Die zugehörige Reflektoreinrichtung ist ein im wesentlichen die freie Stirnfläche der Ruhespindel 7 bedeckender Aufsatz 25A mit kreiszylindrischem Außenmantel, von dessen freier Stirnfläche eine zentrisch zur Zylinderhülle angeordnete, die Form einer zur Spindelachse rotationssymmetrischen, vorzugsweise die Form einer Kugelkalotte oder eines Paraboloids aufweisenden Vertiefung als Tastfläche 25 ausgeht. Zur Nachführung des Spulendorns 22 kann der Positionierstift 24 auf die Ruhespindel 7 zu bewegt werden, bis er mit der Tastfläche 25 in Berührung kommt. Beispielsweise durch einen an der freien Länge des Positionierstiftes 24 angreifenden Detektor 26 oder durch nicht dargestellte, um seine Verankerung in dem Spulendorn 22 oder dem Dorneisatz 23 angeordnete Drucksensoren können seine durch außermittige Berührung mit der Tastfläche 25 verursachten radialen Auslenkungen in Steuersignale für die Doffersteuerung umgewandelt werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführung der erfindungsgemäßen Nachführeinrichtung 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 gerader Kegel 31 mit einer einen geringfügig unter dem Spulspindeldurchmesser liegenden Durchmesser aufweisenden kreisförmigen Grundfläche 39 dient. Die Kegelspitze ist bevorzugt gerundet. Nach dem Ausrichten des Spulendorns 22 so, daß der zur Spulspindelachse parallele Laserstrahl den Tastkegel 31 erfaßt, wird die Lage des Spulendorns 22 durch entsprechende, von der Entfernungsmeßeinrichtung 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 Spulspindel vorgesehene, zur Spindelachse rotationssymmetrische Vertiefung in Form eines geraden Hohlkegels, eines Paraboloids oder einer Kugelkalotte sein, welche von einer kreisförmigen Grundfläche mit einem geringfügig unter dem Spulspindeldurchmesser liegenden Durchmesser ausgeht. Es versteht sich, daß hierbei die an die Doffersteuerung gegebenen Signale im Sinne der Entfernungsmaximierung wirken müssen.
Unabhängig von der aus den vorhergehend genannten gewählten Form wird eine Höhe dieser Reflektoreinrichtung bevorzugt, die im wesentlichen 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 bevorzugt zwischen 10 Hz und 120 Hz und insbesondere zwischen 25 Hz und 90 Hz liegen. Die Reflektoreinrichtung besteht hier aus mehreren, 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 kurzgeschlossenen 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 Wechselspannungen 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 Stabmagnete 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 Steuersignale erzeugt, aus denen die Relativlage von Ruhespindel 7 und Spulendorn 22 des Doffers 21 berechnet wird und durch die Doffersteuerung die Linearantriebe für die Höhen- und Seitenbewegung des Spulendorns 22 so lange angesteuert werden, bis diese miteinander fluchten und einerseits die vollen Spulen 10 auf den Spulendorn 22 des Doffers 21 abgeschoben werden können bzw. andererseits die auf einem zweiten, zum Spulendorn parallelen Dorn bereitgehaltenen Leerhülsen 8 bzw. 9 auf die entladene Ruhespindel 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 weitergetaktet und der Drehantrieb 19 kurzzeitig angehalten.
Die Fig. 7 zeigt ähnlich wie die zuvor beschriebene Fig. 1 in schematisierter Frontansicht eine erfindungsgemäße Aufspulmaschine 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 beschriebenen Aufspulmaschine übereinstimmt. Die dargestellte Revolverstellung 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 sitzende, 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 bezeichneten Blech bestückte Schwenkhebel 119 zum Fadenanlegen und Trennen der neuen Hülse 106 von der Vollspule 122 ist noch in seine Arbeitsstellung eingefahren. Im wesentlichen unmittelbar nach dem Anlaufen des neuen Wickelvorgangs wird der Schwenkhebel 119 hochgeschwenkt und die Changiereinrichtung 109 sowie die Tastwalze 107 abgesenkt und letztere auf die sich bildende Spule 122 aufgesetzt. In Verbindung mit den vorhergehenden Ausführungen wird wegen weiterer Einzelheiten zum Vorgang des Fadenwechsels auf die EP 374 536 B Bezug genommen.
Es muß hier insbesondere mit Bezug auf die Fig. 8A und Fig. 8B darauf hingewiesen werden, daß bei Ausrüstung der Aufwickelvorrichtung mit einer Tastwalze 107 in der Regel die Spulspindeln 104, 105 anders, als in Fig. 8A dargestellt, mit einem Direktantrieb ausgestattet sind. Die Erfindung ist jedoch in gleicher Weise auch bei Aufspulvorrichtungen anwendbar, bei denen die Tastwalze 107 durch eine Treibwalze 107 ersetzt ist und die Betriebsspindel 104 durch die Treibwalze 107 am Umfang angetrieben wird.
Auf dem mit einem Drehantrieb 103 versehenen Spulrevolver 102 sind zwei Spulspindeln 104, 105 gelagert und durch Drehen des Spulrevolvers 102 in einen Aufspulbereich und in einen Wechselbereich bringbar. Während der Spulreise wird der Spulrevolver 102 von dem über die Tastwalze 107 wie beschrieben gesteuerten Drehantrieb 103 in Drehrichtung 138 schrittweise, vorzugsweise im wesentlichen kontinuierlich weitergedreht. Dabei wird die während des Wickelvorgangs auf der Spulenoberfläche aufliegende Tastwalze 107, dem anwachsenden Spulendurchmesser folgend, um die Schwenkachse 114 nach oben geschwenkt, bis ein voreingestellter Grenzwert zwischen Schwinge 112 und Meßeinrichtung 115 erreicht ist und durch ein entsprechendes Signal der über eine Signalleitung 116 mit einer Steuereinrichtung 117 verbundenen Meßeinrichtung 115 der Revolverantrieb 103 eingeschaltet und der Spulrevolver 102 ein kurzes Stück weitergedreht wird. Dies geschieht entsprechend dem während des Wickelvorgangs anwachsenden Durchmesser der Spule 122 in ständiger Folge, bis die Spule 122 ihren Enddurchmesser erreicht hat. Dann wird die Tastwalze 107 wieder abgehoben und der Spulrevolver 102 so lange in Gang gesetzt, bis die neue Leerhülse 106 in die in Fig. 7 dargestellte Nullstellung eingefahren ist und die Vollspule 122 zum Spulenwechsel bereit ist. Dann wird, sobald hierzu ein der Maschine zugeordneter Bedienautomat (Doffer) 134 (s. Fig. 8) zur Verfügung steht, der Spulenwechselvorgang eingeleitet.
Wie eingangs erwähnt, muß - bevor der Spulenwechselvorgang in Gang gesetzt werden kann - der Doffer 134 so zu der Aufspulvorrichtung ausgerichtet werden, daß sein zur Aufnahme der Vollspulen 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 Aufstecken der Leerhülsen 106 dann, wenn der Spulrevolver 102 nach der ersten Anhaltestellung und Abschieben der Vollspule(n) weiterdreht, der weiterwandernden Ruhespindel 105 nachgeführt werden.
Erfindungsgemäß ist gemäß Fig. 7 hierzu vorgesehen, daß durch eine Sensoreinrichtung 123, insbesondere eine Magnetfeldsensoreinrichtung, 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 124A, 124B sind in Achsrichtung ausgerichtet und verlaufen parallel zu der Becherwand. In der Fig. 8A ist durch eine Trennschicht 136 angedeutet, daß - abhängig von dem Revolverwerkstoff - die Magnetpole ggf. einen Abstand von der Becherwand aufweisen oder von dieser ähnlich gebräuchlichen Topfmagneten durch eine geeignete Trennschicht 136 getrennt sind.
Die in dem Feld des Magneten 124 vorgesehene Sensoreinrichtung 123 weist mindestens ein Sensorelement 123A auf. Die Sensoreinrichtung darf nicht mit dem Spulrevolver 102 mitdrehen und muß daher gegen Drehung gesichert sein. Bei der dargestellten Ausführung ist hierzu ein durch die Rotorbohrung 127 geführter rohrförmiger Träger 126 vorgesehen, an dessen Vorderende die Sensoreinrichtung 123 befestigt ist. Das hintere Ende des Trägers 126 ist direkt oder indirekt mit dem Maschinenrahmen 101 drehfest verbunden.
Das bzw. die Sensorelemente 123A, 123B müssen zu ihrem Betrieb mit einer Gleichspannung beaufschlagt werden, außerdem sind Möglichkeiten zum Abgreifen und Auswerten der Sensorspannung (Hall-Spannung) vorzusehen. Erfindungsgemäß ist daher der bzw. jeder Sensor 123A; 123B durch Signalleitungen 128 und Versorgungsleitungen 129 mit einer Auswerteinheit 117 verbunden, während von der Auswerteinheit 117 Steuerleitungen 133 zur Steuereinrichtung 132 des Doffers 134 (s. Fig. 8B) geführt sind.
Wie bereits erwähnt, kann der Magnetfeldsensor 123, 124 zu den Spulspindeln 104, 105 unterschiedlich ausgerichtet sein. So kann, wie in Fig. 7 dargestellt, beispielsweise der Sensor 123, 124 so eingebaut sein, daß die Magnetfeldlinien des mit dem Spulrevolver 102 umlaufenden Magneten 124 dann, wenn sich der Spulrotor 102 in der weiter oben erläuterten Nullstellung befindet, senkrecht im Raum verlaufen und demgemäß das bzw. eines der Sensorelemente 123A, 123B mit seiner Längenausdehnung quer zu den Feldlinien am Maschinengestell 101 derart gegen Drehung gesichert verankert ist, daß seine zu den Magnetpolen 124A, 124B weisenden Seitenflächen 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 gezeigte 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 Längenausdehnung 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 Feldlinien 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 Wickelgeschwindigkeiten 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 Weiterschaltimpulse in die Steuerung des Spulenwechsels lassen die Zeitabstände zwischen den Weiterschaltungen dann genügend Raum für den Spulenwechsel bei abgeschaltetem Spulrevolverantrieb 103.
Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung als Sensoreinrichtung 123 zur Erfassung der Winkelstellung der Ruhespindel ein Magnetfeldsensor und dessen Aufbau und Anordnung im Spulrevolver 102 dargestellt wurde, ist die Erfindung auf die konkrete Ausführung der Meßeinrichtung nicht beschränkt. Vielmehr sind auch andere Meßwertgeber anwendbar, durch die in analoger oder digitaler Form die zeitlichen Winkeländerungen der jeweiligen Ruhespindel 105 bzw. beider Spulspindeln 104,105 ständig erfaßt und verfügbar gemacht werden können. Beispielsweise sind auch andere bekannte Drehwinkelgeber anwendbar oder Meßeinrichtungen, die die Schaltimpulse des Schrittschaltmotors für den Drehantrieb 103 des Spulrevolvers 102 auswerten.
BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG
1
Faden
2
Tasthebel, Schwinge
3
Tastwalze, Treibwalze
4
Abstandsfühler
5
Spulrevolver
6
Spulspindel, Betriebsspindel
7
Spulspindel, Ruhespindel
8
Hülse, Spulenhülse
9
Hülse, Spulenhülse
10
Spule
11
Reflektor, Reflektoreinrichtung
12
Spindelzwischenstellung
13
Spindelzwischenstellung
14
Wechselstellung
15
Begrenzungsblech
16
Trennblech
17
Hüllkreis
18
Maschinenrahmen
19
Rotorsteuerung
20
Rotorantrieb, Drehantrieb
21
Bedienautomat, Doffer
22
Spulendorn, Dornhülse
23
Dorneinsatz
24
Taststab, Positionierstift
24A
Tastkopf
25
Tastfläche, Reflektoreinrichtung
25A
Aufsatz
26
Detektor
27
Lichtquelle
28
Detektor, Auswertschaltung
29
Laser, Laserstrahlquelle
30
Laserstrahl
31
Tastfläche, Reflektoreinrichtung
32
Auswerter
33
Elektromagnet, Stabmagnet
34A
bis
34D
Spule, Reflektoreinrichtung
35
Magnetfeld
36
Auswerter
37
Bohrung, Axialbohrung
38
Signalleitung
39
Grundfläche, Kegelgrundfläche
40
Anfangsstellung
41
Wechselbereich
42
Rotorachse, Drehachsen
101
Maschinengestell, Maschinenrahmen
102
Spulrevolver
103
Revolverantrieb, Drehantrieb
104
Spulspindel, Betriebsspindel
105
Spulspindel, Ruhespindel
106
Hülse, Spulenhülse, Leerhülse
107
Tastwalze; Treibwalze
108
Faden
109
Changiergetriebe, Changiereinrichtung
110
Changierantrieb
111
Leitlineal
112
Schwinge
113
Schwinge
114
Schwenkachse
115
Meßeinrichtung
116
Signalleitung
117
Steuereinrichtung, Auswerteinheit
118
Schwenkantrieb
119
Fadenumlegeeinrichtung mit Trennblech, Schwenkhebel
120
Schutzblech
121
Anschlag
122
Vollspule, Spule
123
Sensoreinrichtung, Magnetfeldsensor
124
Magnet, Permanentmagnet
125
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 (37)

  1. Verfahren zum Wechseln von Vollspulen gegen Leerhülsen, an einer Aufwickelmaschine für einen kontinuierlich zulaufenden Chemiefaden, bei welchem die Vollspulen und die Leerhülsen auf zwei Spulspindeln eines Spulrevolvers sitzen und von dem Spulrevolver in einen Aufspulbereich zum Aufspulen und in einen Wechselbereich zum Wechseln der Vollspulen gegen Leerhülsen gedreht werden, und bei dem in dem Wechselbereich mindestens eine Vollspule von der Spulspindel auf einen Spulendorn eines Bedienautomaten (Doffer) abgeschoben und danach durch den Bedienautomaten mindestens eine Leerhülse auf die entladene Spulspindel aufgeschoben wird,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    das Abschieben der Vollspule(n) und das Aufschieben der Leerhülse(n) an durch die Maschinensteuerung bestimmbaren, beliebigen Stellungen innerhalb des Wechselbereichs erfolgt, wobei der Spulenwechsel in Abhängigkeit von der Verfügbarkeit des von der Maschinensteuerung entlang der Aufwickelmaschine geführten Bedienautomaten (Doffers) ausgeführt wird, indem die Lageänderung mindestens einer der Spulspindeln durch einen Sensor fortlaufend ermittelt und die Spulendorne des Bedienautomaten durch Ansteuerung ihrer Verstellantriebe der zu doffenden Spulspindel derart nachgeführt werden, daß ihre Achsen in der Abschieb- und Aufschiebestellung miteinander fluchten.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Wechselbereich in Abhängigkeit von dem zu verarbeitenden Fadentiter, der vorgesehenen Aufwickelgeschwindigkeit, den Abmessungen der einzelnen Spulköpfe, den erzeugten Spulen sowie den Teilungsabständen der Spulköpfe festgelegt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Beginn des Wechselbereichs an eine Stelle des Spulrevolverumlaufs gelegt wird, die um einen Drehwinkel von 180° gegenüber der Revolverstellung bei Beginn des Aufwickelvorganges 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 Wechselbereich die Wechseleinrichtungen des Bedienautomaten der Spulspindel genau ausgerichtet nachgeführt werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Nachführung des Bedienautomaten bzw. seiner Wechseleinrichtungen abhängig von der Maschinensteuerung zugeleiteten Steuersignalen des jeweiligen Spulkopfes erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Nachführung des Bedienautomaten bzw. seiner Wechseleinrichtungen 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) auf die entladene Spulspindel in den Drehantrieb des Spulrevolvers nicht eingegriffen wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Position der jeweils zu doffenden Spulspindel (Ruhespindel) und deren Lageänderung fortlaufend erfaßt und von der Maschinensteuerung bereitgehalten wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die bereitgehaltenen Positionsdaten der Ruhespindel zur Positionierung und Nachführung der Spulenwechseleinrichtung und Leerhülsenaufschiebeeinrichtung des Doffers herangezogen werden.
  12. Aufwickelvorrichtung für kontinuierlich zulaufende Fäden (1, 108), mit einem Spulrevolver (5, 102), auf dem zwei Spulspindeln (6, 7; 104, 105) gelagert sind, die durch Drehung des Spulrevolvers um seine Drehachse (42) abwechselnd in einen Aufspulbereich und in einen Wechselbereich gebracht werden, wobei der Spulrevolver (5, 102) während der Spulreise von einem über die Auslenkung insbesondere einer an einer Schwinge gelagerten Tastwalze (3, 107) gesteuerten Drehantrieb (20, 103) entsprechend dem anwachsenden Spulendurchmesser weitergedreht wird, mit einer Einrichtung zum Abschieben der vollen Spulen (10, 122) beim Spulenwechsel sowie mit einem mindestens einen Spulendorn (22, 135) aufweisenden Bedienautomaten (21, 134), zur Durchführung des Verfahrens nach einem der 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 aufweisen, durch die innerhalb des Wechselbereichs (41) der mindestens 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 Reflektoreinrichtung (11; 25; 31; 34) besteht, von denen jeweils die Tasteinrichtung (24; 27; 29; 33) bzw. die Reflektoreinrichtung (11; 25; 31; 34) am Spulkopf, insbesondere an den auskragenden Köpfen der Spulspindeln (6, 7) des Spulkopfes, und die Reflektoreinrichtung (11; 25; 31; 34) bzw. die Tasteinrichtung (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 Spulendorns (22) und die mit der Tasteinrichtung (24; 27; 29; 33) zusammenwirkende Reflektoreinrichtung (11; 25; 31; 34) an der zum Bedienautomaten (21) weisenden Stirnseite jeder Spulspindel (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 Axialbohrung (37) des Dorneinsatzes (23) geführte Signalleitung (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) besteht und
    die Reflektoreinrichtung (25) ein im wesentlichen die freie Stirnfläche der Spulspindel (7; 6) vollständig bedeckender Aufsatz (25A) mit kreiszylindrischem Außenmantel ist, von dessen freier Stirnfläche eine zentrisch zur Zylinderhülle angeordnete, die Form einer konkaven Kugelkalotte oder eines Paraboloids aufweisende Vertiefung als Tastfläche (25) ausgeht.
  18. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    der Positionierstift (24) in sich biegsam ist oder/und unter radialer Krafteinwirkung in dem Spulendorn (22) bzw. dem Dorneinsatz (23) seitlich auslenkbar befestigt ist.
  19. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Tasteinrichtung eine Lichtquelle (27) mit parallel zu der gegenüberliegenden Spulspindel (7; 6) ausgerichtetem Leuchtstrahl (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 reflektiertes 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 Maschinensteuerung, insbesondere mit der Steuerung des Bedienautomaten (21) verbunden ist.
  23. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Tasteinrichtung eine mit einer Einrichtung zur Entfernungsmessung (32) kombinierte, auf die Stirnseite der Spulspindel (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 gerundeter 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 der Spulspindel (6, 7) vorgesehene Vertiefung in Form eines geraden Hohlkegels, eines Paraboloids oder einer Kugelkalotte ist, welche von einer kreisförmigen Grundfläche mit einem geringfügig unter dem Spulspindeldurchmesser liegenden Durchmesser ausgeht.
  26. Aufwickelvorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Tasteinrichtung ein an dem Kopf des Spulendorns (22) bzw. Dorneinsatzes (23) oder der Spulspindel (7; 6) zentrisch eingebauter, durch Wechselsstrom erregter Elektromagnet (33) ist, der zwischen dem Spulendorn (22) bzw. dem Dorneinsatz (23) und der Stirnseite der gegenüberliegenden Spulspindel (7; 6) ein magnetisches Wechselfeld (35) aufbaut,
    daß die Reflektoreinrichtung aus mehreren, insbesondere vier, auf der Stirnseite der gegenüberliegenden Spulspindel (7; 6) bzw. des gegenüberliegenden Spulendorns (22) symmetrisch zu deren (dessen) Achse angeordneten, in sich kurzgeschlossenen Drahtspulen (34) besteht, und
    daß eine Einrichtung (36) zur Erfassung und Auswertung der in die Drahtspulen (34) induzierten Spannungen vorgesehen ist.
  27. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 26,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    die Frequenz des den Elektromagneten (33) speisenden Wechselstroms veränderbar ist.
  28. Aufwickelvorrichtung nach Anspruch 12, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 7 und 10 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    in den Spulrevolver (102) eine Sensoreinrichtung (123,124) zur fortlaufenden Erfassung der Position der Ruhespindel (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) drehfest 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 Vertiefung (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 berührungsfrei durch die Rotorbohrung (127) geführt und am Maschinengestell (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 Einfahren der Arbeitsspindel (104; 105) in die Anfangsstellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung übereinstimmt, senkrecht 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 Anfangsstellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung übereinstimmt, mit seiner Längenausdehnung quer zu den Feldlinien am Maschinengestell (102) derart gegen Drehung gesichert verankert 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 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 Einfahren der Arbeitsspindel (104; 105) in die Anfangsstellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung übereinstimmt, parallel 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 Anfangsstellung eines Wickelzyklus erreichten Stellung übereinstimmt, seine zu den Polen (124A, 124B) des Magneten (124) weisenden Seitenflächen die Feldlinien im Winkel von 90° schneiden.
  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) aufweist.
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