EP1125877A1 - Spulkopf und dessen Verwendung - Google Patents

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EP1125877A1
EP1125877A1 EP00103190A EP00103190A EP1125877A1 EP 1125877 A1 EP1125877 A1 EP 1125877A1 EP 00103190 A EP00103190 A EP 00103190A EP 00103190 A EP00103190 A EP 00103190A EP 1125877 A1 EP1125877 A1 EP 1125877A1
Authority
EP
European Patent Office
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drive
bobbin
winding head
friction roller
head according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00103190A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marc Schaad
Ewald Kornmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Original Assignee
SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SSM Schaerer Schweiter Mettler AG filed Critical SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Priority to EP00103190A priority Critical patent/EP1125877A1/de
Priority to EP00108205A priority patent/EP1126058A3/de
Priority to EP00110810A priority patent/EP1125880A3/de
Priority to EP00113444A priority patent/EP1125879A3/de
Priority to EP01102950A priority patent/EP1125878A3/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H4/00—Open-end spinning machines or arrangements for imparting twist to independently moving fibres separated from slivers; Piecing arrangements therefor; Covering endless core threads with fibres by open-end spinning techniques
    • D01H4/48—Piecing arrangements; Control therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/2827—Traversing devices with a pivotally mounted guide arm
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    • B65H54/2887—Microprocessor-controlled traversing devices in so far the control is not special to one of the traversing devices of groups B65H54/2803 - B65H54/325 or group B65H54/38 detecting the position of the yarn guide
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    • B65H59/10—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by devices acting on running material and not associated with supply or take-up devices
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    • B65H59/22—Co-operating surfaces mounted for relative movement and arranged to apply pressure to material
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
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    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to a winding head for winding a thread on a bobbin, with a bobbin drive and with a thread laying with one mounted on an axis of rotation Oscillating drivable lever for laying the thread in the longitudinal direction of the bobbin.
  • a winding head of the type mentioned is now to be specified with which the application of any winding laws possible and which can be produced at low cost is.
  • coil travel and coil geometry should be freely selectable, at least within limits his. After all, the winding head should also work properly in a harsh textile environment.
  • the object is achieved according to the invention in that the coil drive a distribution roller is formed, and that the distribution roller and the thread laying lever each have a separate one Have drive, both of which are connected to a common winding head control are.
  • a first preferred embodiment of the winding head according to the invention is characterized in that that the friction roller and the thread laying structurally to form a winding head module are summarized and mounted on a common support on which the Coil head control is arranged.
  • the invention is therefore based on the new approach that only a noticeable cost reduction can be achieved if you use both thread laying and bobbin drives starts.
  • the separate drives for thread laying and distribution roller enable one maximum flexibility of the winding head and the realization of the winding head as a module are reduced not only the costs but also facilitates installation, operation and maintenance.
  • the coil drive with the friction roller is compared to a direct drive of the coil, especially at deeper ones Winding speeds more cost-effective.
  • the inertia ratio of the friction roller from drive to coil significantly lower than with direct drive, so that drives are smaller Power can be used.
  • a second preferred embodiment of the winding head according to the invention is characterized in that that the axis of rotation carrying the thread laying lever is dust-proof inside a Completed housing is guided, which at least parts of the drive of the thread laying lever contains.
  • a third preferred embodiment of the winding head according to the invention is characterized in that that the drive of the thread laying lever is a drive element fixed on the axis of rotation and motor-driven drive means therefor, the drive member and the drive means are designed so that between the motor and the axis of rotation there is a reduction.
  • a fourth preferred embodiment is characterized in that the drive member by an angular segment and the drive means are formed by a tooth sweater, which the Drives angle segment.
  • the invention further relates to the use of said winding head and said Spooling head module on open-end spinning machines, such as rotor spinning machines.
  • open-end spinning machines such as rotor spinning machines.
  • drawing being a schematic view of a winding head module according to the invention from the front, looking perpendicular to the coil axis.
  • the winding head module consists of an angled carrier 1 on which essentially a drive 2 for a friction roller 3, a drive 4 for a thread laying lever 5 and a winding head controller 6 are arranged.
  • the winding head control 6 is connected to a not shown Power supply connected.
  • This winding head module forms a compact unit, on the intended textile machine, for example a winding or an open-end spinning machine can be easily assembled.
  • the carrier 1 can be designed such that it in addition to its function as a carrier for the individual parts of the winding head module, additional functions, such as cooling.
  • the friction roller 3 is provided for the non-positive drive of a coil 7, which to this Purpose rests on the jacket of the friction roller 3.
  • the friction roller drive 2 is preferably so trained that his motor integrated into the hollow body of the distribution roller 3 and the distribution roller is fixed on the motor shaft, resulting in a very compact length of the friction roller drive system + Friction roller leads.
  • the friction roller 3 because of its fixation on the motor shaft no own storage required, which leads to cost savings.
  • the motor of the friction roller drive 2 is preferably a stepper motor.
  • a motor-driven one can be used to drive the coil 7 instead of the friction roller 3 Spindle are used, on which the coil is attached.
  • Such a direct drive is advantageous at high and very high winding speeds, whereas at lower ones Winding speeds, such as are the rule on rotor spinning machines, for example Advantages of the roller drive predominate.
  • These advantages are mainly deeper Cost and in that the inertia ratio of the drive to the spool in the friction roller is significantly smaller than with direct drive, so that motors with lower power are used can be.
  • Another advantage results from the use of a stepper motor for the friction roller drive because the stepper motor compared to a brushless asynchronous motor has a significantly higher torque at lower speeds.
  • a speed sensor 8 or 9 is assigned to the friction roller drive 2 and the coil 7. Both speed sensors 8 and 9 are connected to the winding head control 6 and deliver the current speed data, from which, among other things, the thread length and the Coil diameter can be calculated. The latter is especially for the realization of from Coil laws depending on the coil diameter (wild winding, precision winding, step precision winding) required.
  • the thread laying lever 5 sits on an axis of rotation 10 and points at it from the axis of rotation 10 distal end of a thread guide slot 11.
  • the thread to be wound (not shown) runs from a supply spool or from a manufacturing or machining process via an arc plate 12 forming a control curve, which is indicated in the drawing by its contour is through the thread guide slot 11 to the bobbin 7.
  • the mutual position of the thread laying lever 5 and arch plate 12 and the length of the thread guide slot are chosen so that the thread during the movement of the thread laying lever 5 the bottom of the thread guide slot 11 not touched. This ensures that the thread path from the arch plate 12 up to the coil 7 always the same, regardless of the diameter of the coil, Has geometry. Instead of the curved plate 12, a straight guide rail can also be used become.
  • the thread laying lever 5 performs an oscillating, back and forth movement during operation and moves according to the laws of thread winding within a swivel angle of about 30 ° to 60 °.
  • the axis of rotation carrying the thread laying lever 5 10 is led into the interior of a dust-tightly closed housing (not shown), in which sits on the axis of rotation a toothed angle segment 13, which over a tooth sweater 14 of the laying drive 4 is driven.
  • the motor of the laying drive 4 is preferred formed by a stepper motor.
  • Regarding the dust-tight sealed housing refer to European patent application No. 99 107 229.9.
  • the moments of inertia which are largely caused by the thread laying lever 5
  • an inexpensive drive motor with relatively low power can be used.
  • the incremental movement of the thread laying lever 5 improves by the reduction factor i.
  • Reference number 15 denotes a mechanical stop for the thread laying lever 5, which serves as a reference point for the position of the thread laying lever 5. This reference point defines the starting position of the thread laying lever 5, relative to that for the Each stroke required steps of the motor of the laying drive formed by a stepper motor 4 can be defined. Referencing must be carried out each time the Spool head module are made, as well whenever the laying unit is de-energized or the stepper motor has lost its position.
  • the winding head module can pass through the thread laying lever 5 the stroke-detecting sensor are supplemented (see EP-A-0 453 622) by the length of the Monitor hubs from the center of the stroke to the reversal points and correct any errors To allow errors in the lifting movement.
  • This sensor can, for example, by a arranged on the angular segment 13 and a magnetic transducer assigned to it stationary scanner be formed.
  • it is one Monitoring not required, because at most steps can be lost, the programmed one Hub would not be fully reached. If such errors are not corrected the system can be operated in open loop mode. That means that System as an inexpensive controller and not as a much more expensive feedback control system is executed.
  • the angle segment 13 can be designed as a gear segment and with the tooth puller 14 in direct intervention. For reasons of wear and damping, however, it is advantageous that Angle segment 13 not to interlock, but to equip with a toothed belt that with the tooth sweater 14 is engaged.
  • the toothed belt is preferably not endless but as Belt piece formed, the ends of which are attached to the angle segment 13. With very few Double strokes of the thread laying lever 5 per minute, which is the case with parallel winders, for example if this is the case, a directly toothed angle segment 13 can also be used.
  • the speed of the stepping motor of the laying drive 4 is determined by the winding head controller 6 changed over the stroke in such a way that a constant thread speed parallel to the axis the bobbin 7 also results when the thread laying lever 5 with its with the thread guide slot 11 provided end describes a circular path.
  • the geometry of the arch plate 12 can be chosen so that at a constant speed of the thread laying drive 4 a constant Speed of the thread parallel to the bobbin axis results.
  • the laying drive 4 can also be arranged outside the dustproof housing.
  • the shaft of the toothpull 14 would pierce a housing wall, the Passage opening would be sealed with an O-ring.
  • the arrangement of the laying drive 4 outside the housing has the advantage that the engine heat is better dissipated can.
  • the control electronics can also be arranged outside the housing, with the sensor for the passage of the thread laying lever 5 through the center of the stroke through the housing wall works what when choosing a suitable sensor, such as a Hall effect sensor, and a plastic housing is not a problem.
  • winding head modules in large numbers on the same machine for example one Open-end spinning machines are used, they are via a bus 16 to a bus control 17 connected, which is the interface between the winding head controls 6 and one Master computer forms.
  • the bus control 17 has a terminal 18 for input and output of data on.

Abstract

Der Spulkopf zum Aufwickeln eines Fadens auf eine Spule (7) enthält einen Spulenantrieb (2, 3) und eine Fadenverlegung mit einem auf einer Drehachse (10) gelagerten, oszillierend antreibbaren Hebel (5) zur Verlegung des Fadens in Längsrichtung der Spule. Der Spulenantrieb (2, 3) ist durch eine Reibwalze (3) gebildet, und die Reibwalze (3) und der Fadenverlegehebel (5) weisen je einen separaten Antrieb (2 bzw. 4) auf, welche beide an eine gemeinsame Spulkopfsteuerung (6) angeschlossen sind. Die Reibwalze (3) und die Fadenverlegung sind baulich zu einem Spulkopfmodul zusammengefasst und auf einem gemeinsamen Träger (1) montiert, auf welchem auch die Spulkopfsteuerung (6) angeordnet ist. Bei Verwendung des Spulkopfs an Rotorspinnmaschinen ist jeder Spulkopf oder jedes Spulkopfmodul über einen Bus (16) an eine bidirektionale Schnittstelle (17) zu einem Leitrechner angeschlossen. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spulkopf zum Aufwickeln eines Fadens auf eine Spule, mit einem Spulenantrieb und mit einer Fadenverlegung mit einem auf einer Drehachse gelagerten, oszillierend antreibbaren Hebel zur Verlegung des Fadens in Längsrichtung der Spule.
Viele der heutigen Spulmaschinen sind immer noch als sogenannte Längsteilmaschinen ausgebildet, bei welchen eine grosse Anzahl von Spulstellen je einen zentralen Antrieb für die Fadenverlegung und den Spulenantrieb besitzt. Diese starre Kopplung der Spulstellen untereinander verhindert die individuelle Realisierung von vom Durchmesser abhängigen Wickelgesetzen, wie beispielsweise Präzisions- oder Stufenpräzisionswicklung, an den einzelnen Spulstellen.
Diese starre Kopplung kann durch den Einsatz von separaten Antrieben für Fadenverlege- und Spulenantrieb jeder einzelnen Spulstelle aufgebrochen werden. Bisher sind aber derartige Systeme entweder an ihrer mangelnden Flexibilität oder an den Kosten gescheitert. So sind beispielsweise Systeme bekannt, bei denen der Fadenverlegehebel von einem Getriebe, z.B. Kurvenscheiben, Kehrgewindewellen oder dergleichen angetrieben ist, die einerseits relativ teuer sind und bei denen die Bewegungsgesetze nur über einen mechanischen Eingriff in das Getriebe geändert werden können.
Bei einer in der EP-A-0 838 422 beschriebenen Fadenverlegung ist der Fadenverlegehebel direkt auf der Achse des Antriebsmotors montiert und kann somit einfach an die verschiedenen Wickelgesetze angepasst werden. Das bedingt aber die Verwendung relativ teurer Encoder für die notwendige Auflösung der Schrittgrösse, was für Maschinen mit vielen Produktionsstellen wirtschaftlich nicht tragbar ist. Die Entwicklung der jüngsten Zeit zeigt sehr deutlich, dass die Kosten der einzelnen Spulstelle der wesentliche Faktor sind, der darüber bestimmt, welche Art von Fadenverlegung zum Einsatz kommt.
Durch die Erfindung soll nun ein Spulkopf der eingangs genannten Art angegeben werden, mit welchem die Anwendung beliebiger Wickelgesetze möglich und der zu geringen Kosten herstellbar ist. Ausserdem sollen Spulenhub und Spulengeometrie zumindest in Grenzen frei wählbar sein. Schliesslich soll der Spulkopf auch in einer rauen textilen Umgebung störungsfrei arbeiten.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Spulenantrieb durch eine Reibwalze gebildet ist, und dass die Reibwalze und der Fadenverlegehebel je einen separaten Antrieb aufweisen, welche beide an eine gemeinsame Spulkopfsteuerung angeschlossen sind.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Spulkopfs ist dadurch gekennzeichnet, dass die Reibwalze und die Fadenverlegung baulich zu einem Spulkopfmodul zusammengefasst und auf einem gemeinsamen Träger montiert sind, auf welchem auch die Spulkopfsteuerung angeordnet ist.
Die Erfindung geht also von dem neuen Ansatz aus, dass eine merkliche Kostenreduktion nur dann erzielt werden kann, wenn man sowohl bei der Fadenverlegung als auch beim Spulenantrieb ansetzt. Die separaten Antriebe von Fadenverlegung und Reibwalze ermöglichen eine maximale Flexibilität des Spulkopfs und die Realisierung des Spulkopfs als Modul reduziert nicht nur die Kosten sondern erleichtert auch Einbau, Bedienung und Wartung. Der Spulenantrieb mit der Reibwalze ist gegenüber einem Direktantrieb der Spule insbesondere bei tieferen Spulgeschwindigkeiten kostengünstiger. Ausserdem ist bei der Reibwalze das Massenträgheitsverhältnis von Antrieb zu Spule wesentlich tiefer als beim Direktantrieb, so dass Antriebe geringerer Leistung eingesetzt werden können.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Spulkopfs ist dadurch gekennzeichnet, dass die den Fadenverlegehebel tragende Drehachse in das Innere eines staubdicht abgeschlossenen Gehäuses geführt ist, welches zumindest Teile des Antriebs des Fadenverlegehebels enthält.
In vielen Bereichen der textilen Produktion, vor allem beim Spulen von Stapelfasern, entsteht ein mehr oder weniger starker Faserflug, der sich vor allem bei linearen Fadenführungssystemen in den Führungen der Fadenführer absetzt. Letzteres kann zu Störungen führen, welche häufige Reini-gungszyklen erfordern, wodurch die Produktivität der betreffenden Maschine entsprechend sinkt. Dies ist vor allem bei grossen Maschinen mit vielen Einzelpositionen und/oder bei Anlagen mit vielen Maschinen äusserst unerwünscht. Der Einbau von zumindest Teilen des Antriebs in ein staubdichtes Gehäuse macht den Spulkopf ausserordentlich immun gegen Verstaubung.
Eine dritte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemässen Spulkopfs ist dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Fadenverlegehebels ein auf der Drehachse fixiertes Antriebsorgan und motorisch antreibbare Antriebsmittel für dieses umfasst, wobei das Antriebsorgan und die Antriebsmittel so ausgebildet sind, dass zwischen dem Motor und der Drehachse eine Untersetzung besteht.
Eine vierte bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsorgan durch ein Winkelsegment und die Antriebsmittel durch ein Zahnpulli gebildet sind, welches das Winkelsegment antreibt.
Die Erfindung betrifft weiter eine Verwendung des genannten Spulkopfs und des genannten Spulkopfmoduls an Offenendspinnmaschinen, wie zum Beispiel Rotorspinnmaschinen. Dabei ist vorzugsweise jeder Spulkopf oder jedes Spulkopfmodul über einen Bus an eine birektionale Schnittstelle zu einem Leitrechner angeschlossen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnung näher erläutert, wobei die Zeichnung eine schematische Ansicht eines erfindungsgemässen Spulkopfmoduls von vorne, mit Blickrichtung senkrecht zur Spulenachse, zeigt.
Das Spulkopfmodul besteht darstellungsgemäss aus einem abgewinkelten Träger 1, auf dem im wesentlichen ein Antrieb 2 für eine Reibwalze 3, ein Antrieb 4 für einen Fadenverlegehebel 5 und eine Spulkopfsteuerung 6 angeordnet sind. Die Spulkopfsteuerung 6 ist an eine nicht dargestellte Stromversorgung angeschlossen. Dieses Spulkopfmodul bildet eine kompakte Baueinheit, die auf der vorgesehenen Textilmaschine, beispielsweise einer Spul- oder einer Offenendspinnmaschine einfach montiert werden kann. Der Träger 1 kann so ausgebildet sein, dass er neben seiner Funktion als Träger der einzelnen Teile des Spulkopfmoduls zusätzliche Funktionen, wie beispielsweise Kühlung, übernimmt.
Die Reibwalze 3 ist für den kraftschlüssigen Antrieb einer Spule 7 vorgesehen, welche zu diesem Zweck am Mantel der Reibwalze 3 aufliegt. Der Reibwalzenantrieb 2 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass sein Motor in den Hohlkörper der Reibwalze 3 integriert und die Reibwalze auf der Motorwelle fixiert ist, was zu einer sehr kompakten Länge des Systems Reibwalzenantrieb + Reibwalze führt. Ausserdem ist für die Reibwalze 3 wegen deren Fixierung auf der Motorwelle keine eigene Lagerung erforderlich, was zu einer Einsparung von Kosten führt. Ein weiterer Vorteil dieser Bauweise liegt darin, dass die Reibwalze 3 wegen der freien Zugänglichkeit des Spulkopfmoduls von der einen, darstellungsgemäss der rechten, Seite einfach zu montieren ist. Der Motor des Reibwalzenantriebs 2 ist vorzugsweise ein Schrittmotor.
Grundsätzlich kann für den Antrieb der Spule 7 anstatt der Reibwalze 3 eine motorisch angetriebene Spindel verwendet werden, auf welche die Spule aufgesteckt wird. Ein solcher Direktantrieb ist bei hohen und sehr hohen Spulgeschwindigkeiten vorteilhaft, wogegen bei tieferen Spulgeschwindigkeiten, wie sie beispielsweise auf Rotorspinnmaschinen die Regel sind, die Vorteile des Reibwalzenantriebs überwiegen. Diese Vorteile bestehen hauptsächlich in tieferen Kosten und darin, dass bei der Reibwalze das Massenträgheitsverhältnis von Antrieb zu Spule wesentlich kleiner ist als beim Direktantrieb, so dass Motoren kleinerer Leistung eingesetzt werden können. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Verwendung eines Schrittmotors für den Reibwalzenantrieb, weil der Schrittmotor gegenüber einem bürstenlosen Asynchronmotor bei tieferen Drehzahlen ein wesentlich höheres Drehmoment aufweist.
Dem Reibwalzenantrieb 2 und der Spule 7 ist je ein Drehzahlsensor 8 beziehungsweise 9 zugeordnet. Beide Drehzahlsensoren 8 und 9 sind an die Spulkopfsteuerung 6 angeschlossen und liefern dieser die aktuellen Drehzahldaten, aus denen unter anderem die Fadenlänge und der Spulendurchmesser berechnet werden. Letzteres ist insbesondere für die Realisierung von vom Spulendurchmesser abhängigen Wickelgesetzen (wilde Wicklung, Präzisionswicklung, Stufenpräzisionswicklung) erforderlich.
Der Fadenverlegehebel 5 sitzt auf einer Drehachse 10 und weist an seinem von der Drehachse 10 entfernten Ende einen Fadenführungsschlitz 11 auf. Der aufzuspulende Faden (nicht eingezeichnet) läuft von einer Vorratsspule oder von einem Herstellungs- oder Bearbeitungsprozess über eine eine Steuerkurve bildende Bogenplatte 12, die in der Zeichnung durch ihre Kontur angedeutet ist, durch den Fadenführungsschlitz 11 zur Spule 7. Die gegenseitige Lage von Fadenverlegehebel 5 und Bogenplatte 12 und die Länge des Fadenführungsschlitzes sind so gewählt, dass der Faden bei der Bewegung des Fadenverlegehebels 5 den Grund des Fadenführungsschlitzes 11 nicht berührt. Dadurch ist gewährleistet, dass der Fadenverlauf von der Bogenplatte 12 bis zur Spule 7 immer die gleiche, vom Durchmesser der Spule unabhängige, Geometrie aufweist. Anstatt der Bogenplatte 12 kann auch eine gerade Führungsschiene verwendet werden.
Der Fadenverlegehebel 5 führt im Betrieb eine oszillierende, hin- und hergehende, Bewegung aus und bewegt sich dabei nach den Gesetzmässigkeiten der Fadenaufwicklung innerhalb eines Schwenkwinkels von etwa 30° bis 60°. Die den Fadenverlegehebel 5 tragende Drehachse 10 ist in den Innenraum eines staubdicht verschlossenen Gehäuses (nicht dargestellt) geführt, in welchem auf der Drehachse ein verzahntes Winkelsegment 13 sitzt, welches über ein Zahnpulli 14 des Verlegeantriebs 4 angetrieben ist. Der Motor des Verlegeantriebs 4 ist vorzugsweise durch einen Schrittmotor gebildet. Bezüglich des staubdicht verschlossenen Gehäuses wird auf die europäische Patentanmeldung Nr. 99 107 229.9 verwiesen.
Das Winkelsegment 13 und das Zahnpulli 14 wiesen verschiedene Durchmesser auf, so dass zwischen dem auf der Motorachse montierten Zahnpulli 14 und dem Winkelsegment 13 ein Untersetzungsverhältnis zwischen i=2 und i=20 besteht. Dadurch wirken die Massenträgheitsmomente, die zum grössten Teil durch den Fadenverlegehebel 5 verursacht sind, auf die Motorwelle nur noch mit einem Faktor 1/i2 und es kann ein kostengünstiger Antriebsmotor mit relativ geringer Leistung eingesetzt werden. Gleichzeitig verbessert sich bei Verwendung eines Schrittmotors für den Verlegeantrieb 4 die inkrementale Bewegung des Fadenverlegehebels 5 um den Untersetzungsfaktor i.
Mit dem Bezugszeichen 15 ist ein mechanischer Anschlag für den Fadenverlegehebel 5 bezeichnet, der als Referenzpunkt für die Position des Fadenverlegehebels 5 dient. Dieser Referenzpunkt definiert die Ausgangsstellung des Fadenverlegehebels 5, relativ zu der die für den jeweiligen Hub erforderlichen Schritte des durch einen Schrittmotor gebildeten Motors des Verlegeantriebs 4 definiert werden. Eine Referenzierung muss bei jeder neuen Inbetriebnahme des Spulkopfmoduls vorgenommen werden, ebenso immer dann, wenn das Verlegeaggregat stromlos war oder der Schrittmotor seine Position verloren hat.
Als Option kann das Spulkopfmodul mit einem den Durchgang des Fadenverlegehebels 5 durch die Hubmitte detektierenden Sensor ergänzt werden (siehe EP-A-0 453 622), um die Länge des Hubs von der Hubmitte bis zu den Umkehrpunkten zu überwachen und eine Korrektur allfälliger Fehler in der Hubbewegung zu ermöglichen. Dieser Sensor kann beispielsweise durch einen auf dem Winkelsegment 13 angeordneten magnetischen Geber und einen diesem zugeordneten, ortsfesten Abtaster gebildet sein. Bei Verwendung eines Schrittmotors ist aber eine derartige Überwachung nicht erforderlich, weil höchstens Schritte verloren gehen können, der programmierte Hub also nicht ganz erreicht würde. Wenn auf eine Korrektur solcher Fehler verzichtet wird, kann das System im Open-Loop-Modus betrieben werden. Das bedeutet, dass das System als kostengünstige Steuerung und nicht als wesentlich teureres rückgekoppeltes Regelsystem ausgeführt ist.
Mit ein Grund für die Möglichkeit, das System im Open-Loop-Modus betreiben zu können, ist die beschriebene Reduktion des auf die Motorwelle wirkenden Trägheitsmoments. Denn diese Reduktion hat zur Folge, dass die Fadenverlegung rein mechanisch sehr robust ist, so dass in der Regel die programmierten Hublängen auch eingehalten werden und keine Abweichungen auftreten. Erst bei Aggregaten für höhere und höchste Geschwindigkeiten empfiehlt es sich, das System als rückgekoppeltes Regelsystem auszuführen. In diesem Fall ist es vorteilhaft, auf der Motorwelle des Motors des Antriebs 4 einen Winkelsensor vorzusehen, um anhand der Winkelposition der Motorwelle die Hubposition des Fadenverlegehebels 5 zu bestimmen und bei Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert den Motor entsprechend nachzuregeln. Für noch höhere Geschwindigkeiten können Energiespeicher zur Beeinflussung der Verzögerung und Beschleunigung des Fadenverlegehebels 5 bei seiner Bewegungsumkehr vorgesehen sein. Bezüglich derartiger Energiespeicher wird auf die EP-A-0 838 422 verwiesen.
Das Winkelsegment 13 kann als Zahnradsegment ausgebildet sein und mit dem Zahnpulli 14 in direktem Eingriff stehen. Aus Verschleiss- und Dämpfungsgründen ist es jedoch vorteilhaft, das Winkelsegment 13 nicht zu verzahnen, sondern mit einem Zahnriemen zu bestücken, der mit dem Zahnpulli 14 in Eingriff steht. Vorzugsweise ist der Zahnriemen nicht endlos sondern als Riemenstück ausgebildet, dessen Enden am Winkelsegment 13 befestigt sind. Bei sehr wenigen Doppelhüben des Fadenverlegehebels 5 pro Minute, was beispielsweise bei Parallelspulern der Fall ist, kann auch ein direkt verzahntes Winkelsegment 13 verwendet werden.
Die Geschwindigkeit des Schrittmotors des Verlegeantriebs 4 wird von der Spulkopfsteuerung 6 über den Hub derart verändert, dass eine konstante Fadengeschwindigkeit parallel zur Achse der Spule 7 auch dann resultiert, wenn der Fadenverlegehebel 5 mit seinem mit dem Fadenführungsschlitz 11 versehenen Ende eine Kreisbahn beschreibt. Die Geometrie der Bogenplatte 12 kann so gewählt werden, dass bei konstanter Drehzahl des Fadenverlegeantriebs 4 eine konstante Geschwindigkeit des Fadens parallel zur Spulenachse resultiert.
Der Verlegeantrieb 4 kann auch ausserhalb des staubdichten Gehäuses angeordnet sein. Zu diesem Zweck würde die Welle des Zahnpullis 14 eine Gehäusewand durchstossen, wobei die Durchtrittsöffnung mit einem O-Ring abgedichtet wäre. Die Anordnung des Verlegeantriebs 4 ausserhalb des Gehäuses hat den Vorteil, dass die Motorwärme besser abgeführt werden kann.
Auch die Steuerelektronik kann ausserhalb des Gehäuses angeordnet sein, wobei der Sensor für den Durchgang des Fadenverlegehebels 5 durch die Hubmitte durch die Gehäusewand wirkt, was bei Wahl eines geeigneten Sensors, beispielsweise eines Hall-Effekt-Sensors, und eines Kunststoffgehäuses kein Problem ist.
Wenn die Spulkopfmodule in grosser Anzahl auf der gleichen Maschine, beispielsweise einer Offenendspinnmaschine, eingesetzt werden, sind sie über einen Bus 16 an eine Bus-Steuerung 17 angeschlossen, welche die Schnittstelle zwischen den Spulkopfsteuerungen 6 und einem Leitrechner bildet. Die Bus-Steuerung 17 weist ein Terminal 18 zur Ein- und Ausgabe von Daten auf.
Der Einsatz des beschriebenen Spulkopfmoduls mit der elektronisch gesteuerten Fadenverlegung zusammen mit der Reibwalze, wobei Fadenverlegung und Reibwalze individuell angetrieben sind, ermöglicht unter anderem:
  • Alle bekannten Wickelgesetze, wie wilde Wicklung mit Bildverhütung, Präzisionswicklung und Stufenpräzisionswicklung.
  • Eine höhere Spulendichte infolge von Präzisionswicklung (geschlossenes Windungsverhältnis) oder Stufenpräzisionswicklung (geschlossenes Windungsverhältnis).
  • Eine konstantere Spulendichte für Färbespulen durch Präzisionswicklung (offenes Windungsverhältnis) oder Stufenpräzisionswicklung (offenes Windungsverhältnis).
  • Einen in Grenzen frei wählbaren Spulenhub, insbesondere frei wählbare Spulenhöhe, Hubvariation (Reduzierung der Spulenkantenhärte), Hubverkürzung (Reduzierung von Fallfäden), Hubverlegung (Reduzierung der Spulenkantenhärte).
  • Eine frei wählbare Spulengeometrie (zylindrische Spulen, konische Spulen, bikonische Spulen).
  • Bildung einer Fadenreservewicklung.
  • Freie Positionierung einer Endwulstwicklung innerhalb der Spule.
  • Exakte Fadenlängenmessung.
  • Kompensation der Schlepplänge.

Claims (16)

  1. Spulkopf zum Aufwickeln eines Fadens auf eine Spule (7), mit einem Spulenantrieb (2, 3) und einer Fadenverlegung mit einem auf einer Drehachse (10) gelagerten, oszillierend antreibbaren Hebel (5) zur Verlegung des Fadens in Längsrichtung der Spule, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenantrieb (2, 3) durch eine Reibwalze (3) gebildet ist, und dass die Reibwalze (3) und der Fadenverlegehebel (5) je einen separaten Antrieb (2 bzw. 4) aufweisen, welche beide an eine gemeinsame Spulkopfsteuerung (6) angeschlossen sind.
  2. Spulkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibwalze (3) und die Fadenverlegung baulich zu einem Spulkopfmodul zusammengefasst und auf einem gemeinsamen Träger (1) montiert sind, auf welchem auch die Spulkopfsteuerung (6) angeordnet ist.
  3. Spulkopf nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen einfachen Mechanismus, wie beispielsweise einen Bajonett-Verschluss, für die Befestigung des Spulkopfmoduls an einer Textilmaschine.
  4. Spulkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die den Fadenverlegehebel (5) tragende Drehachse (10) in das Innere eines staubdicht abgeschlossenen Gehäuses geführt ist, welches zumindest Teile des Antriebs des Fadenverlegehebels (5) enthält.
  5. Spulkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Fadenverlegehebels (5) ein auf der Drehachse (10) fixiertes Antriebsorgan (13) und motorisch antreibbare Antriebsmittel (14) für dieses umfasst, wobei das Antriebsorgan (13) und die Antriebsmittel (14) so ausgebildet sind, dass zwischen dem Motor und der Drehachse (10) eine Untersetzung besteht.
  6. Spulkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebsorgan durch ein Winkelsegment (13) und die Antriebsmittel durch ein Zahnpulli (14) gebildet sind, welches das Winkelsegment antreibt.
  7. Spulkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb des Winkelsegments (13) über einen mit diesem in Eingriff stehenden oder an diesem befestigten Zahnriemen erfolgt.
  8. Spulkopf nach den Ansprüchen 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Winkelsegment (13), der Zahnriemen und das Zahnpulli (14) im Inneren des staubdichten Gehäuses angeordnet sind.
  9. Spulkopf nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibwalze (3) direkt auf ihrem Antrieb (2) befestigt ist.
  10. Spulkopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (2) der Reibwalze (3) innerhalb des Hohlraums der Reibwalze (3) angeordnet ist.
  11. Spulkopf nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor zur Detektion des Durchgangs des Fadenverlegehebels (5) durch die Hubmitte vorgesehen ist.
  12. Spulkopf nach den Ansprüchen 6 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Sensor durch einen am Winkelsegment (13) befestigten Geber und einen in der Hubmitte ortsfest angeordneten Detektor gebildet ist.
  13. Spulkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen Sensor für die Drehzahl der Reibwalze (3).
  14. Spulkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch einen Sensor für die Drehzahl der Spule (7).
  15. Verwendung des Spulkopfs nach einem der Ansprüche 1 bis 14 an Offennendspinnmaschinen, wie zum Beispiel Rotorspinnmaschinen.
  16. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Spulkopf oder jedes Spulkopfmodul über einen Bus (16) an eine bidirektionale Schnittstelle (17) zu einem Leitrechner angeschlossen ist.
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