EP1208055B1 - Verfahren zum steuern eines fadenverarbeitungssystems und fadenverarbeitungssystem - Google Patents

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EP1208055B1
EP1208055B1 EP00960581A EP00960581A EP1208055B1 EP 1208055 B1 EP1208055 B1 EP 1208055B1 EP 00960581 A EP00960581 A EP 00960581A EP 00960581 A EP00960581 A EP 00960581A EP 1208055 B1 EP1208055 B1 EP 1208055B1
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EP
European Patent Office
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yarn
supply spool
winding drive
signal
drive
Prior art date
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EP00960581A
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English (en)
French (fr)
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EP1208055A1 (de
Inventor
Magnus Carlsson
Lars Helge Gottfrid Tholander
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Iro Patent AG
Ingenjorsfirman Elektroteknik Ietv AB
Ingenjoersfirman Elektroteknik IETV AB
Original Assignee
Iro Patent AG
Ingenjorsfirman Elektroteknik Ietv AB
Ingenjoersfirman Elektroteknik IETV AB
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Publication date
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Publication of EP1208055A1 publication Critical patent/EP1208055A1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D47/00—Looms in which bulk supply of weft does not pass through shed, e.g. shuttleless looms, gripper shuttle looms, dummy shuttle looms
    • D03D47/34—Handling the weft between bulk storage and weft-inserting means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/02—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating delivery of material from supply package
    • B65H59/04—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating delivery of material from supply package by devices acting on package or support
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
    • B65H59/384—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension using electronic means
    • B65H59/387—Regulating unwinding speed
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D47/00—Looms in which bulk supply of weft does not pass through shed, e.g. shuttleless looms, gripper shuttle looms, dummy shuttle looms
    • D03D47/34—Handling the weft between bulk storage and weft-inserting means
    • D03D47/345—Rotating bobbins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a thread processing system according to the preamble of claim 1 and a thread processing system according to Preamble of claim 10.
  • Thread here does not only include conventional textiles or synthetic thread material, but primarily an elongated very tensile substrate, such as a tensile carbon or aramid fiber, a metal wire or the like
  • a method for controlling a thread processing system known from EP-A-863 236 omits the thread take-up resistance of the rotatable supply spool Consideration.
  • the thread is only between the supply spool and the thread delivery device a pulley and guided by a braking device.
  • the winding drive generates the thread tension for rotating the supply spool.
  • strong acceleration of the winding drive of the thread delivery device increases because the rotational resistance of the Supply spool and its inertia behavior are not taken into account, the thread tension strong.
  • With a strong delay of the thread delivery device runs the supply reel due to inertia, so that the thread tension if necessary completely collapses. From the strong increase in thread tension or Breakdown of the thread tension can result in malfunctions.
  • the invention has for its object a method of the type mentioned and to specify a thread processing system with which in particular tensile and extraordinarily strong thread material is easy to process.
  • the rotational resistance of the supply spool to be overcome via the thread is actively controlled. This is an essential one Process feature and takes into account the fact that the winding drive must be accelerated relatively quickly to a high speed and thereby dragging the supply spool with it or bringing it to a standstill relatively quickly must be, whereby the supply spool could then run on. As a parameter a largely constant thread tension can be used to regulate the resistance to rotation to be used.
  • the control is preferably carried out approximately synchronously with Changes in speed of the winding drive.
  • the winding drive for the necessary rotation of the supply spool ensures it by regulating the rotational resistance the supply spool supports, if necessary by a corresponding Reduction of the resistance to rotation felt by an additional one Conveying movement of the supply spool, or when stopped by a then Increasing the resistance to rotation of the supply spool to avoid overrun.
  • the supply spool with a device for changing the rotational resistance fitted.
  • the device then carries for the acceleration or that Stop the supply spool worry if the winding drive in the delivery device doesn't do this concerned. This may be the case when accelerating the supply spool, but it is mainly when stopping the winding drive to stop the supply reel necessary.
  • the thread tension is determined favorably and the rotational resistance of the supply spool becomes regulated according to a reference thread tension.
  • the winding drive has always a specific drive function for the supply spool. It can be the winding drive however, be supported in its drive function in a positive or negative sense, if the rotational resistance is regulated accordingly.
  • the resistance of the supply spool can be changed by actively turning the supply spool be reduced, but only to an extent that ensures that the winding drive always pulls and the thread is not relaxed.
  • the turning resistance is particularly useful when the winding drive is switched off the supply spool is increased by active braking until it stops. This will prevents the supply reel from running. To always have a certain basic thread tension to ensure it is expedient to use the switched off winding drive the braked supply spool and bring it to a standstill over the thread.
  • the regulation of the rotational resistance of the supply spool is either via thread sensor signals made, or by applying current to the winding drive representing run or stop signals, i.e. taking into account the current applied or the currentless state of the winding drive.
  • the rotational resistance of the supply coil is only changed between freewheel in their rotary position and complete standstill.
  • the The supply spool is brought to a complete standstill as soon as it comes to a standstill of the winding drive effecting thread sensor signal occurs or the current is applied the winding drive is switched off.
  • the supply spool is expediently with an adjustable delay brought to a standstill to the mechanical load in the thread delivery device and also to keep low on the supply spool.
  • the turning resistance can be reduced when the winding drive or is switched on can even be done prematurely.
  • a slip rotary drive for the supply spool is able to match the winding drive Assist the removal of the thread without bringing about a complete synchronization, and also to delay the supply reel to a standstill. To do this, the Slip rotary drive can be switched between a promotional mode of operation and one braking operation.
  • a maximum signal is expediently used to engage the braking device a thread sensor, or a stop signal from the motor, or a signal that is derived from switching off the current supply.
  • the brake device can be disengaged as soon as a minimum size signal is delivered, which also for switching on the winding drive leads, or the running signal of the motor, the beginning of the application of current represents. However, it is possible to use the braking device much earlier disengage, namely as soon as the winding drive and also the supply reel to a standstill came.
  • the braking device is expediently provided with an adjustable delay indented to prevent excessive mechanical stress due to early stopping to avoid the thread while the winding drive is still running.
  • a brake device with a friction element that is attached to a brake element is structurally simple acts the supply spool and adjustable by a controlled drive device is.
  • a pneumatic cylinder with or without spring storage, one Magnetic brake, an eddy current brake or the like can be used.
  • the run signal or stop signal of the motor of the winding drive is particularly expedient without galvanic connection by means of an external sensor without contact scanned, which is positioned on the housing of the thread delivery device so that it for example the application of current or the currentless state or the presence of a motor magnetic field can be scanned using the thread delivery devices insufficient external shielding for electromagnetic Fields and the like
  • the system is preferred for processing tensile thread material such as carbon fibers or the like. Used for functional reinforcing fabrics.
  • a thread processing system S in particular for processing tension-resistant thread material 1, such as carbon fibers or the like, has a thread Y consuming in FIG Textile machine L, for example a weaving machine, upstream of the textile machine L a yarn delivery device F, and upstream of the yarn delivery device F and structurally a supply spool B for the thread Y is separated from this.
  • a shed 1 is provided into which weft threads intermittently by means of an insertion device 2 are entered, the predetermined longitudinal sections of the thread Y are.
  • the thread delivery device contains a winding drive 4 with a in a housing 3 unspecified electric motor, its rotational speed, acceleration and deceleration or standstill controlled by a control device C. are transmitted to the engine run and stop signals.
  • the thread delivery device F at least one thread sensor 6 is provided, preferably a minimum size thread sensor and a maximum size thread sensor that measures the size of one on one Monitor body 8 formed thread supply 7 and signals to the control device C transmit as soon as the thread supply 7 the maximum size or the minimum size reached.
  • the maximum thread sensor responds, by means of the signal, the control device C a stop signal outputs for the winding drive 4 that its current supply is switched off.
  • the response of the minimum thread sensor when the minimum stock size is reached generates a signal on the basis of which the control device C sends a run signal to the Motor of the winding drive 4 outputs, by which the current supply is switched on and the winding drive 4 is accelerated.
  • the axis of the thread delivery device F is indicated with Z and corresponds to the direction in which the thread delivery device F the Thread Y takes from the supply spool B.
  • the supply spool B carries a corresponding thread supply on a bobbin 9 10.
  • the bobbin 9 is freely rotatable in bearings 11 in this embodiment stored.
  • the axis of the coil former 9, indicated by X, is with respect to the axis Z of the yarn delivery device arranged approximately perpendicular to the yarn Y tangentially to be able to remove from the bobbin 9.
  • With the bobbin 9 is one in this Embodiment flange-shaped brake element 12 firmly connected to the one Friction element 14 of a device regulating the rotational resistance of the supply reel B. D is aligned.
  • the device D in this embodiment is one between one Engagement position and a release position adjustable brake 13 with a drive 15 for the friction element 14.
  • It can be a pneumatic cylinder, which is acted upon pneumatically in both directions, or by one in one Actuating direction preloaded by a return spring pneumatic cylinder (spring-loaded cylinder).
  • the drive 15 pneumatic cylinder
  • the solenoid valve 16 is between a through position and a ventilation position can be changed and sent to a control device C2 of the device D connected.
  • a delay element V ' be provided with which the signal emitted by the control device C2, for example delayed for engaging the braking device over an adjustable duration can be.
  • a sensor 17 for example an inductive sensor aligned, which determines whether the supply coil B turns or stands still.
  • the sensor 17 is connected to the control device C2 in order to For example, to confirm at least the standstill of the supply reel B.
  • Over a Signal line 18 is the control device C2, for example with the control device C of the thread delivery device connected. In this way, either signal of the thread sensors 6 to the control device C2, or the stop or the run signal for the electric drive motor of the winding drive 4.
  • the thread processing system S in Fig. 1 is, for example, according to the diagrams controlled in Fig. 4.
  • the supply spool B is standing.
  • the braking device is still engaged or already disengaged.
  • the winding drive 4 stands.
  • the thread supply 7 has its maximum size.
  • the textile machine L starts to use thread Y.
  • the control device C the electric drive motor the winding drive 4 transmits a running signal and its current application turns. If not earlier, the braking device is now disengaged.
  • the winding drive 4 accelerates to supplement the thread supply 7.
  • Dashed line in Fig. 1 with the control line 19 indicates that the thread Y between the supply spool B and the thread delivery device F by a tensiometer T im With regard to the thread tension is scanned.
  • the measured thread tension can alternatively or possibly additively as a parameter for indenting or disengaging the Brake device can be used.
  • a pickup P is shown in broken lines indicated, which is connected via the line 18 to the control device C2.
  • the Sensor P detects the currentless or energized state of the drive motor and emits signals representing these conditions.
  • the Transducer the currentless or energized state of the drive motor Determine contactlessly from outside the housing 3 of the delivery device F.
  • Fig. 4 In the upper diagram in Fig. 4 is the course of the speed V of the winding drive 4 shown over time t.
  • the curves 25 drawn in solid lines clarify that from the occurrence of a minimum size signal or run signal S1 for the drive motor starts to run and from the occurrence of a maximum size signal or stop signal for the drive motor its speed decreases to zero.
  • the diagram below in Fig. 4 represents the control signals for the Braking device, namely an ON signal 26 and an OFF signal 28, for example can be formed by appropriate voltage levels.
  • the control signal for the braking device from ON signal 28 is switched to the OFF signal 26 as soon as the run signal S1 occurs.
  • the stop signal S2 for the drive motor occurs again on Switched ON signal 28, but expediently with a delay V ' stop the supply spool B so that it just comes to a stop before the Winding drive would come to a standstill on its own.
  • Dashed lines indicate 27 that the switch to the OFF signal 26 for the braking device already after occurs again shortly before the new run signal S1 occurs.
  • the detail variant in FIG. 2 differs from that of FIG. 1 in that the Device D of the supply coil B is designed so that it has the rotational resistance of the Supply spool B, the winding drive 4 for the tangential removal of the thread Y has to be overcome, is variable in a positive and / or negative sense.
  • the device D is designed as a slip rotary drive for the supply reel B, for example by means of a reversible rotary drive 5, a friction roller 20, and the flange-like brake element 12, which here as a drive and brake element acts.
  • the device D assists the winding drive 4.
  • a limited torque is applied to the supply reel B in the conveying direction, so that the winding drive 4 does not do the whole, for turning and / or accelerating the supply reel B has to apply the required torque alone.
  • Delivery torque of the device D kept constant at a certain level or to the speed profile or torque profile of the winding drive 4 be adjusted when operating the thread delivery device F.
  • the rotary drive 5 is stopped, or the direction of rotation reversed, and the supply reel B is decelerated or braked or even braked to a standstill.
  • the control device C can either via the control line 18 with the Control device C or the sensor P or connected to the tensiometer T. his. In this way, for example, a relatively uniform thread tension profile can be achieved generate and relieve the winding drive 4.
  • the solid curve 21 shows the torque curve in Yarn feeder.
  • Dashed curve 22 indicates that device D is the supply spool B accelerates to a certain torque level, then this maintains, and only when the stop signal S2 occurs for the drive motor of the winding drive the torque is reduced and even a braking torque 24 is applied.
  • the dash-dotted curve 23 shows that the torque curve of the Device D is adapted to the torque curve of curve 21, however, that a certain thread tension is always generated by the winding drive 4 must, which expediently never goes to zero.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Forwarding And Storing Of Filamentary Material (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Steuern eines fadenvearbeitenden Systems mit einer Textilmaschine, einem Fadenliefergerät und einer Vorratsspule, bei dem das Fadenliefergerät den Faden mit variierender Geschwindigkeit von der Vorratsspule abzieht und einen Fadenzwischenvorrat bildet und aufrechterhält, wird eine drehbare Vorratsspule (B) wenigstens durch die vom Wickelantrieb (4) des Fadenliefergeräts (F) hervorgerufene Fadenspannung gedreht und der Faden (Y) tangential von der Vorratsspule (B) abgenommen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines Fadenverarbeitungssystems gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Fadenverarbeitungssystem gemäß Oberbegriff des Anspruchs 10. "Faden" umfasst hier nicht nur herkömmliches textiles oder synthetisches Fadenmaterial, sondern vordringlich ein langgestrecktes sehr zugfestes Substrat, wie eine zugfeste Kohlenstoff- oder Aramid-Faser, einen Metalldraht oder dgl.
Bei der Herstellung funktioneller Verstärkungsgewebe wird sehr zugfestes und gegebenenfalls hochbelastbares Fadenmaterial verarbeitet. Auch für auf Papier- und Pappemaschinen verwendete Filter- oder Formgewebe wird sehr zugfestes Fadenmaterial verarbeitet. Bei der üblichen Handhabung solcher Fadenmaterialien zwischen der Vorratsspule und dem Fadenliefergerät mit Überkopf-Fadenabnahme von der Vorratsspule ergeben sich erhebliche Probleme.
Ein aus EP-A-863 236 bekanntes Verfahren zum Steuern eines Fadenverarbeitungssystems lässt den Fadenabnahme-Drehwiderstand der drehbaren Vorratsspule außer Betracht. Der Faden wird zwischen der Vorratsspule und dem Fadenliefergerät nur über eine Umlenkrolle und durch eine Bremsvorrichtung geführt. Der Wickelantrieb erzeugt die Fadenspannung zum Drehen der Vorratsspule. Bei starker Beschleunigung des Wickelantriebs des Fadenliefergeräts steigt, da der Drehwiderstand der Vorratsspule und deren Trägheitsverhalten nicht berücksichtigt werden, die Fadenspannung stark an. Bei einer starken Verzögerung des Fadenliefergeräts läuft hingegen die Vorratsspule trägheitsbedingt nach, so dass die Fadenspannung gegebenenfalls vollständig zusammenbricht. Aus dem starken Fadenspannungsanstieg bzw. Zusammenbrechen der Fadenspannung können Betriebsstörungen resultieren.
Aus FR-A-26 90 919 ist es bekannt, mehrere parallel von auf einer gemeinsamen Welle angeordneten Spulen abgezogenen Kettfäden in ihrer Fadenspannung zu regulieren.
Weiterer Stand der Technik ist enthalten in EP-A-396 902.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein Fadenverarbeitungssystem anzugeben, mit denen im besonderen zugfestes und außerordentlich kräftiges Fadenmaterial problemlos verarbeitbar ist.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.
Zweckmäßig wird der über den Faden zu überwindende Drehwiderstand der Vorratsspule aktiv geregelt. Dies ist ein wesentliches Verfahrensmerkmal und trägt dem Umstand Rechnung, dass der Wickelantrieb relativ schnell auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden muss und dabei die Vorratsspule mitzuschleppen hat, bzw. relativ schnell zum Stillstand gebracht werden muss, wobei die Vorratsspule dann nachlaufen könnte. Als Parameter für die Regelung des Drehwiderstandes kann eine weitestgehend konstante Fadenspannung benutzt werden. Vorzugsweise erfolgt die Regelung in etwa synchron mit Geschwindigkeitsänderungen des Wickelantriebs. Obwohl der Wickelantrieb für die notwendige Drehung der Vorratsspule sorgt, wird er durch die Regelung des Drehwiderstands der Vorratsspule unterstützt, und zwar gegebenenfalls durch eine entsprechende Verringerung des für ihn spürbaren Drehwiderstandes durch eine zusätzliche Förderbewegung der Vorratsspule, oder beim Anhalten durch eine dann erfolgende Erhöhung des Drehwiderstandes der Vorratsspule, um das Nachlaufen zu vermeiden.
In dem System ist die Vorratsspule mit einer Vorrichtung zum Verändern des Drehwiderstands ausgestattet. Die Vorrichtung trägt dann für die Beschleunigung bzw. das Anhalten der Vorratsspule Sorge, wenn der Wickelantrieb im Liefergerät dafür nicht zu sorgen vermag. Dies kann beim Beschleunigen der Vorratsspule der Fall sein, ist jedoch hauptsächlich beim Anhalten des Wickelantriebs zum Stoppen der Vorratsspule notwendig.
Günstig wird die Fadenspannung ermittelt und wird der Drehwiderstand der Vorratsspule entsprechend einer Referenz-Fadenspannung geregelt. Der Wickelantrieb hat stets eine bestimmte Antriebsfunktion für die Vorratsspule. Es kann der Wickelantrieb jedoch im positiven oder negativen Sinn in seiner Antriebsfunktion unterstützt werden, wenn der Drehwiderstand entsprechend geregelt wird.
Dabei kann der Drehwiderstand der Vorratsspule durch aktives Drehen der Vorratsspule verringert werden, jedoch nur bis zu einem Ausmaß, mit dem sichergestellt ist, dass der Wickelantrieb stets zieht und der Faden nicht entspannt wird.
Besonders zweckmäßig wird bei Abschalten des Wickelantriebs der Drehwiderstand der Vorratsspule durch aktives Bremsen bis zu deren Stillstand erhöht. Dadurch wird der Nachlauf der Vorratsspule verhindert. Um stets eine bestimmte Grundfadenspannung sicherzustellen, ist es zweckmäßig, den abgeschalteten Wickelantrieb mittels der abgebremsten Vorratsspule und über den Faden zum Stillstand zu bringen.
Die Regelung des Drehwiderstandes der Vorratsspule wird entweder über Fadensensorsignale vorgenommen, oder mittels die Strombeaufschlagung des Wickelantriebs repräsentierender Lauf- oder Stopsignale, d.h., unter Berücksichtigung der Strombeaufschlagung oder des stromlosen Zustandes des Wickelantriebs.
In einer einfachen Verfahrensvariante wird der Drehwiderstand der Vorratsspule nur zwischen Freilauf in ihrer Drehlagerung und vollständigem Stillstand verändert. Der vollständige Stillstand der Vorratsspule wird herbeigeführt, sobald ein den Stillstand des Wickelantriebs bewirkendes Fadensensorsignal auftritt oder die Strombeaufschlagung des Wickelantriebs abgeschaltet wird.
Dabei wird die Vorratsspule zweckmäßigerweise mit einer einstellbaren Verzögerung zum Stillstand gebracht, um die mechanische Belastung im Fadenliefergerät und auch an der Vorratsspule gering zu halten.
Das Verringern des Drehwiderstands kann beim Einschalten des Wickelantriebs oder sogar voreilend dazu vorgenommen werden.
Ein Schlupfdrehantrieb für die Vorratsspule ist in der Lage, dem Wickelantrieb beim Abnehmen des Fadens zu assistieren, ohne einen vollständigen Gleichlauf herbeizuführen, und auch zum Verzögern der Vorratsspule bis zum Stillstand. Dazu sollte der Schlupfdrehantrieb umstellbar sein zwischen einer fördernden Betriebsweise und einer bremsenden Betriebsweise.
Eine besonders einfache Ausführungsform des Systems verwendet als Vorrichtung zum Verändern des Drehwiderstands der Vorratsspule eine gesteuert ein- und ausrückbare Bremsvorrichtung für die Vorratsspule. In ausgerücktem Zustand ist nur der Drehwiderstand der Vorratsspule und deren Massenträgheit wirksam. Beim Einrücken der Bremsvorrichtung wird die Vorratsspule abgebremst, vorzugsweise bis zum Stillstand, so dass ihr Nachlauf bei Anhalten des Wicketantriebs vermieden ist.
Zum Einrücken der Bremsvorrichtung wird zweckmäßigerweise ein Maximal-Signal eines Fadensensors verwendet, oder ein Stopsignal des Motors, bzw. ein Signal, das aus dem Abschalten der Strombeaufschlagung abgeleitet ist.
Das Ausrücken der Bremsvorrichtung kann vorgenommen werden, sobald ein Minimalgrößensignal abgegeben wird, das auch zum Einschalten des Wickelantriebs führt, oder das Laufsignal des Motors, das dessen beginnende Strombeaufschlagung repräsentiert. Es ist allerdings möglich, die Bremsvorrichtung schon wesentlich früher auszurücken, nämlich sobald der Wickelantrieb und auch die Vorratsspule zum Stillstand gekommen sind.
Zweckmäßigerweise wird die Bremsvorrichtung mit einer einstellbaren Verzögerung eingerückt, um zu hohe mechanische Belastungen durch ein frühzeitiges Abstoppen des Fadens bei noch nachlaufendem Wickelantrieb zu vermeiden.
Baulich einfach ist eine Bremsvorrichtung mit einem Reibelement, das auf ein Bremselement der Vorratsspule einwirkt und durch eine gesteuerte Antriebsvorrichtung verstellbar ist. Hierfür kann ein Pneumatikzylinder mit oder ohne Federspeicher, eine Magnetbremse, eine Wirbelstrombremse oder dgl. verwendet werden.
Besonders zweckmäßig wird das Laufsignal bzw. Stopsignal des Motors des Wickelantriebs ohne galvanische Verbindung mittels eines externen Aufnehmers berührungslos abgetastet, der am Gehäuse des Fadenliefergeräts so positioniert ist, daß er beispielsweise die Strombeaufschlagung oder den stromlosen Zustand oder das Vorliegen eines Motormagnetfeldes abtasten kann, unter Nutzung der bei solchen Fadenliefergeräten nach außen unzureichenden Abschirmung für elektromagnetische Felder und dgl.
Das System wird bevorzugt zum Verarbeiten zugfesten Fadenmaterials wie Kohlenstofffasern oder dgl. für funktionelle Verstärkungsgewebe eingesetzt.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
schematisch eine Seitenansicht eines Fadenverarbeitungssystems,
Fig. 2
eine Detailvariante des Fadenverarbeitungssystems von Fig. 1,
Fig. 3
ein Drehmoment/Zeit-Diagramm, und
Fig. 4
ein Geschwindigkeits/Zeit-Diagramm mit zugehörigem Ein- und Ausschaltdiagramm.
Ein Fadenverarbeitungssystem S, insbesondere zum Verarbeiten zugfesten Fadenmaterials wie Kohlenstofffasern oder dgl., weist in Fig. 1 eine einen Faden Y verbrauchende Textilmaschine L, beispielsweise eine Webmaschine, stromauf der Textilmaschine L ein Fadenliefergerät F, und stromauf des Fadenliefergeräts F und baulich von diesem getrennt eine Vorratsspule B für den Faden Y auf. In der Textilmaschine L ist ein Webfach 1 vorgesehen, in das intermittierend Schussfäden mittels einer Eintragvorrichtung 2 eingetragen werden, die vorbestimmte Längsabschnitte des Fadens Y sind.
Das Fadenliefergerät enthält in einem Gehäuse 3 einen Wickelantrieb 4 mit einem nicht näher hervorgehobenen Elektromotor, dessen Rotationsgeschwindigkeit, Beschleunigung und Verzögerung bzw. Stillstand durch eine Steuervorrichtung C gesteuert werden, die an den Motor Lauf- und Stopsignale übermittelt. Im Fadenliefergerät F ist wenigstens ein Fadensensor 6 vorgesehen, vorzugsweise ein Minimalgrößen-Fadensensor und ein Maximalgrößen-Fadensensor, die die Größe eines auf einem Speicherkörper 8 gebildeten Fadenvorrats 7 überwachen und Signale an die Steuervorrichtung C übermitteln, sobald der Fadenvorrat 7 die Maximalgröße oder die Minimalgröße erreicht. Das Erreichen der Maximalgröße führt zum Ansprechen des Maximal-Fadensensors, mittels dessen Signals die Steuervorrichtung C ein Stopsignal für den Wickelantrieb 4 abgibt, dass dessen Strombeaufschlagung abgeschaltet wird. Das Ansprechen des Minimal-Fadensensors bei Erreichen der minimalen Vorratsgröße erzeugt ein Signal, aufgrund dessen die Steuervorrichtung C ein Laufsignal an den Motor des Wickelantriebs 4 abgibt, durch welches die Strombeaufschlagung eingeschaltet und der Wickelantrieb 4 beschleunigt wird. Die Achse des Fadenliefergeräts F ist mit Z angedeutet und entspricht der Richtung, in der das Fadenliefergerät F den Faden Y von der Vorratsspule B aufnimmt.
Die Vorratsspule B trägt auf einem Spulenkörper 9 einen entsprechenden Fadenvorrat 10. Der Spulenkörper 9 ist in Lagern 11 bei dieser Ausführungsform frei drehbar gelagert. Die mit X angedeutete Achse des Spulenkörpers 9 ist bezüglich der Achse Z des Fadenliefergeräts annähernd senkrecht angeordnet, um den Faden Y tangential vom Spulenkörper 9 abnehmen zu können. Mit dem Spulenkörper 9 ist ein in dieser Ausführungsform flanschförmiges Bremselement 12 fest verbunden, auf das ein Reibelement 14 einer den Drehwiderstand der Vorratsspule B regelnden Vorrichtung D ausgerichtet ist. Die Vorrichtung D ist in dieser Ausführungsform eine zwischen einer Einrückstellung und einer Lösestellung verstellbare Bremse 13 mit einem Antrieb 15 für das Reibelement 14. Es kann sich dabei um einen Pneumatikzylinder handeln, der in beiden Stellrichtungen pneumatisch beaufschlagt wird, oder um einen in einer Stellrichtung durch eine Rückstellfeder vorgespannten Pneumatikzylinder (Federspeicherzylinder). Im gezeigten Beispiel ist der Antrieb 15 (Pneumatikzylinder) über ein Magnetventil 16 an eine Druckquelle 18 angeschlossen, wobei eine Druckeinstellvorrichtung 17 vorgesehen sein kann. Das Magnetventil 16 ist zwischen einer Durchgangsstellung und einer Entlüftungsstellung umstellbar und an eine Steuervorrichtung C2 der Vorrichtung D angeschlossen. Dazwischen kann ein Verzögerungsglied V' vorgesehen sein, mit dem das von der Steuervorrichtung C2 abgegebene Signal beispielsweise zum Einrücken der Bremsvorrichtung über eine einstellbare Dauer verzögert werden kann.
Auf das flanschförmige Bremselement 12 der Vorratsspule B ist ein Sensor 17 (beispielsweise ein Induktivsensor) ausgerichtet, der feststellt, ob sich die Vorratsspule B dreht oder stillsteht. Der Sensor 17 ist mit der Steuervorrichtung C2 verbunden, um beispielsweise mindestens den Stillstand der Vorratsspule B zu bestätigen. Über eine Signalleitung 18 ist die Steuervorrichtung C2 ferner beispielsweise mit der Steuervorrichtung C des Fadenliefergeräts verbunden. Auf diesem Weg werden entweder Signal der Fadensensoren 6 an die Steuervorrichtung C2 übertragen, oder das Stop- bzw. das Laufsignal für den elektrischen Antriebsmotor des Wickelantriebs 4.
Das Fadenverarbeitungssystem S in Fig. 1 wird beispielsweise gemäß den Diagrammen in Fig. 4 gesteuert. Die Vorratsspule B steht. Die Bremsvorrichtung ist noch eingerückt oder bereits ausgerückt. Der Wickelantrieb 4 steht. Der Fadenvorrat 7 hat seine maximale Größe. Die Textilmaschine L beginnt, Faden Y zu verbrauchen. Sobald der Fadenvorrat 7 verbrauchsabhängig seine Minimalgröße erreicht, gibt der Minimal-Fadensensor 6 ein Signal an die Steuervorrichtung C, die dem elektrischen Antriebsmotor des Wickelantriebs 4 ein Laufsignal übermittelt und dessen Strombeaufschlagung einschaltet. Die Bremsvorrichtung wird, falls nicht schon früher, jetzt ausgerückt. Der Wickelantrieb 4 beschleunigt, um den Fadenvorrat 7 zu ergänzen. Gleichzeitig wird im Faden Y zurückwirkend bis zur Vorratsspule B Fadenspannung aufgebaut, so dass der tangential abgenommene Faden Y die Vorratsspule B synchron mit der Fadengeschwindigkeit bzw. der Geschwindigkeit des Wickelantriebs 4 dreht. Erreicht daraufhin die Größe des Fadenvorrats 7 den Maximal-Fadensensor 6, dann gibt dieser ein Signal an die Steuervorrichtung C, worauf diese ein Stopsignal an den Antriebsmotor übermittelt. Dieses Stopsignal wird auch in der Steuervorrichtung C2 verarbeitet, um die Bremsvorrichtung einzurücken. Das Ansprechverhalten der Bremsvorrichtung und auch die Verzögerung im Verzögerungsglied V' sind so eingestellt, dass die Vorratsspule B mindestens so rasch zum Stillstand gebracht wird, wie der Wickelantrieb 4 zu Stillstand käme. Vorzugsweise wird sogar der Wickelantrieb 4 durch die Fadenspannung beim Abbremsen der Vorratsspule B zum Stillstand gebracht.
Sobald die Vorratsspule B steht und auch der Wickelantrieb 4 zum Stillstand gekommen ist, kann die Bremsvorrichtung wieder gelöst werden.
Gestrichelt ist in Fig. 1 mit der Steuerleitung 19 angedeutet, dass der Faden Y zwischen der Vorratsspule B und dem Fadenliefergerät F durch ein Tensiometer T im Hinblick auf die Fadenspannung abgetastet wird. Die gemessene Fadenspannung kann alternativ oder ggfs. additiv als Parameter zum Einrücken oder Ausrücken der Bremsvorrichtung verwendet werden. Dann ist eine Verbindung mit der Steuervorrichtung C nicht erforderlich. Als weitere Alternative ist gestrichelt ein Aufnehmer P angedeutet, der über die Leitung 18 mit der Steuervorrichtung C2 verbunden ist. Der Aufnehmer P detektiert den stromlosen oder strombeaufschlagten Zustand des Antriebsmotors und gibt diese Konditionen repräsentierende Signale ab. Dabei kann der Aufnehmer den stromlosen oder strombeaufschlagten Zustand des Antriebsmotors berührungslos von außerhalb des Gehäuses 3 des Liefergeräts F feststellen.
Im obere Diagramm in Fig. 4 ist der Verlauf der Geschwindigkeit V des Wickelantriebs 4 über der Zeit t dargestellt. Die in ausgezogenen Linien gezeichneten Kurven 25 verdeutlichen, dass ab Auftreten eines Minimalgrößensignals bzw. Laufsignals S1 für den Antriebsmotor zu laufen beginnt und ab Auftreten eines Maximalgrößen-Signais bzw. Stopsignals für den Antriebsmotor seine Geschwindigkeit auf Null abnimmt.
Das darunterliegende Diagramm in Fig. 4 repräsentiert die Steuersignale für die Bremsvorrichtung, nämlich ein EIN-Signal 26 und ein AUS-Signal 28, das beispielsweise durch entsprechende Spannungspegel gebildet werden kann. Im unteren Diagramm ist zunächst angedeutet, dass das Steuersignal für die Bremsvorrichtung vom EIN-Signal 28 auf das AUS-Signal 26 umgestellt wird, sobald das Laufsignal S1 auftritt. Wenn dann das Stopsignal S2 für den Antriebsmotor auftritt wird wieder auf das EIN-Signal 28 umgestellt, jedoch zweckmäßigerweise mit einer Verzögerung V', um die Vorratsspule B so anzuhalten, dass diese gerade zum Stillstand kommt, ehe der Wickelantrieb von sich aus zum Stillstand käme. Gestrichelt ist bei 27 angedeutet, dass die Umschaltung auf das AUS-Signal 26 für die Bremsvorrichtung bereits nach kurzer Zeit wieder erfolgt, und zwar ehe das neuerliche Laufsignal S1 auftritt. Dies erfolgt zweckmäßigerweise dann, wenn die Vorratsspule und der Wickelantrieb zuverlässig zum Stillstand gekommen sind. Gegebenenfalls reicht es aber auch aus, die Umschaltung auf das AUS-Signal 26 erst wieder bei Auftreten des Laufsignals S1 vorzunehmen. Das neuerliche Umschalten vom AUS-Signal 26 auf das EIN-Signal 28 für die Bremsvorrichtung erfolgt beim Auftreten des Stopsignals S 2 für den Antriebsmotor, bzw. mit der dann erneut wirksamen Verzögerung V'.
Die Detailvariante in Fig. 2 unterscheidet sich von der von Fig. 1 dadurch, dass die Vorrichtung D der Vorratsspule B so ausgebildet ist, dass sie den Drehwiderstand der Vorratsspule B, den der Wickelantrieb 4 zum tangentialen Abnehmen des Fadens Y zu überwinden hat, in positivem und/oder negativen Sinne variabel ist. Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung D als Schlupfdrehantrieb für die Vorratsspule B ausgebildet, beispielsweise mittels eines richtungsumkehrbaren Drehantriebs 5, einer Reibrolle 20, und dem flanschartigen Bremselement 12, das hier als Antriebs- und Bremselement fungiert. Die Vorrichtung D assistiert hierbei dem Wickelantrieb 4. Beispielsweise wird ein begrenztes Drehmoment auf die Vorratsspule B in Förderrichtung aufgebracht, damit der Wickelantrieb 4 nicht das gesamte, zum Drehen und/oder Beschleunigen der Vorratsspule B erforderliche Drehmoment allein aufzubringen hat. Dabei kann das Förderdrehmoment der Vorrichtung D konstant auf einem bestimmten Niveau gehalten oder an das Geschwindigkeitsprofil oder Drehmomentprofil des Wickelantriebs 4 beim Betrieb des Fadenliefergeräts F angepasst sein. Zum Abbremsen der Vorratsspule B wird der Drehantrieb 5 angehalten, oder die Drehrichtung umgekehrt, und wird die Vorratsspule B verzögert bzw. abgebremst oder sogar bis zum Stillstand abgebremst. Die Steuervorrichtung C kann über die Steuerleitung 18 entweder mit der Steuervorrichtung C oder dem Aufnehmer P oder auch mit dem Tensiometer T verbunden sein. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise ein relativ gleichmäßiges Fadenspannungsprofil erzeugen und eine Entlastung des Wickelantriebs 4 herbeiführen.
Im Diagramm der Fig. 3 zeigt die ausgezogene Kurve 21 den Drehmomentverlauf im Fadenliefergerät. Die gestrichelte Kurve 22 deutet an, dass die Vorrichtung D die Vorratsspule B bis zu einem bestimmten Drehmomentniveau beschleunigt, dieses dann beibehält, und erst bei Auftreten des Stopsignals S2 für den Antriebsmotor des Wickelantriebs das Drehmoment verringert und sogar ein Bremsdrehmoment 24 einsteuert. Die strichpunktierte Kurve 23 verdeutlicht, dass der Drehmomentverlauf der Vorrichtung D angepasst wird an den Drehmomentverlauf der Kurve 21, jedoch so, dass stets vom Wickelantrieb 4 eine bestimmte Fadenspannung erzeugt werden muss, die zweckmäßigerweise zu keiner Zeit Null wird. Femer ist es möglich, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung sowie die Verzögerung der Vorratsspule B exakt an die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Verzögerung des Wickelantriebs 4 anzupassen, jedoch stets mit einem geringfügigen Unterschied, um stets eine bestimmte Mindestfadenspannung aufrechtzuhalten und den Faden zu keiner Zeit vollständig zu entspannen. Grundsätzlich ist einer Anordnung der Vorzug zu geben, bei der die Achse X im wesentlichen senkrecht zur Achse Z steht. Falls der Faden Y zwischen der Vorratsspule B und dem Fadenliefergerät F etwas umgelenkt wird, sind auch andere Relativlagen der jeweiligen Achsen möglich, wobei jedoch stets sichergestellt sein muss, dass der Faden Y tangential von der Vorratsspule B abgenommen wird.

Claims (17)

  1. Verfahren zum Steuern eines Fadenverarbeitungssystems (S), das eine fadenverbrauchende Textilmaschine (L), stromauf der Textilmaschine ein Fadenliefergerät (F), und stromauf des Fadenliefergeräts eine Vorratsspule (B) aufweist, und bei dem das Fadenliefergerät (F) den Faden (Y) mit variierender Geschwindigkeit von der Vorratsspule abzieht, um mittels eines gesteuerten Wickelantriebs (4) im Fadenliefergerät einen Fadenzwischenvorrat zu bilden und aufrecht zu erhalten, der den Fadenverbrauch der Textilmaschine zu jeder Zeit deckt, wobei die drehbare Vorratsspule (B) wenigstens durch die vom Wickelantrieb (4) hervorgerufene Fadenspannung mittels des Fadens (Y) gedreht und dabei der Faden (Y) tangential von der Vorratsspule (B) abgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass, dass der vom Wickelantrieb (4) über den Faden zu überwindende Drehwiderstand der Vorratsspule (B) für eine weitgehend konstante Fadenspannung in etwa synchron mit gesteuerten Geschwindigkeitsänderungen des Wickelantriebs (4)] aktiv geregelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenspannung ermittelt und der Drehwiderstand der Vorratsspule entsprechend einer festgelegten Referenz-Fadenspannung geregelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vom Wickelantrieb (4) zu überwindende Drehwiderstand der Vorratsspule durch aktives Drehen der Vorratsspule in Förderrichtung geregeit wird, vorzugsweise jedoch nur teilweise.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Abschalten des Wickelantriebs (4) der Drehwiderstand der Vorratsspule (B) durch aktives Bremsen der Vorratsspule bis zum Stillstand erhöht wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeschaltete Wickelantrieb (4) mittels der abgebremsten Vorratsspule (B) über den Faden (Y) zum Stillstand gebracht wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strombeaufschlagung des Wicketantriebs (4) im Fadenliefergerät mit Hilfe von einen vorbestimmten Größenbereich des Fadenvorrats (F) überwachenden Fadensensor-Signalen gesteuert wird, und dass der Drehwiderstand der Spule auf der Basis der Fadensensor-Signale oder die Strombeaufschlagung repräsentierender Lauf- oder Stopsignalen (S1, S2) geregelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwiderstand der Vorratsspule (B) nur zwischen Freilauf und vollständigem Stillstand verändert wird, und dass aufgrund eines einen Stillstand des Wickelantriebs bewirkenden Fadensensor-Signals oder des Stopsignals (S2) bzw. stromlosen Zustands des Antriebsmotors der Drehwiderstand bis zum Stillstand der Vorratsspule erhöht wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwiderstand der Vorratsspule mit einer einstellbaren Verzögerung (V') gegenüber dem Auftreten des Fadensensor-Signals bzw. des Stopsignals (S2) oder mit einer verstellbaren Rampenfunktion bis zum Stillstand der Vorratsspule erhöht wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehwiderstand der Vorratsspule mit dem oder voreilend zum Auftreten eines Fadensensor-Signals oder des Laufsignals (S1) zum Beschleunigen des Wickelantriebs (4) verringert wird.
  10. Fadenverarbeitungssystem (S), mit einer fadenverbrauchenden Textilmaschine (L), einem stromauf der Textilmaschine angeordneten Fadenliefergerät (F) und einer stromauf des Fadenliefergeräts angeordneten Vorratsspule (B), wobei das Fadenliefergerät einen durch eine Steuervorrichtung (C) überwachten Wickelantrieb (4) aufweist, mit dem im Fadenliefergerät ein verbrauchsabhängig variierender Fadenvorrat (7) bildbar ist, der zu jeder Zeit den Verbrauch deckt, wobei die Vorratsspule (B) bezüglich des Fadenliefergeräts (F) für eine tangentiale Abnahme des Fadens (Y) positioniert und drehbar ist, und der Wickelantrieb (4) des Fadenliefergeräts (F) über die erzeugte Fadenspannung auch einen Drehantrieb für die Vorratsspule (B) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorrichtung (D) zum Verändern des Drehwiderstands der Vorratsspule (B) vorgesehen ist.
  11. Fadenverarbeitungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Schlupfdrehantrieb (5, 20) für die Vorratsspule (B) aufweist, der umstellbar ist zwischen einer fördernden Betriebsweise mit geringerem Antriebsdrehmoment als das durch die Fadenspannung erzeugte Drehmoment, und einer bremsenden Betriebsweise, vorzugsweise bis zu einem die Vorratsspule (B) anhaltenden Bremsdrehmoment (24).
  12. Fadenverarbeitungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (D) eine gesteuert ein- und ausrückbare Bremsvorrichtung (12, 14, 15) für die Vorratsspule (B) ist.
  13. Fadenverarbeitungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Fadenliefergerät (F) wenigstens ein die maximale Größe des Fadenvorrats (7) überwachender, signalerzeugender Fadensensor (6) vorgesehen ist, der mit der Steuervorrichtung (C) des Wickelantriebs zum Stoppen der Strombeaufschlagung des Antriebsmotors zusammenarbeitet, und dass die Bremsvorrichtung mit dem Signal des Maximalsensors oder dem Auftreten des Stopsignals (S2) des Motors zumindest einrückbar ist.
  14. Fadenverarbeitungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass im Fadenliefergerät (F) ein die Minimalgröße des Fadenvorrats überwachender Fadensensor (6) vorgesehen ist, der mit der Steuervorrichtung (C) zum Strombeaufschlagen des Antriebsmotors des Wickelantriebs (4) zusammenarbeitet, und dass die Bremsvorrichtung mittels des Signals des Minimal-Fadensensors oder des Laufsignals (S1) des Motors ausrückbar ist.
  15. Fadenverarbeitungssystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung mit einer einstellbaren Verzögerung (V') gegenüber dem Auftreten des Signals des Maximal-Fadensensors oder des Stopsignals (S2) für den Motor einrückbar ist.
  16. Fadenverarbeitungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung ein auf ein Bremselement (12) der Vorratsspule (B) einwirkendes Reibelement (14) aufweist, das mittels einer gesteuerten Antriebsvorrichtung (15), vorzugsweise einem Pneumatikzylinder oder einem Federspeicherzylinder, zwischen Einrück- und Lösestellungen verstellbar ist.
  17. Fadenverarbeitungssystem nach wenigstens einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass am Fadenliefergerät das Laufsignal bzw. Stopsignal ohne galvanische Verbindung mittels eines externen Aufnehmers (P) berührungslos abgetastet wird.
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