EP1342688B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwinden eines Fadens an einer Kreuzspuleinrichtung - Google Patents

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EP1342688B1
EP1342688B1 EP20030003303 EP03003303A EP1342688B1 EP 1342688 B1 EP1342688 B1 EP 1342688B1 EP 20030003303 EP20030003303 EP 20030003303 EP 03003303 A EP03003303 A EP 03003303A EP 1342688 B1 EP1342688 B1 EP 1342688B1
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EP
European Patent Office
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thread
winding
speed
crossing angle
drives
Prior art date
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EP20030003303
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English (en)
French (fr)
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EP1342688A3 (de
EP1342688A2 (de
Inventor
Martin Zipperer
Ralf Limmer
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Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Original Assignee
Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
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Publication of EP1342688A3 publication Critical patent/EP1342688A3/de
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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
    • 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
    • B65H54/38—Arrangements for preventing ribbon winding ; Arrangements for preventing irregular edge forming, e.g. edge raising or yarn falling from the edge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2557/00—Means for control not provided for in groups B65H2551/00 - B65H2555/00
    • B65H2557/20—Calculating means; Controlling methods
    • B65H2557/24—Calculating methods; Mathematic models
    • 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 present application relates to a method for winding a thread in so-called wild winding on a cheese winding, for example, an open-end spinning machine, according to the preamble of claim 1.
  • image windings which represent disturbances in the structure of a cross-wound bobbin.
  • Picture windings mean considerable disturbances in the construction of a coil, which must be avoided as far as possible, since they can lead to disturbances in the further processing process, in particular during the unwinding of the thread from the reel. When unwinding, it can lead to tees of several thread layers of the coil, which can then lead to production interruptions in the subsequent process.
  • DE 43 37 891 A1 describes a method for winding threads in which to avoid image windings, a non-periodic change in the traversing speed, with switching between maximum and minimum values of the traversing speed and thereby approximately a proportional dependence of the change in the peripheral speed of Winding roller is specified by the change in the traversing speed.
  • DE 42 25 242 A1 deals with the problem of a method for operating a winder show with the traversing or traversing pattern can be varied according to the intended use of a package and the control of a Reibwalzenantriebs and a traversing drive is feasible.
  • a winding method for a automatic winder which is provided with a control device by which independently of each other, the rotational speed of a motor for a friction roller, which is in contact with a package reel and a traversing device can be controlled.
  • the winding method according to the invention for the automatic winder allows the selection of several Bewicklungsmustern.
  • DE 4337891 A1 proposes to provide approximately a proportional dependence of the change in peripheral speed on the change in the traversing speed. But this leads to the fact that Quotient of peripheral speed of the cheese and the cosine of the half-thread crossing angle does not remain constant. This has the disadvantages explained in DE 2534239 A1 with regard to the thread tension during winding, which can not be kept constant.
  • Object of the present invention is to avoid the disadvantages of the prior art and to propose a method and apparatus, with which the construction of a coil can be significantly improved, and image windings are reliably avoided, the control engineering effort is kept small and the thread tension during the Winding the thread can be kept constant even with changing crosshairs.
  • the present object is achieved by the method of the invention according to the features of claim 1 and by means of a device according to claim 12.
  • the speed of the motors of the drives can be determined via a signal representing the crosshairs angle. It can thus be advantageously controlled with a signal, both the speed of the thread guide drive and the winding roller. It is therefore not necessary to detect the speed of the one motor and to determine the speed of the other drive from this detected signal. Rather, it is sufficient if a control device is present on a winder or winding unit, which generates a signal from the desired parameters, with the help of which the drives control the motors of winding roller and yarn guide as desired.
  • a control device is present on a winder or winding unit, which generates a signal from the desired parameters, with the help of which the drives control the motors of winding roller and yarn guide as desired.
  • the drives are already delivered the value of half the crosshair angle, since the drives anyway need the value of half the crosshair angle in the required determination of the speed of the motors.
  • the value of the cross-hair angle or the half cross-hair angle is set by a control unit for image disturbance, which in turn can be controlled from the outside via an operator set by the machine control, so that the required parameters for the thread can be implemented by the control unit.
  • the motors are designed as frequency-controlled motors, because thereby a safe and fast reaching the required speed can be achieved.
  • Particularly favorable is the method in which the drives or their control units can control the speed of the motors with the aid of an angle function.
  • the device according to the invention achieves a winding of a thread, without the bobbin assembly is disturbed, and without the thread is unintentionally exposed to a higher or lower voltage. It even remains guaranteed that the thread can always be wound up with constant tension on the spool despite changing the crosshair angle. Further advantages of the invention are shown in the subclaims and in the descriptions of the associated figures.
  • Figure 1 shows the essential elements of a device for winding a thread, shown schematically.
  • a device for winding a thread For the winding of the thread this is withdrawn in a known manner, for example, at a constant speed of a cop or from a spinning device, such as an open-end spinning device, and transferred to a winding device 10, where the thread is inserted into a yarn guide 4, by a reciprocating motion guides the yarn along a winding roller 5.
  • a coil 51 which is driven by friction of the winding roller 5, practically with the same peripheral speed as the winding roller 5 itself.
  • the device 1 for winding up a thread may be formed as a single winding unit or, as in the embodiment of FIG. 1, with many adjacent devices arranged on a machine. In the latter case, the winding rollers 51 are connected to each other via a shaft 53, wherein the drive via the motor 36 which drives the shaft 53 and thus all the winding rollers 5 as well.
  • Each winding roller 5 is associated with a yarn guide 4, wherein the yarn guide 4 are arranged on a common, reciprocal traversing rod 52.
  • the traversing rod 52 is driven via a traversing gear (not shown) with a parallel to the shaft 53 traversing traversing.
  • a traversing gear not shown
  • To wind up the thread this is in the yarn guide 4 is inserted and is guided by this in the vicinity of the gap between the spool 51 and the winding roller 5. He is clamped between the spool 51 and the winding roller 5 and placed crosswise on the spool 5 due to the reciprocating movement of the yarn guide 4.
  • the yarn produced, for example, by a spinning station of an open-end spinning device is withdrawn from the spinning rotor by a so-called take-off roll, the peripheral speed of the take-off roll corresponding to the so-called delivery speed of the thread.
  • the speed at which the thread is wound on the spool 51 is different from the speed of delivery, with the thread usually being wound on the spool at a faster speed than the speed of delivery.
  • This is referred to as the so-called tension warp, which in practice means a warping of the elastic thread during winding onto the spool.
  • the speed of the wound thread is then referred to as the so-called winding speed (V L * V A ), which thus results from the delivery speed and the so-called tension distortion.
  • the winding speed is composed at the winding device from the superposition of two other speeds, namely from the speed of the yarn guide (V FF ) and the peripheral speed (V W ) of the winding roller. 5
  • the device 1 for winding a yarn to a cross-wound bobbin (51) has a control device 2, which provides the required parameters to the drive 34 for the winding rollers 5 and the drive 35 for the yarn guide 4. These are the delivery speed (V L ) of the thread, the desired tension distortion (V A ), the desired crosshair angle ( ⁇ ) and the parameters for the image disturbance. Since the image disturbance is due to a change in the crosshair angle, the information required for it is correspondingly a value corresponding to the change of the crosshair angle and the time course thereof.
  • the control devices 6 for driving the winding rollers 5 and the drives 35 for the yarn guide 4 are designed as frequency converters that control the motors 36, which are designed as synchronous motors.
  • the frequency converter of the control units 6 are equipped in a known manner with a computer unit, with the help of which they convert the specifications for the desired speeds to a corresponding frequency.
  • the control units 6 receive the required specifications for delivery speed, tensioning distortion and the crosshair angle ⁇ .
  • the control units 6 can receive the required information from the control device 2, or via other elements, for example via speed sensors, which tap the speeds of certain higher-level drives and map, for example, the delivery speed, from which the control units 6 then determine the corresponding speeds for the motors 36 can.
  • control units 6 receive, for the purpose of image disturbance from the control device 2, a signal which is suitable for conveying to the control units 6 information about which crosshair angle is to be used for calculating the rotational speed of the motor 36 controlled by the respective control unit 6. That that is, the signal may consist of information about the crosshair angle itself, or, for example, also in an information about a desired change in a crosshair angle and particularly advantageously also in a time sequence of the desired change in the crosshair angle.
  • control unit 6 in conjunction with the other required information, which determine the speed of the motor 6 associated with the control unit 6 at the now prescribed crosshair angle.
  • a control unit 6 also requires it the information about which motor controls them, ie the motor for the thread guide drive or the motor for the winding roller drive.
  • the great advantage of the method according to the invention is that the control by specifying the crossing angle of the thread is particularly suitable to control frequency converter. This ensures that a fast and reliable driving of the motors 36 can take place without additional measures. This is achieved both by specifying the thread pitch angle and by specifying a change in the crossing angle. Complex methods for calculating the required engine speeds for the winding roller from the speed of the thread guide drive are superfluous and are no longer necessary.
  • FIG. 2 shows in a graphical diagram the mathematical relationship between the various relevant speeds and the crosshair angle ⁇ .
  • the addition of the peripheral speed (V W ) of the winding roller 5 and the yarn guide speed (V FF ) must result in the winding speed (V L * V A ).
  • the winding speed (V L * V A ) is a constant, so does not change during winding and thus also when disturbing the picture!
  • the circumferential speed (V W ) of the winding roller must decrease with an increase in the yarn guide speed (V FF ) so that, as required, the winding speed remains constant.
  • the crosshair angle must then increase accordingly.
  • the crosshair angle ⁇ corresponds to the angle between the thread deposited during the outward movement of the thread guide and that of the thread deposited during the movement of the thread.
  • Only half the crosshair angle (1 ⁇ 2 ⁇ ) is interesting.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)
  • Replacing, Conveying, And Pick-Finding For Filamentary Materials (AREA)

Description

  • Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Aufwinden eines Fadens in sogenannter wilder Wicklung an einer Kreuzspuleinrichtung, beispielsweise der einer Offenend-Spinnmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Beim Aufwinden von Fäden auf Kreuzspulen tritt bekanntermaßen das Problem auf, daß es zu sogenannten Bildwicklungen kommt, die Störungen im Aufbau einer Kreuzspule darstellen. Diese treten insbesondere immer dann auf, wenn pro Doppelhub des Fadenführers der Kreuzspuleinrichtung vollständige Spulenumdrehungen stattfinden. Die Bildwicklungen kennzeichnen sich dadurch aus, daß der abgelegte Faden einer vorhergehenden Fadenlage von der nachfolgenden Lage der Wicklung überwickelt wird.
  • Bildwicklungen bedeuten beachtliche Störungen im Aufbau einer Spule, die weitestgehend vermieden werden müssen, da sie insbesondere während des Abspulens des Fadens von der Spule zu Störungen im Weiterverarbeitungsprozess führen können. Beim Abwickeln nämlich kann es zu Abschlägen von mehreren Fadenlagen von der Spule kommen, die dann zu Produktionsunterbrechungen im Nachfolgeprozess führen können.
  • Im Stand der Technik sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die zu einer Überwindung dieser Probleme beim Spulenaufbau dienen sollen. So ist aus der DE 25 34 239 ein Verfahren zur Bildstörung an einer Kreuzspule bekannt, wobei synchron und abhängig von der Bewegung des Fadenführers die Drehzahl der Spulwalze so gewählt ist, daß der Quotient aus Umfangsgeschwindigkeit der Kreuzspule und dem Cosinus des halben Fadenkreuzungswinkels konstant ist. Für die Bildstörung selbst sind jeweils zwei unterschiedliche Geschwindigkeiten für den Antrieb des Fadenführers vorgesehen. Dabei wird beispielsweise vorgesehen mit Hilfe einer zusätzlichen Vorrichtung die Drehzahl des rotierenden Antriebs des Fadenführers abzugreifen und aus dem ermittelten Wert den Antrieb der Kreuzspule bzw. der Wickelwalze zu steuern. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel kommt ein aufwendiges Schaltgetriebe oder Planetengetriebe zum Einsatz.
  • Die DE 43 37 891 A1 beschreibt ein Verfahren zum Aufspulen von Fäden, bei dem zur Vermeidung von Bildwicklungen eine nicht-periodische Veränderung der Changiergeschwindigkeit erfolgt, wobei zwischen Maximal- und Minimalwerten der Changiergeschwindigkeit umgeschaltet wird und dabei näherungsweise eine proportionale Abhängigkeit der Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Wickelwalze von der Änderung der Changiergeschwindigkeit vorgegeben wird.
  • Auch die DE 42 25 242 A1 beschäftigt sich mit dem Problem ein Verfahren zum Betrieb einer Spulmaschine aufzuzeigen mit dem das Changier- bzw. Traversiermuster entsprechend dem Verwendungszweck einer Auflaufspule variiert werden kann und die Steuerung eines Reibwalzenantriebs und eines Changierantriebs durchführbar ist. Hierzu schlägt sie ein Spulverfahren für einen Spulautomaten vor, der mit einer Steuerungseinrichtung versehen ist, durch die unabhängig voneinander die Drehzahl eines Motors für eine Reibwalze, die mit einer Auflaufspule in Berührung steht und einer Changiereinrichtung gesteuert werden können. Dabei ermöglicht das erfindungsgemäße Spulverfahren für den Spulautomaten die Auswahl von mehreren Bewicklungsmustern. Die vorgeschlagene Lösung, daß der Motor der Changiereinrichtung gemäß der Aufspulgeschwindigkeit der Spule gesteuert wird, hat jedoch den Nachteil, daß bei der Bestimmung der Aufspulgeschwindigkeit der Spule die vorzunehmende Messung mit Fehlern behaftet sein kann. Darüber hinaus sind teils recht aufwendige Berechnungsverfahren erforderlich, um die gewünschten Ergebnisse zu erreichen.
  • Aus der DE 196 28 402 ist es bekannt, zur Vermeidung von Bildwicklungen die Changiergeschwindigkeit des Fadenführers zu verändern und die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelwalze entsprechend in umgekehrter Weise anzupassen, wobei eine der beiden Geschwindigkeiten als Leitgröße und die andere als Folgegröße verwendet wird. Dabei können für den Antrieb der Wickelwalze und den des Fadenführers Synchronmotoren eingesetzt werden.
  • Die Lösungen des Standes der Technik erfordern entweder einen hohen mechanischen oder steuerungstechnischen Aufwand oder führen nicht zu einem zufriedenstellenden Ergebnis bei der Bildstörung. Zur Vereinfachung wird in der DE 4337891 A1 vorgeschlagen näherungsweise eine proportionale Abhängigkeit der Änderung der Umfangsgeschwindigkeit von der Änderung der Changiergeschwindigkeit vorzusehen. Dies führt aber dazu, daß der Quotient aus Umfangsgeschwindigkeit der Kreuzspule und dem Cosinus des halben Fadenkreuzungswinkels nicht konstant bleibt. Dies hat die in der DE 2534239 A1 erläuterten Nachteile bezüglich der Fadenspannung während des Aufwindens, welche nicht konstant gehalten werden kann.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit der der Aufbau einer Spule wesentlich verbessert werden kann, und Bildwicklungen sicher vermieden werden, der regelungstechnische Aufwand klein gehalten wird und die Fadenspannung während des Aufwinden des Fadens auch bei sich veränderndem Fadenkreuzungswinkel konstant gehalten werden kann.
  • Die vorliegende Aufgabe wird durch das Verfahren der Erfindung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mittels einer Vorrichtung gemäß Anspruch 12 gelöst. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird vorteilhaft erreicht, daß über ein Signal, das den Fadenkreuzungswinkel repräsentiert, die Drehzahl der Motoren der Antriebe bestimmt werden können. Dabei kann also vorteilhaft mit einem Signal sowohl die Geschwindigkeit des Fadenführerantriebes als auch die der Wickelwalze gesteuert werden kann. Es ist also nicht erforderlich, die Drehzahl des einen Motors zu erfassen und aus diesem erfaßten Signal die Drehzahl des anderen Antriebs zu bestimmen. Vielmehr genügt, wenn an einer Spulmaschine oder Spulstelle eine Steuervorrichtung vorhanden ist, die aus den gewünschten Parametern ein Signal erzeugt, mit dessen Hilfe die Antriebe die Motoren von Wickelwalze und Fadenführer wie gewünscht steuern. Vorteilhaft wird also erreicht, daß mit dem Signal sowohl die Erhöhung der Drehzahl des Antriebes des Fadenführers und die dazugehörige gleichzeitige Verringerung der Drehzahl des Antriebs der Spulenwalze gesteuert werden kann.
  • Dadurch können keine Berechnungsfehler auftreten, die beim Generieren eines abhängigen Signals entstehen können. In besonders vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird den Antrieben bereits der Wert des halben Fadenkreuzungswinkels zugestellt, da die Antriebe bei der erforderlichen Bestimmung der Drehzahl der Motoren sowieso den Wert des halben Fadenkreuzungswinkels benötigen.
  • Vorteilhaft wird der Wert des Fadenkreuzungswinkels oder des halben Fadenkreuzungswinkels von einer Steuereinheit zur Bildstörung festgesetzt, die ihrerseits von außen über eine Bedienperson eingestellt von der Maschinensteuerung gesteuert werden kann, so daß die geforderten Parameter für den Faden von der Steuereinheit umgesetzt werden können. In besonders vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Motoren als frequenzgesteuerte Motoren ausgebildet, weil dadurch ein sicheres und schnelles Erreichen der erforderlichen Drehzahl erreicht werden kann. Besonders günstig ist das Verfahren, bei dem mit Hilfe einer Winkelfunktion die Antriebe bzw. deren Steuereinheiten die Drehzahl der Motoren steuern können.
  • Gemäß der Erfindung ist es also auf einfache Weise vorteilhaft möglich den Quotienten aus Umfangsgeschwindigkeit der Kreuzspule und Kosinus des halben Fadenkreuzungswinkels konstant zu halten. Es wird dadurch vollständig die Fadenspannung konstant gehalten.
  • Die erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht ein Aufwinden eines Fadens, ohne daß der Spulenaufbau gestört wird, und ohne daß der Faden unbeabsichtigt einer höheren oder niederen Spannung ausgesetzt wird. Es bleibt sogar gewährleistet, daß der Faden trotz Veränderung des Fadenkreuzungswinkels immer mit konstanter Spannung auf der Spule aufgewunden werden kann. Weitere Vorteile der Erfindung sind in den Unteransprüchen sowie in den Beschreibungen der dazugehörigen Figuren dargestellt.
  • Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Aufwinden eines Fadens gemäß der Erfindung,
    Figur 2
    eine graphische Darstellung zur Verdeutlichung des Zusammenhangs von Fadenkreuzungswinkel und Geschwindigkeit von Wickelwalze und Fadenführer.
  • Figur 1 zeigt die wesentlichen Elemente einer Vorrichtung zum Aufwinden eines Fadens, schematisch dargestellt. Für das Aufwinden des Fadens wird dieser in bekannter Weise beispielsweise mit konstanter Geschwindigkeit von einem Kops oder auch aus einer Spinnvorrichtung, beispielsweise einer Offenend-Spinnvorrichtung, abgezogen und an eine Spulvorrichtung 10 übergeben, wo der Faden in einen Fadenführer 4 eingelegt wird, der durch eine hin- und hergehende Bewegung den Faden entlang einer Wickelwalze 5 führt. Auf der Wickelwalze 5 liegt eine Spule 51 auf, die mittels Friktion von der Wickelwalze 5, praktisch mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit wie die Wickelwalze 5 selbst, angetrieben wird. Die Vorrichtung 1 zum Aufwinden eines Fadens kann als einzelne Spulstelle ausgebildet sein, oder wie beim Ausführungsbeispiel von Figur 1 mit vielen benachbarten Vorrichtungen an einer Maschine angeordnet sein. Im letzteren Fall sind die Wickelwalzen 51 über eine Welle 53 miteinander verbunden, wobei der Antrieb über den Motor 36 erfolgt, der die Welle 53 antreibt und somit alle Wickelwalzen 5 ebenso.
  • Jeder Wickelwalze 5 ist ein Fadenführer 4 zugeordnet, wobei die Fadenführer 4 an einer gemeinsamen, hin- und hergehenden Changierstange 52 angeordnet sind. Die Changierstange 52 wird über ein Changiergetriebe (nicht gezeigt) mit einer parallel zur Welle 53 verlaufenden Changierbewegung angetrieben. Zum Aufwinden des Fadens (nicht gezeigt) ist dieser in den Fadenführer 4 eingelegt und wird von diesem in die Nähe des Spaltes zwischen der Spule 51 und der Wickelwalze 5 geführt. Er wird dabei zwischen Spule 51 und Wickelwalze 5 geklemmt und infolge der hin- und hergehenden Bewegung des Fadenführers 4 kreuzweise auf der Spule 5 aufgelegt.
  • Der beispielsweise von einer Spinnstelle einer Offenend-Spinnvorrichtung produzierte Faden wird von einer sogenannten Abzugswalze aus dem Spinnrotor abgezogen, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalze der sogenannten Liefergeschwindigkeit des Fadens entspricht. Die Geschwindigkeit, mit der der Faden auf die Spule 51 aufgewickelt wird, ist von der Liefergeschwindigkeit verschieden, wobei der Faden meist mit einer größeren Geschwindigkeit auf der Spule aufgewickelt wird, als der Liefergeschwindigkeit. Dies bezeichnet man als den sogenannten Anspannverzug, der praktisch ein Nachverziehen des elastischen Fadens während des Aufwickelns auf die Spule bedeutet. Mit Hilfe des Anspannverzuges wird die Härte der Spule 51 bestimmt. Die Geschwindigkeit des aufgewickelten Fadens bezeichnet man dann als die sogenannte Wickelgeschwindigkeit (VL * VA), die sich also aus der Liefergeschwindigkeit und dem sogenannten Anspannverzug ergibt.
  • Für die Qualität der von der Vorrichtung 1 zum Aufwinden eines Fadens erzeugten Spule ist es eine wichtige Voraussetzung die Wickelgeschwindigkeit und damit die Spannung innerhalb des aufgewickelten Fadens konstant zu halten. Die Wickelgeschwindigkeit setzt sich an der Spulvorrichtung dabei aus der Überlagerung zweier anderer Geschwindigkeiten zusammen, nämlich aus der Geschwindigkeit des Fadenführers (VFF) und der Umfangsgeschwindigkeit (VW) der Wickelwalze 5.
  • Da also für einen bestimmten, beispielsweise an einer Spinnmaschine produzierten Faden die Liefergeschwindigkeit und der Anspannverzug festgelegt ist, ergibt sich damit ein einfacher mathematischer Zusammenhang für die Bestimmung der Umfangsgeschwindigkeit (VW) der Wickelwalze 5 sowie für die Geschwindigkeit (VFF) des Fadenführers. Diese Zusammenhänge stellen sich folgendermaßen dar: Umfangsgeschwindigkeit Wickelwalze  ( V W ) = Wickelgeschwindigkeit  ( V L * V A ) * Kosinus  ( ½ α )
    Figure imgb0001
     Geschwindigkeit des Fadenf u ¨ hrers  ( V FF ) = Wickelgeschwindigkeit  ( V L * V A ) * Sinus  ( ½ α ) .
    Figure imgb0002
  • Zum Verhindern von Bildwicklungen ergibt sich also aufgrund des oben aufgezeigten Zusammenhanges nur die Möglichkeit die Fadenführergeschwindigkeit und damit auch die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelwalze beim Aufwinden zu Verändern. Dies ist im Stand der Technik längst auch so aufgezeigt (DE 25 34 239 A1).
  • Die Vorrichtung 1 zum Aufwinden eines Fadens zu einer Kreuzspule (51) gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine Steuervorrichtung 2, die an den Antrieb 34 für die Spulwalzen 5 und den Antrieb 35 für die Fadenführer 4 die erforderlichen Parameter liefert. Es sind dies die Liefergeschwindigkeit (VL) des Fadens, der gewünschte Anspannverzug (VA), der gewünschte Fadenkreuzungswinkel (α) sowie die Parameter für die Bildstörung. Da die Bildstörung durch eine Veränderung des Fadenkreuzungswinkels erfolgt, ist die dazu erforderliche Information entsprechend ein Wert, der der Änderung des Fadenkreuzungswinkels entspricht sowie deren zeitlichem Verlauf. Da die übrigen Parameter, insbesondere die Liefergeschwindigkeit, für die Spulenbildung unverändert bleiben und , ist für die Darstellung der vorliegenden Erfindung im wesentlichen nur die Betrachtung des Fadenkreuzungswinkels und dessen gewünschter Änderung für die Bildstörung interessant sowie die daraus folgende Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Wickelwalze.
  • Die Steuervorrichtungen 6 für den Antrieb der Wickelwalzen 5 sowie die Antriebe 35 für die Fadenführer 4 sind als Frequenzumrichter ausgebildet, die die Motoren 36, die als Synchronmotoren ausgebildet sind, steuern. Die Frequenzumrichter der Steuereinheiten 6 sind in bekannter Weise mit einer Rechnereinheit ausgestattet, mit deren Hilfe sie die Vorgaben für die gewünschten Drehzahlen zu einer entsprechenden Frequenz umrechnen. Die Steuereinheiten 6 erhalten dazu die erforderlichen Vorgaben für Liefergeschwindigkeit, Anspannverzug und den Fadenkreuzungswinkel α. Die Steuereinheiten 6 können dazu die erforderlichen Informationen von der Steuervorrichtung 2 erhalten, oder auch über andere Elemente, beispielsweise über Drehzahlgeber, die die Drehzahlen bestimmter übergeordneter Antriebe abgreifen und beispielsweise die Liefergeschwindigkeit abbilden, woraus die Steuereinheiten 6 dann die entsprechenden Drehzahlen für die Motoren 36 bestimmen können.
  • Zusätzlich erhalten die Steuereinheiten 6 zum Zwecke der Bildstörung von der Steuervorrichtung 2 ein Signal, das geeignet ist, den Steuereinheiten 6 Informationen darüber zu vermitteln, welcher Fadenkreuzungswinkel für die Berechnung der Drehzahl des von der jeweiligen Steuereinheit 6 gesteuerten Motors 36 zugrunde gelegt werden soll. D.h. also das Signal kann in einer Information über den Fadenkreuzungswinkel selbst bestehen, oder beispielsweise auch in einer Information über eine gewünschte Änderung eines Fadenkreuzungswinkels und besonders vorteilhaft auch noch zusätzlich in einer zeitlichen Abfolge der gewünschten Veränderung des Fadenkreuzungswinkels.
  • Aus dieser Information kann die Steuereinheit 6 in Verbindung mit den übrigen erforderlichen Informationen, die bei dem nunmehr vorgegebenen Fadenkreuzungswinkel geforderte Drehzahl des der Steuereinheit 6 zugeordneten Motors 36 bestimmen. Eine Steuereinheit 6 benötigt dazu also auch die Information darüber, welchen Motor sie steuert, d.h. den Motor für den Fadenführerantrieb oder den Motor für den Wickelwalzenantrieb.
  • Der große Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Steuerung durch die Vorgabe des Kreuzungswinkels des Fadens in besonderem Maße dazu geeignet ist Frequenzumrichter anzusteuern. Dadurch wird erreicht, daß ohne zusätzliche Maßnahmen ein schnelles und zuverlässiges Ansteuern der Motoren 36 erfolgen kann. Dies sowohl durch die Vorgabe des Fadenkreüzungswinkels als auch durch die Vorgabe einer Änderung des Kreuzungswinkels. Komplizierte Verfahren zum Berechnen der erforderlichen Motordrehzahlen für die Wickelwalze aus der Geschwindigkeit des Fadenführerantriebs werden überflüssig und sind so nicht mehr erforderlich.
  • Die Vorgabe des Fadenkreuzungswinkels, bzw. die Vorgabe der Veränderung des Fadenkreuzungswinkels, genügt um mit Hilfe der implementierten Berechnung der Winkelfunktionen innerhalb der Steuereinheit 6 schnell und präzise die aufeinander abgestimmten Geschwindigkeiten von Wickelwalze und Fadenführer umzusetzen. Erforderlichenfalls ist es auch möglich beispielsweise nur die Steuereinheit für den Antrieb 35 des Fadenführers 4 mit der Steuervorrichtung 2 direkt zu verbinden, wenn dafür gesorgt ist, daß die Steuereinheit 6 für den Antrieb 35 des Fadenführers die Information über den Fadenkreuzungswinkel an den Antrieb 34 der Wickelwalze 5 weiterleitet. Dies ist dadurch in Figur 1 angedeutet, daß die Datenverbindung 7 zwischen der Steuervorrichtung 2 und der Steuereinheit 6 des Antriebs 34 mit einer unterbrochenen Linie dargestellt ist, ebenso wie die dann erforderliche Leitung 71 zwischen den beiden Steuereinheiten 6 von Antrieb 34 und Antrieb 35.
  • Figur 2 zeigt in einem graphischen Diagramm den mathematischen Zusammenhang zwischen den verschiedenen relevanten Geschwindigkeiten und dem Fadenkreuzungswinkel α. Wie aus dem Diagramm deutlich wird, muß sich aus der Addition der Umfangsgeschwindigkeit (VW) der Wickelwalze 5 und der Fadenführergeschwindigkeit (VFF) die Wickelgeschwindigkeit (VL * VA) ergeben. Die Wickelgeschwindigkeit (VL * VA) ist eine Konstante, verändert sich also während des Aufwindens und damit auch beim Bildstören nicht! Wie aus der Darstellung erkennbar muß sich also bei einer Erhöhung der Fadenführergeschwindigkeit (VFF) die Umfangsgeschwindigkeit (VW) der Wickelwalze erniedrigen damit, wie gefordert, die Wickelgeschwindigkeit konstant bleibt. Der Fadenkreuzungswinkel muß sich dann entsprechend vergrößern. Der Fadenkreuzungswinkel α entspricht dem Winkel zwischen dem bei der Hin-Bewegung des Fadenführers abgelegten Faden und dem des bei der Her-Bewegung abgelegten Fadens. Für die mathematische Betrachtung, siehe Figur 2, ist nur der halbe Fadenkreuzungswinkel (½ α) interessant.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Vermeidung von Bildwicklungen beim Aufwinden von Fäden zu Kreuzspulen mit wilder Wicklung, bei dem, in Abhängigkeit von Liefergeschwindigkeit, Anspannverzug und Kreuzungswinkel des Fadens, die Wickelwalzengeschwindigkeit festgelegt wird, und bei dem zum Zwecke der Bildstörung eine Veränderung des Fadenkreuzungswinkels des abgelegten Fadens erfolgt, wozu die Geschwindigkeit der Wickelwalze (5) und des Fadenführers (4) verändert wird und die Wickelwalze (5) und der Fadenführer (4) über eigene Antriebe (34, 35) angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung von Fadenführer (4) und Wickelwalze (5) über drehzahlgesteuerte Motoren (36) der Antriebe (34, 35) erfolgt, wobei den Antrieben (34,35) ein den Wert des jeweils gewünschten Padenkreuzungswihkels repräsentierendes Signal zugestellt wird und die Antriebe (34, 35) mit Hilfe dieses einen Signals die dazugehörige Drehzahl bestimmen und die Motoren (36) entsprechend steuern, so daß keine Berechnungsfehler auftreten können, die beim Generieren eines abhängigen Signals entstehen können.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Antrieben (34,35) für den Fadenführer (4) und die Wickelwalze (5) das gleiche Signal zugestellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung des Signals zu einer Erhöhung der Drehzahl des Antriebs (35) des Fadenführers (4) und gleichzeitig zu einer Verringerung der Drehzahl des Antriebs (34) der Spulwalze (5) führt oder umgekehrt.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuersignal der Wert des Fadenkreuzungswinkels oder des halben Fadenkreuzungswinkels den Antrieben (34,35) zugestellt wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bildstörung der Wert des Fadenkreuzungswinkels von einer Steuervorrichtung (2) vorgegeben wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Fadenkreuzungswinkels von der Steuervorrichtung (2) oder einer Steuereinheit (6) innerhalb festgelegter Grenzen verändert wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (6) als Teil eines oder beider Antriebe (34,35) ausgebildet ist.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Motor (36) ein frequenzgesteuerter Motor verwendet wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Signal von der Steuereinheit (6) des Antriebs mit Hilfe einer Winkelfunktion in eine Drehzahl umgewandelt wird.
  10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus der Umfangsgeschwindigkeit der Kreuzspule und dem Cosinus des halben Fadenkreuzungswinkels konstant ist.
  11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (6) im wesentlichen aus einem Frequenzumrichter besteht.
  12. Vorrichtung (1) zum Aufwinden eines Fadens zu einer Kreuzspule, mit einer Steuervorrichtung (2) zur Vorgabe eines Fadenkreuzungswinkels und zum Ändem des Fädenkreuzungswinkels für den Faden zum Zwecke der Bildstörung beim Aufwinden des Fadens, mit einem Antrieb (34) für den Fadenführer und einem Antrieb (35) für die Wickelinralze (5), wobei jeder Antrieb (34, 35) einen drehzahlgesteuerten Motor (36) und eine Steuereinheit (6) für den Motor (36) besitzt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (34, 35) zur Signalübertragung mit der Steuervorrichtung (2) in Verbindung zur Übermittlung des Wertes für den Kreuzungswinkel stehen und die Steuereinheit (6) mit Hilfe eines vorgegebenen Fadenkreuzungswinkels den Motoren (36) Steuersignale zu Steuerung der Drehzahl vorgibt, so daß keine Berechnüngsfehler auftreten können, die beim Generieren eines abhängigen Signals entstehen können.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (6) mit der Steuervorrichtung (2) oder einem Drehgeber zur Ermittlung des Wertes für die Größe der geforderten Grunddrehzahl des Motors (36) in Verbindung steht.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe (34, 35) als Synchronmotoren ausgebildet sind, denen ein Frequenzumrichter mit einer Rechnereinheit als Steuereinheit (6) zugeordnet ist, die über den von der Steuervorrichtung (2) vorgegebenen Wert des Fadenkreuzungswinkels die erforderliche Frequenz zum Ansteuern des Synchronmotors (36) ermittelt.
  15. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein frequenzgesteuerter oder drehzahlgeregelter Motor ist.
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