EP1741655A1 - Device for winding of yarns - Google Patents

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Publication number
EP1741655A1
EP1741655A1 EP05014825A EP05014825A EP1741655A1 EP 1741655 A1 EP1741655 A1 EP 1741655A1 EP 05014825 A EP05014825 A EP 05014825A EP 05014825 A EP05014825 A EP 05014825A EP 1741655 A1 EP1741655 A1 EP 1741655A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
torque
electric motor
anpresshebelarm
yarn
winding device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05014825A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Davide Maccabruni
Louis Gubser
Göksel Karaarslan
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SSM Schaerer Schweiter Mettler AG filed Critical SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Priority to EP05014825A priority Critical patent/EP1741655A1/en
Priority to EP06762444A priority patent/EP1910204A1/en
Priority to CNA200680024859XA priority patent/CN101247997A/en
Priority to PCT/EP2006/006587 priority patent/WO2007006475A1/en
Publication of EP1741655A1 publication Critical patent/EP1741655A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B65H54/40—Arrangements for rotating packages
    • B65H54/52—Drive contact pressure control, e.g. pressing arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2515/00—Physical entities not provided for in groups B65H2511/00 or B65H2513/00
    • B65H2515/30—Forces; Stresses
    • B65H2515/34—Pressure, e.g. fluid pressure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2555/00—Actuating means
    • B65H2555/20—Actuating means angular
    • B65H2555/25—D.C. motors, e.g. shunt motors
    • 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 device for winding yarns (winding device) with a yarn carrier receptacle rotatably mounted about its longitudinal axis, adapted for receiving a yarn carrier, a pressure roller, adapted for supporting a yarn carrier arranged in the yarn carrier receptacle, a pressure lever arm which is in the region of its radially inner end is rotatably mounted at a pivot point, and an active actuator, arranged for rotating the Anpresshebelarms about the pivot point, wherein the Garnlieement is rotatably disposed at an outer end of the Anpresshebelarms perpendicular to the Anpresshebelarm.
  • Such winding devices are used in winding processes, in particular rewinding processes, in yarn production, for example for the production of bobbins with yarn windings adapted to a subsequent process.
  • Winding devices are part of yarn making machines.
  • the yarn is transferred from the winders to a yarn carrier, e.g. an empty tube, wound to obtain a yarn package of a desired size, shape and / or density.
  • the yarn carrier is either rotated by contact with a driven pressure roller for winding the yarn in rotation, or driven directly, with a pressure roller for supporting the yarn carrier is necessary.
  • the weight of the yarn carrier together with the weight of the Anpresshebelarms torque is exerted about the pivot point of the Anpresshebelarms, whereby a contact force of the yarn carrier is produced on the pressure roller.
  • This contact force increases with increasing weight of the yarn carrier during the winding of a yarn on the yarn carrier.
  • the contact pressure is causally responsible for the quality of the winding of the yarn on the finished yarn package. The stronger the contact force during winding, the harder is the winding of the yarn on the yarn carrier, i. the greater the winding density of the yarn on the yarn carrier. Any fluctuation of the pressing force leads to an irregularity of the winding density, resulting in yarn breaks or variations in the quality of subsequent processes in which the yarn package serves as a supply spool, e.g. Color irregularities in dyeing processes, can lead.
  • the pressing force should, according to a predetermined contact pressure curve, from the beginning of the winding process to its end, e.g. be definable according to a constant course.
  • the contact force should gradually decrease towards the end of the winding process.
  • the contact pressure is only generated by the weight of the Anpresshebelarms and possibly attached thereto other elements and the empty yarn carrier.
  • the actuator becomes the missing force
  • Actuator force to generate the desired value.
  • the latter is often necessary at the beginning of the winding process in a so-called loading phase.
  • the weight of the yarn carrier increases by the weight of the yarn wound thereon.
  • the actuator In order to keep the contact pressure constant, the actuator must continuously spend correspondingly less actuator force. If, e.g. Towards the end of the winding process, when the weight becomes too large, the actuator, in a release phase, must push the rocker arm against gravity in the opposite direction of the original actuator force to reduce the contact force by a portion of the weight.
  • the actuator force to be applied by the actuator varies continuously, according to the actual weight of the yarn package, which increases quadratically with its diameter, in order to increase the contact pressure, e.g. to keep constant.
  • the actuator is usually designed as a mechanical component, for example with one or two pneumatic cylinders, wherein the actuator is attached to the Anpresshebelarm such that it directly exerts the Aktuatorkraft on the Anpresshebelarm.
  • the contact force is provided by exerting a torque about the pivot point of the Anpresshebelarms, or by directly exerting Aktuatorkraft on the Anpresshebelarm.
  • a direct force measurement and / or an indirect force measurement for example via the position of the Anpresshebelarms, necessary to regulate the torque, or the contact force.
  • the contact force is measured by means of a sensor and the output signal of the sensor is used as a controlled variable for controlling the actuator.
  • an indirect force measurement can be concluded, for example, from the position of the Anpresshebelarms on the diameter of the yarn package and thus with known yarn weight on the weight of the yarn package.
  • a disadvantage of known winding devices is that the structure of the winding device is complicated and expensive by the need for controlling the contact force sensor. The measurement of the contact pressure is more error-prone and inaccurate.
  • the invention has for its object to provide a device for winding yarns, which avoids the disadvantages of the prior art and in particular allows accurate and safe torque control of the actuator.
  • the actuator has an electric motor with a sensorless motor control, wherein the motor control is set to regulate a torque which is to be exerted by the electric motor on the Anpresshebelarm, according to a predetermined torque curve.
  • the motor control is set to regulate a torque which is to be exerted by the electric motor on the Anpresshebelarm, according to a predetermined torque curve.
  • Such motors are known from the prior art. These are, for example, brushless, in particular direct current, motors, linear motors or stepping, for example hybrid stepping motors, which can control the position of their motor axis and the torque applied by the motor axis by means of their motor control itself. Examples of such motors are in the documents WO 2004/036732 A1 . WO 02/078152 A1 and or WO 03/036787 A1 disclosed.
  • the winding device according to the invention allows an efficient and precise control of the contact pressure, with a simplification of the entire arrangement of Winding device by the elimination of any kind of sensors in the field of winding device. In addition, the manufacturing cost and the spatial dimension of the winding device are reduced.
  • the accuracy of the control of the contact force is increased compared to the prior art, during the entire Aufspulreas the desired torque curve can be accurately and actively controlled. There is no so-called stick-slip effect, ie even small changes in the position of the actuator can be set accurately even at very low speed.
  • the motor axis can be accurately positioned in the case of its execution as a rotation axis (motor shaft), for example, to a sixteenth turn.
  • the electric motor can provide its full torque even at standstill.
  • the absolute position of the motor axis is known at all times, which allows an exact forward and backward movement of the motor axis.
  • the engine control is preferably set up to adjust the product from the value of the electric current flowing through the electric motor and the voltage applied to the electric motor for controlling the torque. By changing this product can be directly closed to the torque currently applied by the electric motor, the motor control can be constructed only of components of an electrical circuit. There is also no additional wiring of the electric motor necessary.
  • the pressure roller may be advantageously configured to drive the rotation of the yarn carrier receptacle via the yarn carrier. This has the advantage over the possibility of direct drive of the yarn carrier receptacle that the pressure roller has a fixed position on a yarn processing machine, ie is fixed in position, so that a very simple construction is possible for driving the pressure roller.
  • means are provided for determining the yarn carrier weight, wherein the motor controller is adapted to control the torque of the electric motor such that the sum of the force exerted by the electric motor on the Anpresshebelarm torque and the yarn carrier weight on the Anpresshebelarm torque applied to the predetermined torque curve, or a predetermined contact force, corresponds, is preferably kept constant. This achieves a uniform density of the yarn wound on the yarn carrier.
  • the yarn package thus created is particularly well suited as a supply spool for subsequent processes.
  • the means for determining the yarn carrier weight are preferably set up to determine a rotational speed of the yarn carrier receptacle and to determine the yarn carrier weight via the rotational speed.
  • the rotational speed of the yarn carrier recording already contains the information about the current diameter of the yarn carrier with the yarn wound thereon.
  • the tangential speed of the pressure roller is equal to the tangential speed of the surface of the wound yarn on the yarn carrier. As the yarn carrier becomes thicker as the yarn is wound up, its circumference becomes larger and larger. For the same tangential velocity of the surface, therefore, the rotational speed of the yarn carrier receptacle must decrease.
  • the current value of the rotational speed of the yarn carrier recording is therefore directly proportional to the actual diameter of the yarn carrier with the yarn wound thereon, ie the yarn package, at a constant rotational speed of the pressure roller.
  • This diameter information can be passed to the motor control for controlling the contact pressure.
  • a current assumed weight of the yarn package can be calculated from the current diameter. This assumed weight is very accurate, albeit a measured yarn length of the yarn unwound at the beginning of the yarn making process and the yarn weight per length into the calculation.
  • a desired value for the torque of the electric motor to be expended, in accordance with the predetermined torque curve is determined.
  • the electric motor then holds its position and the torque to be expended until a new yarn package diameter has been calculated over the rotational speed of the yarn carrier receiver and a new torque and position has been determined. This process is repeated in a control loop during the entire winding process. It is important in particular for DTY (Draw-Texture-Yarn) yarns that the length of the yarn wound on the yarn package depends strongly on the tension of the yarn, ie the tension of the yarn must be controlled according to the length of the yarn wound on the yarn package ,
  • a particularly compact design of the winding device according to the invention is achieved in that the actuator has a worm gear, wherein the worm gear at the pivot point of the Anpresshebelarms with the Anpresshebelarm comes into engagement and the torque of the electric motor for rotating the Anpresshebelarms on the worm gear on the Anpresshebelarm is transferable.
  • the torque applied by the worm gear is e.g. is transmitted to the Anpresshebelarm via a gear which is fixed to the Anpresshebelarm and is rotatably mounted with its center at the pivot point of the Anpresshebelarms. This torque can be controlled directly by the engine control.
  • the actuator may include torque transmitting means, wherein preferably the torque transmitting means between the outer and inner ends of the Anpresshebelarms, preferably centrally, with the Anpresshebelarm engage and the torque of the electric motor for rotating the Anpresshebelarms on the torque transmitting means on the Anpresshebelarm is transferable.
  • the torque transmission means for example a belt, may also be fixed at the end of the Anpresshebelarms. This configuration has the advantage that the lever arm for transmitting the torque from the electric motor, or a force applied by the electric motor, on the Anpresshebelarm is cheaper.
  • the torque transmission means may comprise a belt, preferably a toothed belt, or a screw spindle, which are drivable by the electric motor.
  • the electric motor can be designed as an electric motor with a rotatable motor axis in the usual way. The rotational movement of the motor axis is converted into a tensile or compressive movement. The torque exerted by the rotatable motor axis is controlled.
  • the torque transmitting means When the torque transmitting means is designed as an axis of a linear motor, the force exerted by the axis multiplied by the distance between the pivot point of the Anpresshebelarms and the position at which the axis comes into engagement with the Anpresshebelarm, corresponds to the torque to be controlled. It must then be implemented no rotational movement of a motor axis in a tensile or compressive movement.
  • a yarn processing machine according to the invention has at least one winding device according to the invention.
  • FIGS. 1 to 4 each show a winding device 1 according to the invention.
  • a yarn carrier 3, 4 is arranged in a yarn carrier receptacle mounted rotatably about its longitudinal axis.
  • An Anpresshebelarm 6.7 is rotatably mounted in the region of its radially inner end at a pivot point
  • the Anpresshebelarm 6.7 is rotatable by means of an active actuator 12 about the pivot point 10, that is pivotable.
  • the Garnlieness is arranged rotatably at an outer end of the Anpresshebelarms 6,7 perpendicular to Anpresshebelarm 6,7.
  • a pressure roller 15 supports the yarn carrier 3, 4 arranged in the yarn carrier receptacle.
  • the pressure roller 15 takes on the weight of the Anpresshebelarms 6.7 Garnliefact and the yarn carrier 3.4 with yarn wound thereon 17 and the given case by the actuator 12 on the Anpresshebelarm 6.7 torque exerted generated pressing force F, represented by an arrow , on.
  • the pressure roller 15 can not by means of a be shown driven electric motor.
  • the yarn 17 is guided over a yarn guide 18, for example a laying, between the pressure roller 15 and the yarn carrier 3, 4.
  • the actuator 12 has an electric motor 20 with a sensorless motor control.
  • the engine controller is configured to control a torque to be applied by the electric motor 20 to the Anpresshebelarm 6,7, according to a predetermined torque curve.
  • the Anpresshebelarm 6,7 is shown in two positions.
  • FIG. 1 shows a rewinding device 1 according to the invention with an actuator 12 which has a worm gear 25.
  • the worm gear 25 is driven directly by the motor axis of the electric motor 20.
  • the worm gear 25 comes at the pivot point 10 of the Anpresshebelarms 6.7 with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement and the torque T of the electric motor 20 for rotating the Anpresshebelarms 6.7 is transmitted via the worm gear 25 to the Anpresshebelarm 6.7.
  • the torque T applied by the worm gear 25 is transmitted to the pressure lever arm 6, 7 via a toothed wheel 26, which is fastened to the pressure lever arm 6, 7 and is rotatably mounted with its center at the pivot point 10 of the pressure lever arm 6, 7.
  • the Garnlieness is rotatably disposed at the outer end of the Anpresshebelarms perpendicular to Anpresshebelarm.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a rewinding device 1 according to the invention with an actuator 12 which has a belt 30 as a torque transmission means.
  • the belt 30 passes around the motor axis of the electric motor 20 and a pulley 32 attached to a yarn processing machine is fixed.
  • the belt 30 engages centrally between the outer and inner ends of the Anpresshebelarms 6.7 via an attached to the Aripresshebelarm 6.7 Riemenverklemmung 34, or in the case of a toothed belt via a gear with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement.
  • the torque T represented by two bent arrows, of the electric motor 20 for rotating the Anpresshebelarms 6.7 is thereby transmitted via the belt 30 on the Anpresshebelarm 6.7.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a rewinding device 1 according to the invention with an actuator 12, which has a screw spindle 40 as torque transmission means.
  • the screw 40 is designed as an extension of the motor axis of the electric motor 20.
  • the screw spindle 40 comes centrally between the outer and the inner end of the Anpresshebelarms 6.7 via a arranged on the Anpresshebelarm 6.7 nut thread 42 with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement.
  • the electric motor 20 is advantageously pivotably fixed to an engine mount 44 of a yarn processing machine. In the figure, this pivotability is indicated by the double representation of the electric motor 20.
  • the torque T, represented by two curved arrows, of the electric motor 20 for rotating the Anpresshebelarms 6.7 is thereby transmitted via the screw 40 to the Anpresshebelarm 6.7.
  • the electric motor 20 is designed as a linear motor, designed as an axis 50 of the linear motor torque transmission means.
  • the axis 50 of the linear motor is centered between the outer and the inner end of the Anpresshebelarms 6.7 with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement.
  • the axis 50 is pivotally mounted in the region of its remote end on the Anpresshebelarm 6.7.
  • the linear motor is also advantageously pivotable on a Fixed motor mount 44 of a yarn processing machine. In the figure, this pivotability is indicated by the double representation of the linear motor.
  • the linear motor exerts a force P, represented by a double arrow, on its axis 50 on the Anpresshebelarm 6.7.
  • the torque transmitted by the electric motor 20 for rotating the Anpresshebelarms 6.7 on the Anpresshebelarm 6.7 corresponds to the force P, which is exerted by the axis 50 multiplied by the distance between the pivot point 10 of the Anpresshebelarms 6,7 and the position at the axis 50 comes with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement.
  • the actuator 12 has an electric motor 20 with a sensorless motor control, wherein the engine control is set up, a torque which is to be exerted by the electric motor 20 on the Anpresshebelarm 6,7 to regulate according to a predetermined torque curve.
  • the invention is not limited to the embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which make use of the features of the invention even with fundamentally different type of execution.

Landscapes

  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)

Abstract

A textile yarn-spool winder has a winding spool (3) supported by a roller (15), and a lever-arm (6, 7) pivoting (10) externally close to the outer margin. The lever-arm (6, 7) rises and falls controlled by an act uator (12). The actuator is powered by an electric motor (20) with a non-sensor controller. The motor controller follows a sequence applying a predetermined torque profile to the lever-arm.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspulen von Garnen (Aufspulvorrichtung) mit einer um ihre Längsachse rotierbar gelagerten Garnträgeraufnahme, eingerichtet zur Aufnahme eines Garnträgers, einer Anpressrolle, eingerichtet zum Abstützen eines in der Garnträgeraufnahme angeordneten Garnträgers, einem Anpresshebelarm, der im Bereich seines radial inneren Endes drehbar an einem Drehpunkt befestigt ist, und einem aktiven Aktuator, eingerichtet zum Verdrehen des Anpresshebelarms um den Drehpunkt, wobei die Garnträgeraufnahme an einem äußeren Ende des Anpresshebelarms senkrecht zum Anpresshebelarm rotierbar angeordnet ist. Derartige Aufspulvorrichtungen werden bei Spulprozessen, insbesondere Umspulprozessen, bei der Garnherstellung, z.B. zur Herstellung von Spulen mit an einen Folgeprozess angepassten Garnwicklungen eingesetzt.The invention relates to a device for winding yarns (winding device) with a yarn carrier receptacle rotatably mounted about its longitudinal axis, adapted for receiving a yarn carrier, a pressure roller, adapted for supporting a yarn carrier arranged in the yarn carrier receptacle, a pressure lever arm which is in the region of its radially inner end is rotatably mounted at a pivot point, and an active actuator, arranged for rotating the Anpresshebelarms about the pivot point, wherein the Garnträgeraufnahme is rotatably disposed at an outer end of the Anpresshebelarms perpendicular to the Anpresshebelarm. Such winding devices are used in winding processes, in particular rewinding processes, in yarn production, for example for the production of bobbins with yarn windings adapted to a subsequent process.

Aufspulvorrichtungen sind Teil von Garnherstellungsmaschinen. Das Garn wird von den Aufspulvorrichtungen auf einen Garnträger, z.B. eine leere Hülse, aufgespult, um eine Garnspule mit einer gewünschten Größe, Form und/oder Dichte zu erhalten. Der Garnträger wird dabei entweder durch Kontakt mit einer angetriebenen Anpressrolle zum Aufspulen des Garns in Rotation versetzt, oder direkt angetrieben, wobei eine Anpressrolle zum Abstützen des Garnträgers notwendig ist.Winding devices are part of yarn making machines. The yarn is transferred from the winders to a yarn carrier, e.g. an empty tube, wound to obtain a yarn package of a desired size, shape and / or density. The yarn carrier is either rotated by contact with a driven pressure roller for winding the yarn in rotation, or driven directly, with a pressure roller for supporting the yarn carrier is necessary.

Über das Gewicht des Garnträgers zusammen mit dem Gewicht des Anpresshebelarms wird ein Drehmoment um den Drehpunkt des Anpresshebelarms ausgeübt, wodurch eine Anpresskraft des Garnträgers auf die Anpressrolle erzeugt wird. Diese Anpresskraft steigt mit zunehmendem Gewicht des Garnträgers während des Aufspulens eines Garns auf den Garnträger. Die Anpresskraft ist ursächlich verantwortlich für die Qualität der Aufspulung des Garns auf der fertigen Garnspule. Je stärker die Anpresskraft beim Aufspulen war, desto härter ist die Aufspulung des Garns auf dem Garnträger, d.h. desto größer ist die Windungsdichte des Garns auf dem Garnträger. Jede Schwankung der Anpresskraft führt zu einer Unregelmäßigkeit der Windungsdichte, was bei Folgeprozessen, bei denen die Garnspule als Vorlagespule dient, zu Garnbrüchen oder Qualitätsschwankungen, z.B. Farbunregelmäßigkeiten bei Färbeprozessen, führen kann.The weight of the yarn carrier together with the weight of the Anpresshebelarms torque is exerted about the pivot point of the Anpresshebelarms, whereby a contact force of the yarn carrier is produced on the pressure roller. This contact force increases with increasing weight of the yarn carrier during the winding of a yarn on the yarn carrier. The contact pressure is causally responsible for the quality of the winding of the yarn on the finished yarn package. The stronger the contact force during winding, the harder is the winding of the yarn on the yarn carrier, i. the greater the winding density of the yarn on the yarn carrier. Any fluctuation of the pressing force leads to an irregularity of the winding density, resulting in yarn breaks or variations in the quality of subsequent processes in which the yarn package serves as a supply spool, e.g. Color irregularities in dyeing processes, can lead.

Unabhängig vom Antrieb des Garnträgers muss deshalb eine möglichst geregelte Anpresskraft zwischen dem Garnträger und dessen Anpressrolle erzeugt werden. Bei den meisten Aufspulprozessen sollte die Anpresskraft gemäß einem vorgegebenen Anpresskraftverlauf vom Anfang des Aufspulprozesses bis zu dessen Ende, z.B. gemäß einem konstanten Verlauf, definierbar sein. Bei speziellen Garnbearbeitungsprozessen, z.B. beim Färben von Polyamid (PA) Garnen, sollte die Anpresskraft zum Ende des Aufspulprozesses hin verlaufend abnehmen.Regardless of the drive of the yarn carrier therefore a controlled contact force as possible between the yarn carrier and the pressure roller must be generated. In most winding processes, the pressing force should, according to a predetermined contact pressure curve, from the beginning of the winding process to its end, e.g. be definable according to a constant course. For special yarn processing processes, e.g. When dyeing polyamide (PA) yarns, the contact force should gradually decrease towards the end of the winding process.

Am Anfang des Aufspulprozesses wird die Anpresskraft nur über das Gewicht des Anpresshebelarms und eventuell daran befestigter anderer Elemente sowie dem leeren Garnträger erzeugt. Wenn der Wert einer gewünschten Anpresskraft höher ist, als die vom Gewicht erzeugte Kraft, wird vom Aktuator die fehlende KraftAt the beginning of the winding process, the contact pressure is only generated by the weight of the Anpresshebelarms and possibly attached thereto other elements and the empty yarn carrier. When the value of a desired pressing force is higher than the force generated by the weight, the actuator becomes the missing force

(Aktuatorkraft) zum Erzeugen des gewünschten Wertes bereitgestellt. Letzteres ist häufig am Anfang des Aufspulprozesses in einer so genannten Belastungsphase notwendig. Während des Aufspulens nimmt das Gewicht des Garnträgers um das Gewicht des darauf aufgespulten Garns zu. Um die Anpresskraft konstant zu halten, muss der Aktuator kontinuierlich entsprechend weniger Aktuatorkraft aufwenden. Wenn, z.B. gegen Ende des Aufspulprozesses, das Gewicht zu groß wird, muss der Aktuator in einer Entlastungsphase den Anpresshebelarm gegen die Schwerkraft in die entgegengesetzte Richtung der ursprünglichen Aktuatorkraft drücken, um die Anpresskraft um einen Teil des Gewichtes zu verringern. Wenn der Durchmesser der Garnspule mit zunehmend darauf aufgewickeltem Garn zunimmt, kann es weiter notwendig sein, dass der Aktuator den Anpresshebelarm in eine höhere Position anhebt um ein übermäßiges Zusammendrücken der Garnspule zu vermeiden. Die vom Aktuator aufzuwendende Aktuatorkraft variiert also kontinuierlich, entsprechend des aktuellen Gewichts der Garnspule, das quadratisch mit deren Durchmesser zunimmt, um die Anpresskraft z.B. konstant zu halten.(Actuator force) to generate the desired value. The latter is often necessary at the beginning of the winding process in a so-called loading phase. During winding, the weight of the yarn carrier increases by the weight of the yarn wound thereon. In order to keep the contact pressure constant, the actuator must continuously spend correspondingly less actuator force. If, e.g. Towards the end of the winding process, when the weight becomes too large, the actuator, in a release phase, must push the rocker arm against gravity in the opposite direction of the original actuator force to reduce the contact force by a portion of the weight. As the diameter of the yarn package increases with yarns being wound thereon, it may further be necessary for the actuator to raise the presser arm to a higher position to avoid over-squeezing the yarn package. Thus, the actuator force to be applied by the actuator varies continuously, according to the actual weight of the yarn package, which increases quadratically with its diameter, in order to increase the contact pressure, e.g. to keep constant.

Der Aktuator wird üblicherweise als ein mechanisches Bauteil, z.B. mit einem oder zwei pneumatischen Zylinder ausgeführt, wobei der Aktuator derart am Anpresshebelarm befestigt ist, dass er direkt die Aktuatorkraft auf den Anpresshebelarm ausübt. Dabei wird die Anpresskraft durch Ausüben eines Drehmoments um den Drehpunkt des Anpresshebelarms, bzw. durch direktes Ausüben der Aktuatorkraft auf den Anpresshebelarm, bereitgestellt. Unabhängig davon, wie die Aktuatorkraft zum Erzeugen des Anpressdruckes übertragen wird, ist eine direkte Kraftmesssung und/oder eine indirekte Kraftmessung, z.B. über die Position des Anpresshebelarms, notwendig, um das Drehmoment, bzw. die Anpresskraft, zu regulieren. Die Anpresskraft wird dabei mittels eines Sensors gemessen und das Ausgangssignal des Sensors wird als Regelgröße zur Steuerung des Aktuators verwendet. Bei einer indirekten Kraftmessung kann z.B. aus der Position des Anpresshebelarms auf den Durchmesser der Garnspule und damit bei bekanntem Garngewicht, auf das Gewicht der Garnspule geschlossen werden.The actuator is usually designed as a mechanical component, for example with one or two pneumatic cylinders, wherein the actuator is attached to the Anpresshebelarm such that it directly exerts the Aktuatorkraft on the Anpresshebelarm. In this case, the contact force is provided by exerting a torque about the pivot point of the Anpresshebelarms, or by directly exerting Aktuatorkraft on the Anpresshebelarm. Regardless of how the Aktuatorkraft is transmitted to generate the contact pressure, a direct force measurement and / or an indirect force measurement, for example via the position of the Anpresshebelarms, necessary to regulate the torque, or the contact force. The contact force is measured by means of a sensor and the output signal of the sensor is used as a controlled variable for controlling the actuator. In an indirect force measurement can be concluded, for example, from the position of the Anpresshebelarms on the diameter of the yarn package and thus with known yarn weight on the weight of the yarn package.

Nachteilig bei bekannten Aufspulvorrichtungen ist, dass der Aufbau der Aufspulvorrichtung durch die zur Steuerung der Anpresskraft benötigte Sensorik kompliziert und teuer ist. Die Messung der Anpresskraft ist weiter fehleranfällig und ungenau.A disadvantage of known winding devices is that the structure of the winding device is complicated and expensive by the need for controlling the contact force sensor. The measurement of the contact pressure is more error-prone and inaccurate.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Aufspulen von Garnen bereitzustellen, welche die Nachteile des Standes der Technik vermeidet und insbesondere eine genaue und sichere Drehmomentsteuerung des Aktuators ermöglicht.The invention has for its object to provide a device for winding yarns, which avoids the disadvantages of the prior art and in particular allows accurate and safe torque control of the actuator.

Diese Aufgabe wird durch die Vorrichtung des unabhängigen Anspruches gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.This object is achieved by the device of the independent claim. The dependent claims represent preferred embodiments of the invention.

Bei einer erfindungsgemäßen Aufspulvorrichtung weist der Aktuator einen Elektromotor mit einer sensorlosen Motorsteuerung auf, wobei die Motorsteuerung eingerichtet ist, ein Drehmoment, das vom Elektromotor auf den Anpresshebelarm auszuüben ist, gemäß eines vorgegebenen Drehmomentverlaufs zu regeln. Es ist insbesondere kein optischer und/oder elektromagnetischer Sensor zur Erfassung des vom Aktuator ausgeübten Drehmoments vorhanden.In a winding device according to the invention, the actuator has an electric motor with a sensorless motor control, wherein the motor control is set to regulate a torque which is to be exerted by the electric motor on the Anpresshebelarm, according to a predetermined torque curve. In particular, there is no optical and / or electromagnetic sensor for detecting the torque exerted by the actuator.

Derartige Motoren sind aus dem Stand der Technik bekannt. Es handelt sich dabei z.B. um bürstenlose, insbesondere Gleichstrom, Motoren, Linearmotoren oder Schritt- z.B. Hybridschrittmotoren, die die Position ihrer Motorachse und das von der Motorachse aufgebrachte Drehmoment mittels ihrer Motorsteuerung selbst kontrollieren können. Beispiele derartiger Motoren sind in den Druckschriften WO 2004/036732 A1 , WO 02/078152 A1 und/oder WO 03/036787 A1 offenbart.
Die erfindungsgemäße Aufspulvorrichtung ermöglicht eine effiziente und präzise Kontrolle der Anpresskraft, bei einer Vereinfachung der gesamten Anordnung der Aufspulvorrichtung durch das Entfallen jeglicher Art von Sensoren im Bereich der Aufspulvorrichtung. Zudem werden die Herstellungskosten und die räumliche Dimension der Aufspulvorrichtung verringert. Die Genauigkeit der Steuerung der Anpresskraft wird gegenüber dem Stand der Technik vergrößert, wobei während des gesamten Aufspulprozesses der gewünschte Drehmomentverlauf exakt und aktiv gesteuert werden kann. Es tritt kein sogenannter Stick-Slip-Effekt auf, d.h. auch nur geringe Änderungen der Position des Aktuators können auch bei sehr geringer Geschwindigkeit genau eingestellt werden. Die Motorachse kann im Falle ihrer Ausführung als Rotationsachse (Motorwelle) z.B. auf eine sechzehntel Umdrehung genau positioniert werden. Der Elektromotor kann selbst bei Stillstand sein volles Drehmoment erbringen. Die absolute Position der Motorachse ist jederzeit bekannt, wodurch eine exakte Vor- und Zurückbewegung der Motorachse ermöglicht wird.Such motors are known from the prior art. These are, for example, brushless, in particular direct current, motors, linear motors or stepping, for example hybrid stepping motors, which can control the position of their motor axis and the torque applied by the motor axis by means of their motor control itself. Examples of such motors are in the documents WO 2004/036732 A1 . WO 02/078152 A1 and or WO 03/036787 A1 disclosed.
The winding device according to the invention allows an efficient and precise control of the contact pressure, with a simplification of the entire arrangement of Winding device by the elimination of any kind of sensors in the field of winding device. In addition, the manufacturing cost and the spatial dimension of the winding device are reduced. The accuracy of the control of the contact force is increased compared to the prior art, during the entire Aufspulprozesses the desired torque curve can be accurately and actively controlled. There is no so-called stick-slip effect, ie even small changes in the position of the actuator can be set accurately even at very low speed. The motor axis can be accurately positioned in the case of its execution as a rotation axis (motor shaft), for example, to a sixteenth turn. The electric motor can provide its full torque even at standstill. The absolute position of the motor axis is known at all times, which allows an exact forward and backward movement of the motor axis.

Die Motorsteuerung ist bevorzugt eingerichtet, das Produkt aus dem Wert des den Elektromotor durchfließenden elektrischen Stroms und der am Elektromotor anliegenden elektrischen Spannung zur Regelung des Drehmoments einzustellen. Über die Änderung dieses Produkts kann direkt auf das momentan vom Elektromotor aufgebrachte Drehmoment geschlossen werden, wobei die Motorsteuerung nur aus Komponenten einer elektrischen Schaltung aufgebaut sein kann. Es ist auch keine zusätzliche Verkabelung des Elektromotors notwendig.The engine control is preferably set up to adjust the product from the value of the electric current flowing through the electric motor and the voltage applied to the electric motor for controlling the torque. By changing this product can be directly closed to the torque currently applied by the electric motor, the motor control can be constructed only of components of an electrical circuit. There is also no additional wiring of the electric motor necessary.

Die Anpressrolle kann vorteilhaft zum Antreiben der Rotation der Garnträgeraufnahme über den Garnträger eingerichtet sein. Dies hat gegenüber der Möglichkeit eines direkten Antriebes der Garnträgeraufnahme den Vorteil, dass die Anpressrolle eine feste Position an einer Garnbearbeitungsmaschine hat, d.h. lagefixiert montiert ist, so dass zum Antrieb der Anpressrolle ein sehr einfacher Aufbau möglich ist.The pressure roller may be advantageously configured to drive the rotation of the yarn carrier receptacle via the yarn carrier. This has the advantage over the possibility of direct drive of the yarn carrier receptacle that the pressure roller has a fixed position on a yarn processing machine, ie is fixed in position, so that a very simple construction is possible for driving the pressure roller.

Bevorzugt sind Mittel zum Bestimmen des Garnträgergewichts vorgesehen, wobei die Motorsteuerung eingerichtet ist, das Drehmoment des Elektromotors derart zu regeln, dass die Summe des vom Elektromotor auf den Anpresshebelarm ausgeübten Drehmoments und des vom Garnträgergewicht über den Anpresshebelarm ausgeübten Drehmoments dem vorgegebenen Drehmomentverlauf, bzw. einem vorgegebenen Anpresskraftverlauf, entspricht, bevorzugt konstant gehalten wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Dichte des auf den Garnträger aufgewickelten Garns erreicht. Die so erstellte Garnspule eignet sich besonders gut als Vorlagespule für Folgeprozesse.Preferably, means are provided for determining the yarn carrier weight, wherein the motor controller is adapted to control the torque of the electric motor such that the sum of the force exerted by the electric motor on the Anpresshebelarm torque and the yarn carrier weight on the Anpresshebelarm torque applied to the predetermined torque curve, or a predetermined contact force, corresponds, is preferably kept constant. This achieves a uniform density of the yarn wound on the yarn carrier. The yarn package thus created is particularly well suited as a supply spool for subsequent processes.

Die Mittel zum Bestimmen des Garnträgergewichts sind dabei bevorzugt eingerichtet, eine Rotationsgeschwindigkeit der Garnträgeraufnahme zu bestimmen und das Garnträgergewicht über die Rotationsgeschwindigkeit zu bestimmen. Die Rotationsgeschwindigkeit der Garnträgeraufnahme beinhaltet bereits die Information über den aktuellen Durchmesser des Garnträgers mit dem darauf aufgewickelten Garn. Die Tangentialgeschwindigkeit der Anpressrolle ist gleich der Tangentialgeschwindigkeit der Oberfläche des aufgewickelten Garns auf dem Garnträger. Wenn der Garnträger durch das Aufwickeln des Garns immer dicker wird, wird dessen Umfang immer größer. Bei gleicher Tangentialgeschwindigkeit der Oberfläche muss deshalb die Rotationsgeschwindigkeit der Garnträgeraufnahme abnehmen. Der aktuelle Wert der Rotationsgeschwindigkeit der Garnträgeraufnahme ist bei konstanter Rotationsgeschwindigkeit der Anpressrolle deshalb direkt proportional zum aktuellen Durchmesser des Garnträgers mit dem darauf aufgewickelten Garn, also der Garnspule. Diese Durchmesserinformation kann der Motorsteuerung zur Kontrolle der Anpresskraft übergeben werden. Über vordefinierte Tabellen in einer Kontrollsoftware der Motorsteuerung kann aus dem aktuellen Durchmesser ein aktuelles vermutetes Gewicht der Garnspule berechnet werden. Dieses vermutete Gewicht ist sehr exakt, wenn auch eine gemessene Garnlänge des am Anfang des Garnherstellungsprozesses abgespulten Garns und das Garngewicht pro Länge in die Berechnung eingehen. Entsprechend des aktuellen vermuteten Gewichts wird ein Sollwert für das aufzuwendende Drehmoment des Elektromotors, entsprechend dem vorgegebenen Drehmomentverlauf, bestimmt. Der Elektromotor hält dann seine Position und das aufzuwendende Drehmoment bis ein neuer Garnspulendurchmesser über die Rotationsgeschwindigkeit der Garnträgeraufnahme errechnet wurde und ein neues aufzuwendendes Drehmoment und eine neue Position bestimmt wurde. Dieser Vorgang wird in einer Kontrollschleife während des gesamten Aufwickelvorgangs wiederholt. Dabei ist insbesondere bei DTY-Garnen (Draw-Texture-Yarn) wichtig, dass die Länge des auf der Garnspule aufgewickelten Garns stark von der Spannung des Garns abhängt, d.h. die Spannung des Garns muss entsprechend der Länge des auf der Garnspule aufgewickelten Garns geregelt werden.The means for determining the yarn carrier weight are preferably set up to determine a rotational speed of the yarn carrier receptacle and to determine the yarn carrier weight via the rotational speed. The rotational speed of the yarn carrier recording already contains the information about the current diameter of the yarn carrier with the yarn wound thereon. The tangential speed of the pressure roller is equal to the tangential speed of the surface of the wound yarn on the yarn carrier. As the yarn carrier becomes thicker as the yarn is wound up, its circumference becomes larger and larger. For the same tangential velocity of the surface, therefore, the rotational speed of the yarn carrier receptacle must decrease. The current value of the rotational speed of the yarn carrier recording is therefore directly proportional to the actual diameter of the yarn carrier with the yarn wound thereon, ie the yarn package, at a constant rotational speed of the pressure roller. This diameter information can be passed to the motor control for controlling the contact pressure. Using predefined tables in a control software of the engine control, a current assumed weight of the yarn package can be calculated from the current diameter. This assumed weight is very accurate, albeit a measured yarn length of the yarn unwound at the beginning of the yarn making process and the yarn weight per length into the calculation. According to the current presumed weight, a desired value for the torque of the electric motor to be expended, in accordance with the predetermined torque curve, is determined. The electric motor then holds its position and the torque to be expended until a new yarn package diameter has been calculated over the rotational speed of the yarn carrier receiver and a new torque and position has been determined. This process is repeated in a control loop during the entire winding process. It is important in particular for DTY (Draw-Texture-Yarn) yarns that the length of the yarn wound on the yarn package depends strongly on the tension of the yarn, ie the tension of the yarn must be controlled according to the length of the yarn wound on the yarn package ,

Eine besonders kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Aufspulvorrichtung wird dadurch erreicht, dass der Aktuator ein Schneckengetriebe aufweist, wobei das Schneckengetriebe am Drehpunkt des Anpresshebelarms mit dem Anpresshebelarm zum Eingriff kommt und das Drehmoment des Elektromotors zum Verdrehen des Anpresshebelarms über das Schneckengetriebe auf den Anpresshebelarm übertragbar ist. Das vom Schneckengetriebe aufgebrachte Drehmoment wird z.B. über ein Zahnrad, das am Anpresshebelarm befestigt ist und mit seinem Mittelpunkt am Drehpunkt des Anpresshebelarms drehbar gelagert ist, auf den Anpresshebelarm übertragen. Dieses Drehmoment kann direkt von der Motorsteuerung geregelt werden.A particularly compact design of the winding device according to the invention is achieved in that the actuator has a worm gear, wherein the worm gear at the pivot point of the Anpresshebelarms with the Anpresshebelarm comes into engagement and the torque of the electric motor for rotating the Anpresshebelarms on the worm gear on the Anpresshebelarm is transferable. The torque applied by the worm gear is e.g. is transmitted to the Anpresshebelarm via a gear which is fixed to the Anpresshebelarm and is rotatably mounted with its center at the pivot point of the Anpresshebelarms. This torque can be controlled directly by the engine control.

Alternativ kann der Aktuator Drehmomentübertragungsmittel aufweisen, wobei die Drehmomentübertragungsmittel bevorzugt zwischen dem äußeren und dem inneren Ende des Anpresshebelarms, bevorzugt mittig, mit dem Anpresshebelarm zum Eingriff kommen und das Drehmoment des Elektromotors zum Verdrehen des Anpresshebelarms über die Drehmomentübertragungsmittel auf den Anpresshebelarm übertragbar ist. Die Drehmomentübertragungsmittel, z.B. ein Riemen, können auch am Ende des Anpresshebelarms fixiert sein. Diese Konfiguration hat den Vorteil, dass der Hebelarm zur Übertragung des Drehmoments vom Elektromotor, beziehungsweise einer vom Elektromotor aufgebrachten Kraft, auf den Anpresshebelarm günstiger ist. D.h. die vom Elektromotor aufzuwendende Kraft ist bei gleichem aufzuwendenden Drehmoment geringer, da über den Abstand zwischen dem Drehpunkt des Anpresshebelarms und der Position, an dem die Drehmomentübertragungsmittel mit dem Anpresshebelarm zum Eingriff kommen, ein Hebel wirkt.Alternatively, the actuator may include torque transmitting means, wherein preferably the torque transmitting means between the outer and inner ends of the Anpresshebelarms, preferably centrally, with the Anpresshebelarm engage and the torque of the electric motor for rotating the Anpresshebelarms on the torque transmitting means on the Anpresshebelarm is transferable. The torque transmission means, for example a belt, may also be fixed at the end of the Anpresshebelarms. This configuration has the advantage that the lever arm for transmitting the torque from the electric motor, or a force applied by the electric motor, on the Anpresshebelarm is cheaper. That is, the force to be expended by the electric motor is lower for the same torque to be applied, since a lever acts via the distance between the pivot point of the Anpresshebelarms and the position at which the torque transmitting means come into engagement with the Anpresshebelarm.

Die Drehmomentübertragungsmittel können einen Riemen, bevorzugt einen Zahnriemen, oder eine Schraubenspindel aufweisen, die von dem Elektromotor antreibbar sind. Dazu kann der Elektromotor als ein Elektromotor mit einer rotierbaren Motorachse in üblicher Weise ausgeführt sein. Die Rotationsbewegung der Motorachse wird in eine Zug- oder Druckbewegung umgesetzt. Das von der rotierbaren Motorachse ausgeübte Drehmoment wird dabei kontrolliert.The torque transmission means may comprise a belt, preferably a toothed belt, or a screw spindle, which are drivable by the electric motor. For this purpose, the electric motor can be designed as an electric motor with a rotatable motor axis in the usual way. The rotational movement of the motor axis is converted into a tensile or compressive movement. The torque exerted by the rotatable motor axis is controlled.

Wenn die Drehmomentübertragungsmittel als Achse eines Linearmotors ausgeführt sind, entspricht die Kraft, die von der Achse ausgeübt wird, multipliziert mit dem Abstand zwischen dem Drehpunkt des Anpresshebelarms und der Position, an der die Achse mit dem Anpresshebelarm zum Eingriff kommt, dem zu regelnden Drehmoment. Es muss dann keine Rotationsbewegung einer Motorachse in eine Zug- oder Druckbewegung umgesetzt werden.When the torque transmitting means is designed as an axis of a linear motor, the force exerted by the axis multiplied by the distance between the pivot point of the Anpresshebelarms and the position at which the axis comes into engagement with the Anpresshebelarm, corresponds to the torque to be controlled. It must then be implemented no rotational movement of a motor axis in a tensile or compressive movement.

Eine erfindungsgemäße Garnbearbeitungsmaschine weist mindestens eine erfindungsgemäße Aufspulvorrichtung auf.A yarn processing machine according to the invention has at least one winding device according to the invention.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

  • Die Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umspulvorrichtung mit einem Schneckengetriebe.
  • Die Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umspulvorrichtung mit einem Riemen als Drehmomentübertragungsmittel.
  • Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umspulvorrichtung mit einer Schraubenspindel als Drehmomentübertragungsmittel.
  • Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umspulvorrichtung, wobei die Drehmomentübertragungsmittel als Achse eines Linearmotors ausgeführt sind.
The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings.
  • 1 shows a first embodiment of a rewinding device according to the invention with a worm gear.
  • FIG. 2 shows a further embodiment of a rewinding device according to the invention with a belt as torque transmission means.
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a rewinding device according to the invention with a screw spindle as torque transmission means.
  • 4 shows a further embodiment of a rewinding device according to the invention, wherein the torque transmission means are designed as an axis of a linear motor.

Die Figuren der Zeichnungen zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.The figures of the drawings show the subject matter of the invention in a highly schematic manner and are not to scale. The individual components of the article according to the invention are shown so that their structure can be well shown.

In den Figuren 1 bis 4 ist jeweils eine erfindungsgemäße Aufspulvorrichtung 1 dargestellt. In einer um ihre Längsachse rotierbar gelagerte Garnträgeraufnahme ist ein Garnträger 3,4 angeordnet. Ein Anpresshebelarm 6,7 ist im Bereich seines radial inneren Endes drehbar an einem Drehpunkt 10 befestigt. Der Anpresshebelarm 6,7 ist mittels eines aktiven Aktuators 12 um den Drehpunkt 10 drehbar, d.h. verschwenkbar. Die Garnträgeraufnahme ist an einem äußeren Ende des Anpresshebelarms 6,7 senkrecht zum Anpresshebelarm 6,7 rotierbar angeordnet. Eine Anpressrolle 15 stützt den in der Garnträgeraufnahme angeordneten Garnträger 3,4 ab. Dabei nimmt die Anpressrolle 15 die von dem Gewicht des Anpresshebelarms 6,7 der Garnträgeraufnahme und dem Garnträger 3,4 mit darauf aufgewickeltem Garn 17 sowie dem gegebenen falls vom Aktuator 12 auf den Anpresshebelarm 6,7 ausgeübten Drehmoment erzeugte Anpresskraft F, dargestellt durch einen Pfeil, auf. Die Anpressrolle 15 kann dabei mittels eines nicht dargestellten Elektromotors antreibbar sein. Das Garn 17 ist über eine Garnführung 18, z.B. eine Verlegung, zwischen der Anpressrolle 15 und dem Garnträger 3,4 geführt. Der Aktuator 12 weist einen Elektromotor 20 mit einer sensorlosen Motorsteuerung auf. Die Motorsteuerung ist eingerichtet, ein Drehmoment, das vom Elektromotor 20 auf den Anpresshebelarm 6,7 auszuüben ist, gemäß eines vorgegebenen Drehmomentverlaufs, zu regeln.
Der Anpresshebelarm 6,7 ist jeweils in zwei Positionen gezeigt. Der in der Garnträgeraufnahme angeordnete Garnträger 4 des Anpresshebelarms 7 in der ersten Position zu Beginn des Aufspulprozesses ist noch leer. Bei dem Anpresshebelarm 6 in der zweiten Position ist der Garnträger 3 voll, d.h. auf dem Garnträger 3 ist das Garn 17 unter Ausbildung einer Garnspule aufgewickelt.FIGS. 1 to 4 each show a winding device 1 according to the invention. A yarn carrier 3, 4 is arranged in a yarn carrier receptacle mounted rotatably about its longitudinal axis. An Anpresshebelarm 6.7 is rotatably mounted in the region of its radially inner end at a pivot point The Anpresshebelarm 6.7 is rotatable by means of an active actuator 12 about the pivot point 10, that is pivotable. The Garnträgeraufnahme is arranged rotatably at an outer end of the Anpresshebelarms 6,7 perpendicular to Anpresshebelarm 6,7. A pressure roller 15 supports the yarn carrier 3, 4 arranged in the yarn carrier receptacle. In this case, the pressure roller 15 takes on the weight of the Anpresshebelarms 6.7 Garnträgeraufnahme and the yarn carrier 3.4 with yarn wound thereon 17 and the given case by the actuator 12 on the Anpresshebelarm 6.7 torque exerted generated pressing force F, represented by an arrow , on. The pressure roller 15 can not by means of a be shown driven electric motor. The yarn 17 is guided over a yarn guide 18, for example a laying, between the pressure roller 15 and the yarn carrier 3, 4. The actuator 12 has an electric motor 20 with a sensorless motor control. The engine controller is configured to control a torque to be applied by the electric motor 20 to the Anpresshebelarm 6,7, according to a predetermined torque curve.
The Anpresshebelarm 6,7 is shown in two positions. The arranged in the Garnträgeraufnahme yarn carrier 4 of the Anpresshebelarms 7 in the first position at the beginning of Aufspulprozesses is still empty. In the Anpresshebelarm 6 in the second position of the yarn carrier 3 is full, ie on the yarn carrier 3, the yarn 17 is wound to form a yarn package.

In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Umspulvorrichtung 1 mit einem Aktuator 12, der ein Schneckengetriebe 25 aufweist, dargestellt. Das Schneckengetriebe 25 wird direkt von der Motorachse des Elektromotors 20 angetrieben. Das Schneckengetriebe 25 kommt am Drehpunkt 10 des Anpresshebelarms 6,7 mit dem Anpresshebelarm 6,7 zum Eingriff und das Drehmoment T des Elektromotors 20 zum Verdrehen des Anpresshebelarms 6,7 wird über das Schneckengetriebe 25 auf den Anpresshebelarm 6,7 übertragen. Das vom Schneckengetriebe 25 aufgebrachte Drehmoment T wird dabei über ein Zahnrad 26, das am Anpresshebelarm 6,7 befestigt ist und mit seinem Mittelpunkt am Drehpunkt 10 des Anpresshebelarms 6,7 drehbar gelagert ist, auf den Anpresshebelarm 6,7 übertragen. Die Garnträgeraufnahme ist rotierbar am äußeren Ende des Anpresshebelarms senkrecht zum Anpresshebelarm angeordnet.FIG. 1 shows a rewinding device 1 according to the invention with an actuator 12 which has a worm gear 25. The worm gear 25 is driven directly by the motor axis of the electric motor 20. The worm gear 25 comes at the pivot point 10 of the Anpresshebelarms 6.7 with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement and the torque T of the electric motor 20 for rotating the Anpresshebelarms 6.7 is transmitted via the worm gear 25 to the Anpresshebelarm 6.7. The torque T applied by the worm gear 25 is transmitted to the pressure lever arm 6, 7 via a toothed wheel 26, which is fastened to the pressure lever arm 6, 7 and is rotatably mounted with its center at the pivot point 10 of the pressure lever arm 6, 7. The Garnträgeraufnahme is rotatably disposed at the outer end of the Anpresshebelarms perpendicular to Anpresshebelarm.

Die Figur 2 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umspulvorrichtung 1 mit einem Aktuator 12, der als Drehmomentübertragungsmittel einen Riemen 30 aufweist. Der Riemen 30 läuft um die Motorachse des Elektromotors 20 und eine Umlenkrolle 32, die an einer Garnbearbeitungsmaschine fixiert ist. Der Riemen 30 kommt mittig zwischen dem äußeren und dem inneren Ende des Anpresshebelarms 6,7 über eine an dem Aripresshebelarm 6,7 befestigte Riemenverklemmung 34, oder im Falle eines Zahnriemens über ein Zahnrad, mit dem Anpresshebelarm 6,7 zum Eingriff. Das Drehmoment T, dargestellt durch zwei gebogene Pfeile, des Elektromotors 20 zum Verdrehen des Anpresshebelarms 6,7 wird dadurch über den Riemen 30 auf den Anpresshebelarm 6,7 übertragen.FIG. 2 shows a further embodiment of a rewinding device 1 according to the invention with an actuator 12 which has a belt 30 as a torque transmission means. The belt 30 passes around the motor axis of the electric motor 20 and a pulley 32 attached to a yarn processing machine is fixed. The belt 30 engages centrally between the outer and inner ends of the Anpresshebelarms 6.7 via an attached to the Aripresshebelarm 6.7 Riemenverklemmung 34, or in the case of a toothed belt via a gear with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement. The torque T, represented by two bent arrows, of the electric motor 20 for rotating the Anpresshebelarms 6.7 is thereby transmitted via the belt 30 on the Anpresshebelarm 6.7.

Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umspulvorrichtung 1 mit einem Aktuator 12, der als Drehmomentübertragungsmittel eine Schraubenspindel 40 aufweist. Die Schraubenspindel 40 ist als Verlängerung der Motorachse des Elektromotors 20 ausgeführt. Die Schraubenspindel 40 kommt mittig zwischen dem äußeren und dem inneren Ende des Anpresshebelarms 6,7 über ein an dem Anpresshebelarm 6,7 angeordnetes Schraubenmuttergewinde 42 mit dem Anpresshebelarm 6,7 zum Eingriff. Der Elektromotor 20 ist in vorteilhafter Weise verschwenkbar an einer Motorbefestigung 44 einer Garnbearbeitungsmaschine fixiert. In der Figur ist diese Verschwenkbarkeit durch die doppelte Darstellung des Elektromotors 20 angedeutet. Das Drehmoment T, dargestellt durch zwei gebogene Pfeile, des Elektromotors 20 zum Verdrehen des Anpresshebelarms 6,7 wird dadurch über die Schraubenspindel 40 auf den Anpresshebelarm 6,7 übertragen.FIG. 3 shows a further embodiment of a rewinding device 1 according to the invention with an actuator 12, which has a screw spindle 40 as torque transmission means. The screw 40 is designed as an extension of the motor axis of the electric motor 20. The screw spindle 40 comes centrally between the outer and the inner end of the Anpresshebelarms 6.7 via a arranged on the Anpresshebelarm 6.7 nut thread 42 with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement. The electric motor 20 is advantageously pivotably fixed to an engine mount 44 of a yarn processing machine. In the figure, this pivotability is indicated by the double representation of the electric motor 20. The torque T, represented by two curved arrows, of the electric motor 20 for rotating the Anpresshebelarms 6.7 is thereby transmitted via the screw 40 to the Anpresshebelarm 6.7.

Die Figur 4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umspulvorrichtung 1 mit einem Aktuator 12, dessen Elektromotor 20 als Linearmotor ausgeführt ist, mit als Achse 50 des Linearmotors ausgebildeten Drehmomentübertragungsmitteln. Die Achse 50 des Linearmotors kommt mittig zwischen dem äußeren und dem inneren Ende des Anpresshebelarms 6,7 mit dem Anpresshebelarm 6,7 zum Eingriff. Dazu ist die Achse 50 im Bereich ihres motorfernen Endes am Anpresshebelarm 6,7 verschwenkbar befestigt. Der Linearmotor ist in vorteilhafter Weise ebenfalls verschwenkbar an einer Motorbefestigung 44 einer Garnbearbeitungsmaschine fixiert. In der Figur ist diese Verschwenkbarkeit durch die doppelte Darstellung des Linearmotors angedeutet. Der Linearmotor übt eine Kraft P, dargestellt durch einen Doppelpfeil, über dessen Achse 50 auf den Anpresshebelarm 6,7 aus. Das vom Elektromotor 20 zum Verdrehen des Anpresshebelarms 6,7 auf den Anpresshebelarm 6,7 übertragene Drehmoment entspricht der Kraft P, die von der Achse 50 ausgeübt wird, multipliziert mit dem Abstand zwischen dem Drehpunkt 10 des Anpresshebelarms 6,7 und der Position, an der die Achse 50 mit dem Anpresshebelarm 6,7 zum Eingriff kommt.4 shows a further embodiment of a rewinding device 1 according to the invention with an actuator 12, the electric motor 20 is designed as a linear motor, designed as an axis 50 of the linear motor torque transmission means. The axis 50 of the linear motor is centered between the outer and the inner end of the Anpresshebelarms 6.7 with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement. For this purpose, the axis 50 is pivotally mounted in the region of its remote end on the Anpresshebelarm 6.7. The linear motor is also advantageously pivotable on a Fixed motor mount 44 of a yarn processing machine. In the figure, this pivotability is indicated by the double representation of the linear motor. The linear motor exerts a force P, represented by a double arrow, on its axis 50 on the Anpresshebelarm 6.7. The torque transmitted by the electric motor 20 for rotating the Anpresshebelarms 6.7 on the Anpresshebelarm 6.7 corresponds to the force P, which is exerted by the axis 50 multiplied by the distance between the pivot point 10 of the Anpresshebelarms 6,7 and the position at the axis 50 comes with the Anpresshebelarm 6.7 for engagement.

Vorgeschlagen wird eine Aufspulvorrichtung 1 zum Aufspulen von Garn 17 mit einer um ihre Längsachse rotierbar gelagerten Garnträgeraufnahme, eingerichtet zur Aufnahme eines Garnträgers 3,4, einer Anpressrolle 15, eingerichtet zum Abstützen des in der Garnträgeraufnahme angeordneten Garnträgers 3,4, einem Anpresshebelarm 6,7, der im Bereich seines radial inneren Endes drehbar an einem Drehpunkt 10 befestigt ist, und einem aktiven Aktuator 12, eingerichtet zum Verdrehen des Anpresshebelarms 6,7 um den Drehpunkt 10, wobei die Garnträgeraufnahme an einem äußeren Ende des Anpresshebelarms 6,7 senkrecht zum Anpresshebelarm 6,7 rotierbar angeordnet ist. Der Aktuator 12 weist einen Elektromotor 20 mit einer sensorlosen Motorsteuerung auf, wobei die Motorsteuerung eingerichtet, ist ein Drehmoment, das vom Elektromotor 20 auf den Anpresshebelarm 6,7 auszuüben ist, gemäß eines vorgegebenen Drehmomentverlaufs zu regeln.Proposed is a winding device 1 for winding yarn 17 with a rotatably mounted about its longitudinal axis yarn carrier receptacle, adapted for receiving a yarn carrier 3,4, a pressure roller 15, arranged for supporting the arranged in the Garnträgeraufnahme yarn carrier 3,4, a Anpresshebelarm 6,7 which is rotatably mounted at a pivot point 10 in the region of its radially inner end, and an active actuator 12 adapted to rotate the Anpresshebelarms 6.7 about the pivot point 10, wherein the Garnträgeraufnahme at an outer end of the Anpresshebelarms 6,7 perpendicular to the Anpresshebelarm 6,7 is arranged rotatable. The actuator 12 has an electric motor 20 with a sensorless motor control, wherein the engine control is set up, a torque which is to be exerted by the electric motor 20 on the Anpresshebelarm 6,7 to regulate according to a predetermined torque curve.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.The invention is not limited to the embodiments given above. Rather, a number of variants are conceivable, which make use of the features of the invention even with fundamentally different type of execution.

Claims (11)

Aufspulvorrichtung (1) zum Aufspulen von Garn (17) mit - einer um ihre Längsachse rotierbar gelagerten Garnträgeraufnahme, eingerichtet zur Aufnahme eines Garnträgers (3,4), - einer Anpressrolle (15), eingerichtet zum Abstützen des in der Garnträgeraufnahme angeordneten Garnträgers (3,4), - einem Anpresshebelarm (6,7), der im Bereich seines radial inneren Endes drehbar an einem Drehpunkt (10) befestigt ist, und - einem aktiven Aktuator (12), eingerichtet zum Verdrehen des Anpresshebelarms (6,7) um den Drehpunkt (10), wobei - die Garnträgeraufnahme an einem äußeren Ende des Anpresshebelarms (6,7) abgewinkelt zum Anpresshebelarm (6,7) rotierbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass
der Aktuator (12) einen Elektromotor (20) mit einer sensorlosen Motorsteuerung aufweist, wobei die Motorsteuerung eingerichtet, ist ein Drehmoment, das vom Elektromotor (20) auf den Anpresshebelarm (6,7) auszuüben ist, gemäß eines vorgegebenen Drehmomentverlaufs zu regeln.Winding device (1) for winding yarn (17) with a yarn carrier receptacle rotatably mounted about its longitudinal axis and arranged to receive a yarn carrier (3, 4), - A pressure roller (15), adapted for supporting the arranged in the Garnträgeraufnahme yarn carrier (3,4), - A Anpresshebelarm (6,7) which is rotatably mounted in the region of its radially inner end at a pivot point (10), and - An active actuator (12), arranged for rotating the Anpresshebelarms (6,7) about the pivot point (10), wherein - The Garnträgeraufnahme at an outer end of the Anpresshebelarms (6,7) angled to Anpresshebelarm (6,7) is rotatably disposed, characterized in that
the actuator (12) comprises an electric motor (20) with a sensorless motor control, wherein the motor control is set up, a torque to be exerted by the electric motor (20) on the Anpresshebelarm (6,7), according to a predetermined torque curve to regulate. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Motorsteuerung eingerichtet ist, das Produkt aus dem Wert des den Elektromotor (20) durchfließenden elektrischen Stroms und der am Elektromotor (20) anliegenden elektrischen Spannung zur Regelung des Drehmoments einzustellen.Winding device according to claim 1,
characterized in that
the engine control is set up to adjust the product from the value of the electrical current flowing through the electric motor (20) and the electrical voltage applied to the electric motor (20) to control the torque. Aufspulvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anpressrolle (15) zum Antreiben der Rotation der Garnträgeraufnahme über den Garnträger (3,4) eingerichtet ist.Winding device according to at least one of claims 1 to 2,
characterized in that
the pressing roller (15) is arranged to drive the rotation of the yarn carrier receptacle via the yarn carrier (3, 4). Aufspulvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
Mittel zum Bestimmen des Garnträgergewichts vorgesehen sind, wobei die Motorsteuerung eingerichtet ist, das Drehmoment des Elektromotors (20) derart zu regeln, dass die Summe des vom Elektromotor (20) auf den Anpresshebelarm (6,7) ausgeübten Drehmoments und des vom Garnträgergewicht über den Anpresshebelarm (6,7) ausgeübten Drehmoments dem vorgegebenen Drehmomentverlauf entspricht, bevorzugt konstant gehalten wird.Winding device according to at least one of claims 1 to 3,
characterized in that
Means are provided for determining the Garnträgergewicht, wherein the engine control is configured to control the torque of the electric motor (20) such that the sum of the electric motor (20) on the Anpresshebelarm (6,7) and the applied torque of the Garnträgergewicht on the Anpresshebelarm (6.7) applied torque corresponds to the predetermined torque curve, preferably kept constant. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Mittel zum Bestimmen des Garnträgergewichts eingerichtet sind, eine Rotationsgeschwindigkeit der Garnträgeraufnahme zu bestimmen und das Garnträgergewicht über die Rotationsgeschwindigkeit zu bestimmen.Winding device according to claim 4,
characterized in that
the means for determining the yarn carrier weight are arranged to determine a rotational speed of the yarn carrier receptacle and to determine the yarn carrier weight over the rotational speed. Aufspulvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aktuator (12) ein Schneckengetriebe (25) aufweist, wobei das Schneckengetriebe (25) am Drehpunkt (10) des Anpresshebelarms (6,7) mit dem Anpresshebelarm (6,7) zum Eingriff kommt und das Drehmoment des Elektromotors (20) zum Verdrehen des Anpresshebelarms (6,7) über das Schneckengetriebe (25) auf den Anpresshebelarm (6,7) übertragbar ist.Winding device according to at least one of claims 1 to 5,
characterized in that
the actuator (12) has a worm gear (25), wherein the worm gear (25) at the fulcrum (10) of the Anpresshebelarms (6,7) with the Anpresshebelarm (6,7) comes into engagement and the torque of the electric motor (20) for Rotation of the Anpresshebelarms (6,7) via the worm gear (25) on the Anpresshebelarm (6,7) is transferable. Aufspulvorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Aktuator (12) Drehmomentübertragungsmittel aufweist, wobei die Drehmomentübertragungsmittel, bevorzugt zwischen dem äußeren und dem inneren Ende des Anpresshebelarms (6,7), bevorzugt mittig, mit dem Anpresshebelarm (6,7) zum Eingriff kommen und das Drehmoment des Elektromotors (20) zum Verdrehen des Anpresshebelarms (6,7) über die Drehmomentübertragungsmittel auf den Anpresshebelarm (6,7) übertragbar ist.Winding device according to at least one of claims 1 to 5,
characterized in that
the torque transmitting means, preferably between the outer and the inner end of the Anpresshebelarms (6,7), preferably centrally, with the Anpresshebelarm (6,7) engage and the torque of the electric motor (20) for the rotation of the Anpresshebelarms (6,7) via the torque transmitting means on the Anpresshebelarm (6,7) is transferable. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehmomentübertragungsmittel einen Riemen (30), bevorzugt einen Zahnriemen, aufweisen der von dem Elektromotor (20) antreibbar ist.Winding device according to claim 7,
characterized in that
the torque transmitting means comprises a belt (30), preferably a toothed belt, which is drivable by the electric motor (20). Aufspulvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Drehmomentübertragungsmittel eine Schraubenspindel (40) aufweisen, die von dem Elektromotor (20) antreibbar ist.Winding device according to claim 7,
characterized in that
the torque transmitting means comprises a screw spindle (40) drivable by the electric motor (20). Aufspulvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Elektromotor (20) als Linearmotor ausgeführt ist, wobei die Drehmomentübertragungsmittel als Achse (50) des Linearmotors ausgeführt sind.Winding device according to claim 7,
characterized in that
the electric motor (20) is designed as a linear motor, wherein the torque transmission means are designed as an axis (50) of the linear motor. Garnbearbeitungsmaschine mit mindestens einer Aufspulvorrichtung (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche.Yarn processing machine with at least one winding device (1) according to at least one of the preceding claims.
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