WO2019214967A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln mehrerer fäden - Google Patents

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WO2019214967A1
WO2019214967A1 PCT/EP2019/060714 EP2019060714W WO2019214967A1 WO 2019214967 A1 WO2019214967 A1 WO 2019214967A1 EP 2019060714 W EP2019060714 W EP 2019060714W WO 2019214967 A1 WO2019214967 A1 WO 2019214967A1
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WO
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winding
deflection
spindle
coils
winding spindle
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/060714
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rainald Voss
Brian Kluge
Abdelati HAMID
Johannes THOSS
Original Assignee
Oerlikon Textile Gmbh & Co. Kg
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Filing date
Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H63/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package
    • B65H63/08—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to delivery of a measured length of material, completion of winding of a package, or filling of a receptacle
    • B65H63/084—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop-motions ; Quality control of the package responsive to delivery of a measured length of material, completion of winding of a package, or filling of a receptacle responsive to a predetermined weight of the package
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H67/00—Replacing or removing cores, receptacles, or completed packages at paying-out, winding, or depositing stations
    • B65H67/04—Arrangements for removing completed take-up packages and or replacing by cores, formers, or empty receptacles at winding or depositing stations; Transferring material between adjacent full and empty take-up elements
    • B65H67/044—Continuous winding apparatus for winding on two or more winding heads in succession
    • B65H67/048—Continuous winding apparatus for winding on two or more winding heads in succession having winding heads arranged on rotary capstan head
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • 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
    • B65H2701/313—Synthetic polymer threads
    • B65H2701/3132—Synthetic polymer threads extruded from spinnerets

Definitions

  • the invention relates to a method for winding a plurality of threads into a plurality of bobbins according to the preamble of claim 1 and to a device for winding a plurality of threads into a plurality of bobbins according to the preamble of claim 10.
  • DE 199 60 285 A1 discloses a method and a device for winding threads in which the coil diameter of the coil to be wound is continuously recorded and compared with a stored nominal value of the coil diameter. As soon as a nominal value of the coil diameter is reached, the winding of the thread to the coil is ended.
  • the known method and the known device for winding a plurality of threads basically has the disadvantage that the amount of thread wound within the predetermined coil diameter is very variable. can be different.
  • the package density which can be influenced essentially by the placement of the thread relative to the cross-wound bobbin, can be designed differently.
  • the threads are treated within the melt spinning process by turbulence and wetting, so that the wound coils despite identical outer diameter can have very different coil weights.
  • Another object of the invention is to provide a method for winding a plurality of threads and a device for winding a plurality of threads, which are particularly suitable for winding a plurality of coils on a long projecting winding spindle.
  • this object is achieved for the method by monitoring, as the winding parameter, a deflection caused by the coils on the winding spindle.
  • the solution results from the fact that a sensor device for monitoring a deflection of the winding spindle is arranged on the winding spindle and that the sensor device is wirelessly connected to the control device by a radio link.
  • the invention is based on the finding that in the case of a winding spindle mounted on one side and a multiplicity of coils wound simultaneously, the resulting mechanical load on the winding spindle causes a more or less pronounced deflection. It can be observed here that with increasing coil mass an increasing deflection of the winding spindle sets in. Thus, relations between the coil mass of the wound coils and a deflection of the winding spindle can be determined. Due to this knowledge, the deflection caused by the coils on the winding spindle is particularly suitable for being monitored as a winding parameter.
  • the development of the invention is preferably carried out, in which during the winding of the coils continuously an actual value of the deflection of the winding spindle is detected and in which the actual value of the deflection is compared with the stored target value of the deflection.
  • an end of the winding of the coils can be determined from an actual nominal comparison of the deflection. Upon reaching the target value of the deflection thus the end of the coil winding is reached.
  • the method is Preferably used in which the target value of the deflection is associated with a tolerance range and the end of the winding of the coil is reached when the actual value of the deflection is in the tolerance range of the desired value of the deflection. In that regard, it is possible to maintain a firmness of the winding spindle when winding as possible.
  • the deflection of the winding spindle is measured at a freely projecting spindle end of the winding spindle according to a further process variant.
  • the deflection of the winding spindle can be measured without contact by an optical or capacitive sensor device.
  • the deflection of the winding spindle is measured with contact by a sensor device having, for example, a strain gauge sensor on the circumference of the winding spindle.
  • the method variant has proven to be very advantageous, in which the electrical measurement signals of the actual values of the deflection are transmitted wirelessly by a radio link.
  • the electrical measurement signals can be transmitted directly from the rotating winding spindle without measured value transformer to a stationary control device.
  • the method variant is particularly advantageous in which the desired value of the deflection is determined by a number of end coils and by a weight of one of the end coils. This will reduce the load on the winding spindle del, which corresponds to the nominal value of the deflection used as a measure for the end of the winding.
  • the strength of the winding spindle is also possible to use as a yardstick for the end of the winding.
  • the set value of the deflection is determined by a strength of the winding spindle.
  • This variant of the method has the particular advantage that the maximum load capacity of the winding spindle can be utilized with each winding of the coils.
  • the device according to the invention for winding a plurality of filaments into coils offers the particular advantage that no additional measuring transducer between the winding spindle and a control device is required.
  • the measurement signals detected on the rotating winding spindle can be transmitted wirelessly by a radio link to the control device.
  • the sensor device For detecting the deflection of the winding spindle, the sensor device preferably has a strain gauge sensor, which is arranged on the circumference of the winding spindle.
  • a strain gage sensor is particularly suitable for detecting small deflections of the winding spindle with high measuring accuracy.
  • control device has a data memory for data storage of at least one desired value of the deflection of the winding spindle and a comparator for carrying out an actual nominal comparison of the deflection.
  • a control signal can be generated directly according to an actual / nominal comparison within the control device, which can be used to switch off or to switch the drives or to a coil change.
  • FIG. 1 is a schematic side view of an embodiment of the device according to the invention for winding a plurality of threads;
  • FIG. 2 is a schematic front view of the embodiment of FIG.
  • FIG. 1 shows a side view
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the device.
  • the exemplary embodiment of the device according to the invention has in a machine frame 1 a rotatably mounted winding turret 4, on which two long projecting winding spindles 3.1 and 3.2 are held.
  • the winding spindles 3.1 and 3.2 are arranged offset by 180 ° to one another on the winding volver 4 and are arranged with the spool turret 4 at the rear.
  • the winding turret 4 is coupled to a turret drive 4.1.
  • the spindle drives 5.1 and 5.2 and the turret drive 4.1 are connected to a control device 9.
  • the winding spindles 3.1 and 3.2 are guided by the winding turret 4 alternately in a winding area for winding coils and in a changing area for removing the end coils. This allows a continuous winding of the threads in a melt spinning process.
  • the winding spindle 3.1 is located in the winding area and the winding spindle 3.2 is in the changing area.
  • winding spindles 3.1 and 3.2 several winding stations 2 are formed next to one another on a machine frame 1.1 of the machine frame 1.
  • the winding stations 2 are on the projecting catches of the winding spindles
  • winding stations 2 are arranged side by side.
  • the number of winding stations 2 is exemplary and may also include 6, 10, 12 or 16 digits.
  • the winding stations 2 extend parallel to the winding spindles 3.1 and 3.2, so that, depending on the number of winding stations, 6, 10, 12 or 16 coils can be wound simultaneously on the circumference of the winding spindles 3.1 and 3.2.
  • the traversing units 6.1 of the traversing device 6 are held together on a plate-shaped frame part 1.2 of the machine frame 1.
  • the frame part 1.2 referred to below as a frame plate, is supported on a roller carrier 1.3, which carries a pressure roller 7 arranged between the traversing units 6.1 and the winding spindles 3.1 and 3.2.
  • the roller carrier 1.3 of the pressure roller 7 is coupled via a pivot bearing 1.4 with the machine frame 1.1.
  • the pressure roller 7 extends substantially parallel to the winding spindles 3.1 and 3.2 over an entire winding area of the winding points 2.
  • the frame plate 1.2 is held on the roller support 1.3 via a pivot bearing 1.5.
  • a winding tube 12 is held on the winding spindles 3.1 and 3.2 for each winding position 2.
  • a thread 14 supplied via the head thread guide 8 can be wound into a reel 13 on the circumference of one of the winding spindles 3.1 or 3.2.
  • the winding spindles 3.1 and 3.2 are pivoted upon reaching a predetermined winding parameter by rotation of the winding turret 4 in order to end the winding of the bobbins and to undertake a bobbin change in the winding stations.
  • a winding parameter the deflection of the winding spindle in the winding area is detected by a sensor device 10.
  • the sensor device 10 has a sensor 10.1 for each of the winding spindles 3.1 and 3.2.
  • the sensor 10.1 is arranged in the region of the free end of the winding spindles 3.1 and 3.2. In this case, only the sensor 10.1 is active, which is located in the winding area with the winding spindle 3.1 or 3.2.
  • the sensors 10.1 which could be designed, for example, as strain gage sensors and are thus arranged directly on the circumference of the winding spindles 3.1 and 3.2, each have a transmitter 11.1 in order to control the electrical Measuring signals of the deflection by means of a radio link 11 of the control device 9 to transmit.
  • the control device 9 has for this purpose a receiver 11.2.
  • the control device 9 has a data memory 9. 1 and a comparator 9. 2 in order to generate, if appropriate, a control signal for a bobbin change after an actual-target comparison of the measurement signals.
  • the control device 9 is given a desired value of the deflection of the winding spindles 3.1 and 3.2 and stored in the data memory 9.1.
  • Coils 13 generated measurement signals of the respective sensor 10.1 form the actual values of the deflection of the winding spindle 3.1 or 3.2 and are supplied via the radio link 11 of the control device 10.
  • a comparison is then made between the desired value of the deflection and the actual value of the deflection.
  • the turret drive 4.1 is activated in order to guide the winding spindle 3.1 or 3.2 located in the winding area into the changing area so that the winding spindle 3.1 or 3.2 equipped with winding tubes 12 is guided into the winding area.
  • FIG. 3 shows, by way of example, a measured value profile of the deflection of one of the winding spindles 3.1 and 3.2 during the winding of the coils 13 in a diagram.
  • the bend is plotted on the ordinate of the diagram and the winding time t on the abscissa.
  • a desired value of the deflection of the winding spindle 3.1 and 3.2 defined.
  • the desired value is marked in the diagram with bsoii and entered by a parallel to the ordinate.
  • the desired value of the deflection of the winding spindle 3.1 and 3.2 can be determined here, for example, by the maximum strength of one of the winding spindles 3.1 or 3.2. Since the mass of the coils has a direct effect on the deflection of the winding spindles 3.1 or 3.2, the nominal value of the deflection of one of the winding spindles 3.1 and 3.2 can also be determined by the number of end spools 13 and the weight of the end spools 13. Regardless of the determination of the setpoint value of the deflection of the winding spindles 3.1 or 3.2, the end of a winding time is reached when an actual value of the deflection is equal to the desired value of the deflection.
  • the actual value of the deflection is indicated by bist.
  • the deflection of the winding spindles 3.1 and 3.2 increases.
  • the course of the deflection is exemplified.
  • an end of the winding time is reached.
  • the end of the winding time is marked t End on the ordinate.
  • the winding process of the bobbins on the respective winding spindle 3.1 or 3.2 is ended, and via the control device 9, a bobbin change is initiated by pivoting the winding spindles.
  • the target value of the deflection bsoii is assigned a tolerance range which indicates a maximum overshoot and a minimum undershoot.
  • tolerance ranges can also be used to determine an end of the winding time.
  • the winding of the coils can be interrupted at the earliest when the actual value of the deflection is reached the minimum setpoint value of the deflection. At the latest, however, at the time, at which the actual value of the deflection is reached the maximum target value of the deflection.
  • the threads can be wound into identical coils. After each bobbin change, identical end bobbins can be wound. In the event that the setpoint of the deflection is determined by the strength of the winding spindles 3.1 or 3.2, a maximum utilization of the physical limits of the device is achieved during winding.
  • the exemplary embodiment of the device according to the invention for winding a plurality of threads shown in FIGS. 1 and 2 is only an example.
  • the method according to the invention can also be carried out with such devices in which the deflection of the winding spindles 3.1 or 3.2 is measured without contact by an optical or capacitive sensor device.
  • Such sensor devices can be arranged, for example, the free end of each in the winding area and the winding spindles. What is essential here is that an actual value of the deflection of the winding spindle during winding of the coils is detected and compared within the control device with a predetermined desired value of the deflection.
  • the invention is not limited to that the device has two winding spindles.
  • the threads could also be wound only on a winding spindle held out, whose deflection is continuously monitored during the winding of the coils.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Es ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden (14) zum mehreren Spulen (13) beschrieben. Hierbei werden die Spulen (13) am Umfang einer auskragend gehaltenen Spulspindel (3.1, 3.2) gewickelt, wobei nach Erreichen eines Soll-Wertes eines Wickelparameters ein Ende der Wicklung der Spulen (13) erreicht ist. Erfindungsgemäß wird als Wickelparameter ein durch die Spulen (13) an der Spulspindel (3.1, 3.2) verursachte Durchbiegung überwach. Damit lassen sich maximale Festigkeiten der Spulspindeln (3.1, 3.2) vorteilhaft bei jeder Wicklung ausnutzen. Die Vorrichtung weist hierzu an der Spulspindel (3.1, 3.2) eine Sensoreinrichtung (10) zur Überwachung einer Durchbiegung der Spulspindel (3.1, 3.2) auf, die durch eine Funkverbindung drahtlos mit der Steuereinrichtung (9) verbunden ist.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln mehrerer Fäden zu mehreren Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vor- richtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden zu mehreren Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Bei der Herstellung von synthetischen Fäden in einem Schmelzspinnpro- zess ist es üblich, dass innerhalb einer Spinnposition mehrere Fäden gleich- zeitig gesponnen, behandelt und zu Spulen gewickelt werden. Die Fäden werden als eine Fadenschar geführt und somit gleichzeitig parallel nebenei- nander zu Spulen gewickelt. Die Spulen sind hierbei an einer auskragenden Spulspindle gehalten, die zum Wickeln der Fäden mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben werden. Während des Aufwickelns der Fäden wird ein Wickelparameter überwacht, um ein Ende der Wicklung der Spulen zu bestimmen. Als Wickelparameter zur Überwachung der Aufwicklung der Spulen ist es üblich, eine Wickelzeit oder einen Spulen- durchmesser während des Wickelns zu überwachen. So ist beispielsweise aus der DE 199 60 285 Al ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln von Fäden bekannt, bei welchem der Spulen- durchmesser der zu wickelnden Spule laufend erfasst und mit einem hinter- legten Soll-Wert des Spulendurchmessers verglichen wird. Sobald ein Soll- Wert des Spulendurchmessers erreicht ist, wird die Aufwicklung des Fa- dens zu der Spule beendet.
Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden besitzt grundsätzlich den Nachteil, dass die innerhalb des vorgegebenen Spulendurchmessers gewickelte Fadenmenge sehr unter- schiedlich sein kann. So können bei gleichem Aussendurchmesser der ge- wickelten Spule die Spulendichte, die im Wesentlichen durch die Ablage des Fadens zur Kreuzspule beeinflussbar ist, unterschiedlich ausgebildet sein. Zudem werden die Fäden innerhalb des Schmelzspinnprozesses durch Verwirbelungen und durch Benetzungen behandelt, so dass die gewickelten Spulen trotz identischem Aussendurchmesser sehr unterschiedliche Spulen- gewichte aufweisen können.
Auch bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Aufwickeln von Fäden, bei welchem eine Wickelzeit vorgegeben ist, lassen sich derartige unterschiedliche Spulenwicklungen nicht vermeiden. Darüber hinaus be- steht die Gefahr, dass bei einer großen Anzahl von Spulen, die an einer aus- kragenden Spulspindel gewickelt werden, eine Überbelastung der Spulspin- del eintritt.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Aufwickeln mehre - rer Fäden sowie eine Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden derart weiterzubilden, dass einerseits unerwünschte Überbelastungen der Spul- spindel vermieden werden und andererseits möglichst gleichmäßige Spulen gewickelt werden.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Aufwickeln mehrerer Fäden sowie eine Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden bereitzustellen, die insbesondere zum Wickeln einer Vielzahl von Spulen an einer lang auskragenden Spulspindel geeignet sind.
Diese Aufgabe wird erfmdungsgemäß für das Verfahren dadurch gelöst, dass als Wickelparameter eine durch die Spulen an der Spulspindel verur- sachten Durchbiegung überwacht wird. Für die erfindungsgemäße Vorrichtung ergibt sich die Lösung daraus, dass an der Spulspindel eine Sensoreinrichtung zur Überwachung einer Durch- biegung der Spulspindel angeordnet ist und dass die Sensoreinrichtung durch eine Funkverbindung drahtlos mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer einseitig gelagerten Spulspindel und einer Vielzahl von gleichzeitig gewickelten Spulen die da- raus resultierende mechanische Belastung an der Spulspindel eine mehr oder weniger starke Durchbiegung bewirkt. Hierbei lässt sich beobachten, dass mit zunehmender Spulenmasse sich eine zunehmende Durchbiegung der Spulspindel einstellt. So lassen sich Relationen zwischen der Spulen- masse der gewickelten Spulen und eine Durchbiegung der Spulspindel er- mitteln. Aufgrund dieser Erkenntnis ist die durch die Spulen an der Spul- spindle verursache Durchbiegung besonders geeignet, um als Wickelpara- meter überwacht zu werden.
Insoweit ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher während der Wicklung der Spulen fortlaufend ein Ist-Wert der Durchbiegung der Spulspindel erfasst wird und bei welcher der Ist-Wert der Durchbiegung mit dem hinterlegten Soll-Wert der Durchbiegung verglichen wird. Insoweit lässt sich ein Ende der Wicklung der Spulen aus einem Ist- Soll-Vergleich der Durchbiegung bestimmen. Bei Erreichen des Soll- Wertes der Durchbiegung ist somit das Ende der Spulenwicklung erreicht.
Aufgrund der relativ hohen Wickelgeschwindigkeiten und der sich bei hö- heren Spulenmassen stark veränderten Durchbiegung ist die Verfahrensva- riante bevorzugt eingesetzt, bei welcher dem Soll-Wert der Durchbiegung ein Toleranzbereich zugeordnet ist und das Ende der Wicklung der Spulen erreicht ist, wenn der Ist-Wert der Durchbiegung in dem Toleranzbereich des Soll-Wertes der Durchbiegung liegt. Insoweit ist es möglich, eine Fes- tigkeit der Spulspindel beim Spulen möglichst einzuhalten.
Da sich die Durchbiegung bei einer lang auskragenden Spulspindel insbe- sondere am freien Ende der Spulspindel besonders bemerkbar macht, wird gemäß einer weiteren Verfahrensvariante die Durchbiegung der Spulspindel an einem frei auskragenden Spindelende der Spulspindel gemessen.
Hierbei lässt sich die Durchbiegung der Spulspindel kontaktlos durch eine optische oder kapazitive Sensoreinrichtung messen. Bevorzugt wird jedoch die Durchbiegung der Spulspindel mit Kontakt durch eine Sensoreinrichtung gemessen, die beispielsweise einen DMS- Sensor am Umfang der Spulspindel aufweist.
Hierbei hat sich insbesondere die Verfahrensvariante als sehr vorteilhaft herausgestellt, bei welcher die elektrischen Messsignale der Ist-Werte der Durchbiegung drahtlos durch eine Funkverbindung übertragen werden. Somit lassen sich die elektrischen Messsignale direkt von der drehenden Spulspindel ohne Messwert-Übertrager an eine stationäre Steuereinrichtung übermitteln.
Um möglichst bei der Herstellung von Fäden identische Spulen zu wickeln, ist die Verfahrensvariante besonders vorteilhaft bei welcher der Soll-Wert der Durchbiegung durch eine Anzahl von Endspulen und durch ein Gewicht einer der Endspulen bestimmt ist. Damit wird die Belastung der Spulspin- del, die den Soll-Wert der Durchbiegung entspricht als Maßstab für das En- de der Aufwicklung genutzt.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, die Festigkeit der Spul- spindel als Maßstab für das Ende der Aufwicklung zu nutzen. In diesem Fall wird der Soll-Wert der Durchbiegung durch eine Festigkeit der Spul- spindel bestimmt. Diese Verfahrensvariante besitzt den besonderen Vorteil, dass die maximale Tragfähigkeit der Spulspindel bei jeder Wicklung der Spulen ausgenutzt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden zu Spulen bietet den besonderen Vorteil, dass keine zusätzlichen Messwer- tübertrager zwischen der Spulspindel und einer Steuereinrichtung erforder- lich sind. So können die an der drehenden Spulspindel erfassten Messsigna- le drahtlos durch eine Funkverbindung an die Steuereinrichtung übermittelt werden.
Zur Erfassung der Durchbiegung der Spulspindel weist die Sensoreinrich- tung bevorzugt einen DMS-Sensor auf, der am Umfang der Spulspindel angeordnet ist. Derartige DMS-Sensoren sind besonders geeignet, um mit hoher Messgenauigkeit geringe Durchbiegungen der Spulspindel zu erfas- sen.
Um die Wicklungen der Spulen entsprechend steuern zu können, ist des Weiteren vorgesehen, dass die Steuereinrichtung einen Datenspeicher zur Datenspeicherung zumindest eines Soll-Wertes der Durchbiegung der Spul- spindel und einen Komparator zur Durchfühmng eines Ist-Soll-Vergleiches der Durchbiegung aufweist. Insoweit lässt sich unmittelbar ein Steuersignal nach einem Ist-Soll-Vergleich innerhalb der Steuereinrichtung generieren, der zum Abschalten oder zum Umschalten der Antriebe bzw. zu einem Spu- lenwechsel genutzt werden kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Aufwickeln mehrerer Fäden zu Spu- len wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels der erfmdungs- gemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden zu Spulen unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der er- fmdungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden Fig. 2 schematisch eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig.
1
Fig. 3 schematisch einen Messwertverlauf der Durchbiegung einer Spul- spindel während einer Wickelzeit
In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemäßen Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden zum mehreren Spulen sche- matisch in mehreren Ansichten dargestellt. Die Fig. 1 zeigt eine Seitenan- sicht und die Fig. 2 eine Querschnittsansicht der Vorrichtung.
Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Figuren, insoweit kein aus- drücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist.
Das Ausführungsbeispiel der erfmdungsgemäßen Vorrichtung weist in ei- nem Maschinengestell 1 einen drehbar gelagerten Spulrevolver 4 auf, an dem zwei lang auskragende Spulspindeln 3.1 und 3.2 gehalten sind. Die Spulspindeln 3.1 und 3.2 sind um 180° versetzt zueinander an dem Spulre- volver 4 angeordnet und sind mit rückseitig am Spulrevolver 4 angeordne- ten Spindelantrieben 5.1 und 5.2 gekoppelt. Der Spulrevolver 4 ist mit ei- nem Revolverantrieb 4.1 gekoppelt. Die Spindelantriebe 5.1 und 5.2 sowie der Revolverantrieb 4.1 sind mit einer Steuereinrichtung 9 verbunden. Die Spulspindeln 3.1 und 3.2 werden durch den Spulrevolver 4 abwechselnd in einen Wickelbereich zum Wickeln von Spulen und in einen Wechselbereich zum Abnehmen der Endspulen geführt. Damit ist eine kontinuierliche Auf- wicklung der Fäden in einem Schmelzspinnprozess möglich. In der Darstel- lung von Fig. 1 und 2 befindet sich die Spulspindel 3.1 im Wickelbereich und die Spulspindel 3.2 in dem Wechselbereich.
Oberhalb der Spulspindeln 3.1 und 3.2 sind an einem Maschinenrahmen 1.1 des Maschinengestells 1 mehrere Wickelstellen 2 nebeneinander ausgebil- det. Die Wickelstellen 2 sind über die auskragende Fänge der Spulspindeln
3.1 und 3.2 gleichmäßig verteilt angeordnet und weisen jeweils einen Kopf- fadenführer 8 und eine unterhalb der Kopffadenführer 8 angeordnete Chan- giereinrichtung 6 mit mehreren auf die Wickelstellen verteilten Changie- reinheiten 6.1 auf. In diesem Ausführungsbeispiel sind acht Wickelstellen 2 nebeneinander angeordnet. Die Anzahl der Wickelstellen 2 ist beispielhaft und kann auch 6, 10, 12 oder 16 Stellen enthalten. Die Wickelstellen 2 er- strecken sich parallel zu den Spulspindeln 3.1 und 3.2, so dass je nach An- zahl der Wickelstellen, 6, 10. 12 oder 16 Spulen gleichzeitig am Umfang der Spulspindeln 3.1 und 3.2 wickelbar sind.
Wie aus der Darstellung in Fig. 2 hervorgeht, sind die Changiereinheiten
6.1 in den Wickelstellen 2 durch jeweils ein gegensinnig rotierendes Flü- gelpaar 6.2 ausgebildet, deren Flügelspitzen einen Faden innerhalb der Wi- ckelstelle 2 entlang eines Feitlineals 6.3 hin- und herführen. Derartige Flü- gelchangiereinheiten sind hinlänglich bekannt, so dass hierzu keine weitere Beschreibung erfolgt. Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, sind die Changiereinheiten 6.1 der Changiereinrichtung 6 gemeinsam an einem plattenförmigen Gestellteil 1.2 des Maschinengestells 1 gehalten. Das nachfolgend als Gestellplatte be- zeichnete Gestellteil 1.2 stützt sich an einem Walzenträger 1.3 ab, der eine zwischen den Changiereinheiten 6.1 und den Spulspindeln 3.1 und 3.2 an- geordnete Andrückwalze 7 trägt. Der Walzenträger 1.3 der Andrückwalze 7 ist über ein Schwenklager 1.4 mit dem Maschinenrahmen 1.1 gekoppelt. Die Andrückwalze 7 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu den Spul- spindeln 3.1 und 3.2 über einen gesamten Wickelbereich der Wickelstellen 2. Die Gestellplatte 1.2 ist über ein Schwenklager 1.5 an dem Walzenträger 1.3 gehalten.
Wie aus der Darstellung in Fig. 1 hervorgeht, sind an den Spulspindeln 3.1 und 3.2 zu jeder Wickelstelle 2 jeweils eine Spulhülse 12 gehalten. So lässt sich ein über die Kopffadenführer 8 zugeführter Faden 14 zu einer Spule 13 am Umfang einer der Spulspindeln 3.1 oder 3.2 wickeln. Die Spulspindeln 3.1 und 3.2 werden bei Erreichen eines vorbestimmten Wickelparameters durch Drehung des Spulrevolvers 4 verschwenkt, um das Wickeln der Spu- len zu beenden und um einen Spulenwechsel in den Wickelstellen vorneh- men zu können. Als Wickelparameter wird die Durchbiegung der Spulspin- del im Wickelbereich durch eine Sensoreinrichtung 10 erfasst. Die Sen- soreinrichtung 10 weist zu jeder der Spulspindeln 3.1 und 3.2 jeweils einen Sensor 10.1 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Sensor 10.1 im Be- reich von freien Ende der Spulspindeln 3.1 und 3.2 angeordnet. Hierbei ist nur der Sensor 10.1 aktiv, der sich mit der Spulspindel 3.1 oder 3.2 im Wi- ckelbereich befindet.
Die Sensoren 10.1, die beispielsweise als DMS-Sensoren ausgebildet sein könnten und somit direkt am Umfang der Spulspindeln 3.1 und 3.2 ange- ordnet sind, weisen jeweils einen Sender 11.1 auf, um die elektrischen Messsignale der Durchbiegung mittels einer Funkverbindung 11 der Steu- ereinrichtung 9 zu übermitteln. Die Steuereinrichtung 9 weist hierzu einen Empfänger 11.2 auf. Die Steuereinrichtung 9 weist in diesem Ausführungsbeispiel einen Daten- speicher 9. lund einen Komparator 9.2 auf, um nach einem Ist-Soll- Vergleich der Messsignale ggf. ein Steuersignal zu einem Spulenwechsel zu generieren. So wird der Steuereinrichtung 9 ein Soll-Wert der Durchbie- gung der Spulspindeln 3.1 und 3.2 vorgegeben und in dem Datenspeicher 9.1 hinterlegt. Die über die Sensoreinrichtung 10 während des Wickelns der
Spulen 13 erzeugten Messsignale des betreffenden Sensors 10.1 bilden die Ist-Werte der Durchbiegung der Spulspindel 3.1 oder 3.2 und werden über die Funkverbindung 11 der Steuereinrichtung 10 zugeführt. In dem Kompa- rator 9.2 erfolgt dann ein Abgleich zwischen dem Soll-Wert der Durchbie- gung und dem Ist-Wert der Durchbiegung. Sobald der Ist-Wert der Durch- biegung den vorgegebenen Soll-Wert erreicht hat, ist das Ende der Wickel- zeit und damit eine Endspule erreicht und ein Spulenwechsel wird über die Steuereinrichtung 9 eingeleitet. So wird der Revolveranrieb 4.1 aktiviert, um die in dem Wickelbereich befindliche Spulspindel 3.1 oder 3.2 in den Wechselbereich zu führen, so dass die mit Spulhülsen 12 bestückte Spul- spindel 3.1 oder 3.2 in den Wickelbereich geführt wird. Die Fäden werden selbsttägig übernommen und zwischen den Spulspindeln 3.1 und 3.2 zum Anwickeln neuer Spulen getrennt. In der Fig. 3 ist beispielhaft ein Messwertverlauf der Durchbiegung einer der Spulspindeln 3.1 und 3.2 während des Wickelns der Spulen 13 in einem Diagramm dargestellt. An der Ordinate des Diagramms ist die Durchbie- gung b und auf der Abszisse die Wickelzeit t aufgetragen. Zunächst wird ein Soll-Wert der Durchbiegung der Spulspindel 3.1 und 3.2 definiert. Der Soll-Wert ist in dem Diagramm mit bsoii gekennzeichnet und durch eine Parallele zur Ordinate eingetragen. Der Soll-Wert der Durchbie- gung der Spulspindel 3.1 und 3.2 kann hierbei beispielsweise durch die ma- ximale Festigkeit einer der Spulspindeln 3.1 oder 3.2 bestimmt sein. Da die Masse der Spulen sich unmittelbar auf die Durchbiegung der Spulspindeln 3.1 oder 3.2 auswirkt, lässt sich der Soll-Wert der Durchbiegung einer der Spulspindeln 3.1 und 3.2 auch durch die Anzahl der Endspulen 13 und das Gewicht der Endspulen 13 ermitteln. Unabhängig von der Festlegung des Soll-Wertes der Durchbiegung der Spulspindeln 3.1 oder 3.2 wird das Ende einer Wickelzeit erreicht, wenn ein Ist-Wert der Durchbiegung gleich dem Soll-Wert der Durchbiegung ist. In dem Diagramm ist der Ist-Wert der Durchbiegung mit bist gekennzeichnet. Mit zunehmender Wickelzeit und damit mit zunehmender Masse der Spulen erhöht sich die Durchbiegung der Spulspindeln 3.1 und 3.2. Der Verlauf der Durchbiegung bist ist beispielhaft dargestellt. Sobald der Ist-Wert der Durchbiegung bist gleich dem Soll-Wert der Durchbiegung bsoii ist, wird ein Ende der Wickelzeit erreicht. Das Ende der Wickelzeit ist mit tEnd an der Ordinate gekennzeichnet. Zu diesem Zeit- punkt wird der Aufwickelvorgang der Spulen an der jeweiligen Spulspindel 3.1 oder 3.2 beendet und über die Steuereinrichtung 9 wird ein Spulen- wechsel durch Verschwenken der Spulspindeln eingeleitet.
Wie aus der Darstellung in Fig. 3 hervorgeht, ist dem Soll-Wert der Durch- biegung bsoii ein Toleranzbereich zugeordnet, der eine maximale Über- schreitung und eine minimale Unterschreitung kennzeichnet. Derartige To- leranzbereiche können ebenfalls genutzt werden, um ein Ende der Wickel- zeit zu bestimmen. So lässt sich das Aufwickeln der Spulen frühestens dann unterbrechen, wenn der Ist-Wert der Durchbiegung bist den minimalen Soll- Wert der Durchbiegung erreicht. Spätestens jedoch zu dem Zeitpunkt, bei welchem der Ist-Wert der Durchbiegung bist den maximalen Soll-Wert der Durchbiegung erreicht.
Für den Fall, dass der Soll-Wert der Durchbiegung durch die Anzahl und das Gewicht der Endspulen bestimmt ist, lassen sich die Fäden zu identi- schen Spulen wickeln. Nach jedem Spulenwechsel können somit identische Endspulen gewickelt werden. Für den Fall, dass der Sollwert der Durchbie- gung durch die Festigkeit der Spulspindeln 3.1 oder 3.2 bestimmt ist, wird eine maximale Ausnutzung der physikalischen Grenzen der Vorrichtung beim Wickeln erreicht.
Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfmdungsge- mäßen Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden ist nur beispielhaft. Das erfmdungsgemäße Verfahren lässt sich auch mit derartigen Vorrich- tungen durchführen, bei welchem die Durchbiegung der Spulspindeln 3.1 oder 3.2 kontaktlos durch eine optische oder kapazitive Sensoreinrichtung gemessen wird. Derartige Sensoreinrichtungen können beispielsweise dem freien Ende der jeweils im Wickelbereich und den Spulspindeln angeordnet sein. Wesentlich hierbei ist, dass ein Ist-Wert der Durchbiegung der Spul- spindel während des Wickelns der Spulen erfasst und innerhalb der Steuer- einrichtung mit einem vorbestimmten Soll-Wert der Durchbiegung vergli- chen wird.
Zudem ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, dass die Vorrichtung zwei Spulspindeln aufweist. So könnten die Fäden auch nur an einer auskragend gehaltenen Spulspindel gewickelt werden, deren Durchbiegung während der Wicklung der Spulen kontinuierlich überwacht wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Aufwickeln mehrerer Fäden zu mehreren Spulen, bei welchem die Spulen am Umfang einer auskragend angetriebenen Spul- spindel gewickelt werden und bei welchem nach Erreichen eines Soll- wertes eines Wickelparameters ein Ende der Wicklung der Spulen er- reicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass als Wickelparameter eine durch die Spulen an der Spulspindel verursachten Durchbiegung überwacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Wicklung der Spulen fortlaufend ein Istwert der Durchbiegung der Spulspindel erfasst wird und dass der Istwert der Durchbiegung mit dem hinterlegten Sollwert der Durchbiegung verglichen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass dem Soll- wert der Durchbiegung ein Toleranzbereich zugeordnet ist und dass das Ende der Wicklung der Spulen erreicht ist, wenn der Istwert der Durch- biegung in dem Toleranzbereich des Sollwertes der Durchbiegung liegt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbiegung der Spulspindel an einem frei auskragenden Spindelende der Spulspindel gemessen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbiegung der Spulspindel kontaktlos durch eine optische oder kapazitive Sensoreinrichtung gemessen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbiegung der Spulspindel mit Kontakt durch eine Sen- soreinrichtung gemessen wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche lbis 6, dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Messignale der Istwerte der Durchbiegung drahtlos durch eine Funkverbindung übertragen werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert der Durchbiegung durch eine Anzahl von Endspulen und durch ein Gewicht einer der Endspulen bestimmt ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollwert der Durchbiegung durch eine Festigkeit der Spulspin- del bestimmt ist.
10. Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden (14) zu Spulen (13) mit zumindest einer auskragend angetriebenen Spulspindel (3.1, 3.2) zur Aufnahme der Spulen (13), mit einer Changiereinrichtung (6), die zu jedem der Fäden (14) eine Changiereinheit (6.1) zum Hin- und Herfüh- ren des Fadens aufweist, mit einer Andrückwalze (7) zum Ablegen der Fäden auf den Oberflächen der Spulen (13), mit einer Steuereinrichtung (9), die mit zumindest einem Antrieb (5.1, 5.2) der Spulspindel (3.1, 3.2) und einem Antrieb (6.4) der Changiereinrichtung (6) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Spulspindel (3.1, 3.2) eine Sen- soreinrichtung (10) zur Überwachung einer Durchbiegung der Spul- spindel (3.1, 3.2) angeordnet ist und dass die Sensoreinrichtung (10) durch eine Funkverbindung (11) drahtlos mit der Steuereinrichtung (9) verbunden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sen- soreinrichtung (10) einen DMS-Sensor (10.1) aufweist, der am Umfang der Spulspindel (3.1, 3.2) angeordnet ist.
12. Vorrichtung nach Anspmch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (9) einen Datenspeicher (9.1) zur Datenspeiche - rung zumindest eines Sollwertes der Durchbiegung der Spulspindel (3.1, 3.2) und einen Komparator (9.2) zur Durchführung eines Ist-Soll- Vergleiches der Durchbiegung aufweist.
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