AT502849A1

AT502849A1 - Spulgut-menge und -reserve detektor

Info

Publication number: AT502849A1
Application number: AT19352005A
Authority: AT
Inventors: Alexander Mair
Original assignee: Lunatone Ind Elektronik Gmbh
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2005-11-30
Publication date: 2007-06-15
Also published as: CN101341087B; DE112006003235A5; EG24996A; MX2008007095A; AT509912A5; BRPI0619256B1; AT502849B1; DE112006003235B4; CN101341087A; TR200803916T1; WO2007062439B1; BRPI0619256A2; RU2008126291A; RU2429184C2; BRPI0619256A8; ZA200804560B; WO2007062439A2; AT509912B1; WO2007062439A3

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Erkennung des Erreichens einer bestimmten Wicklungs-Lage bzw. -Position des Spulgutes (z.B. die Erkennung des bevorstehenden Fadenendes) beim Abspulen von einer Vorratsspule wie im Oberbegriff des Patentanspruches beschrieben.
Bei der industriellen Verarbeitung von Fäden, Bändchen, Drähten etc. werden diese sehr oft von einer Vorratsspule mit vorgegebener Liniengeschwindigkeit v abgespult.

Als Beispiel sei etwa die Verarbeitung auf einem Webstuhl genannt, bei dem die i.A. konstante Verarbeitungsgeschwindigkeit des Webgutes die Geschwindigkeit des Abspulens von der Vorratsspule definiert.
Für einen möglichst effizienten Verarbeitungsprozess muss sichergestellt sein, dass das Erreichen des Fadenendes auf der Vorratsspule rechtzeitig erkannt wird, sodass - nach Stoppen des Webprozesses - der Faden einer neue Spule "nahtlos" angeknüpft werden kann ("endloser" Betrieb). Von Besonderer Wichtigkeit dabei ist, dass die Erkennung des herannahenden Fadenendes früh genug erfolgt, weil das kontrollierte Herunterfahren des Verarbeitungsprozesses i.A. eine gewisse Zeit erfordert (definiertes Stillsetzen).

Nach dem Stillsetzen (Abbremsen) soll noch eine geringe Reserve zur Verfügung stehen um den Faden einer neuen, vollen Vorratsspule nahtlos anknüpfen zu können.
Nach dem derzeitigen Stand der Technik erfolgt die Erkennung einer bestimmten Position beim Abspulvorgang (z.B. das bevorstehende Fadenende) beispielsweise mit einem mechanischen Abtasthebel, der bei Erreichen einer vorgegebenen Position etwa einen Mikroschalter betätigt. Nachteil dieser Lösung ist der mechanische Aufwand für den Abtastbügel und die erforderliche äusserst präzise Justierung (Bändchen bis 0.01mm Dicke!).
Als weitere bekannte Möglichkeit werden - alternativ zu den bisher erläuterten rein mechanischen Prinzipien - oftmals auch optische Sensoren propagiert, welche das kommende Fadenende aus dem Farbunterschied (bzw. dem verschiedenen Reflexionsverhalten) zwischen Faden und Spulhülse detektieren.

Problematisch ist dieses Verfahren allerdings dann, wenn Faden und Hülse gleiche oder ähnliche Farbe aufweisen, oder auch, wenn transparente Fäden oder Bändchen gespult werden. Weiter Nachteil dieses Verfahrens ist die Gefahr der Verschmutzung des optischen Sensors - bei Textilverarbeitungsmaschinen insbesondere durch parasitäre, vom Spulgut (Faden oder Bändchen) abgesplitterte Fasern bzw. Materialpartikel.
Aufgabe der Erfindimg ist es daher, eine robuste, verschleissfreie und kostenminimale Anordnung zu schaffen, mit der das Erreichen einer bestimmten Spulposition (z.B. das herannahende Ende des Spulgutes) beim Abwickelvorgang sicher und zuverlässig detektiert werden kann, ohne dass bestimmte Eigenschaften des Spulguts bzw. der Spulhülse wie Farbe, Leitfähigkeit etc. gefordert sind oder die Gefahr der Verschmutzung von Sensoren besteht.

Die Lösung der Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche 2-3 beschrieben. Die Erfindung bzw. ihre Herleitung wird anhand von Fig.l näher erläutert. Es zeigt:
Fig.l: (a): Vorratsspule mit faden- bzw. bandförmigem Spulgut bei Bewicklung in konventioneller Kreuzspultechnik ("Präzisionswicklung"), (b): Spezielles, von der üblichen Verlegeart abweichendes Verlegemuster des Spulgutes im markierten Bereich 9 (z.B. die letzte Wicklungslage) der Vorratsspule zur einfachen Detektion des Erreichens der markierten Spulenposition beim Abwickeln über Auswertung der Änderung der gemessenen Drehzahl n des Wicklungsdornes 4.

(c): Erfindungsgemässe Anordnung einer Vorrichtung zur Erkennung des Erreichens des markierten Bereiches 9 beim Abspulen durch Auswertung des Ausgangssignales 6 eines Drehzahlsensors 3 über eine speziell angepasste Rechenschaltung 10.
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, dass bereits bei der Herstellung der Vorratsspule 1 (d.h., dem Aufwickeln des Spulgutes 5 auf die Spulenhülse 8) die z.B. mit dem für die Spule gewünschten Wicklungsschema (z.B. dem Wicklungsschema für die Herstellung einer "gestuften Präzisionswicklung" wie etwa in EP 0561 188 beschrieben, vgl. Fig. 1 (a) ) bewickelt wird, ein bestimmter Bereich 9 (z.B. im Innersten der Spule) durch einen abweichenden Verlegewinkel "markiert" wird (Fig. 1 (b)).

Da das Markierungs-Muster ausschliesslich in einem kurzen Bereich 9 zur Anwendung gelangt, werden Aufbau und Güte der fertigen Vorratsspule 1 dadurch praktisch nicht beeinflusst. Die Abwicklungseinrichtung 2 für die Vorratsspule 1 in der Verarbeitungsmaschine mit dem Fadenführer 7 verfügt nun gemäss Fig. 1 (c) über einen Sensor 3, mit dem die augenblickliche Drehzahl n der Vorratsspule 1 bzw. des Spulendornes 4 beim Abspulen erfasst wird. Die Drehzahl n hängt von Durchmesser, der vorgegebenen Liniengeschwindigkeit v des Spulgutes 5 und von der Steigung des Verlegemusters ab. Änderungen des Verlegewinkels bilden sich somit in Drehzahländerungen ab.

Wird bei Herstellung der Spule ein bestimmter Bereich (beispielsweise die letzte Wicklungslage) also durch ein spezielles Verlegemuster markiert, kann das Erreichen dieses Bereiches beim Abspulen dadurch erkannt werden, dass ein entsprechend gestaltetes Rechenwerk 10 die charakteristische Drehzahländerung beim Wechsel des Verlegemusters detektiert und über ein Ausgangssignal 11 signalisiert, dass der markierte Bereich 9 (z.B. das Ende) der Vorratsspule erreicht ist.
Die Realisierung des Rechenwerkes 10 wäre im einfachsten Fall auch unter Verwendung von Analogschaltungen denkbar, erfolgt aber vorzugsweise Digitaltechnik mittels fix verdrahteten oder programmierbaren Logikschaltungen (Mikroprozessoren).
Die Übermittlung des Ausgangssignales 11 an die übergeordnete Verarbeitungsmaschine erfolgt im einfachsten Fall leitungsgebunden über eine Treiberschaltung 12.

Die Übertragung kann aber auch drahtlos realisiert werden wobei die Treiberschaltung 12 anstatt eines elektrischen Ausgangssignales 13 ein Opto- oder Hf-Signal aussendet. Eine drahtlose Anbindung ist dann von grossem Vorteil, wenn sich die Abwickelvorrichtung an einer schlecht zugänglichen Stelle befindet oder überhaupt mechanisch nicht fix mit der Verarbeitungsmaschine verbunden ist (z.B. zum Abspulen der Schussfäden bei einem Wegstuhl mittels Schiffchen).

Zur Gestaltung einer vollständig autarken Abspuleinrichtung (ohne jegliche elektrische Verbindung nach aussen) ist es auch vorstellbar, einen kleinen elektrischen Generator 14 direkt oder über ein Getriebe an die Achse des Wickeldornes 4 anzukuppeln und mit der erzeugten elektrischen Energie den Drehzahlsensor 3, das Rechenwerk 10 und die Opto-/Hf-Treiberschaltung zu versorgen.
Als Erweiterung des Grundprinzipes ist es auch vorstellbar, mehrere Lagen oder Teil-Lagen einer Spule bzw. mehrere Bereiche einer Spule erfindungsgemäss zu kennzeichnen, sodass mehrere Markierungen aufgebracht werden können, aus welchen beispielsweise auch ein einfaches Binärwort gebildet sein kann. Dies kann etwa dazu verwendet werden, dass die Verarbeitungsmaschine das eingesetzte Spulenmaterial oder auch eine Chargennummer der Vorratsspule auslesen bzw. überprüfen kann.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Erkennung einer bestimmten Position bzw. Lage des Spulgutes (5) beim Abspulen von Fäden, Drähten oder Bändchen von einer Vorratsspule (1) unter Verwendung eines Drehzahlsensors (3) dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsignal (6) des Drehzahlsensors (3) einem Rechenwerk (10) zugeführt wird und bereits bei der Herstellung der Vorratsspule (1) die zu detektierende Wicklungslage (9) durch ein spezielles Verlegemuster des Spulgutes (5) markiert wurde, sodass das Abwickeln aus dem markierten Bereich (9) der Vorratsspule (1) zu charakteristischen Schwankungen des Ausgangssignales (6) des Drehzahlsensors (3) führt und die Detektor-Charakteristik des Rechenwerkes (10) so gewählt ist, dass dieses durch ein Ausgangssignal (11) signalisiert, dass das Abspulen aus dem markierten Bereich (9) erfolgt,

währenddessen charakteristische Drehzahlsignale aus nicht markierten Bereichen der Vorratsspule (1) vom Rechenwerk (10) so verarbeitet werden, dass kein aktives Ausgangssignal (11) abgegeben wird.

Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal (11) des Rechenwerkes (10) über eine Treiberschaltung (12) und einen Übertragungskanal (13) welcher drahtgebunden oder alternativ drahtlos ausgeführt sein kann an die übergeordnete Verarbeitungs- bzw. Steuerungseinrichtung übermittelt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Realisierung des Rechenwerkes (10) unter Verwendung analoger Rechenschaltungen, vorzugsweise aber über fix verdrahtete oder auch programmierte digitale Schaltkreise erfolgt.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass an die Achse der Vorratsspule (1) ein elektrischer Generator (14) direkt oder über ein mechanisches Getriebe angekuppelt ist und das Rechenwerk (10) und/oder die Treiberschaltung (12) aus der elektrischen Energie des Generators (14) versorgt wird.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bereiche bzw. Lagen (9) der Vorratsspule (1) mit einem definierten Verlegemuster markiert werden, sodass das Rechenwerk (10) differenzierte Ausgangssignale (11) für die einzelnen markierten Bereiche (9) in serieller oder paralleler Form ausgibt bzw. die unterschiedlichen Markierungen ein zusammenhängendes Binärwort zur Kennzeichnung verschiedenster Informationen über das Spulgut bzw. die Vorratsspule (1) bilden. Patentansprüche

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass an die Achse der Vorratsspule (1) eine mechanische Bremseinrichtung (15) und/oder ein elektrischer Generator (14) direkt oder über ein mechanisches Getriebe angekuppelt ist wobei das Rechenwerk (10) und/oder die Treiberschaltung (12) aus der elektrischen Energie des Generators (14) versorgt wird.

4. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Bereiche bzw. Lagen (9) der Vorratsspule (1) mit einem definierten Verlegemuster markiert werden, sodass das Rechenwerk (10) differenzierte Ausgangssignale (11) für die einzelnen markierten Bereiche (9) in serieller oder paralleler Form ausgibt bzw. die unterschiedlichen Markierungen ein zusammenhängendes Binärwort zur Kennzeichnung verschiedenster Informationen über das Spulgut bzw. die Vorratsspule (1) bilden.