EP0629174B1 - Verfahren und vorrichtung zum aufspulen eines fadens - Google Patents

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EP0629174B1
EP0629174B1 EP93924483A EP93924483A EP0629174B1 EP 0629174 B1 EP0629174 B1 EP 0629174B1 EP 93924483 A EP93924483 A EP 93924483A EP 93924483 A EP93924483 A EP 93924483A EP 0629174 B1 EP0629174 B1 EP 0629174B1
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EP
European Patent Office
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crossing
angle
speed
winding
package
Prior art date
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EP93924483A
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English (en)
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EP0629174A1 (de
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Werner Klee
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Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Publication date
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Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
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Publication of EP0629174B1 publication Critical patent/EP0629174B1/de
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Revoked 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
    • B65H54/38—Arrangements for preventing ribbon winding ; Arrangements for preventing irregular edge forming, e.g. edge raising or yarn falling from the edge
    • B65H54/381—Preventing ribbon winding in a precision winding apparatus, i.e. with a constant ratio between the rotational speed of the bobbin spindle and the rotational speed of the traversing device driving shaft
    • B65H54/383—Preventing ribbon winding in a precision winding apparatus, i.e. with a constant ratio between the rotational speed of the bobbin spindle and the rotational speed of the traversing device driving shaft in a stepped precision winding apparatus, i.e. with a constant wind ratio in each step
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for winding threads onto a tube by means of the so-called Step precision winding principle.
  • the DOS 3332382 shows a winding device used for formation a spool designed by means of step precision winding is.
  • this DOS provides for certain Turn ratios in a memory and enter them if necessary during the winding trip. A "jump" between turns is dependent on the determined Actual value of the crossing angle of the coil triggered - see Fig. 3 of the DOS.
  • EP - C - 64579 shows another machine used for winding is suitable according to the step precision winding method.
  • the Turn ratios are saved again (as number pairs M / N). In this case, the jumps are dependent triggered by the coil diameter (see Fig. 7 to 9 and the corresponding description on page 7 of the EP patent).
  • the invention provides a method for Forming a package with a step precision winding according to claim 1 in front.
  • the invention provides a winding device according to claim 6.
  • reference numeral 1 is one at high speed working winding machine for synthetic in particular Filaments shown. To simplify the description only a single thread run is shown. In Such machines are up to reality on every mandrel eight coils arranged side by side. The construction of the machine 1 corresponds to the known prior art as it for example in the European patent already mentioned No. 0200234.
  • a Revolver 5 is pivotable about an axis 7 and carries on his Both ends have a mandrel 9, on each of which a sleeve 11 is attached.
  • the one running from above Thread 15 is passed through a traversing device 17 guided and wrapped around before it reaches the sleeve 11, a tachometer or contact roller 19.
  • a gap "S" at the beginning of the winding process present which only after winding up a certain amount of thread is filled up on the sleeve 11 and then disappears.
  • the size of the gap "S” is set in advance and depends on the speed of the contact roller 19 and thus the wind speed of the machine and from Titer and other properties of the thread to be wound 15 from.
  • the gap "S" is not essential for this invention but be considered if it is provided because the control of the winding process according to the preferred Execution only after the contact between the pack and the contact roller can take place.
  • the contact roller 19 and the traversing device 17 are in a boom 21 mounted vertically along guide 23 is movable.
  • the initial winding of the thread 15 onto the sleeve 11 without contact with the contact roller 19 has the advantage that thereby no "flexing work” and friction of the contact roller 19 and the sleeve 11 and thus no damage to the sleeve 11 wound outer layers of the threads 15 can take place.
  • the time until the gap "S" is filled with an in predicted speed ramp determined, that is one Speed curve that the speed of the mandrel 9 with increasing the diameter of the coil pack 13 so far, thus with filled gap "S" - and thus mutual Contact - the two surface speeds arithmetically are identical. However, this is due to various Parameters, such as the nature of the thread 15, titer, etc, only theoretically possible.
  • the setpoint generator 25 for the contact roller 19 receives setting values for both the wind speed v TW and a correction factor which effects the control of the peripheral force, as described, for example, in EP-A-182389. Since an asynchronous motor is used as the contact roller drive motor 37, the contact signal (frequency F-tachometer) deviates from the contact setpoint. The absolute level of the frequency (F-tachometer) is of no importance for the monitoring in the monitoring device 27. After such a time delay, so that the contact roller 19 runs at the starting speed, the mandrel drive motor 35 is switched on by the control and is also brought up to the starting speed, where the thread feed can take place.
  • the monitoring device 27 switches the ramp generator when the thread is drawn in 39 a, which its output frequency to the Frequency converter 33 delivers.
  • the controller 31 is at this time deactivated because the contact signal (F-Tacho) for one Scheme is not useful.
  • the contact frequency After touching one or more of the coil packs with the contact roller 19, the contact frequency deviates from its starting value. This deviation is determined by the monitoring device 27, which now switches off the ramp generator 39 and activates the controller 31. The controller 31 then returns the mandrel speed v TW to a value which gives a predetermined contact frequency (the control frequency corresponding to the setpoint for the winding speed).
  • the deviation from the starting value must reach such a degree that an essentially slip-free, non-positive connection is established between the surfaces of the contact roller 19 and the package 10 on the coil 11. Small disturbances can go unnoticed. It is also possible to incorporate a time delay after the deviation has been ascertained, in order to ensure that the requirements for the essentially slip-free, non-positive connection between the surfaces of the contact roller 19 and the coil pack 10 have been met, so that the contact signal provides a clear one Obtain a measured value for the actual winding speed v DO .
  • the deviation from the starting value can be upwards (FIG. 4) or down (no figure).
  • the control frequency can are above or below the start frequency or they can be the same as the start frequency.
  • Fig. 5 The control of the machine is as a whole with the reference numerals 41 indicated.
  • the representation in Fig. 5 has Geometry of the actual machine arrangement (Fig. 1) none Relationship, since Fig. 5 deals more with signal connections than concerned with the spatial design of the machine.
  • the motor 35 and the motor 37 are each with a speed signal generator 42 or 43, which generates a signal, that the speed of the engine or that driven by the engine Represents axis. These signals are sent to the controller 41 delivered.
  • the controller 41 generates a signal which is on the motor 40 (or to a controller, not shown, for the Motor 40) is supplied to increase the speed of this motor determine.
  • the movement of the thread guide or the thread guide determines.
  • the theory of level precision winding as it is implemented here has been and is explained in DOS 3332382 not repeated here.
  • the effect is summarized in Fig. 6.
  • the coil diameter is on the horizontal axis of the diagram plotted (the axis does not depend on the diameter "zero” off because a "winding trip" starts at one minimum coil diameter, which is determined by the diameter of the empty sleeve 11, Fig.1 is given).
  • On the vertical The crossing angle of the coil is plotted on the axis.
  • the turn ratios must be at least four (Better five) decimal places. At very high delivery speeds (spool circumferential speeds) can build up the coil due to delays be affected when performing such jumps. Any delay in determining a new turn ratio in the controller 41 and any inaccuracy the execution of a jump should be avoided if possible.
  • the traversing speed a turn ratio predetermined by the controller 41 to adhere to.
  • the traversing speed must be continuous be adjusted because the mandrel speed with increasing Coil diameter is reduced to the peripheral speed to keep the coil constant.
  • the controller 41 comprises a multiplication device 44, by means of which the generated by the encoder 42 Frequency is multiplied by a factor "X".
  • the output signal of the device 44 is sent to a frequency converter 45 forwarded as a control signal and determines that Output signal of the power section of the converter 45.
  • the latter The output signal is sent to the motor 40 as a feed frequency (Fig.5) delivered and determines the speed of this motor.
  • the motor 40 can e.g. run as a synchronous motor.
  • the use of a synchronous motor, or even a frequency controlled one Motors, as a traversing drive motor is 40 not an essential feature of the invention since everyone else precisely controllable motor that provide the required performance can, could be used.
  • the controller 41 should then generate a suitable control signal for the engine controller.
  • the factor X corresponds to the applicable turns ratio.
  • the prevailing factor must be replaced by one new ones to be replaced, which from the aforementioned memory 47 queried and must be loaded into the device. Replacing one factor with a new factor can be done quickly and is for determining the Output frequency of the converter 45 is effective almost immediately.
  • the target crossing angle determined as a function of the coil diameter will be determined as a function of the coil diameter.
  • the course of the setpoint curve is with four support points SP0, SP1, SP2 and SP3 and the bandwidth B set.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Beim Aufwinden nach dem Stufenpräzisionswicklungsverfahren wird die Drehzahl eines Changiermotors direkt aus der Drehzahl des Spulendorns abgeleitet. Vorzugsweise wird die Ableitung anhand des momentan gültigen Windungsverhältnisses durchgeführt, welches ihrerseits in Abhängigkeit vom Kreuzungswinkel bestimmt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufspulen von Fäden auf eine Hülse mittels des sogenannten Stufenpräzisionswickelungsprinzips.
    • Stand der Technik
  • Die DOS 3332382 zeigt eine Spulvorrichtung, die zur Bildung einer Spule mittels des Stufenpräzisionswickelns konzipiert ist. Insbesondere ist nach dieser DOS vorgesehen, bestimmte Windungsverhältnisse in einen Speicher einzugeben und sie bei Bedarf während der Spulreise abzurufen. Ein "Sprung" zwischen Windungsverhältnissen ist in Abhängigkeit vom ermittelten IST-Wert des Kreuzungswinkels der Spule ausgelöst - siehe Fig. 3 der DOS.
  • EP - C - 64579 zeigt eine weitere Maschine, die zum Spulen nach dem Stufenpräzisionswickelverfahren geeignet ist. Die Windungsverhältnisse sind wieder (als Zahlenpaare M/N) gespeichert. Die Sprünge sind in diesem Fall in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser ausgelöst (siehe Fig. 7 bis 9 und die entsprechende Beschreibung auf Seite 7 der EP-Patentschrift).
  • Die Erfindung sieht in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Bildung einer Packung mit einer Stufenpräzisionswicklung gemäß Anspruch 1 vor.
  • Die Erfindung sieht in einem zweiten Aspekt eine Spulvorrichtung gemäß Anspruch 6 vor.
  • Die Erfindung sieht in einem dritten Aspekt ein Verfahren zur Bildung einer Packung mit einer Stufenpräzisionswicklung gemäß Anspruch 11 vor. Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Ansicht einer Spulmaschine spulenseitig,
    Fig. 2
    einen Querschnitt durch die Kontaktwalze und den Spulendorn zu Beginn des Aufspulens, gemäss unserem EP-Patent 200234,
    Fig. 3
    ein Beispiel einer möglichen Schaltanordnung zur Aktivierung eines Mittels zur Drehzahlregulierung des Spulendornes nach unserer schweizerischen Patentanmeldung Nr. 2332/92 vom 23.07.1992,
    Fig. 4
    eine Darstellung des Frequenzverlaufes der Kontaktwalze nach der Aktivierung durch eine "Verstimmung" der Frequenz der Kontaktwalze durch die Spule nach CH 2332/92,
    Fig. 5
    eine schematische Darstellung der Signalverbindung zwischen dem Spulendorn und der Changierung einer Maschine nach dieser Erfindung,
    Fig. 6
    ein Diagramm (ähnlich der Fig. 3 der DOS 3332382) zur Erklärung der Anwendung des Stufenpräzisionswickelverfahrens nach dieser Erfindung,
    Fig. 7
    eine schematische Darstellung von weiteren Einzelheiten der Anordnung nach Fig. 5 und
    Fig. 8
    ein Diagramm zur Erklärung eines Kreuzungswinkelverlaufes.
  • In Figur 1 ist mit Bezugszeichen 1 eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Spulmaschine für insbesondere synthetische Filamente dargestellt. Zur Vereinfachung der Beschreibung ist nur ein einziger Fadenlauf dargestellt. In Wirklichkeit sind an solchen Maschinen auf jedem Dorn bis acht Spulen nebeneinander angeordnet. Der Aufbau der Maschine 1 entspricht dem bekannten Stand der Technik, wie er beispielsweise in der bereits erwähnten europäischen Patentschrift Nr. 0200234 beschrieben ist.
  • In der Figur sind daher auch nur die für die Beschreibung der Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Mit Bezugszeichen 3 ist das Gehäuse der Maschine 1 bezeichnet. Ein Revolver 5 ist um eine Achse 7 schwenkbar und trägt an seinen beiden Enden je einen Dorn 9, auf welche je eine Hülse 11 aufgesteckt ist. Auf dem untenliegenden Dorn 9 ist die Packung 10 einer vollen Spule 13 dargestellt; auf der oberen Hülse 11 ist erst eine sehr geringe Menge von Fäden aufgespult und in Figur 1 noch kaum sichtbar. Der von oben zulaufende Faden 15 wird durch eine Changiervorrichtung 17 hin und her geführt und umschlingt, bevor er die Hülse 11 erreicht, eine Tacho- oder Kontaktwalze 19. Zwischen der Kontaktwalze 19 und der Oberfläche der Hülse 11 ist in den Figuren 1 und 2 zu Beginn des Spulvorganges ein Spalt "S" vorhanden, der erst nach dem Aufwinden einer gewissen Fadenmenge auf die Hülse 11 aufgefüllt wird und dann verschwindet. Die Grösse des Spaltes "S" wird zum voraus eingestellt und hängt von der Drehzahl der Kontaktwalze 19 und damit der Aufwindgeschwindigkeit der Maschine sowie vom Titer und weiteren Eigenschaften des aufzuwindenden Fadens 15 ab.
  • Der Spalt "S" ist für diese Erfindung nicht wesentlich, muss aber berücksichtigt werden, falls er vorgesehen ist, weil die Steuerung des Wickelverfahrens nach der bevorzugten Ausführung erst nach dem Zustandekommen der Berührung zwischen der Packung und der Kontaktwalze stattfinden kann.
  • Die Kontaktwalze 19 sowie die Changiervorrichtung 17 sind in einem Ausleger 21 gelagert, der entlang von Führung 23 vertikal verschiebbar ist.
  • Das anfängliche Aufwinden des Fadens 15 auf die Hülse 11 ohne Kontakt mit der Kontaktwalze 19 hat den Vorteil, dass dadurch keine "Walkarbeit" und Reibung der Kontaktwalze 19 sowie der Hülse 11 und somit keine Schädigung der auf Hülse 11 aufgewundenen äusseren Lagen der Fäden 15 erfolgen kann. Die Zeit, bis der Spalt "S" gefüllt ist, wird mit einer im voraus berechneten Drehzahlrampe bestimmt, das heisst einem Drehzahlverlauf, der die Drehzahl des Spulendornes 9 mit zunehmenden Durchmesser der Spulenpackung 13 soweit absenkt, damit bei aufgefülltem Spalt "S" - und damit gegenseitigem Kontakt - die beiden Oberflächengeschwindigkeiten rechnerisch identisch sind. Dies ist aber infolge verschiedenster Parameter, wie Beschaffenheit des Fadens 15, Titer, etc, nur theoretisch möglich.
  • Das regelungstechnische, softwaremässige Vorgehen bei der Aenderung der Geschwindigkeitsrampe aufgrund der Verstimmung ist anhand einer möglichen "Schaltung" gemäss Figur 3 dargestellt und erläutert. Diese "Schaltung" wird in der Praxis in der Software der Maschinensteuerung "realisiert".
  • Beim Start erhält der Sollwertgeber 25 für die Kontaktwalze 19 Einstellwerte sowohl für Aufwindgeschwindigkeit vTW, als auch einen Korrekturfaktor, welcher die Steuerung der Umfangskraft, wie sie beispielsweise in der EP-A-182389 beschrieben ist, bewirkt. Da als Kontaktwalzenantriebsmotor 37 ein Asynchronmotor eingesetzt ist, weicht das Kontaktsignal (Frequenz F-Tacho) vom Kontaktsollwert ab. Die Absoluthöhe der Frequenz (F-Tacho) ist aber für die Ueberwachung im Ueberwachungsgerät 27 ohne Bedeutung. Nach einer derartigen Zeitverzögerung, so dass die Kontaktwalze 19 mit der Startdrehzahl läuft, wird der Dornantriebsmotor 35 durch die Steuerung eingeschaltet und ebenfalls bis auf die Startgeschwindigkeit gebracht, wo der Fadeneinzug stattfinden kann.
  • Das Ueberwachungsgerät 27 schaltet beim Fadeneinzug den Rampengenerator 39 ein, welcher seine Ausgangsfrequenz an den Frequenzumrichter 33 liefert. Das Gerät 27, wie auch der Rampensignalgenerator 39, der den Drehzahlverlauf des Spulendornes 9 festlegt, erhalten separat ein Signal, wenn der Fadeneinzug stattfindet. Der Regler 31 ist zu diesem Zeitpunkt deaktiviert, da das Kontaktsignal (F-Tacho) für eine Regelung nicht brauchbar ist.
  • Nach der Berührung einer oder mehrerer der Spulenpackungen mit der Kontaktwalze 19 weicht die Kontaktfrequenz von ihrem Startwert ab. Diese Abweichung wird vom Ueberwachungsgerät 27 festgestellt, welches den Rampengenerator 39 nun abschaltet und den Regler 31 aktiviert. Der Regler 31 führt dann die Dorngeschwindigkeit vTW auf einen Wert zurück, welcher eine vorbestimmte Kontaktfrequenz (die Regelfrequenz entsprechend dem Sollwert für die Spulgeschwindigkeit) ergibt.
  • Die Abweichung vom Startwert muss ein derartiges Mass erreichen, dass eine im wesentlichen schlupffreie, kraftschlüssige Verbindung zwischen den Oberflächen der Kontaktwalze 19 und der Packung 10 auf der Spule 11 zustande kommen. Kleine Störwirkungen können dabei unbeachtet bleiben. Es ist auch möglich, eine Zeitverzögerung nach dem Feststellen der Abweichung einzubauen, um sicher zu stellen, dass die Voraussetzungen an die im wesentlichen schlupffreie, kraftschlüssige Verbindung zwischen den Oberflächen der Kontaktwalze 19 und der Spulenpackung 10 erfüllt worden sind, um so vom Kontaktsignal einen eindeutigen Messwert für die Ist-Spulgeschwindigkeit vDO zu erhalten.
  • Die Abweichung vom Startwert kann nach oben (Figur 4) oder nach unten (keine Figur) erfolgen. Die Regelfrequenz kann oberhalb oder unterhalb der Startfrequenz liegen oder sie kann gleich sein wie die Startfrequenz.
  • Die nachfolgende Beschreibung geht nun davon aus, dass der Spalt aufgefüllt worden ist bzw. auch am Anfang des Spulbildungsverfahrens nicht vorgesehen ist. Im letzteren Fall besteht von Anfang an Berührung zwischen der Kontaktwalze und der Packung.
  • Fig. 5 zeigt schematisch weitere Einzelheiten der Antriebe für die verschiedenen wesentlichen Baugruppen der Maschine. Diese Baugruppen umfassen
    • die Kontakt- bzw. Tachowalze 19 mit ihrem Antriebsmotor 37
    • der sich in der Spulstelle befindliche Spulendorn (in Fig.5 nicht sichtbar) mit der Packung 10 und seinem Antriebsmotor 35, und
    • die Changiervorrichtung 17 mit ihrem Antriebsmotor 40.
  • Die Steuerung der Maschine ist als ganzes mit den Bezugszeichen 41 angedeutet. Die Darstellung in Fig. 5 hat zur Geometrie der eigentlichen Maschinenanordnung (Fig.1) keine Beziehung, da die Fig. 5 sich eher mit Signalverbindungen als mit der räumlichen Gestaltung der Maschine befasst.
  • Der Motor 35 und der Motor 37 sind mit je einem Tachosignalgeber 42 bzw. 43 versehen, welcher ein Signal erzeugt, das die Drehzahl des Motors bzw. der vom Motor angetriebenen Achse darstellt. Diese Signale werden an die Steuerung 41 geliefert. Die Steuerung 41 erzeugt ein Signal, welches an den Motor 40 (bzw. an einen nicht gezeigten Regler für den Motor 40) geliefert wird, um die Drehzahl dieses Motors zu bestimmen. Dadurch wird die Bewegung des Fadenführers bzw. der Fadenführer bestimmt.
  • Die Theorie der Stufenpräzisionswicklung, wie sie hier realisiert wird, ist in DOS 3332382 erklärt worden und wird hier nicht wiederholt. Die Wirkung ist in Fig. 6 zusammengefasst. Auf der waagrechten Achse des Diagramms ist der Spulendurchmesser aufgetragen (die Achse geht nicht vom Durchmesser "null" aus, weil eine "Spulreise" beginnt bei einem minimalen Spulendurchmesser, der durch den Durchmesser der leeren Hülse 11, Fig.1 gegeben ist). Auf der senkrechten Achse ist der Kreuzungswinkel der Spule aufgetragen.
  • Es ist ein Merkmal einer Präzisionswicklung, dass sich der Kreuzungswinkel mit zunehmendem Spulendurchmesser abnimmt, wenn das Windungsverhältnis (die Anzahl Doppelhube des Fadenführers pro Spulenumdrehung) konstant unverändert bleibt. Kurven konstanter Windungsverhältnisse sind mit W angedeutet.
  • Bei einer Stufenpräzisionswicklung findet an gegebenen Stellen während der Spulreise "Sprünge" von einem höheren Windungsverhältnis (Kurve näher der linken Ecke des Diagramms) auf einem niedrigeren Windungsverhältnis (Kurve weiter von der linken Ecke entfernt) statt.
  • Gemäss dem nun vorgesehenen Verfahren findet ein solcher Sprung dann statt, wenn der Kreuzungswinkel bei dem herrschenden Windungsverhältnis auf einen unteren Grenzwert Gu gefallen ist. Die Sprunghöhe ist begrenzt durch einen oberen Grenzwert Go, welcher unakzeptable plötzliche Aenderungen der Spulverhältnisse vermeidet. Diese maximale Sprunghöhe kann aber nicht unbedingt ausgenützt werden, weil die "gültigen" Windungsverhältnisse als Einzelwerte in einem Speicher der Steuerung 41 eingegeben werden müssen. Weil nur eine endliche Zahl solcher Windungsverhältnisse gespeichert werden können, muss bei einem Sprung ein "vorhandener" Wert innerhalb der Grenzen Gu-Go aus dem Speicher ausgesucht und zur Geltung gebracht werden.
  • Die Windungsverhältnisse müssen genau auf mindestens vier (besser noch fünf) Dezimalplätze genau festgelegt werden. Bei sehr hohen Liefergeschwindigkeiten (Spulenumfangsgeschwindigkeiten) kann der Spulenaufbau durch Verzögerungen bei der Durchführung solcher Sprünge beeinträchtigt werden. Jede Verzögerung bei der Ermittlung eines neuen Windungsverhältnisses in der Steuerung 41 und jede Ungenauigkeit bei der Ausführung eines Sprunges ist möglichst zu vermeiden.
  • Es ist bekannt, die Changiergeschwindigkeit zu steuern, um ein von der Steuerung 41 vorgegebenes Windungsverhältnis einzuhalten. Die Changiergeschwindigkeit muss dabei kontinuierlich angepasst werden, weil die Dorndrehzahl mit zunehmendem Spulendurchmesser reduziert wird, um die Umfangsgeschwindigkeit der Spule konstant zu halten.
  • In der Ausführung nach Fig. 7 wird die Changiergeschwindigkeit der Dorndrehzahl nachgeführt, indem eine Speisefrequenz für einen frequenzgesteuerten Antriebsmotor 40 (Fig.5) direkt aus dem Ausgangssignal des Gebers 42 (Fig.5) abgeleitet wird. Dazu umfasst die Steuerung 41 eine Multiplikationsvorrichtung 44, mittels welcher die vom Geber 42 erzeugte Frequenz durch einen Faktor "X" multipliziert wird. Das Ausgangssignal der Vorrichtung 44 wird an einen Frequenzumrichter 45 als Steuersignal weitergeleitet und bestimmt das Ausgangssignal des Leistungsteils des Umrichters 45. Letzteres Ausgangssignal wird als Speisefrequenz an den Motor 40 (Fig.5) geliefert und bestimmt die Drehzahl dieses Motors. Der Motor 40 kann z.B. als Synchronmotor ausgeführt werden.
  • Die Verwendung eines Synchronmotors, oder sogar eines frequenzgesteuerten Motors, als Changierantriebsmotor 40 ist kein wesentliches Merkmal der Erfindung, da jeder andere genau steuerbare Motor, der die erforderliche Leistung erbringen kann, benutzt werden könnte. Die Steuerung 41 müsste dann ein geeignetes Steuersignal für den Motorregler erzeugen.
  • Der Faktor X entspricht dem geltenden Windungsverhältnis. Bei einem "Sprung" muss der herrschende Faktor durch einen neuen ersetzt werden, welcher aus dem vorerwähnten Speicher 47 abgefragt und in die Vorrichtung eingeladen werden muss. Das Ersetzen von einem Faktor durch einen neuen Faktor kann schnell durchgeführt werden und ist für die Bestimmung der Ausgangsfrequenz des Umrichters 45 fast sofort wirkungsvoll.
  • Wichtig dabei ist aber das Auslösen eines Sprunges. Hier sollen auch Verzögerungen möglichst vermieden werden. Ein neuer Faktor muss ausgesucht werden, wenn der Kreuzungswinkel auf einen vorgebbaren Wert absinkt, was überwacht werden muss. Dazu könnte auch der Motor 40 mit einem Tachosignalgeber versehen werden, was dem Messen des Kreuzungswinkels gleich käme, (vgl. DOS 3332382). Dies erfordert aber ein zusätzlicher Signalgeber und zusätzliche Signalverarbeitungskapazität in der Steuerung 41. Signale, die zum Feststellen des Kreuzungswinkels verwendet werden können, sind aber schon gemäss Fig. 3 und Fig. 5 vorhanden, nämlich das Ausgangssignal der Vorrichtung 44, (welches der Changiergeschwindigkeit entspricht) und das Ausgangssignal des Tachosignalgebers 43, (welches der Umfangsgeschwindigkeit der Spule entspricht). Die Messung des IST-Wertes vom Kreuzungswinkel durch die Verarbeitung dieser Signale findet in der Einheit 46 (Fig.7) statt. Die Grenzwerte Go, Gu (Fig.6) können vom Benutzer z.B. über eine Tastatur 48 eingegeben werden und mit dem IST-Wert verglichen werden.
    • Eingabe eines Kreuzungswinkelverlaufes
  • Das Prinzip einer bevorzugten Ausführung zum Einstellen eines Gerätes nach dieser Erfindung ist in Fig. 8 schematisch gezeigt.
  • Um den Packungsaufbau optimieren zu können, kann der Soll-Kreuzungswinkel in Funktion des Spuldurchmessers bestimmt werden. Der Verlauf der Sollwertkurve wird mit vier Stützpunkten SP0, SP1, SP2 und SP3 und der Bandbreite B festgelegt.
  • Die Stützpunkte sind z.B. dabei wie folgt definiert:
    • SP 0 : Hülsendurchmesser (Fix) / Kreuzungswinkel 0 (Beispiel: 106mm/14°)
    • SP 1 : Umsch. K.Winkel 1 / Kreuzungswinkel 1 (Beispiel: 150mm/15,75°)
    • SP 2 : Umsch. K.Winkel 2 / Kreuzungswinkel 2 (Beispiel: 250mm/14°)
    • SP 3 : Spuldurchmesser / Kreuzungswinkel 3 (Beispiel: 420mm/14°)
  • In diesem Fall, wo sich der erwünschte Kreuzungswinkel über die Spulreise ändert, muss anhand einer Emittlung bzw. einer Messung des Spulendurchmessers der momentan gültige Sollwert für den Kreuzungswinkel durch die Steuerung festgestellt werden. Dies ergibt ein momentan gültiges Windungsverhältnis, welches dann geändert werden muss, wenn sich der effektive Kreuzungswinkel ausserhalb der Bandbreite abwandert.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Bilden einer Packung mit einer Stufenpräzisionswicklung mit einem Spulendorn, auf welchem die Packung aufgebaut wird und einer Changiervorrichtung, um den Faden entlang der Spule zu changieren, mit den weiteren Verfahrensschritten:
    - Feststellen einer Spulendrehzahl, um ein Spulendrehzahlsignal zu erhalten
    - Steuern der Changiervorrichtung aufgrund des Spulendrehzahlsignales und eines gegebenen Windungsverhältnisses
    gekennzeichnet durch
    - Messen der Packungsumfangsgeschwindigkeit
    - Ableiten einer Grösse aus der Packungsdrehzahl
    - Bestimmen eines laufenden, aktuellen Kreuzungswinkels aufgrund der bestimmten Packungsumfangsgeschwindigkeit und der von der Spulendrehzahl abgeleiteten Grösse
    - Vergleich des laufenden, aktuellen Kreuzungswinkels mit einem vorgegebenen Kreuzungswinkel (GU, GO) und
    - Ändern des Windungsverhältnisses, wenn der bestimmten Kreuzungswinkel den vorgegebenen Kreuzungswinkel (GU, GO) erreicht hat.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus der Packungsdrehzahl abgeleitete Grösse eine Funktion sowohl der Packungsdrehzahl wie auch des vorgegebenen Windungsverhältnisses ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung des genannten Spulendrehzahlssignales, um die Changiervorrichtung zu steuern und damit den laufenden, aktuellen Kreuzungswinkel zu bestimmen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Eingeben des genannten vorgegebenen Kreuzungswinkels (GU, GO) mit Hilfe einer Tastatur.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Kreuzungswinkel ein unterer Kreuzungswinkel (GU) ist und, dass der obere und der untere Kreuzungswinkel (GU, GO) mit Hilfe einer Tastatur eingegeben wird und dass der Schritt des Vergleichens des festgestellten (laufenden) Kreuzungswinkels mit dem vorgegebenen Kreuzungswinkel, den Vergleich des festgestellten laufenden Kreuzungswinkels mit dem unteren gegebenen Kreuzungswinkel beinhaltet.
  6. Spulvorrichtung zur Bildung einer Packung beinhaltend:
    - einen Spulendorn (9), auf welchem die Packung (10) gebildet wird
    - einen Spulendornantrieb (35) für das Drehen des Spulendornes (9)
    - eine Changiervorrichtung (17) für das Bewegen des Fadens vor- und rückwärts entlang des Spulendornes (9)
    - einen Antrieb (40) für die Changiervorrichtung (17),
    - Mittel (42) für das Erzeugen eines ersten Signales entsprechend der Drehzahl des Spulendornes
    - eine Steuerung (41), welche aufgrund des ersten Signales ein zweites Signal erzeugt, wobei das zweite Signal für die Steuerung der Bewegung der Changiervorrichtung (17) verwendet wird
    gekennzeichnet durch
    - Mittel (19,43,41), um die Umfangsgeschwindigkeit der Packung (10) festzustellen
    - und dadurch, dass die Steuerung (41) dabei Mittel umfasst, um einen laufenden Kreuzungswinkel aufgrund der Umfangsgeschwindigkeit der Packung (10) und einer von der Spulendrehzahl abgeleiteten Grösse, abzuleiten
    - und um das Windungsverhältnis (W) zu ändern, wenn der abgeleitete laufende Kreuzungswinkel einen vorgegebenen Kreuzungswinkelwert (GU) erreicht hat.
  7. Spulvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel für das Festlegen der Packungsumfangsgeschwindigkeit eine Kontaktwalze (19) mit einem Tachosignalgeber (43) umfasst.
  8. Spulvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel um den laufenden Kreuzungswinkel abzuleiten, die Grösse der Spulendrehzahl unter Verwendung eines vorherrschenden Windungsverhältnisses, welches durch ein Steuersystem (47) vorgegeben wird, ableiten.
  9. Spulvorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Mittel (48) für das Eingeben und Ändern des vorgegebenen Kreuzungswinkels (GO, GU).
  10. Spulvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der vorgegebene Kreuzungswinkel ein unterer Grenzwert für den laufenden Kreuzungswinkel ist und dass Mittel (48) vorgesehen sind für das Eingeben und das Ändern des unteren vorgegebenen Grenzwertes für den Kreuzungswinkel und für den vorgegebenen Grenzwert des oberen Kreuzungswinkels vorgesehen sind.
  11. Verfahren zum Aufbau einer Stufenpräzisionswicklung mit einer Mehrzahl gespeicherter Windungsverhältnisse (W), mittels welchen Garn mit einem ändernden Kreuzungswinkel aufgewunden wird umfassend:
    - Eingeben von oberen (GO)und unteren (GU) Grenzwerten, um einen Kreuzungswinkelbereich abzugrenzen.
    - Auswählen eines Windungsverhältnisses (W)
    - Aufwinden von Garn mit einem ausgewählten Aufwindeverhältnis (W)
    gekennzeichnet durch
    - Feststellen eines aktuellen Kreuzungswinkels durch einen Vergleich der Umfangsgeschwindigkeit der Packung mit einer aus der Packungsdrehzahl abgeleiteten Grösse
    - Wählen eines anderen Aufwindeverhältnisses (W), wenn der Kreuzungswinkel die untere Grenze (GU) erreicht hat, so dass mit einem neuen Aufwindeverhältnis (W) aufgewunden wird,
    - wobei das neue Aufwindeverhältnis (W) so gewählt wird, dass die Kreuzungswinkel im Bereich zwischen den Grenzwerten (GU, GO) bleiben.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch
    - Messen der Spulendrehzahl und Festlegen der Umfangsgeschwindigkeit der Packung
    - Festlegen einer Grösse, abgeleitet aus der Packungsdrehzahl,
    - wobei der genannte aktuelle laufende Kreuzungswinkel aufgrund der Umfangsgeschwindigkeit der Packung und der aus der gemessenen Spulendorndrehzahl abgeleiteten Grösse bestimmt wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch manuelles Eingeben der unteren und oberen Grenzwerte des Kreuzungswinkels.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch Changieren des Fadens vor- und rückwärts entlang des Spulendornes mittels einer Changiervorrichtung inklusive Steuern der Changiervorrichtung aufgrund des gewählten Windungsverhältnisses und der gemessenen Spulendorndrehzahl.
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