EP1600414A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Spuleinrichtung einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and a device for Operating a winding device of a cheeses producing textile machine according to the preamble of Claim 1.
- Thread laying devices with a traversable Thread guides are known in numerous embodiments and for example in DE 37 25 812 A1, DE 199 60 024 A1, EP 0 453 622 B1 or US Pat. No. 4,771,960 described.
- the thread deposited on the lateral surface of the cross-wound bobbin in each case describes a radius in the region of the coil flanks, which leads to the construction of elevated coil flanks. That is, in the areas of the coil flanks of the cheese in which the direction of movement of the yarn guide is reversed (reversal distance), significantly more yarn is deposited than in the areas in which the yarn guide moves at a constant speed. It comes therefore, if no special measures are taken, in the region of the coil flanks of the cheese to material accumulations.
- the changes of the traverse stroke take place in a range which is determined by a maximum traverse stroke and a minimum traverse stroke.
- the successive traverse strokes are changed such that after a shortened traverse stroke an extended traverse stroke and after a prolonged traverse stroke again a shortened traverse stroke. In this way, a stable coil structure without saddle formation in the region of the coil edges is achieved.
- the radius which the deposited thread describes on the lateral surface of the cross-wound bobbin in the region of the coil flanks is responsible for the structure of the coil flanks.
- This so-called reversal radius is determined by the acceleration of the thread guide, the peripheral speed of the coil and the distance between thread guide and storage point of the thread on the spool and not only affects the mass distribution in the cheese, but is also a major factor in the formation of so-called tees the coil edges.
- Such deductions hinder the proper course of the thread from the cross-wound bobbin and thus represent an unacceptable quality defect of the cheese.
- the known methods are based on the well-known fact that in the manufacture of cheeses on high-speed winding machines, the traversing of the thread in each case essentially from a short acceleration phase after the one reversal point, a movement at a constant speed in the middle of the coil and a short delay phase before the other reversal point.
- the acceleration and deceleration values of the thread are very high at reversal points, since the thread laying, depending on the process control, with frequencies of up to 30 Hz.
- EP 0 453 622 B1 discloses a method or a device which permits a high acceleration of the thread guide at the reversal points and at the same time is very flexible with respect to the structure of the winding of the cross-wound bobbin.
- the drive of the thread guide is, while the thread guide is near a reversal point, acted upon by a motor current which is above the rated current and supplies in the remaining area with a motor current which is below the rated current.
- the inventive method has the particular advantage that the average thermal load of the thread guide drive can be significantly reduced by the special control technology link the width of the traverse strokes with the acceleration of the thread guide. That is, with the method according to the invention, it is possible with a relatively small drive there to realize relatively high acceleration values of the thread guide, where these acceleration values are required, but at the same time to ensure that despite the use of a small and therefore cost-effective drive, this thread guide drive in the Continuous operation is not thermally overloaded.
- the drive of the yarn guide is briefly applied to traverse strokes whose reversal points in the coil flanks of the cheese to achieve maximum acceleration with a motor current of 3 to 6 times, preferably 4 times, the thermally for a permanent operation of the drive permissible motor current.
- the motor current supplied to the thread guide drive is approximately 1.5 to 2.5 times, preferably 2 times, the motor current permissible for permanent operation of the drive. Since a large number of the traverse strokes to be executed during a spool travel are shortened traverse strokes with reduced acceleration of the thread guide and correspondingly reduced power loss of the thread guide drive, the mean value of the power losses governing the thermal loading of the electromotive drive remains within technically manageable limits.
- two acceleration values for the yarn guide can be set via the control device. That is, a first maximum acceleration value, when a full traverse stroke is traveled, the reversal points are in the range of the coil edges of the cheese, and a second, reduced acceleration value at shorter traversing strokes.
- a first maximum acceleration value when a full traverse stroke is traveled, the reversal points are in the range of the coil edges of the cheese, and a second, reduced acceleration value at shorter traversing strokes.
- the controller becomes a bit more complicated when, as in the Claim 3, except with a maximum Acceleration value for full traverse strokes, with one
- the device described in claim 5 for carrying out the method according to the invention comprises a coil frame for rotatably supporting a coil, an electric motor acted upon thread guide and a control device for the defined driving the thread guide drive.
- the control device is designed so that the yarn guide drive, only when a full traverse stroke is to be executed, maximally accelerated. For all shortened traverse strokes, however, the control device ensures that the supplied motor current is reduced by about half, which immediately has a significant effect on the power loss of the drive. That is, the thermal load of the thread guide drive decreases immediately considerably.
- the yarn guide is in advantageous embodiment as a finger thread guide formed and about an axis that is substantially perpendicular to the axis of rotation of the cheese is pivotally mounted.
- the thread guide drive is preferably designed as an electric motor single drive.
- Such finger thread guides are characterized in particular by a relatively low weight, which is very important in view of the fact that such thread guides are oscillated by the electromotive single drive with a frequency of about 30 Hz.
- the winding device indicated overall by the reference numeral 1 has a coil frame 2 for rotatably supporting a cross-wound bobbin 3. That is, between the coil frame arms of the creel 2, as usual, a cross-wound bobbin 3 rotatably mounted, which rests with its surface on a drive roller 5 and is driven by this drive roller 5 via frictional engagement.
- the drive roller 5 is for this purpose to a electromotive single drive 6 connected to the in turn via a control line 21 with a Control device 10 is connected.
- the cheese 3 frictionally driving drive roller 5 of course, also another drive type is conceivable for rotating the cheese 3.
- a spindle drive is then preferably arranged at the height of the axis of rotation 4 of the cross-wound bobbin 3 on the creel 2.
- a supply spool for traversing the accruing to the cheese 3 Thread 9, by a supply spool, not shown, is preferably unwound from a spinning cop, is a special thread laying device provided.
- the yarn laying device has a changeable yarn guide, for example, a finger yarn guide 7, which is mounted rotatably limited about a pivot axis 20 and by means of an electric motor drive 8, preferably a DC motor, defined pivot.
- the electric motor drive 8 is connected for this purpose via a control line 11 to the control device 10.
- an angle sensor 23 is also attached, which is also connected via a signal line 24 to the controller 10. This means, via the control device 10, which drives the drive 8 of the finger thread guide 7 accordingly, both the traversing width of the laying strokes and the acceleration of the thread guide 7 can be set exactly and changed at any time.
- the maximum pivoting paths of the yarn guide 7 during a double stroke are indicated in FIG. 1 by R and L, respectively.
- FIGS. 2 and 3 schematically show a thread rest the surface of a cheese 3 indicated.
- the cheese 3 is in each case in the upper part of Drawings shown.
- Fig. 2 shows the situation in a so-called “full” traverse stroke. That is, in a traverse stroke whose reversal points 14 each lie directly in the region of the coil edges 15 of the cheese 3. In such a “full” traverse stroke of the yarn guide 7 is accelerated from its reversal point 14 each maximum.
- Such "full" traversing strokes therefore, as indicated in FIG. 2, each have a relatively short acceleration region 12. At this acceleration region 12 is followed by a much longer center region 13, in which the speed of the yarn guide 7 is largely constant.
- the acceleration of the yarn guide 7 is significantly lower at a shortened traverse stroke, which has an extremely positive effect on the thermal load of the drive 8. That is, in a traverse stroke, the reversal points 14 are spaced from the coil edges 15 of the cheese 3, there are acceleration regions 12 and deceleration regions 22, which are slightly longer than at maximum acceleration and thus to larger reversing radii of the running on the cheese 3 thread 9 lead, occurring at such a reduced acceleration power dissipation of the drive 8 but is significantly smaller.
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Abstract
Description
Zum einen muss die Spule während des Aufwickelns des Fadens rotiert werden und zum anderen muss der auf die rotierende Spule auflaufende Faden durch eine Fadenverlegeeinrichtung, beispielsweise durch einen traversierbaren Fadenführer, längs der Rotationsachse der Spule changiert werden.
Das heißt, in den Bereichen der Spulenflanken der Kreuzspule, in denen die Bewegungsrichtung des Fadenführers umgekehrt wird (Umkehrstrecke), wird deutlich mehr Garn abgelegt als in den Bereichen, in denen sich der Fadenführer mit konstanter Geschwindigkeit bewegt.
Es kommt daher, wenn keine besondere Maßnahmen ergriffen werden, im Bereich der Spulenflanken der Kreuzspule zu Materialanhäufungen.
Vorzugsweise werden die aufeinander folgenden Changierhübe dabei derart geändert, dass nach einem verkürzten Changierhub ein verlängerter Changierhub und nach einem verlängerten Changierhub wieder ein verkürzter Changierhub erfolgt.
Auf diese Weise wird ein stabiler Spulenaufbau ohne Sattelbildung im Bereich der Spulenflanken erreicht.
Bei diesem bekannten Verfahren werden die Beschleunigung und die Verzögerung des Changierfadenführers derart gesteuert, dass sich die Länge der Umkehrstrecke des Fadenführers mit wachsendem Spulendurchmesser der Spule vergrößert.
Bei diesem bekannten Verfahren wird die Beschleunigung und die Verzögerung des Fadenführers benutzt, um die Fadenablage zu beeinflussen.
Das heißt, durch definierte Ansteuerung des Fadenführerantriebes werden Beschleunigung und Verzögerung des Fadenführers derart gesteuert, dass sich die Länge der Umkehrstrecke des Fadens verändert. Aus dieser Veränderung der Länge der Umkehrstrecke resultiert, dass der Faden mit unterschiedlichen Winkeln zur Stirnseite der Spule hin abgelegt und damit bereits unmittelbar hinter dem Umkehrpunkt eine gleichmäßige Verteilung des Fadens erreicht wird.
Dieser sogenannte Umkehrradius wird von der Beschleunigung des Fadenführers, der Umfangsgeschwindigkeit der Spule sowie dem Abstand zwischen Fadenführer und Ablagepunkt des Fadens auf der Spule bestimmt und beeinflusst nicht nur die Masseverteilung in der Kreuzspule, sondern ist auch ein wesentlicher Einflussfaktor bei der Entstehung von sogenannten Abschlägen an den Spulenflanken.
Solche Abschläge behindern den ordnungsgemäßen Ablauf des Fadens von der Kreuzspule und stellen somit einen nicht akzeptierbaren Qualitätsmangel der Kreuzspule dar.
Zur Vermeidung von Abschlägen ist es daher notwendig, den Umkehrradius des Fadens, insbesondere im Bereich der Spulenflanken der Kreuzspule, unter einem Grenzwert zu halten, der wiederum von anderen textilen Parametern abhängig ist. Da beispielsweise der Abstand zwischen Fadenführer und Ablagepunkt des Fadens auf der Spule festgelegt sind, ist die einzige Möglichkeit zur Reduzierung des Umkehrradius eine Vergrößerung der Beschleunigung des Fadenführers.
Die Beschleunigungs- und Verzögerungswerte des Fadens sind dabei an Umkehrpunkten sehr hoch, da die Fadenverlegung, je nach Prozessführung, mit Frequenzen von bis zu 30 Hz erfolgt.
Der Antrieb des Fadenführers wird dabei, während sich der Fadenführer in der Nähe eines Umkehrpunktes befindet, mit einem Motorstrom beaufschlagt, der über dem Nennstrom liegt und im übrigen Bereich mit einem Motorstrom versorgt, der unterhalb des Nennstromes liegt.
Gleichzeitig verhält sich die Verlustleistung eines solchen Motors, die in erster Linie in Form von Wärme freigesetzt wird, proportional zum Quadrat des Motorstromes.
Das bedeutet, die in den Beschleunigungsphasen des Fadenführers auftretende Verlustleistung ist zu einem überwiegenden Teil für die thermische Belastung des Antriebes verantwortlich.
Da solche elektromotorische Antriebe nach ihrer thermischen Belastbarkeit dimensioniert werden müssen, bestimmt folglich die Umkehrbeschleunigung des Fadenführers im wesentlichen die Baugröße und damit die Herstellkosten des einzusetzenden Motors.
Diese Aussage gilt jedoch nicht für jede einzelne Beschleunigungsphase, sondern wegen der großen Zeitkonstanten bei der Erwärmung des Motors für den Mittelwert der in den Beschleunigungsphasen entstehenden Verlustleistungen.
Das heißt, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, mit einem relativ kleinen Antrieb dort relativ hohe Beschleunigungswerte des Fadenführers zu realisieren, wo diese Beschleunigungswerte erforderlich sind, jedoch gleichzeitig sicherzustellen, dass trotz des Einsatzes eines kleinen und damit kostengünstigen Antriebes, dieser Fadenführerantrieb auch im Dauerbetrieb thermisch nicht überlastet wird. Erfindungsgemäß wird der Antrieb des Fadenführers nur bei Changierhüben, deren Umkehrpunkte im Bereich der Spulenflanken der Kreuzspule liegen, zur Erzielung einer maximalen Beschleunigung kurzfristig mit einem Motorstrom beaufschlagt, der dem 3- bis 6fachen, vorzugsweise dem 4fachen, des für einen dauerhaften Betrieb des Antriebes thermisch zulässigen Motorstromes entspricht.
Da eine Vielzahl der während einer Spulenreise auszuführenden Changierhübe verkürzte Changierhübe mit reduzierter Beschleunigung des Fadenführers und entsprechend reduzierter Verlustleistung des Fadenführerantriebes sind, hält sich der für die thermische Belastung des elektromotorischen Antriebes maßgebende Mittelwert der Verlustleistungen in technisch beherrschbaren Grenzen.
Das heißt, ein erster maximaler Beschleunigungswert, wenn ein voller Changierhub gefahren wird, dessen Umkehrpunkte im Bereich der Spulenflanken der Kreuzspule liegen, sowie ein zweiter, reduzierter Beschleunigungswert bei verkürzten Changierhüben.
Eine solche Ausführungsform zeichnet sich insbesondere durch eine relativ einfache und damit kostengünstige Steuereinrichtung aus.
Eine solche vorteilhafte Ausführungsform macht sich allerdings durch einen noch gleichmäßigeren Spulenaufbau positiv bemerkbar.
Die Steuereinrichtung ist dabei so konzipiert, dass der Fadenführerantrieb, nur dann, wenn ein voller Changierhub ausgeführt werden soll, maximal beschleunigt.
Bei allen verkürzten Changierhüben sorgt die Steuereinrichtung dagegen dafür, dass der zugeführte Motorstrom etwa um die Hälfte verringert wird, was sich hinsichtlich der Verlustleistung des Antriebes sofort signifikant auswirkt.
Das heißt, die thermische Belastung des Fadenführerantriebes nimmt sofort erheblich ab.
Derartige Fingerfadenführer zeichnen sich insbesondere durch ein relativ geringes Gewicht aus, was angesichts der Tatsache, dass solche Fadenführer durch den elektromotorischen Einzelantrieb mit einer Frequenz von ca. 30 Hz changiert werden, sehr wichtig ist.
- Fig.1
- in Vorderansicht, schematisch eine Spuleinrichtung einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
- Fig.2
- die Fadenablage auf der Oberfläche einer Kreuzspule bei einem Changierhub, dessen Umkehrpunkte im Bereich der Spulenflanken der Kreuzspule liegen,
- Fig.3
- die Fadenablage auf der Oberfläche einer Kreuzspule bei einem verkürzten Changierhub.
Das heißt, zwischen den Spulenrahmenarmen des Spulenrahmens 2 ist, wie üblich, eine Kreuzspule 3 rotierbar gelagert, die mit ihrer Oberfläche auf einer Antriebswalze 5 aufliegt und von dieser Antriebswalze 5 über Reibschluß mitgenommen wird.
Ein solcher Spindelantrieb ist dann vorzugsweise in Höhe der Rotationsachse 4 der Kreuzspule 3 am Spulenrahmen 2 angeordnet.
Wie ersichtlich, ist der elektromotorische Antrieb 8 zu diesem Zweck über eine Steuerleitung 11 an die Steuereinrichtung 10 angeschlossen. Am Antrieb 8 ist außerdem ein Winkelsensor 23 angebracht, der ebenfalls über eine Signalleitung 24 mit der Steuereinrichtung 10 verbunden ist.
Das bedeutet, über die Steuereinrichtung 10, die den Antrieb 8 des Fingerfadenführers 7 entsprechend ansteuert, können sowohl die Changierbreite der Verlegehübe als auch die Beschleunigung des Fadenführers 7 exakt eingestellt und jederzeit geändert werden.
Die maximalen Schwenkwege des Fadenführers 7 während eines Doppelhubes sind in der Fig. 1 mit R bzw. L angedeutet.
Das heißt, bei einem Changierhub, dessen Umkehrpunkte 14 jeweils direkt im Bereich der Spulenflanken 15 der Kreuzspule 3 liegen.
Bei einem solchen "vollen" Changierhub wird der Fadenführer 7 aus seinen Umkehrpunkt 14 heraus jeweils maximal beschleunigt. Solche "volle" Changierhübe weisen daher, wie in Fig. 2 angedeutet, jeweils einen relativ kurzen Beschleunigungsbereich 12 auf.
An diesen Beschleunigungsbereich 12 schließt sich ein deutlich längerer Mittelbereich 13 an, in dem die Geschwindigkeit des Fadenführers 7 weitestgehend konstant ist.
In einem anschließenden Verzögerungsbereich 22 wird der Fadenführer 7 durch seinen Antrieb 8 wieder bis auf die Geschwindigkeit "Null" heruntergebremst, die er am zweiten Umkehrpunkt 14 erreicht, um anschließend, wenn zum Beispiel noch ein "voller" Changierhub ansteht, sofort wieder maximal beschleunigt zu werden.
Das heißt, bei einem Changierhub, dessen Umkehrpunkte 14 beabstandet zu den Spulenflanken 15 der Kreuzspule 3 liegen, ergeben sich Beschleunigungsbereiche 12 bzw. Verzögerungsbereiche 22, die zwar etwas länger sind als bei maximaler Beschleunigung und damit zu größeren Umkehrradien des auf die Kreuzspule 3 auflaufenden Fadens 9 führen, die bei einer solchen reduzierten Beschleunigung auftretende Verlustleistung des Antriebes 8 ist aber signifikant kleiner.
Claims (6)
- Verfahren zum Betreiben einer Spuleinrichtung einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine, mit einem Spulenrahmen zum rotierbaren Haltern einer Spule, mit einem elektromotorisch angetriebenen Fadenführer, der einen auf die Spule auflaufenden Faden während des Aufwickelns changiert, sowie einer Steuereinrichtung für den Antrieb des Fadenführers, die sowohl eine definierte Einstellung der Breite der Changierhübe des Fadenführers als auch der Beschleunigung des Fadenführers ermöglicht,
dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung des Fadenführers (7) in Abhängigkeit von der Breite der Changierhübe erfolgt, wobei der elektromotorische Antrieb (8) des Fadenführers (7) mittels der Steuereinrichtung (10) derart angesteuert wird, dass der Fadenführer (7) nur bei Changierhüben, deren Umkehrpunkte (14) im Bereich der Spulenflanken (15) der Kreuzspule (3) liegen, einer maximalen Beschleunigung unterworfen wird, das heißt, kurzzeitig mit einem Motorstrom beaufschlagt wird, der das 3- bis 6fache, vorzugsweise das 4fache, des für einen dauerhaften Betrieb des Antriebes (8) thermisch zulässigen Motorstromes beträgt, während bei verkürzten Changierhüben eine reduzierte Beschleunigung des Fadenführers (7)erfolgt, bei der der Antrieb (8) kurzzeitig mit einem Motorstrom beaufschlagt wird, der das 1,5- bis 2,5fache, vorzugsweise das 2fache, des für einen dauerhaften Betrieb des Antriebes (8) thermisch zulässigen Motorstromes beträgt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinrichtung (10) zwei Beschleunigungswerte für den Fadenführer (7) eingestellt werden, ein maximaler Beschleunigungswert bei Changierhüben, deren Umkehrpunkte (14) an den Spulenflanken (15) der Kreuzspule (3) liegen, und ein reduzierter Beschleunigungswert für verkürzte Changierhübe.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinrichtung (10) neben einem maximalen Beschleunigungswert bei Changierhüben, deren Umkehrpunkte (14) an den Spulenflanken (15) der Kreuzspule (3) liegen, stufenweise eine Mehrzahl auf die Breite verkürzter Changierhübe angepaßter, reduzierter Beschleunigungswerte eingestellt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Steuereinrichtung (10) eine stufenlose Einstellung der Beschleunigungswerte, jeweils in Abhängigkeit vom Changierhub, erfolgt.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführer (7) einen elektromotorischen Antrieb (8) aufweist, der über die Steuereinrichtung (10) derart ansteuerbar ist, dass der Fadenführer (7) nur bei Changierhüben, deren Umkehrpunkte (14) im Bereich der Spulenflanken (15) der Kreuzspule (3) liegen, einer maximalen Beschleunigung unterworfen ist, während die Beschleunigung des Fadenführers (7) bei verkürzten Changierhüben gegenüber der maximalen Beschleunigung deutlich reduziert ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenführer als Fingerfadenführer (7) ausgebildet ist, dass der Fingerfadenführer (7) um eine im wesentlichen senkrecht zur Rotationsachse (4) der antreibbaren Kreuzspule (3) orientierte Achse (20) schwenkbar gelagert ist und dass der Fingerfadenführer (7) durch einen elektromotorischen Einzelantrieb (8) beaufschlagbar ist.
Applications Claiming Priority (2)
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