EP4146573A1

EP4146573A1 - Verfahren und vorrichtung zum wägen einer spule in einer spulvorrichtung

Info

Publication number: EP4146573A1
Application number: EP21724768.3A
Authority: EP
Inventors: Davide Maccabruni; Silvan SCHÄFLI
Original assignee: SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Current assignee: SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Priority date: 2020-05-05
Filing date: 2021-05-03
Publication date: 2023-03-15
Also published as: CN115515873A; CH717382A1; WO2021224750A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufspulen eines Fadens (4) auf eine Spule (2) mit einer Spulvorrichtung (1) und einer Steuerung. Die Spulenhülse (5) wird zwischen zwei, drehfest an einem gemeinsamen mit einem eine Winkelmessung aufweisenden Schwenkantrieb (13) versehenen Schwenkarm (10) gehaltenen, Haltearmen (6, 7) mit jeweils einer Aufnahme (8, 9) drehbar gehalten, wobei zumindest einer der Haltearme (6) zweiteilig ausgeführt ist und die beiden Teile (15, 16) über eine Kraftmesszelle (12) verbunden sind. Mit der Kraftmesszelle (12) wird eine auf den Haltearm (6) wirkende Biegekraft (27) gemessen, welche durch die Steuerung durch eine Schwenkbewegung (14) des Schwenkarms (10) geregelt wird. Durch eine Auswerteeinrichtung werden ein Durchmesser (17) und ein Gewicht der Spule (5) berechnet.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Wägen einer Spule in einer Spulvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spule. Derartige Spulvorrichtungen werden in Textilmaschinen verschiedener Bauart einge- setzt, beispielsweise Endspinnmaschinen, Umspulmaschinen oder Spülmaschinen. Da- bei sind die Spule, respektive die Spulenhülse, zwischen zwei Haltearmen drehbar ge- lagert. Die beiden Haltearme wiederum sind ihrerseits in einem gemeinsamen Schwenkarm mit einer Schwenkachse gehalten. Zu Beginn eines Spulvorganges liegt die Spulenhülse auf einer Stützwalze auf und wird über einen Antrieb in Drehung ver- setzt, wodurch ein zwischen die Stützwalze und die Spulenhülse zugeführter Faden oder ein Garn auf die Spulenhülse aufgewickelt und eine Spule gebildet wird. Zum Ein- satz kommen verschiedenste Arten von Spulhülsen in zylindrischer oder konischer Form aus unterschiedlichen Materialien, beispielsweise Kunststoff oder Papier. Die Spulhülsen können mit oder ohne seitliche Flansche ausgeführt sein. Der Faden wird während der Aufwicklung mit einer Changierung entlang einer Längsachse der Spulen- hülse hin und her bewegt, wodurch verschiedenartige Wicklungen in Aufbau und Form gebildet werden. Der Antrieb der Spulenhülse erfolgt direkt über einen Motor der zu- mindest eine der Hülsenaufnahmen in Drehung versetzt oder indirekt über eine parallel zur Spulenhülse angeordnete Reibwalze. Die Reibwalze dient dabei gleichzeitig als Stützwalze. Die Reibwalze kann dabei als sogenannte Nutentrommel ausgeführt sein. Die Nutentrommel ist mit einem Gamführer versehen welcher in Schlitzen durch die Drehung der Nutentrommel derart geführt wird, dass der Faden hin und her bewegt wird. Bei einem direkten Antrieb der Spulenhülse ist die Changierung des Fadens durch eine separate Verlegeeinheit und eine Abstützung der Spulenhülse über eine separate Stützwalze vorzusehen. Der Faden wird dabei zwischen der Stützwalze und der Spu- lenhülse respektive dem sich bereits auf der Spulenhülse befindlichen Faden geklemmt und dadurch auf der Spulenhülse abgelegt. Der in die Klemmung einlaufende Faden durchläuft vorher eine Fadenbremse welche bewirkt, dass der auf die Spule auflaufende Faden mit einer konstanten Fadenzugkraft beaufschlagt wird. Durch den Spulvorgang nimmt ein Durchmesser der entstehenden Spule durch den auf die Spulenhülse aufgewickelten Faden stetig zu. In der Folge vergrössert sich der Ab- stand zwischen der Stützwalze und der Längsachse der Spulenhülse, was durch eine Bewegung der Haltearme um die Schwenkachse des Schwenkarms kompensiert wird. Aus dem Stand der Technik sind Spulvorrichtungen bekannt welche für diese Bewe- gung mit einem Schwenkantrieb ausgerüstet sind. Ebenfalls bekannt ist, dass Schwenkantriebe mit einer Winkelmessung ausgerüstet sein können wodurch eine ent- sprechende Steuerung jederzeit weiss in welcher Stellung sich der Schwenkantrieb be- findet.

Durch den Spulvorgang nimmt jedoch auch das Eigengewicht der auf der Stützwalze oder Reibwalze aufliegenden Spule zu. Dadurch steigt die auf eine Oberfläche der Spu- le wirkende Anpresskraft. Damit diese Anpresskraft nicht zu gross wird, ist es aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise der EP 1 820764 A2, Gegengewichte ein- zusetzen, welche die Anpresskräfte annähernd auf einem konstanten Niveau halten. Ebenfalls offenbart die WO 2019/00729 A1 eine Spulvorrichtung bei welcher die An- presskraft gemessen und durch Bewegen des Schwenkantriebs der Schwenkarme ge- regelt wird. Nach Beenden des Spulvorganges muss die fertige Spule von der Stützwal- ze oder der Reibwalze abgehoben werden um die Spule aus den Haltearmen entneh- men und eine neue Spulenhülse einsetzen zu können. Dieses Abheben der Spule wird durch einen Schwenkvorgang des Schwenkarms bewerkstelligt.

Nachteilig an den bekannten Ausführungen der Spulvorrichtungen ist, dass ein für die weitere Verarbeitung massgebendes Qualitätsmerkmal bestehend aus dem Durchmes- ser und dem Gewicht einer Spule durch die Spulvorrichtungen selbst nicht ermittelt werden kann und daher im Nachgang an den Spulvorgang manuell festgestellt werden muss. Gewicht und Durchmesser der Spule sind in der weiteren Bearbeitung beispiels- weise dahingehend wichtig, dass in weiterführenden Prozessen gleichzeitig mehrere Spulen an einer Maschine gleichzeitig eingesetzt werden und dabei sichergestellt wer- den muss, dass mehrere Fäden oder Game gleichartig von den Spulen abgewickelt werden können und auch die gleiche Länge haben. Auch wird Gam regelmässig in Ge- Wichtseinheiten gehandelt, wodurch das Wissen des Spulengewichts auch euine wirt- schaftliche Bedeutung hat.

Weiterhin ist auch die Ermittlung einer Dichte der Spule nicht möglich, was dazu führt, dass aufgrund der Erfahrungen des Betriebspersonals durch eine Einstellung von un- terschiedlichsten Parametern an der Spulvorrichtung versucht werden muss eine ge- wünschte Dichte zu erreichen. Die Dichte von Spulen ist beispielsweise für die Weiter- verarbeitung in einem Färbeprozess von eminenter Bedeutung. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spule vorzuschlagen, welche eine Herstellung von Spulen mit vorbestimmten Eigenschaften ermöglicht. Weiter ist es die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren bereitzustellen, welches eine Regelung des Spulvorganges unter Berücksichtigung bestimmter qualitativer Vorgaben, wie beispielsweise der Dichte einer Spule, ermöglicht.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren sowie eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spule mit ei- ner Steuerung, wobei die Spule während des Spulvorganges auf einer Stützwalze auf- liegt. Vor dem Spulvorgang wird eine leere Spulenhülse eingelegt und die Spulenhülse zwischen zwei Haltearmen mit jeweils einer Aufnahme drehbar gehalten und die beiden Haltearme drehfest an einem gemeinsamen mit einem Schwenkantrieb versehenen Schwenkarm gehalten werden, wobei zumindest einer der Haltearme zweiteilig ausge- führt ist und die beiden Teile über eine Kraftmesszelle verbunden sind und der Schwenkantrieb eine Winkelmessung aufweist. Mit der Kraftmesszelle wird eine auf den Haltearm wirkende Biegekraft gemessen, wobei durch die Steuerung die Biegekraft durch eine Schwenkbewegung des Schwenkarms in einem vorbestimmten Bereich ge- regelt wird und durch eine in der Steuerung der Spulvorrichtung vorgesehene Auswer- teeinrichtung ein Durchmesser und nach Abheben der Spule von der Stützwalze ein Gewicht der Spule berechnet werden. Mit Hilfe der Kraftmesszelle wird eine Grösse der Biegekraft festgestellt. Die Biegekraft, welche auf die Kraftmesszelle in einem der Haltearme des Schwenkarmes wirkt, wird bestimmt durch das Gewicht der Spule und die Anpresskraft der Spule auf die Stütz- walze welche durch den Schwenkarm respektive dem diesem zugeordneten Schwenk- antrieb ausgeübt wird. Bei einer Zunahme des Durchmessers der Spule wird der Halte- arm auf der Spulenseite der Biegekraftmessung von der Stützwalze weggedrückt und gleichzeitig auf der entgegengesetzten Seite des Haltearms durch den Schwenkantrieb in seiner Winkelstellung festgehalten oder zumindest in seiner Schwenkbewegung be- hindert. Die vorgesehene Regelung vergleicht die gemessene Ist-Grösse der Biegekraft und korrigiert durch ein Verschwenken des Schwenkarmes die Winkelstellung des Schwenkarmes soweit, dass die gemessene Ist-Grösse der Biegekraft einer vorgege- benen Soll-Grösse der Biegekraft entspricht. Damit kann erreicht werden, dass über eine gesamte Spulreise der Faden immer unter demselben Anpressdruck auf die Spule aufgelegt wird. Ohne eine derartige Regelung der Biegekraft würden sich über die Spul- reise immer stärker verdichtete Fadenlagen auf der Spule ergeben, was sich negativ auf ein späteres Abspulverhalten in den Folgeprozessen der Fadenverarbeitung aus- wirkt. Durch den auf die Spule auflaufenden Faden erhöht sich kontinuierlich der Durchmes- ser der Spule, was zu einer Drehbewegung des Schwenkarmes und damit auch zu ei- ner Änderung einer Winkelstellung des Schwenkantriebs führt. Die im Schwenkantrieb integrierte Winkelmessung stellt diese Änderung fest und über eine einfache mathema- tische Funktion kann aus der Veränderung der Winkelstellung die ursächliche Änderung des Spulendurchmessers errechnet werden. Bei Erreichen eines vorbestimmten Spu- lendurchmessers wird die Spülung ausgeschaltet. Zusätzlich ist der aktuelle Durchmes- ser der Spule im Falle einer Störung des Spulbetriebes jederzeit bekannt, sodass vor der Wiederaufnahme des Betriebes aufgrund des Durchmessers entschieden werden kann ob die die Spülung mit der vorhandenen angefangenen Spule weitergefahren wird oder ein Wechsel der Spule durch eine leere Spulenhülse vorteilhaft ist. Weiter ist es von Vorteil, wenn die Biegekraft und der Durchmesser der Spule während des Spulvorganges durch die Auswerteeinrichtung aufgezeichnet werden. Die Auf- zeichnung der Werte über die Spulreise ist für eine weitere Verarbeitung des aufgespul- ten Fadens oder Games von Bedeutung. Nachfolgende Prozesse können dadurch auf die bekannten Merkmale abgestimmt werden, wie beispielsweise die Abspulgeschwin- digkeit in einem nachfolgenden gamverarbeitenden Prozess. Ebenfalls ist durch die Aufzeichnung eine Qualität der einzelnen Spule individuell nachweisbar. Durch die Möglichkeit das Gewicht der Spule mit Hilfe der Biegekraftmessung festzu- stellen, kann beispielsweise bei einem Betriebsunterbruch die Spule kurzzeitig von der Stützwalze abgehoben und das aktuelle Gewicht der Spule gemessen werden.

Vorteilhafterweise wird nach einem Einlegen einer leeren Spulenhülse in die Spulvor- richtung eine Eichung der Winkelmessung und der Biegekraftmessung durchgeführt. In einer Spulvorrichtung können unterschiedliche Spulenhülsen verwendet werden welche sich in ihrem Gewicht und Dimensionen unterscheiden. Um einen Messfehler durch ei- nen Wechsel der Art der Spulenhülsen zu vermeiden wird nach Einlegen einer leeren Spulenhülse deren Gewicht bei von der Stützwalze abgehobener Spulenhülse gemes- sen und nach Auflegen der Spulenhülse auf die Stützwalze eine Winkelmessung vorge- nommen. Wird immer dieselbe Art der Spulenhülse verwendet kann in der Folge der Eichvorgang weggelassen werden. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die Steuerung ein Eingabefeld aufweist über welches der Bediener eine Art von Spulenhül- se bestimmen kann. Entsprechend sind die Grunddaten für Kraftmessung und Winkel- messung in der Steuerung hinterlegt. In einer Weiterentwicklung ist es auch denkbar, dass die Steuerung die Spulenhülse erkennt oder der Spulenhülse Daten mitgegeben sind, welche von der Steuerung aufgenommen und verarbeitet werden.

Bevorzugterweise wird nach einem Spulvorgang die Spule von der Stützwalze abgeho- ben und ein Endgewicht der Spule gemessen. Am Ende einer Spulreise wird nach ei- nem Abheben der vollen Spule von der Stützwalze mit Hilfe des Schwenkantriebes die Biegekraft gemessen. Dabei wird abhängig von der Winkelstellung des Schwenkarms durch trigonometrische Kalkulationen aus der Biegekraftmessung das Gewicht der Spu- le errechnet. Damit ist eine Bestimmung des Gewichtes der Spule in jeder Winkellage des Schwenkarmes möglich, beispielsweise auch wenn der Schwenkarm zur Entnahme oder Ablage der Spule in eine der Stützwalze gegenüberliegende Position der Spulvor- richtung geschwenkt wird. Dies hat den Vorteil, dass die produzierten Spulen nicht nur in ihrer Anzahl sondern auch in ihrem Gewicht bekannt sind, was eine sofortige Sortie- rung der Spulen nach ihrer Entnahme aus der Spulvorrichtung ermöglicht und auch eine nachträgliche Verwiegung der hergestellten Spulen unnötig macht. Durch ein kurzes Anheben der Spule bei einem Unterbruch des Spulvorganges besteht auch die Mög- lichkeit der Feststellung eines momentanen Gewichts der Spule.

In einer Weiterentwicklung der Erfindung wird eine Fadenzugkraft vor der Spulvorrich- tung gemessen. Fadenzugkraft-Messungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden häufig mit einer Regelung zur Konstanthaltung der Fadenzugkraft verbun- den. Beispielsweise offenbart die EP 1 318097 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Fadenspannung und damit der Fadenzugkraft. Um eine gleichmässi- ge Aufspulung eines Fadens oder Gams zu erreichen ist es von Vorteil, wenn der Fa- den oder das Gam mit einer konstanten Spannung zwischen die Stützwalze und die Spule einläuft. Die Konstanthaltung der Fadenspannung kann durch mechanische Mittel wie auch mit Hilfe von Aktoren erreicht werden indem der zwischen Stützwalze und die Spule einlaufende Faden vorgängig mehr oder weniger gebremst wird.

Charakteristisch für eine Spule ist deren Dichte. Die Dichte sagt aus, wie eng gepackt eine Spule aufgewickelt wurde und ist abhängig von der Fadenzugkraft und der Klemm- kraft welche von der Spule in Zusammenarbeit mit der Stützwalze auf den einlaufenden Faden ausgeübt wird. Bevorzugterweise wird während des Spulvorganges aus der Fa- denzugkraft und der Biegekraft die Dichte der Spule bestimmt. Durch die Messung der Fadenzugkraft werden betriebsbedingte Schwankungen der Fadenzugkraft-Regelung erfasst und es ist eine echte Bestimmung der Dichte über den Verlauf einer Spulreise möglich. Die bei einer Spulreise vorzusehende Fadenzugkraft ist in der Regel abhängig von Material, Beschaffenheit und Stärke des aufzuspulenden Fadens oder Gams. Vorzugsweise wird ein Qualitäts-Index in die Steuerung eingegeben, welcher eine Tole- ranzweite der Dichte der Spule bestimmt. Die erreichte Qualität einer Spule wird daran gemessen, mit welchen Schwankungen in der Dichte die Spule erstellt wurde. Bei einer hohen Qualität ist eine nur geringfügige Schwankung der Dichte über den gesamten Spulvorgang zulässig. Wird ein sehr hoher Qualitätsindex festgelegt, ist es möglich, dass bedingt durch die geringe zulässige Toleranzweite der Dichte der Spule eine ent- sprechend genaue Regelung der Biegekraft und damit eine geringere Spulgeschwindig- keit resultiert. Wird dagegen eine grössere Toleranzweite akzeptiert, ist eine raschere Herstellung der Spulen möglich.

Bei einer Vorgabe der Dichte der Spule erfolgt bevorzugterweise während einer Spul- reise eine Regelung der Biegekraft bei einer konstanten Fadenspannung aufgrund einer vorgegebenen Soll-Dichte der Spule innerhalb der Toleranzweite. Durch diese Verfah- rensweise wird es möglich Spulen herzustellen, welche exakt den Anforderungen an Grösse und Gewicht sowie der notwendigen Qualität für die weitere Bearbeitung ent- sprechen.

Von Vorteil ist es, wenn das Endgewicht der Spule oder ein Dichteverlauf über den Spulvorgang der Spule von der Steuerung ausgegeben oder der Spule mitgegeben wird. Eine Ausgabe der Daten kann dabei in einen Speicher erfolgen, welcher bei- spielsweise über eine Identifikation der entsprechenden Spule mit dieser in Verbindung gebracht werden kann. Alternativ wird ein Datensatz der Spule mitgegeben wenn diese aus der Spulvorrichtung entnommen wird. Dabei können die Daten auf die Spulenhülse aufgedruckt werden oder in einen an der Spulenhülse befestigten Chip geschrieben werden. Auch ist eine entsprechende Farbcodierung der fertigen Spule nach den ver- schiedenen Qualitätsklassen möglich. Ebenfalls können die entsprechenden Informati- onen auf ein Etikett gedruckt werden, welches auf die Spule aufgeklebt wird.

Weiter wird eine Spulvorrichtung vorgeschlagen zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spulenhülse, wobei die Spulvorrichtung eine Steuerung, einen Schwenkarm mit einer Schwenkachse, einen Schwenkantrieb mit einer Winkelmessung zur Bewegung des Schwenkarms um die Schwenkachse, zwei am Schwenkarm drehfest angeordnete und in einem Abstand parallel zueinander verlaufenden Haltearme, jeweils eine am, dem Schwenkarm abgewandten, Ende der Haltearme drehbar angeordneten Aufnahme für die Spulenhülse und eine Stützwalze zur Auflage der Spulenhülse aufweist. Weiter ist zumindest einer der Haltearme zweiteilig ausgeführt und die beiden Teile sind über eine Kraftmesszelle verbunden. Die Kraftmesszelle ist eine Biegebalken-Wägezelle zur Messung einer auf den Haltearm einwirkenden Biegekraft. Durch eine Auswerteeinrich- tung in der Steuerung ist eine Berechnung eines Durchmessers der Spule und nach Abheben der Spule von der Stützwalze eines Gewichts der Spule vorgesehen. Die Kraftmesszelle kann beispielsweise als eine Kraftmessdose oder Wägezelle ausge- führt sein, dabei können verschiedene Bauarten von sogenannten Kraftaufnehmern zur Anwendung kommen. Beispielsweise ist die Verwendung von Kraftaufnehmern be- kannt, bei welchen die Kraft auf einen elastischen Federkörper einwirkt und diesen ver- formt. Die Verformung des Federkörpers wird über Dehnungsmessstreifen, deren elektrischer Widerstand sich mit der Dehnung ändert, in die Änderung einer elektrischen

Spannung umgewandelt. Über einen Messverstärker werden die elektrische Spannung und damit die Dehnungsänderung registriert. Diese kann aufgrund der elastischen Ei- genschaften des Federkörpers in einen Kraftmesswert umgerechnet werden. Als Fe- derkörper werden Biegebalken, Ringtorsionsfedern oder andere Bauformen eingesetzt. In einer weiteren Bauart von Wägezellen werden Piezokeramikelemente eingesetzt. Dabei bilden sich durch die gerichtete Verformung eines piezoelektrischen Materials mikroskopische Dipole innerhalb der Elementarzellen des Piezokristalls. Die Aufsum- mierung über das damit verbundene elektrische Feld in allen Elementarzellen des Kris- talls führt zu einer makroskopisch messbaren elektrischen Spannung, welche in einen Kraftmesswert umgerechnet werden kann. Wägezellen sind aus dem Stand der Technik bekannt und finden heute weite Verbreitung in der Kraft- und Gewichtsmessung. Bevor- zugterweise ist die Kraftmesszelle eine Biegebalken-Wägezelle. Diese hat den Vorteil einer robusten und einfachen Konstruktion. Die beiden Teile des Haltearms werden je- weils an der Biegebalken-Wägezelle befestigt, wodurch die Biegebalken-Wägezelle zu einem Teil des Haltearms wird. Vorteilhafterweise ist eine Messung einer Fadenzugkraft vor der Spulvorrichtung vorge- sehen. Die Kombination der oben beschriebenen Messvorrichtung mit einer Fadenzug- kraftmessung ergibt die Möglichkeit einer Bestimmung der Dichte der Spule. Bevorzug- terweise ist in der Steuerung eine Vorgabe eines Qualitäts-Index zur Bestimmung eines Bereichs einer Regelung der Biegekraft vorgesehen. Die Qualität einer Spule wird durch deren Gleichmässigkeit bestimmt. Wird die Regelung der Biegekraft in einem engen Bereich respektive mit einer geringen Toleranz vorgenommen, ergibt sich eine Spule mit höherer Qualität. Um die Vorrichtung entsprechend einstellen zu können, ist eine Eingabevorrichtung an der Steuerung vorgesehen, durch die ein Bediener die ge- wünschte Qualitätsstufe für die folgende Spülung einstellen kann.

In einer Weiterentwicklung weist die Spulvorrichtung eine Schreibvorrichtung zur Über- tragung von Daten auf die Spule oder die Spulenhülse auf, wobei die Übertragung durch Drucken oder elektronische Übermittlung vorgesehen ist. Um die gewonnenen Daten zu Eigenschaften und Qualität der hergestellten Spule für nachfolgende Prozes- se nutzbar zu machen müssen diese der Spule mitgegeben werden. Auch hinsichtlich dessen, dass die Weiterverarbeitung der Spule in einem anderen Werk oder durch eine andere Firma ausgeführt wird. Dabei können die Daten auch in Form von Codes (bei- spielsweise Barcodes oder QR-Codes) auf die Spulen oder auch die Spulenhülsen auf- gebracht werden. Eine Alternative besteht darin, die Informationen in einen in der Spule oder der Spulenhülse eingebauten Speicherchip (beispielsweise einen RFID Chip) zu überführen.

Weitere Vorteile der Erfindung sind im nachfolgenden Ausführungsbeispiel beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Draufsicht einer Ausführungsform einer Spulvorrichtung nach der Erfindung;

Figur 2 eine schematische Seitenansicht der Spulvorrichtung in Richtung X nach Fi- gur 1;

Figur 1 zeigt eine schematische Draufsicht und Figur 2 eine schematische Seitenan- sicht in Richtung X der Figur 1 einer Ausführungsform einer Spulvorrichtung 1. Die Spulvorrichtung 1 umfasst einen Spulrahmen mit einem Schwenkarm 10 mit einer Schwenkachse 11 und einen ersten Haltearm 6 und einen zweiten Haltearm 7. Die Hal- tearme 6 und 7 sind sich gegenüber stehend am jeweiligen Ende des Schwenkarms 10 drehfest befestigt. Dadurch werden die Haltearme 6 und 7 durch eine Schwenkbewe- gung 14 des Schwenkarmes 10 mit diesem um die Schwenkachse 11 geschwenkt. Für die Schwenkbewegung 14 des Schwenkarms 10 ist ein Antrieb 13 vorgesehen, in der gezeigten Ausführung ist der Antrieb 13 als ein Elektromotor dargestellt, wobei der Schwenkantrieb 13 eine Winkelmessung zur Feststellung der Position des Schwenkar- mes 10 aufweist.. Der Schwenkarm 10 wird über entsprechende Stützen 24 in einem Maschinerahmen 26 gehalten. Weiter sind sich gegenüberliegend am dem Schwenk- arm 10 abgewandten Ende der Haltearme 6 und 7 jeweils über einen Lagerbolzen eine Aufnahme 8 und 9 für eine Spulenhülse 5 drehbar angebracht. Dabei sind die erste Aufnahme 8 und die zweite Aufnahme 9 in einer gemeinsamen Spulenachse 18 ange- ordnet. Zwischen die Aufnahmen 8 und 9 wird eine Spulenhülse 5 geklemmt. Eine der beiden Aufnahmen 8 oder 9, beispielsweise die Aufnahme 8 ist in Richtung der Spu- lenachse 18 im Haltearm 6 in verschieblich gehalten. Dadurch kann eine Spulenhülse 5 zwischen die Aufnahmen 8 und 9 eingelegt und anschliessend die Aufnahme 8 gegen die Aufnahme 9 gepresst und damit die Spulenhülse 5 geklemmt werden. In der gezeig- ten Ausführung ist die Aufnahme 9 in der Spulenachse 18 mit einem Antriebsrad 19 verbunden. Das Antriebsrad 19 wird durch einen Spulenantrieb 20, beispielsweise ei- nen motorisch angetriebenen Kettentrieb, in Drehung versetzt, was durch die Verbin- dung mit der Aufnahme 9 zu einer Rotation der Spulenhülse 5 in Drehrichtung 23 führt.

Parallel zur Spulenachse 18 der Spulenhülse 5 ist eine Stützwalze 3 angeordnet, auf welcher die Spulenhülse 5 aufgrund der Schwenkbewegung 14 des Schwenkarmes 10 um die Schwenkachse 11 zur Anlage kommt. Die Stützwalze 3 ist durch entsprechende Halterungen 25 drehbar im Maschinenrahmen 26 befestigt. Durch die Rotation der Spu- lenhülse 5 in einer entsprechenden Drehrichtung 23 wird ein an die Spulenhülse 5 an- gelegter Faden 4 auf die Spulenhülse 5 aufgewickelt und eine Spule 2 ausgebildet. Während dieses Aufwickelvorganges, der sogenannten Spulreise, wird mit einer Chan- gierung 21 der Faden 4 entlang der Spulenachse 18 der Spulenhülse 5 hin und her be- wegt. Mit Hilfe dieser Bewegungsrichtung der Changierung 21 können auf der Spulen- hülse 5 verschiedenartige Wicklungen respektive Spulen 2 erzeugt werden. Durch die Bildung einer Wicklung auf der Spulenhülse 5 nimmt die Spule 2 im Durchmesser 17 zu, wodurch aufgrund der Anlage auf der Stützwalze 3 die Spulenachse 18 und damit die Haltearme 6 und 7 von der Stützwalze 3 um die Schwenkachse 11 von der Stütz- walze 3 weg geschwenkt werden. Während des Aufwickelvorganges wird der Faden 4 zwischen der Spulenhülse 5 respektive dem auf der Spulenhülse 5 bereits aufgewickel- ten Faden 4 und der Stützwalze 3 geklemmt, sodass sich eine eng anliegende Wicklung auf der Spulenhülse 5 ergibt. Eine dabei aufgebrachte Klemmkraft nimmt durch das Ei- gengewicht der grösser werdenden Spule 2 während eines Aufwickelvorganges ständig zu. Um eine konstante Klemmkraft gewährleisten zu können wird durch den Schwenk- antrieb 13 der Schwenkarm 10 um die Schwenkachse 11 mit einer Schwenkbewegung 14 von der Stützwalze 3 abgehoben. Dieses Abheben wird jedoch nur soweit ausge- führt dass eine vorbestimmte Klemmkraft zwischen der Spule 2 und der Stützwalze 3 bestehen bleibt. Als Reaktion auf die Klemmkraft und das Anheben des Schwenkarms 10 durch den Schwenkantrieb 13 ergibt sich eine Biegekraft 27 in den Haltearmen 6 und 7. In der gezeigten Ausführung ist die Kraftmesszelle 12 in den Haltearm 6 inte- griert. Der Haltearm 6 ist zweiteilig ausgeführt. Ein erster Teil 15 des Haltearms 6 ver- bindet den Schwenkarm 10 mit der Kraftmesszelle 12 und ein zweiter Teil 16 des Hal- tearms 6 führt von der Kraftmesszelle 12 zur Spulenachse 18. Die beiden Teile 15 und 16 des Haltearms 6 sind mit der Kraftmesszelle 12 verschraubt, wobei die Kraftmess- zelle 12 als eine Biegebalken-Wägezelle ausgeführt ist.

Vor der Spulvorrichtung 1 ist im Verlauf des Fadens 4 eine Fadenzugkraftmessung 22 angeordnet. Mit der Fadenzugkraftmessung 22 wird die Fadenzugkraft 28 gemessen und durch eine Bremsvorrichtung (nicht gezeigt) wird die Fadenzugkraft auf einen vor- gegeben Wert geregelt. Dadurch kann der auf die Spule 2 auflaufende Faden 4 mit ei- ner konstanten Fadenspannung in die Klemmstelle zwischen der Stützwalze 3 und der Spulenhülse 5 respektive der Spule 2 eingebracht werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausfüh- rungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind eben- so möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.

Bezugszeichenliste 1 Spulvorrichtung

2 Spule

3 Stützwalze

4 Faden

5 Spulenhülse 6 Erster Haltearm

7 Zweiter Haltearm

8 Erste Aufnahme

9 Zweite Aufnahme

10 Schwenkarm 11 Schwenkachse

12 Kraftmesszelle

13 Schwenkantrieb

14 Schwenkbewegung

15 Erster Teil des Haltearms 16 Zweiter Teil des Haltearms

17 Durchmesser

18 Spulenachse

19 Antriebsrad

20 Spulenantrieb 21 Changierung

22 Fadenzugkraftmessung

23 Drehrichtung der Spule

24 Stütze

25 Halterung Stützwalze 26 Maschinenrahmen

27 Biegekraft

28 Fadenzugkraft

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Aufspulen eines Fadens (4) auf eine Spule (2) mit einer Spulvor- richtung (1) und einer Steuerung, wobei die Spule (2) während des Spülvorgan- ges auf einer Stützwalze (3) aufliegt und vor dem Spulvorgang eine leere Spu- lenhülse (5) eingelegt wird und die Spulenhülse (5) zwischen zwei Haltearmen (6, 7) mit jeweils einer Aufnahme (8, 9) drehbar gehalten und die beiden Halte- arme (6, 7) drehfest an einem gemeinsamen mit einem Schwenkantrieb (13) ver- sehenen Schwenkarm (10) gehalten werden, wobei zumindest einer der Halte- arme (6) zweiteilig ausgeführt ist und die beiden Teile (15, 16) über eine Kraft- messzelle (12) verbunden sind und der Schwenkantrieb (13) eine Winkelmes- sung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kraftmesszelle (12) eine auf den Haltearm (6) wirkende Biegekraft (27) gemessen wird, wobei durch die Steuerung die Biegekraft (27) durch eine Schwenkbewegung (14) des Schwenk- arms (10) in einem vorbestimmten Bereich geregelt wird und durch eine in der Steuerung der Spulvorrichtung (1 ) vorgesehene Auswerteeinrichtung ein Durch- messer (17) und nach Abheben der Spule (2) von der Stützwalze (3) ein Gewicht der Spule (5) berechnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekraft (27) und der Durchmesser (17) der Spule (2) während des Spulvorganges durch die Auswerteeinrichtung aufgezeichnet werden.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. dass nach einem Einlegen einer leeren Spulenhülse (5) in die Spulvorrichtung (1 ) eine Eichung der Winkelmessung und der Biegekraftmessung durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Spulvorgang die Spule (2) von der Stützwalze (3) abgehoben und ein Endgewicht der Spule (2) gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet. dass eine Fadenzugkraft (28) vor der Spulvorrichtung (1 ) gemessen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Spül- vorganges aus der Fadenzugkraft (28) und der Biegekraft (27) eine Dichte der Spule (2) bestimmt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Qualitäts-Index in die Steuerung eingegeben wird, welcher eine Toleranzweite der Dichte der Spule (2) bestimmt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass während einer Spul- reise eine Regelung der Biegekraft (27) bei einer konstanten Fadenzugkraft (28) aufgrund einer vorgegebenen Soll-Dichte der Spule (2) innerhalb der Toleranz- weite erfolgt.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgewicht der Spule (2) oder ein Dichteverlauf über den Spulvorgang der Spule (2) von der Steuerung ausgegeben oder der Spule (2) mitgegeben wird.

10. Spulvorrichtung (1 ) zum Aufspulen eines Fadens (4) auf eine Spulenhülse (5),

- mit einer Steuerung

- mit einem Schwenkarm (10) mit einer Schwenkachse (11 )

- mit einem Schwenkantrieb (13) zur Bewegung des Schwenkarms (10) um die Schwenkachse (11), wobei der Schwenkantrieb (13) eine Winkelmessung aufweist;

- mit zwei am Schwenkarm (10) drehfest angeordnete und in einem Abstand parallel zueinander verlaufenden Haltearmen (6, 7), wobei zumindest einer der Haltearme (6) zweiteilig ausgeführt ist und die beiden Teile (15, 16) über eine Kraftmesszelle (12) verbunden sind; mit jeweils einer am, dem Schwenkarm (10) abgewandten, Ende der Halte- arme (6, 7) drehbar angeordneten Aufnahme (8, 9) für die Spulenhülse (5) und

- mit einer Stützwalze (3) zur Auflage der Spule (2) dadurch gekennzeichnet, dass eine Kraftmesszelle (12) eine Biegebalken- Wägezelle ist zur Messung einer auf den Haltearm (6) einwirkenden Biegekraft (27) und dass durch eine Auswerteeinrichtung in der Steuerung eine Berechnung eines Durchmessers (17) der Spule (2) und nach Abheben der Spule (2) von der Stützwalze (3) eines Gewichts der Spule (2) vorgesehen ist.

11. Spulvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messung (22) einer Fadenzugkraft (28) vor der Spulvorrichtung (1) vorgesehen ist.

12. Spulvorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass in der Steue- rung eine Vorgabe eines Qualitäts-Index zur Bestimmung einer Toleranzweite der Dichte einer Spule (2) vorgesehen ist.

13. Spulvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet. dass die Spulvorrichtung (1) eine Schreibvorrichtung zur Übertragung von Daten auf die Spule (2) oder die Spulenhülse (5) aufweist, wobei die Übertragung durch Drucken oder elektronische Übermittlung vorgesehen ist.