Vorrichtungen zum Aufspulen eines Fadens werden im Bereich von Textilmaschinen dazu verwendet, um Kreuzspulen herzustel- len. Auf Kreuzspulen wird nach einem festgelegten Verfahren ein Faden aufgewickelt, um eine dichte Packung des Fadens auf der Kreuzspule zu erreichen und zudem eine sichere Abspulung des Fadens zu ermöglichen.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf einer Spule ist aus DE 4 432 498 AI bekannt. Die Vorrich- tung verfügt über mehrere Kreuzspulen, die auf einer Drehach- se drehbar gelagert sind. Jeder Kreuzspule ist eine Faden- führeinheit zugeordnet, die wiederum axial in einer Führung verschiebbar angeordnet ist. Ein Aufspulen des Fadens auf der Kreuzspule wird dadurch erreicht, dass zum einen die Kreuz- spule um ihre Mittenachse gedreht, wird und zum anderen die Fadenführeinrichtung in einer axialen Bewegung hin und her verschoben wird.

Zur axialen Verschiebung der Fadenführeinrichtung ist es aus DE 4 310 905 AI bekannt, zwei in gegenlaufender Richtung über Endlosriemen bewegbare Mitnehmer zu verwenden. Der Faden wird dabei von einem ersten Mitnehmer in einer ersten Richtung be- wegt und in einem Endbereich der Aufspulfläche von einem zweiten Mitnehmer, der sich in entgegengesetzter Richtung be- wegt, übernommen und bis zum zweiten Endbereich der Aufspul- fläche bewegt. Im zweiten Endbereich wird der Faden wiederum vom ersten Mitnehmer übernommen und wieder zum ersten Endbe- reich bewegt. Die Bewegung der Mitnehmer erfolgt in der be- kannten Ausführungsform durch einen Riemenantrieb.

Aus DE 3 734 481 AI ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Faden- verlegung auf einer Kreuzspule bekannt, bei der Fadenführer. über einen Endlosriemen und einen Motor bewegt werden. Der Motor ist in zwei Drehrichtungen drehbar schaltbar, so dass der Endlosriemen abwechselnd in zwei Bewegungsrichtungen be- wegbar ist. Durch einen entsprechenden Wechsel der Drehrich- tung des Motors wird die zum Aufspulen benötigte Hin-und Herbewegung der Fadenführer erzeugt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Aufspulen. eines Fadens auf einer Spule be- reitzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des An- spruchs 1 gelöst. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrich- tung besteht darin, dass als Antriebsmittel ein Linearantrieb mit einer Antriebsstange in Form eines Hohlwellenmotors ver- wendet wird. Die Verwendung eines Linearantriebes und einer Antriebsstange bietet den Vorteil einer präzisen und schnel- len Bewegung der Fadenführeinheit. Umlenkvorrichtungen für einen Riemen werden nicht benötigt. Zudem wird die durch den Riemen bedingte Elastizität und Trägheit bei der Steuerung der Fadenführeinheit vermieden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsrormen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Vorzugsweise weist der Hohlwellenmotor einen Frequenzumrich- ter auf, der über eine Steuereinheit ansteuerbar ist. Die Steuereinheit steuert den Frequenzumrichter in der Art und- Weise an, dass die Antriebsstange die Fadenführeinheit in der gewünschten Art und Weise bewegt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fadenführeinheit mit zwei Federelementen in der Weise gekoppelt, dass die Fe- derelemente die Bewegungsenergie der Fadenführeinheit vor ei- ner Bewegungsumkehr aufnehmen und nach der Bewegungsumkehr die gespeicherte Bewegungsenergie wieder an die Fadenführein- heit abgeben. Auf diese Weise wird zum einen eine Dämpfung der Bewegungsgeschwindigkeit der Fadenführeinheit im Umkehr- bereich erreicht und zudem eine Einspeisung der aufgenommenen Bewegungsenergie ermöglicht. Dadurch ist eine schonende und energiearme Bewegung der Fadenführeinheit möglich. Zugleich ist durch die Federelemente eine schnelle Bewegungsumkehr möglich.

Vorzugsweise reduziert die Steuereinheit die Geschwindigkeit der Fadenführeinheit vor der Bewegungsumkehr und sorgt somit zu einer sanften Bewegungsänderung der Fadenführeinheit. Da- mit wird eine schwingungsarme und lagerschonende Bewegung der Fadenführeinheit ermöglicht.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebsstange über ein Dichtelement in ein Gehäuse des Hohlwellenmotors ge- führt, wobei das Dichtelement als Staubschutz ausgebildet ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Innenraum des Hohlwellenmotors zu sehr verstaubt. Damit wird eine lange Le- bensdauer des Hohlwellenmotors gewährleistet.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtelement in Form eines Dichtlabyrinthes ausgebildet. Die Ausbildung als Dichtlabyrinth bietet einen relativ guten Staubschutz und ist kostengünstig.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Staub- schutz in Form einer Überdruckvorrichtung ausgebildet, die Luft im Bereich des Dichtspaltes zwischen dem Gehäuse und der Antriebsstange aus dem Gehäuse ausbläst. Auf diese Weise wird sicher eine Verstaubung des Innenraums des Hohlwellenmotors vermieden.

Vorzugsweise ist das Dichtelement in Form eines Hohlringes mit Blasöffnungen ausgebildet, die ringförmig um den An- triebsstrang an einer Außenseite des Gehäuses angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine Konzentration des Luftstromes auf den benötigten Bereich konzentriert. Somit wird eine un- nötige Erzeugung von Überdruck vermieden. Damit ist ein ener- giearmes Betreiben der Vorrichtung möglich.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Blasöffnungen in einer Blasrichtung angeordnet, die in Richtung der An- triebsstange angeordnet sind und mindestens leicht weg vom Gehäuse gerichtet sind. Damit wird zum einen die Antriebs- stange selbst von Staub gereinigt und zudem ein Luftstrom er- zeugt, der den Staub vom Gehäuse wegbläst. Folglich wird ein zuverlässiger Schutz des Innenraums des Hohlwellenmotors vor Staub gewährleistet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher er- läutert. Es zeigen Fig. 1 eine schematische Anordnung der Vorrichtung zum Auf- spulen eines Fadens, Fig. 2 einen Hohlwellenmotor mit Antriebsstange, Fig. 3 ein Dichtelement in Form einer Labyrinthdichtung, Fig. 4 ein Dichtelement in Form eines Hohlringes mit Blasöff- nungen, Fig. 5 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungs- form des Hohlringes und Fig. 6 ein Drehzahldiagramm des Hohlwellenmotors aufgetragen über eine Störgröße.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Changierein- heit einer Textilmaschine, die im Wesentlichen eine Spule 1 und eine Fadenführeinheit 2 aufweist. Die Spule 1 ist auf ei- ner drehbar gelagerten Welle 3 angeordnet, die von einem Drehmotor 4 angetrieben wird. Die Fadenführeinheit 2 weist eine Öse 5 auf, durch die ein Faden 6 geführt ist.

Der Faden 6 wird von einer nicht dargestellten Fadenspule be- reitgestellt. Die Fadenführeinheit 2 ist in axialer Richtung, in einer Führungsschiene 7 axial verschiebbar gelagert. Die Fadenführeinheit 2 weist in zwei gegebenüberliegenden Endbe- reichen jeweils eine. Führungsstange 8 auf, die durch die Füh- rungsschiene 7 geführt sind. Die Fadenführeinheit 2 ist auf einer Hubstange 9 befestigt. Die Hubstange 9 ist an einem ersten Ende über eine Kupplung 10 mit einer Antriebsstange 11 verbunden. Die Antriebsstange 11 ist Teil eines Hohlwellenmo- tors 12. Der Hohlwellenmotor 12 weist ein Getriebe 13 auf, das mit einem Rotor 14 verbunden ist. Weiterhin verfügt der Hohlwellenmotor 12 über einen Stator 15, der über Stromlei- tungen 16 mit einem Frequenzumrichter 17 verbunden ist. Der Frequenzumrichter 17 steht mit einem Spannungsnetz 18 in Ver- bindung, das beispielsweise drei sinusförmige Spannungen von 400 V bereitstellt. Der Frequenzumrichter 17 kann zudem an eine steuereinheit 19 angeschlossen werden.

Der Stator 15 weist eine Vielzahl von Statorwicklungen auf, die kreisförmig um den Rotor 14 angeordnet sind. Die Stator- wicklungen werden von dem Frequenzumrichter 17 abhängig von der Steuerung durch die Steuereinheit 19 in der Art und Weise mit Strom versorgt, dass der Rotor 14 in der gewünschten Drehrichtung mit der gewünschten Drehzahl bewegt wird. Der Rotor 14 treibt das Getriebe 13 ar, das wiederum die An- triebsstange 11 in eine Axialbewegung versetzt. Dazu ist das Getriebe 13 beispielsweise als Schraubenmutter ausgebildet, die mit einem Innengewinde 21 in Wirkverbindung mit einem Au- ßengewinde 20 der Antriebsstange 11 steht. Die Antriebsstange 11 ist gegen eine Drehung fixiert. Die Schraubenmutter ist drehbar gelagert.. Zudem ist die Schraubenmutter in axialer Richtung durch Anschläge 25 in der Position gegenüber dem Ge- häuse 22 festgelegt. Bei einer Drehung des Getriebes 13 bleibt die axiale Position des Getriebes 13 unverändert und die Antriebsstange 11 wird in axialer Richtung verschoben.

Auf diese Weise wird eine Verschiebung der Fadenführeinheit 2 bewirkt. Hohlwellenmotoren sind hinreichend bekannt und wer- den beispielsweise von der Firma Rexroth hergestellt.

Den Führungsstangen 8 ist jeweils eine Spiralfeder 23 zuge- ordnet. Die Spiralfedern 23 sind auf einem Halterahmen 24 an- gebracht und jeweils in einem Endbereich der Bewegung der Hubstange 9 angeordnet. Der Abstand zwischen einer Spiralfe- der 23 und der Führungsstange 8 ist in der Weise gewählt ; dass die Führungsstange 8 vor einer Bewegungsumkehr der Hubstange 9 und damit der Fadenführeinheit 2 zur Anlage an der Spiralfeder 23 gelangt und die Spiralfeder 23 gegen den Halterahmen 24 vorspannt. Nach der Bewegungsumkehr der Hubstange 9 gibt die Spiralfeder 23 die durch die Vorspannung der Spiralfeder 23 gespeicherte Bewegungsenergie der Hubstan- ge 9 wieder an die Hubstange 9 ab.

Anstelle der dargestellten Spiralfedern 23 können auch andere Arten von Federelementen angeordnet werden, die eine Dämpfung der Bewegung der Hubstange 9 im Bereich einer Umkehr der Be- wegungsrichtung der Hubstange 9 bewirken, zugleich einen Teil der Bewegungsenergie der Hubstange 9 speichern und nach der Bewegungsumkehr der Hubstange 9 die gespeicherte Bewegungs- energie wieder an die Hubstange 9 abgeben. Auf diese Weise wird eine schnellere Bewegungsumkehr der Fadenführeinheit 2 bewirkt. Beispielsweise können auch Spiralfedern angeordnet sein, die auf Zug bei einer Bewegungsumkehr der Hubstange 9 vorgespannt werden.

Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Fadenführeinheit 2 und Spule l können eine Vielzahl von Spulen 1 und Fadenführein- heiten 2 angeordnet sein, die auf der Welle 3 drehbar gela- gert bzw. mit der Hubstange 9 fest verbunden sind. Auf diese Weise können gleichzeitig eine Vielzahl von Fäden 6 auf Spu- len 1 aufgespult werden.

zur Ansteuerung des Frequenzumrichters 17 verfügt die Steuer- einheit 19 über ein entsprechendes Ansteuerprogramm, das in einem Speicher der Steuereinheit 19 abgelegt ist.

Fig. 2 zeigt mehrere perspektivische Darstellungen des Hohl- wellenmotors 12 mit der Antriebsstange 11. In Fig. 2A ist ei- ne Seitenansicht des Hohlwellenmotors 12 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass die Antriebsstange 11 vorzugsweise in einer zweiten Führungsschiene 26 über einen Führungsblock 27 in axialer Richtung geführt ist. Ein Ende der Antriebsstange 11 ist fest mit dem Führungsblock 27 verbunden, wobei der Führungsblock 27 in seitliche Führungsnuten 28 der zweiten Führungsschiene 26 mit entsprechend ausgeformten Nocken ein- greift. Die Führungsnuten 28 der zweiten Führungsschiene 26 sind jeweils seitlich an der zweiten Führungsschiene 26 aus- gebildet. Der Führungsblock 27 stellt vorzugsweise, die Kupp- lung 10 dar, über die die Hubstange 9 mit der Antriebsstange 11 fest verbunden ist.

Fig. 2B zeigt eine Ansicht von oben auf den Hohlwellenmotor 12 und die Antriebsstange 11. Dabei ist zu erkennen, dass das Ende der Antriebsstange 11 über eine Klemmverbindung mit dem Führungsblock 27 verbunden ist. Die Klemmverbindung 29 kann vorzugsweise auch zur Befestigung der Hubstange 9 verwendet werden.

In, Fig. 2C ist eine vergrößerte Seitenansicht des Führungs- blockes 27 und der Antriebsstange 11 dargestellt. Die Ah- triebsstange 11 weist eine Haltenut 30 auf, die auf einer entsprechenden Haltefläche 31 des Führungsblockes 27 auf- liegt. Auf diese Weise wird eine Drehung der Antriebsstange 11 sicher vermieden.

Fig. 2D zeigt eine vergrößerte Ansicht des Führungsblockes 27 von oben.

Fig. 2E zeigt eine Ansicht aus der Achse der Antriebsstange 11. Der Hohlwellenmotor 12 weist eine Lagerhülse 34 auf, durch die die Antriebsstange 11 in den Hohlwellenmotor 12 ge- führt ist. Zwischen der Lagerhülse 34 und der Antriebsstange 11 ist ein Dichtelement 32 angeordnet. Das Dichtelement 32 dient zum Abdichten des Innenraums des Hohlwellenmotors 12 gegen Staub.

Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Dichtelemen- tes 32, das angrenzend an die Oberfläche der Antriebsstange 11 eine Labyrinthdichtung 35 aufweist. Die Labyrinthdichtung 35 besteht im Wesentlichen aus mehreren Flächen, die senk- recht zur Längsrichtung der Antriebsstange 11 angeordnet sind. Auf diese Weise muss eine Luft, die von außen in den Innenraum des Hohlwellenmotors 12 gelangen will, über die ge- stuften Dichtflächen strömen. Aufgrund der Anordnung der senkrecht angeordneten Flächen wird eine Verwirbelung der Strömung erreicht, so dass ein Einströmen in'den Innenraum des Hohlwellenmotors 12 erschwert wird. Dadurch lagert sich Staub vorzugsweise in Hohlräumen 36 der Labyrinthdichtung 35 ab.

Fig. 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Dichtelementes 32 in Form eines Hohlringes 37. Der Hohlring 37 weist Blasöffnungen 38 auf, die ringförmig um die An- triebsstange 11 angeordnet sind. Der Hohlring 37 steht über eine Verbindungsleitung 39 mit einem Luftkompressor 40 in Verbindung. Der Luftkompressor 40 versorgt den Hohlring 37 mit Überdruck, so dass der Hohlring 37 Luft über die Blasöff- nungen 38 abgibt. Die Blasöffnungen 38 sind in der Weise an- geordnet, dass der-über die Blasöffnungen 38 abgegebene Luft- strahl Staub. von der Antriebsstange 11 wegbläst und vom Ge- häuse 33 des Hohlwellenmotors 12 wegbläst.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Antriebsstange 11 und den Hohlring 37 mit den Blasöffnungen 38. Dabei ist deut-. lich die Ausrichtung der Blasöffnungen 38 zu erkennen, die zu einer Luftströmung führt, die sowohl vom Hohlwellenmotor 12 wegführt als auch in Richtung auf die Antriebsstange 11 ge- richtet ist. Der vom Hohlring 37 erzeugte Luftstrahl weist sowohl eine Richtungskomponente in Richtung auf die Antriebs- stange 11 als auch eine zweite Komponente weg vom Hohlwellen- motor 12 auf. Damit'wird verhindert, dass Staub über die An- triebsstange 11 durch die axiale Bewegung der Antriebsstange 11 in den Innenraum des Hohlwellenmotors 12 gelangt.

In Fig. 6 ist schematisch über die Zeit die Drehzahl des Hohlwellenmotors 12 beim Aufspulen eines Fadens 6 darge- stellt. Zum Zeitpunkt To ändert sich die Drehzahl von einer negativen zu einer positiven Drehzahl. Mit einer negativen Drehzahl ist beispielsweise eine Bewegung der Fadenführein- heit 2 nach rechts und mit einer positiven Drehzahl eine Be- wegung nach links verbunden. Zwischen dem Zeitpunkt To und dem Zeitpunkt T1 wird die Drehzahl mit einer ersten Steigung bis zu einer ersten Drehzahl erhöht. Nach dem Zeitpunkt T1 wird die Drehzahl mit einer zweiten, kleineren Steigung auf eine zweite Drehzahl bis zum Zeitpunkt T2 erhöht. Zum Zeit- punkt T2, der vor dem Erreichen einer Endposition liegt, wird die Drehzahl durch die Steuereinheit 19 über eine Reduzierung der Stromversorgung des Hohlwellenmotors 12 reduziert und zum Zeitpunkt T3 in eine Bewegungsumkehr, d. h. eine negative Drehzahl umgewandelt. In entsprechender Art und Weise'ver- läuft die Drehzahländerung zyklisch mit der Zeit. Damit wird eine Hin-und Herbewegung der Fadenführeinheit 2 bewirkt, die zu einem Aufspulen des Fadens 6 auf die gesamte Breite. der Spule 1 erforderlich ist. Zwischen dem Zeitpunkt To und dem Zeitpunkt T3 ist die Hubatmung eingezeichnet, die der Breite der zu bewickelnden Spule 1 entspricht.

Die Hubatmung ändert, sich periodisch um beispielsweise 3 mm, so dass der Umkehrpunkt der Fadenführeinheit 2 nicht im- mer exakt an der gleichen Stelle liegt. Damit wird eine vor- teilhaftere Bewicklung der Spule 1. erreicht.

Die Reduzierung der Stromstärke für den Antrieb des Hohlwel- lenmotors 12 wird in Abhängigkeit von der Auslenkung der Fa- denführeinheit 2 gesteuert. Da die Auslenkung selbst nicht gemessen wird, werden die Umdrehungen/die momentane Winkel- stellung über einen Motorgeber des Hohlwellenmotors 12 als Maß für die Auslenkung verwendet. In dem dargstellten Ausfüh- rungsbeispiel der Fig. 6 entspricht der Zeitpunkt T2 einer festgelegten Auslenkung der Fadenführeinheit. 2, ab der durch eine Reduzierung des Stromes die Geschwindigkeit der Faden- führeinheit 2 kurz vor dem Umkehrpunkt reduziert wird.

Zusätzlich zu der Veränderung der Größe der Hubatmung, d. h. der Umkehrpunkte der Fadenführeinheit 2 wird zudem über die Einstellung einer Störgröße die mittlere Hubkurvendrehzahl variiert, um eine bessere Aufwicklung des Fadens 6 zu erhal- ten. Die Störgröße, d. h. die Abweichung in Bezug auf die mittlere Hubkurvendrehzahl ist in der unteren Diagrammlinie parallel zur Drehzahl über der Zeit aufgetragen. Diese be- trägt bis zu maximal 10% der Hubkurvendrehzahl, d. h. der mittleren Drehzahl. Die Veränderung der Störgröße bewirkt ei- ne langsame Drehzahlüberlagerung, beispielsweise einer Drei- eckform, wie in Fig. 6 dargestellt, gegenüber der stationären Drehzahl der Fadenführeinheit 2.

Die in Fig. 6 dargestellte Funktionalität ist in Form eines Steuerprogramms in der Steuereinheit 19 oder im Frequenzum- richter (Apllikationssoftware) abgelegt. Für eine Beeinflus- sung des Aufwickelvorganges können die Parameter Störgröße in %. tau in s und Tab in s, der Weg s in mm, die Hubatmung in mm und die Zyklen, z. B. 4, nach denen jeweils eine Verände- rung der Hubatmung vorgenommen wird, einprogrammiert werden.

Nach einem Start der Funktion, der beispielsweise durch einen externen Maschinenbefehl vorgegeben wird, läuft der Aufwi- ckelvorgang automatisch bis zu einem Stoppbefehl ab.

Bezugszeichenliste 1 Spule 2 Fadenführeinheit 3 Welle 4 Drehmotor 5 Öse 6 Faden 7 Führungsschiene 8 Führungsstange 9 Hubstange 10, Kupplung 11 Antriebsstange 12 Hohlwellenmotor 13 Getriebe 14 Rotor 15 Stator 16 Stromleitungen 17 Frequenzumrichter 18 Spannungsnetz 19 Steuereinheit 20 Außengewinde 21 Innengewinde 22 Gehäuse 23 Spiralfeder 24 Halterahmen 25 Anschlag 26 Zweite Führungsschiene 27 Führungsblock 28 Führungsnut 29 Klemmverbindung 30 Haltenut 31 Haltefläche 32 Dichtelement 33 34 Lagerhülse 35 Labyrinthdichtung

36 Hohlraum 37 Hohlring 38 Blasöffnung 39 Verbindungsleitung 40 Luftkompressor