Beschreibung:

Verfahren zur Vermeidung von Bildwicklungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung von Bildwicklungen bei der Erstellung von Auflaufspulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei der Erstellung von Auflaufspulen auf Arbeitstellen von Kreuzspulen herstellenden Textilmaschinen wird ein zum Beispiel in einer Offenend-Spinnvorrichtung gefertigter, mit nahezu konstanter Geschwindigkeit zu einer Spulvorrichtung gelieferter Faden beim Auflaufen auf eine Spule durch einen Changierfadenführer so verlagert, dass er in sich kreuzenden Lagen auf die Spule aufläuft und dabei eine sogenannte Kreuzspule bildet. Bei der Herstellung von Kreuzspulen in der Wicklungsart "Wilde Wicklung" besteht jedoch das Problem, dass es, wenn keine besondere Maßnahmen ergriffen werden, im Laufe der Spulenreise wiederholt zu sogenannten Bildwicklungen kommt. Solche Bildwicklungen entstehen immer dann, wenn ein ganzzahliges Windungsverhältnis vorliegt, das heißt, wenn die Kreuzspule pro Doppelhub des Changierfadenführers eine oder mehrere vollständige Umdrehungen ausführt.

In einem solchen Fall liegen die Umkehrpunkte des Fadens im Wesentlichen über den Umkehrpunkten des vorhergehenden Hubes, so dass der Faden mehrmals an der gleichen oder an einer unmittelbar benachbarten Stelle auf dem Spulumfang abgelegt wird, was zu bandartigen Fadenlagen, die als Bildwicklungen bezeichnet werden, führt.

Da es bei einem solchen inhomogenen Aufbau der Garnlagen beim Abspulen der Kreuzspulen oft zum Abstreifen kompletter Garnlagen von der Spulenoberfläche kommt, was zu schweren Betriebsstörungen führt, müssen solche Bildwicklungen unbedingt vermieden werden.

Zur Vermeidung von Bildwicklungen sind deshalb seit langem verschiedene Verfahren und Vorrichtungen bekannt, die beim

Spulenaufbau zur überwindung des vorgenannten Problems dienen sollen.

Bei diesen sogenannten Bildstörverfahren und -einrichtungen wird in den bildwickelgefährdeten Bereichen der Kreuzspule Einfluss auf das Windungsverhältnis genommen.

In der DE 25 34 239 C2 sind beispielsweise ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bildstörung beschrieben, bei dem/der durch ständige änderung des Kreuzungswinkels versucht wird, die Entstehung ganzzahliger Windungsverhältnisse zu verhindern. Die Changierfadenführer einer Maschinenseite sind dabei gemeinsam durch einen ersten Antrieb mit wenigstens zwei unterschiedlichen Geschwindigkeiten antreibbar und die Wickelwalzen dieser Maschinenseite gemeinsam durch einen zweiten Antrieb beaufschlagbar.

Die beiden Antriebe sind außerdem über ein elektronisches Getriebe derart miteinander verbunden, dass synchron und abhängig von der Bewegung der Changierfadenführer die Wickelwalzen und damit die Kreuzspulen so angetrieben werden, dass der Quotient aus Umfangsgeschwindigkeit der Kreuzspulen und Cosinus des halben Fadenkreuzungswinkels konstant ist.

Das heißt, bei diesem bekannten Verfahren wird versucht, sowohl ganzzahlige Windungsverhältnisse zu vermeiden, als auch die

resultierende Wickelgeschwindigkeit des Fadens und damit die Fadenspannung nahezu konstant zu halten.

Auch aus der DE 43 37 891 Al ist ein Bildstörverfahren bekannt, bei dem ein mit konstanter Geschwindigkeit zugeführter und nach Art der "Wilden Wicklung" auf eine Kreuzspule aufgewickelter Faden zur Vermeidung von Bildwicklungen mit einer veränderbaren Changiergeschwindigkeit aufgespult wird.

Die Einrichtung weist eine einzelmotorisch angetriebene Wickelwalze sowie einen einzelmotorisch angetriebenen Changierfadenführer auf.

Bei diesem bekannten Bildstörverfahren wird die Changiergeschwindigkeit des Fadenführers einer nicht-periodischen Veränderung unterworfen.

Die Maximal- und Minimalwerte der Changiergeschwindigkeit, bei denen jeweils eine Umschaltung von einer Beschleunigung auf eine Verzögerung und umgekehrt erfolgt sowie die Zeitintervalle zwischen den Umkehrpunkten, werden dabei mittels eines Rechners innerhalb vorgegebener Grenzen verändert.

Durch die DE 196 28 402 Al ist des Weiteren ein Bildstörverfahren bekannt, bei dem, ähnlich wie bei der Einrichtung gemäß DE 25 34 239 C2, die Wickelwalzen einer Maschinenseite gemeinsam durch einen ersten Antrieb und die Fadenführer dieser Maschinenseite gemeinsam durch einen weiteren Antrieb beaufschlagt werden.

Die Changiergeschwindigkeit der Fadenführer und die Umfangsgeschwindigkeit der Wickelwalzen werden dabei ständig gegensinnig zwischen vorgegebenen Höchst- und Tiefstwerten um einen Mittelwert herum geändert.

Eine der beiden Geschwindigkeiten bildet dabei die Leitgröße, der die andere Geschwindigkeit jeweils als Folgegröße des Verfahrens nachgeführt wird.

Jeweils dann, wenn die Leitgröße einen Höchst- oder Tiefstwert erreicht hat, wird mit Beginn ihrer gegensinnigen änderung ein Signal generiert, das die gegensinnige änderung der Folgegröße auslöst .

Auch in der DE 102 09 851 Al ist ein Bildstörverfahren für Kreuzspulen beschrieben, die in der Wicklungsart "Wilde Wicklung" gespult werden.

Bei diesem bekannten Verfahren wird in Abhängigkeit von der Liefergeschwindigkeit des Fadens, des Anspannverzuges sowie des Kreuzungswinkels die Drehgeschwindigkeit der Wickelwalze festgelegt und zum Zwecke der Bildstörung der Kreuzungswinkel durch änderung der Geschwindigkeit der Changierfadenführer geändert.

Der Antrieb für die Wickelwalzen und der Antrieb für die Changierfadenführer sind als drehzahlregelbare Motoren ausgebildet, denen ein den Wert des gewünschten Kreuzungswinkels repräsentierendes Signal zugestellt wird, aus dem die Motoren die erforderliche Motordrehzahl ableiten.

Die vorgenannten Bildstörverfahren bzw. Bildstöreinrichtungen weisen allerdings den Nachteil auf, dass sie alle relativ kompliziert bzw. aufwändig sind.

Das heißt, zur Durchführung der bekannten Verfahren bedarf es entweder eines hohen mechanischen und regelungstechnischen Aufwandes, oder die Bildstörverfahren führen beim Wickeln der Kreuzspulen zu nicht befriedigenden Ergebnissen.

Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein relativ einfaches Verfahren zur Vermeidung von Bildwicklungen zu schaffen, das insbesondere bei Arbeitsstellen, die einzelmotorische Antriebe für die Wickelwalze und den Changierfadenführer aufweisen, vorteilhaft einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, wie es im Anspruch 1 beschrieben ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet die Möglichkeit, das

Entstehen von Bildwicklungen bereits im Ansatz dadurch zuverlässig zu verhindern, dass geeignete Maßnahmen zur

Bildstörung schon ergriffen werden, bevor beim Wickeln einer

Kreuzspule ein kritischer Bereich erreicht wird.

Das heißt, kurz vor dem Erreichen eines solchen, durch die

Spulenbreite und den Kreuzungswinkel vorgegebenen kritischen

Bereiches wird durch änderung des Kreuzungswinkels das

Windungsverhältnis definiert so verstellt, dass das Entstehen von Bildwicklungen zuverlässig ausgeschlossen wird.

Der geänderte Kreuzungswinkel wird dabei so lange beibehalten, bis der kritische Durchmesserbereich der Kreuzspule durchfahren ist.

Anschließend wird wieder auf den ursprünglichen Kreuzungswinkel zurückgestellt und mit diesem Kreuzungswinkel weiter gespult, bis sich im Laufe der Spulenreise der Durchmesser der Kreuzspule dem nächsten kritischen Durchmesserbereich nähert.

Wie im Anspruch 2 dargelegt, werden die kritischen Durchmesserbereiche einer in der Wicklungsart "Wilde Wicklung" gespulten Kreuzspule in vorteilhafter Weise nach der Formel: D _S p k = A x B _S p / π x tan (α/2) berechnet, wobei D _{SP k} für einen kritischen Durchmesserbereich der Kreuzspule, A für eine ganze Zahl, B _SP für die jeweilige Spulenbreite der Kreuzspule und α für den gewählten Kreuzungswinkel der Kreuzspule steht. Die Durchmesserdaten lassen sich zum Beispiel in einem Arbeitsstellenrechner berechnen und dahingehend verarbeiten, dass jeweils rechtzeitig vor dem Erreichen eines kritischen Durchmesserbereiches der Kreuzspule vom Arbeitsstellenrechner eine änderung des Kreuzungswinkels eingeleitet wird. Als kritischer Durchmesserbereich werden dabei die Bereiche der Kreuzspule bezeichnet, in denen ein ganzzahliges Windungsverhältnis vorliegt, das heißt, in denen die Kreuzspule pro Doppelhub des Changierfadenführers aufgrund des vorliegenden Durchmessers eine oder mehrere vollständige Umdrehungen ausführt .

Wie im Anspruch 3 dargelegt, ist dabei in vorteilhafter Ausführungsform vorgesehen, dass der Kreuzungswinkel kurz vor dem Erreichen eines kritischen Kreuzspulendurchmessers, durch Verminderung der Geschwindigkeit des Changierfadenführers, verkleinert wird.

Die Verkleinerung des Kreuzungswinkels führt unmittelbar zu einer änderung des Windungsverhältnisses mit der Folge, dass es in diesem an sich kritischen Durchmesserbereich der Kreuzspule nicht zum Entstehen von Bildwicklungen kommen kann.

Wie im Anspruch 4 dargelegt, initiiert der Arbeitsstellenrechner zur änderung des Kreuzungswinkels vorzugsweise eine Geschwindig-

keitsänderung des Changierfadenführers. Gleichzeitig wird außerdem die Umlaufgeschwindigkeit der Wickelwalze und damit die Wickelgeschwindigkeit der Kreuzspule so angepasst, dass die Fadenspannung des auflaufenden Fadens nahezu konstant bleibt. Das heißt, die Geschwindigkeiten von Changierfadenführer und Wickelwalze werden so angepasst, dass die Resultierende aus der Verlegegeschwindigkeit des Changierfadenführers und der Umlaufgeschwindigkeit der Wickelwalze stets nahezu gleich bleibt.

Gemäß Anspruch 5 ist der Antrieb des Changierfadenführers vorzugsweise als Schrittmotor ausgebildet.

Solche Schrittmotoren stellen kostengünstige Großserienbauteile dar, die außerdem auf relativ einfache Weise sehr genau ansteuerbar sind.

Das heißt, mit solchen Schrittmotoren ist beispielsweise eine sehr exakte Verlagerung des Changierfadenführers möglich, wobei sich der steuerungstechnische Aufwand in vertretbaren Grenzen hält.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig.l eine Seitenansicht einer Arbeitsstelle einer Kreuzspulen herstellenden Offenend-Rotorspinnmaschine, mit einer Spulvorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitet,

Fig.2 schematisch in einem größeren Maßstab die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigte Spulvorrichtung,

Fig.3 ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Umlaufgeschwindigkeit der Wickelwalze und der Geschwindigkeit des Changierfadenführers, insbesondere bei einer änderung des Kreuzungswinkels verdeutlicht,

Fig.4 schematisch den Fadenlauf bei einer Kreuzspule, die einen kritischen Durchmesserbereich erreicht hat.

In Figur 1 ist schematisch in Seitenansicht eine Hälfte einer Kreuzspulen herstellende Textilmaschine 1, im Ausführungsbeispiel einer Offenend-Rotorspinnmaschine, dargestellt. Derartige Textilmaschinen verfügen, wie bekannt, zwischen ihren (nicht dargestellten) Endgestellen über eine Vielzahl gleichartiger Arbeitsstellen 2, die unter anderem jeweils ein Spinnaggregat 3 sowie eine Spulvorrichtung 4 aufweisen. In den Spinnaggregaten 3 werden Faserbänder 6, die in Spinnkannen 5 bevorratet sind, zu Fäden 7 verarbeitet, die anschließend auf den Spulvorrichtungen 4 zu Kreuzspulen 8 aufgewickelt werden.

Die fertiggestellten Kreuzspulen 8 werden, beispielsweise über eine Kreuzspulen-Transporteinrichtung 12, zu einer maschinen- endseitig angeordneten (nicht dargestellten) Ladestation befördert .

Wie in Figur 1 weiter angedeutet, weisen die einzelnen Arbeitsstellen 2 neben dem Spinnaggregat 3 und der Spulvorrichtung 4 noch weitere Handhabungseinrichtungen,

beispielsweise eine Fadenabzugseinrichtung 10, eine Saugdüse 17 oder einen Paraffineur 14, auf.

Die Funktionen dieser Bauteile sind bekannt und in zahlreichen Patentschriften ausführlich erläutert.

Die Spulvorrichtung 4 verfügt im Wesentlichen über einen Spulenrahmen 9, eine Wickelwalze 11 sowie eine Fadenchangiereinrichtung 16.

Die Wickelwalze 11, die durch einen Antrieb 13 einzelmotorisch beaufschlagbar ist, treibt dabei die im Spulenrahmen 9 frei drehbar gelagerte Kreuzspule 8 reibschlüssig an.

Die Figur 2 zeigt in Vorderansicht schematisch eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigte Spulvorrichtung 4.

Wie in der Zeichnung angedeutet, liegt die in einem (nicht dargestellten) Spulenrahmen frei drehbar gehalterte Kreuzspule 8 auf einer Wickelwalze 11 auf und wird von dieser über Reibschluss mitgenommen.

Die Wickelwalze 11 ist dabei an einen Antrieb 13 angeschlossen, der seinerseits über eine Steuerleitung 23 mit einem Arbeitsstellenrechner 19 in Verbindung steht.

Zur Verlegung des Fadens 7 während seines Auflaufens auf die Spule 8 ist außerdem eine Fadenchangiereinrichtung 16 vorgesehen, deren Changierfadenführer 18 durch einen eigenen Antrieb, vorzugsweise einen Schrittmotor 20, oszillierend angetrieben wird.

Auch der Schrittmotor 20 ist über eine Steuerleitung 24 an den ärbeitsstellenrechner 19 angeschlossen und von diesem definiert ansteuerbar.

Des Weiteren ist eine Sensoreinrichtung 21 vorgesehen, die über eine Signalleitung 22 mit dem Arbeitsstellenrechner 19 verbunden ist und die die jeweilige Drehzahl der Kreuzspule 8 während des Spulprozesses erfasst.

Das heißt, der Arbeitsstellenrechner 19 wird mit Signalen der Sensoreinrichtung 21 versorgt und berechnet anhand der Drehzahl der Wickelwalze, des bekannten Durchmessers der Wickelwalze sowie der durch die Sensoreinrichtung 21 ermittelten Drehzahl der Kreuzspule 8 ständig den augenblicklichen Durchmesser der Kreuzspule 8.

Figur 3 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der Abszisse die Geschwindigkeit V _FF des Changierfadenführers 18 und auf der Ordinate die Umlaufgeschwindigkeit V _m der Wickelwalze 11 dargestellt sind.

Wie angedeutet, ergibt sich während der regulären Spulenreise bei einer Geschwindigkeit Vi _FF des Fadenführers 18 und einer Umlaufgeschwindigkeit V ₁ w, der Wickelwalze 11 eine Fadenauflaufgeschwindigkeit V _A i. Der Faden läuft dabei unter einem Winkel α/2 auf die Kreuzspule 8 auf.

Kurz vor dem Erreichen eines kritischen Durchmesserbereiches Ds _{P k} der Kreuzspule 8 wird der Wert des Fadenauflaufwinkels α/2 in αχ/2 geändert.

Das heißt, die Geschwindigkeit des Fadenführers 18 wird, wie in

Figur 3 dargestellt, auf V _{2 FF} reduziert.

Um die Fadenauflaufgeschwindigkeit V _Ai = V _A2 konstant zu halten , wird außerdem die Umlaufgeschwindigkeit der Wickelwalze 11 so angepasst, dass die Wickelwalze 11 jetzt mit V _{2 m} rotiert.

Das bedeutet, die sich aus der Umlaufgeschwindigkeit V _m der

Wickelwalze 11 und der Geschwindigkeit V _FF des Fadenführers 18

ergebenden resultierenden Fadenauflaufgeschwindigkeit V _Ai bzw. V _A2 bleibt unabhängig von Fadenkreuzungswinkel α bzw. αi konstant.

In Figur 4 ist eine Kreuzspule 8 dargestellt, die einen ersten, von der Spulenbreite B _S p und dem Kreuzungswinkel α abhängigen, kritischen Durchmesserbereich D _S p _k erreicht hat.

Wie anhand der den Fadenlauf repräsentierenden Linie 30 bzw. der zugehörigen Pfeile 31 - 36 angedeutet, würden bei diesem Durchmesser der Kreuzspule 8 und einem Kreuzungswinkel α pro Doppelhub des Changierfadenführers 18 mehrere, vollständige Umdrehungen der Kreuzspule 8 stattfinden, mit der Folge, dass der Faden in übereinander liegenden Fadenablagen abgelegt würde.

Um Bildwicklungen zu vermeiden, wird daher kurz vor dem Erreichen des kritischen Durchmesserbereich D _S p k der Wert des Kreuzungswinkels α in Qt ₁ geändert.

Bei einem Kreuzungswinkel αi und einer Spulenbreite B _SP ist im Bereich des Kreuzspulendurchmessers D _{SP k} sichergestellt, dass keine Bildwicklungen auftreten können.

Der sich bei einem Kreuzungswinkel αi und einer Spulenbreite B _S p einstellende Fadenlauf ist in Figur 4 anhand der Linie 40 bzw. der zugehörigen Pfeile 41 - 49 angedeutet.

Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens:

Zu Beginn einer Partie werden zunächst die wichtigsten Parameter der Kreuzspule, beispielsweise der vorgesehene Enddurchmesser der Kreuzspule 8, die Spulenbreite B _S p, der Kreuzungswinkel α, mit dem die Kreuzspule 8 gewickelt werden soll, sowie ein weiterer Kreuzungswinkel αi festgelegt und zum Beispiel in die Zentralsteuereinheit einer Textilmaschine eingegeben.

Die Zentralsteuereinheit einer Textilmaschine steht dabei ihrerseits, vorzugsweise über eine Bus-Verbindung oder dergleichen, mit den einzelnen Arbeitsstellenrechnern 19 der Arbeitsstellen 2 in Verbindung.

Die Zentralsteuereinheit oder die Arbeitsstellenrechnern 19 berechnet/berechnen anhand der vorgenannten Daten zunächst die kritischen Durchmesserbereiche D _{SP k} der Kreuzspule, das heißt, die Bereiche, in denen es, wenn keine besondere Maßnahmen ergriffen werden, zur Entstehung von Bildwicklungen kommen würde .

Beispielsweise ermittelt der Arbeitsstellenrechner 19 nach der Formel: D _{SP k} = ganze Zahl x Spulenbreite B _Sp / π x tan Kreuzungswinkel α/2, dass bei einer Spulenbreite von zum Beispiel 150 mm und einem Kreuzungswinkel von α = 36° die besonders kritischen Durchmesserbereiche der Kreuzspule 8 bei D _{SP k} = 147 mm, 294 mm usw. liegen.

Nach dem Start des Spinn-/Spulprozesses wird mittels der Sensoreinrichtung 21 ständig die Drehzahl der Kreuzspule 8 überwacht und im Arbeitsstellenrechner 19 nach der Formel: D _SP = Dww x nw„ / nsp ständig der aktuelle Durchmesser D _S p der Kreuzspule 8 berechnet.

Wenn der Arbeitsstellenrechner 19 feststellt, dass sich der Durchmesser D _SP der Kreuzspule 8 einem kritischen Durchmesserbereich D _{SP k} nähert, wird der Wert des Kreuzungswinkels α in αi geändert, beispielsweise von α = 36° auf αi = 30° verkleinert. Die Verkleinerung des Kreuzungswinkel α in αi erfolgt dabei durch Reduzierung der Geschwindigkeit V _FF des Changierfadenführers 18. Das heißt, der Arbeitsstellenrechner 19 steuert den Antrieb 20 der Fadenchangiereinrichtung 16 im Sinne "verzögern" an.

Um die Fadenspannung des auf die Kreuzspule 8 auflaufenden Fadens 7 weiter konstant zu halten, steuert der Arbeitsstellenrechner 19 gleichzeitig auch den Antrieb 13 der Wickelwalze 11 im Sinne "beschleunigen" an.

Das heißt, die Umlaufgeschwindigkeit V^ _n , der Wickelwalze 11 wird so erhöht, dass die Auflaufgeschwindigkeit V _A des Fadens 7 auf die Kreuzspule 8 trotz änderung des Kreuzungswinkels nahezu konstant bleibt.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, in alternativer Ausführungsform können als Steuerungsrechner anstelle der Arbeitstellenrechner selbstverständlich auch Sektionsrechner oder die zentrale Steuereinrichtung der Textilmaschine zum Einsatz kommen.