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Title:
METHOD FOR CONTROLLING AN IMPELLER-TYPE THREAD LAYING DEVICE, IMPELLER-TYPE THREAD LAYING DEVICE, AND WINDING MACHINE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/080718
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method (100) for controlling a thread laying device comprising two impellers (26, 28) which can be driven in opposite directions in order to move a thread to be wound on a rotating spool back and forth between two turning points (U1, U2) along the spool longitudinal axis by means of a traversing movement with a target traversing stroke width (Hs) of the thread laying device, said target traversing stroke width differing from a base traversing stroke width (HN). According to the invention, each impeller (26, 28) being moved in the idle traversing stroke, i.e. each idle traversing stroke impeller (26, 28), is first accelerated or braked to an overcompensation angular speed (Voc) in the idle traversing stroke interval (TL) of the impeller, said overcompensation angular speed being determined on the basis of a theoretical constant compensation angular speed (Vc) required to transfer the thread in the next turning point (U1, U2) of the traversing movement of the thread. The impeller is then moved at its specified operating angular speed (Vw) in order to receive the thread from the other impeller (26, 28) guiding the thread at the operating angular speed (Vw) in the next turning point (U1, U2) of the traversing movement of the thread. The invention further relates to a thread laying device and to a winding machine comprising such a thread laying device.

Inventors:
BÖNI FRANZ (CH)
Application Number:
PCT/EP2016/073656
Publication Date:
May 18, 2017
Filing Date:
October 04, 2016
Export Citation:
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Assignee:
SSM SCHÄRER SCHWEITER METTLER AG (CH)
International Classes:
B65H54/28; B65H54/32
Domestic Patent References:
WO2015007339A12015-01-22
WO2015007339A12015-01-22
Foreign References:
EP0997422A12000-05-03
DE29909746U12000-10-19
DE8513881U11986-09-04
CH669175A51989-02-28
DE29620149U11998-03-19
Attorney, Agent or Firm:
KOHLER SCHMID MÖBUS PATENTANWÄLTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren (100) zum Steuern einer Fadenverlegevorrtchtung ( 12) mit zwei gegenläufig antreibbaren Flügelrädern (26, 28), um einen auf einer rotierenden Spule (16) aufzuspulenden Faden ( 14) mittels einer Changierbewegung mit einer von einer Grundhubbreite (HN) der Fadenverlegevorrichtung (12) abweichenden Soll-Hubbreite (Hs) zwischen zwei Umkehrpunkten (Ui, U2) längs der Spulenlängsachse (22) hin- und herzubewegen, umfassend die folgenden Schritte:

a) Definieren (102) einer jeweiligen axialen Position der Umkehrpunkte (Ui, U2) der Soll-Hubbreite (Hs) der Changierbewegung des Fadens ( 14) relativ zur Spulenlängsachse (22) ;

b) Berechnen (104) einer theoretischen konstanten Kompensations- Winkelgeschwindigkeit (Vc), mit der das jeweilig einen Leerhub ausführende Flügelrad (26, 28), d.h . das Leerhub-Flügelrad (26,28) während eines Leerhubintervalls (TL) bewegt werden müsste, um den Faden (14) von dem jeweilig fadenführenden anderen Flügelrad (26, 28) im folgenden Umkehrpunkt (Ui, U2) der Changierbewegung zu übernehmen;

c) Berechnen (106) einer Überkompensations-Wtnkelgeschwindigkeit (Voc) des Leerhub-Flügelrad (26, 28) während eines ersten Teilintervalls (TLI) des Leerhubintervalls (TL) auf Grundlage der theoretischen Kompensations-Winkelgeschwindigkeit (Vc);

d) Ansteuern (108) des Elektromotors (30) des Leerhub-Flügelrads (26, 28) derart, dass dieses während des ersten zeitlichen Teilintervalls (TLI) mit der Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit (Voc) angetrieben wird; nachfolgendes

e) Einregeln (110) des Leerhub-Flügelrads (26, 28) von der Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit (Voc) auf eine vorgegebene Arbeits-Winkelgeschwindigkeit (Vw) im folgenden Umkehrpunkt (Ui, U2) der Changierbewegung während eines auf das erste Teilintervall (TLI) folgenden zweiten Teilintervalls (TU) des Leerhubintervalls (TL), um den Faden (14) mit dem Leerhub-Flügelrad (26, 28) vom fadenführenden anderen Flügelrad (26, 28) im nächsten Umkehrpunkt (Ui, U2) der Changierbewegung mit der vorgegebenen Arbeits- Winkelgeschwindigkeit (Vw) zu übernehmen; und

f) Wiederholen der Schritte b) - e) zum Hin- und Herbewegen des Fadens (14) mit der vorgegebenen Soll-Hubbreite (Hs) relativ zur Spule (22),

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit (Voc) derart gewählt wird, dass diese um maximal 20%, bevorzugt um maximal 15%, besonders bevorzugt um maximal 12%, von der berechneten theoretischen konstanten Soll Kompensations-Winkelgeschwindigkeit (Vc) abweicht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Startzeitpunkt (Ts) des zweiten Teilintervalls (Tu>) des Leerhubintervalls (TL) anhand einer fortwährenden Integration der sich bei der Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit (Voc) vom Übernahmezeitpunkt (Ti) der Leerhub-Bewegung des jeweiligen Leerhub-Flügelrads (26, 28) bis zu einem fortlaufend neu bestimmten Prüfzeitpunkt (TPI, Tp2, TPN) im Leerhubintervall (TL) des Leerhub-Flügelrads (26, 28) sowie der bei der vorgegebenen Arbeits-Winkelgeschwindigkeit (Vw) erreichbaren Winkelstrecke des Leerhub-Flügelrads (26, 28) vom Prüfzeitpunkt (TPI, TP2, TPN) bis zum Übernahmezeitpunkt (T2) des Fadens (14) durch das jeweilige Leerhub-Flügelrad (26, 28) im jeweiligen nächsten Umkehrpunkt (Ui, U2) der Changierbewegung des Fadens ( 14) bestimmt bzw. berechnet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenverlegevorrichtung ( 12) ein Fadenführungslineal (50) aufweist, wobei das Fadenführungslineal (50) und die Drehachsen (32, 34) der beiden Flügelräder (26, 28) in Abhängigkeit von der für die Changierbewegung des Fadens (14) jeweils vorgegebenen Soll-Hubbreite (Hs) relativ zueinander positioniert werden.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Changierbewegung des Fadens ( 14) eine Soll- Hubbreite (Hs) zwischen 1 mm und 290 mm, insbesondere zwischen 5 mm und 290 mm vorgegeben wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (30) mittels eines gemeinsamen digitalen Signalprozessors (38a) angesteuert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (30) der Flügelräder (26, 28) von der Steuereinrichtung (38) im Wege einer Vektorregelung gesteuert werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine messtechnische Erfassung einer jeweiligen Drehstellung der Flügelräder (26, 28) um ihre Drehachsen (32, 34) jeweils mit einem Encoder (56) mit einer Winkelauflösung von vorzugsweise 0,25° oder weniger erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das das fadenführende Flügelrad (26, 28) während seines Arbeitshubs mit einer konstanten oder mit einer variablen Arbeits- Winkelgeschwindigkeit (Vw) angetrieben wird.

10. Fadenverlegevorrichtung ( 12) für das Aufspulen eines Fadens (14) auf einer Spule (22), umfassend:

zwei Flügelräder (26, 28), die jeweils mittels eines Elektromotors (30) um ihre Drehachsen (32, 34) gegenläufig antreibbar sind;

eine Steuereinrichtung (38) zum Steuern/Regeln der Elektromotoren (30), die zur Ausführung eines Steuerverfahrens ( 100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche programmiert ist.

11. Fadenverlegevorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektromotoren (30) bürstenlos, insbesondere als dreiphasige Hybridschrittmotoren, ausgeführt sind.

12. Fadenverlegevorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) einen Signalprozessor (38a) aufweist, mittels dessen die beiden Elektromotoren (30) der Flügelräder (26, 28) synchronisiert ansteuerbar sind.

13. Fadenverlegevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) jeweils einen Encoder (56) zum Erfassen einer jeweiligen Drehlage und Geschwindigkeit der Flügelräder (26, 28) aufweist.

14. Fadenveriegevorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) zum Steuern/Regeln eines Spulenantriebs (20) für die mit dem Faden (14) zu bewickelnde Spule (16) ausgebildet ist.

15. Spulmaschine ( 10) mit einer Spulenhalterung (18) mit einem Spulenantrieb (20) zum umlaufenden Antreiben einer auf der Spulenhalterung ( 18) angeordneten Spule (16) und mit einer Fadenveriegevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 10 bis 14.

Description:
Verfahren zum Steuern einer Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung, Flügelrad-Fadenveriegevorrichtung sowie Spulmaschine

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Flügelrad- Fadenverlegevorrichtung, eine Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung und eine Spulmaschine.

In der Textilbranche werden bei Faden-Spulprozessen Fadenverlegevorrichtungen eingesetzt, mittels derer ein auf einer rotierenden Spule aufzuspulender Faden in Richtung der Spulenlängsachse mittels einer hochfrequenten Changierbewegung hin- und her- bewegt wird. In der Praxis haben sich unterschiedliche Bauformen solcher Fadenverlegevorrichtungen etabliert. Diese lassen sich funktionell in solche mit einer variablen Hubbreite und solche mit einer fixen Hubbreite der Changierbewegung unterscheiden.

Fadenverlegevorrichtungen mit variabler Hubbreite lassen beim Wickein von Garnspulen alle Freiheiten für den Wicklungsaufbau zu, wie beispielsweise Anschrägungen der Spulenflanken, Abrunden der Kanten oder die freie Positionierung eines Abschlusswickels an einer gewünschten Längsposition der Spule. Durch die hochfrequente Changierbewegung des Fadens sowie das Abbremsen in den Umkehrpunkten an den Seiten der Garnspule unterliegen diese Bauformen einem starken Verschleiß, führen zu unerwünschten Garnansammlungen in den Umkehrpunkten und einem höheren Energiebedarf bei hohen Geschwindigkeiten.

Beispiele für Fadenverlegevorrichtungen mit einer fixen Hubbreite sind solche mit Kehrgewindewellen oder sogenannte Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen. Diese sind mechanisch an eine fixe Hubbreite gebunden, lassen sich dafür aber mit einer hohen Doppelhubzahl pro Minute (über ΓΟΟ Doppelhübe/min) betreiben. Die hohen Doppelhubzahlen werden dadurch erreicht, dass der Antriebsmotor der Fadenverlegevorrichtung stets in eine Richtung mit einer im Wesentlichen konstanten Motorendrehzahl betrieben wird.

Die eingangs genannten Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen weisen zwei Flügelräder auf, die um ihre jeweilige Drehachse gegenläufig antreibbar sind . Die Flügelräder sind üblicherweise jeweils mit zwei oder drei Flügeln versehen, die sich von der Drehachse des jeweiligen Flügelrads in radialer Richtung wegerstrecken. Der auf der Spule aufzuspulende Faden ist während des Spulprozesses im ständigen Wechsel an den Flügeln des einen und des anderen Flügelrads geführt und wird dadurch im Sinne einer Changierbewegung gegenüber der Spule in Richtung deren Spulenlängsachse in schneller Folge hin- und herbewegt. Während des Arbeitshubs eines der beiden Flügelräder, bei dem dieses den Faden führt, wird das andere Flügelrad jeweils in einem sogenannten Leerhub bewegt. Dieses Flügelrad kann auch als Leerhub-Flügelrad bezeichnet werden.

Der Faden ist zumeist an einer Bogenscheibe bzw. -platte, d.h. an einem sogenannten Fadenführungslineal, geführt, aus dessen Fadenführungskontur die Flügel der Flügelräder im Betrieb hervortreten und in welche sie im Bereich von Eintauchpunkten wieder eintauchen. Eine Fadenübergabe zwischen den Flügelrädern sowie eine daraus folgende Hubumkehr der Changierbewegung des Fadens erfolgt dabei jeweils im Bereich der Eintauchpunkte der Flügel der Flügelräder, die somit in axialer Richtung der Spule mit den Umkehrpunkten der Changierbewegung des Fadens zusammenfallen . Beim Aufspulen des Fadens auf der Spule wird ein sogenannter Fadenwickel erzeugt, dessen Qualität entscheidend von einer exakten axialen Lage der Umkehrpunkte relativ zur Spulenlängsachse mitbestimmt ist.

Bei den vorgenannten Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen kann der aufzuspulende Faden jedoch nur mit der genannten fixen Hubbreite, d.h. mit einer unveränderlichen Grundhubbreite, relativ zur Spule hin- und herbewegt werden. Aus der WO 2015 007 339 AI ist eine Fadenverlegevorrichtung mit Flügelrädern bekannt geworden, bei der die Hubbreite der Changierbewegung durch die Verstellung von zu den Flügelrädern separaten und recht komplexen Fadenführungselementen erreicht werden kann.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Steuern einer Fadenverlegevorrichtung mit Flügelrädern sowie eine solche Fadenverlegevorrichtung und eine Spulmaschine anzugeben, bei denen ein auf einer Spule aufzuwickelnder Faden mit geringem konstruktivem Aufwand und auf zuverlässige Weise mit einer variablen Hubbreite reiativ zur Spule hin- und herbewegt werden kann, um breitere Anwendungsmöglichkeiten zu eröffnen.

Die die Fadenverlegungsvorrichtung betreffende Aufgabe wird durch eine Fadenverlegevorrichtung mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die erfindungsgemäße Fadenverlegevorrichtung weist die in Patentanspruch 10 angegebenen und die erfindungsgemäße Spulmaschine die in Anspruch 15 angegebenen Merkmale auf. Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, den nachgeordneten Ansprüchen und der Zeichnung.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern einer Fadenverlegevorrichtung mit zwei gegenläufig antreibbaren Flügelrädern um einen auf einer rotierenden Spule aufzuspulenden Fadens mittels einer Changierbewegung mit einer von einer Grundhubbreite H N der Fadenverlegevorrichtung abweichenden Soll- Hubbreite Hs zwischen zwei Umkehrpunkten (Ui, U 2 ) längs der Spulenlängsachse hin- und herzubewegen, umfasst die folgenden Schritte:

In einem ersten Schritt wird eine jeweilige axiale Position der Hubendlagen, d.h. der Umkehrpunkte Ui, U 2 , der Changierbewegung des Fadens relativ zur Spulenlängsachse definiert bzw. vorgegeben. Die Umkehrpunkte Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens definieren die gewünschte Soll-Hubbreite Hs der Changierbewegung des Fadens relativ zur Spule. Die Drehachsen der Flügelräder und ein eingangs genanntes Fadenführungslineal der Fadenverlegevorrichtung werden dabei vorzugsweise in Abhängigkeit von der für die Changierbewegung des Fadens jeweils vorgegebenen Soll-Hubbreite des Fadens relativ zueinander derart positioniert, dass die jeweiligen Eintauchpunkte der Flügelräder mit den zugeordneten Umkehrpunkten in einer zur Spulenlängsachse orthogonalen Richtung miteinander fluchten.

In einem weiteren Schritt wird eine theoretische konstante Kompensations- Winkelgeschwindigkeit V c während eines zeitlichen Leerhubintervall T L des jeweilig im Leerhub bewegten Flügelrades (=Leerhub-Flügelrad) berechnet, mit der eine Übernahme des Fadens durch das Leerhub-Flügelrad von dem jeweils fadenführenden anderen Flügelrad im nächsten vorgegebenen (zeitlich unmittelbar nachfolgenden) Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung ermöglicht wird. Die theoretische Kompensations-Winkelgeschwindigkeit Vc ist also diejenige rein rechnerische Winkelgeschwindigkeit, mit der das jeweilige Leerhub-Flügelrad vom letzten Umkehrpunkt Ui, U 2 bis zum nächsten Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens bewegt werden müsste, um den Faden im folgenden Umkehrpunkt Ui, U 2 vom anderen (während des Leerhubintervalls Ti fadenführenden) Flügelrad zu übernehmen.

Im Falle einer, etwa im Vergleich zur Grundhubbreite H«, kleineren Soll- Hubbreite Hs der Changierbewegung sind die Umkehrpunkte Ui, U 2 der Changierbewegung in axialer Richtung weniger weit voneinander beabstandet, als dies bei einer durch die konstruktiven Merkmale der Fadenverlegevorrichtung bestimmte Grundhubbreite HN der Fadenverlegevorrichtung, bei der die beiden Flügelräder ohne weitere Steuerungseingriffe mit einer konstanten und übereinstimmenden Grund-Winkelgeschwindigkeit gegenläufig gegeneinander bewegt werden. In diesem Fall ist die theoretische Kompensations- Winkelgeschwindigkeit V c mithin größer als die mit der Grundhubbreite HN der Fadenverlegevorrichtung korrespondierende Grund-Winkelgeschwindigkeit der beiden Flügelräder.

Im anderen Falle, dass die vorgegebene Soll-Hubbreite H$ größer ist, als die Grundhubbreite HN, ist die Kompensations-Winkelgeschwindigkeit Vc des im Leerhub bewegten Flügelrads in dazu entsprechender Weise kleiner, als die Grund-Winkelgeschwindigkeit der beiden Flügelräder.

Nach der Erfindung wird in einem weiteren Schritt eine Überkompensations- Winkelgeschwindigkeit V 0 c für das Leerhub-Flügelrad während eines ersten Teilintervalls Tu des Leerhubintervalls T L auf Grundlage der theoretischen Kompensations-Winkeigeschwindigkeit Vc des Leerhub-Flügelrads berechnet.

Nachfolgend wird das Leerhub-Ffügelrad während des ersten zeitlichen Teilintervalls T des Leerhubintervalls mit der Überkompensations- Winkelgeschwindigkeit V<x bewegt. Dadurch wird das für die Steuerung bzw. Regelung der Rotationsgeschwindigkeit des Leerhub-Flügelrads zur Verfügung stehende zeitliche Leerhubintervall T L in zwei Zeitintervalle TLi, T L2 aufgeteilt: Ein zeitliches Überkompensationsintervall der Geschwindigkeitsregelung und ein für die Feinsteuerung/Feinregelung der Rotationsbewegung des Leerhub-Flügelrads auf eine vorgegebene Arbeits-Winkelgeschwindigkeit steuerungstechnisch vorteilhaftes Beruhigungsintervall.

Die Rotationsbewegung des Leerhub-Flügelrades bzw. das Leerhub-Flügelrad wird in dem sich an das erste zeitliche Teilintervall Tu anschließenden zweiten zeitlichen Teilintervalls T L2 des Leerhubintervalls T L auf eine vorgegebene Arbeits- Winkelgeschwindigkeit V w des Leerhub-Flügelrads im nächsten Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung eingeregelt, so dass der auf der Spule aufzuspulende Faden durch das Leerhub-Flügelrad vom fadenführenden anderen Flügelrad im nächsten Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung mit der vorgegebenen Arbeits-Winkelgeschwindigkeit V w übernommen und in Richtung des darauffolgenden Umkehrpunkts Ui, U 2 der Changierbewegung bewegt werden kann. Dadurch sind steuerungstechnisch nicht vermeidbare Einschwingvorgänge, wie sie durch eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit der Flügelräder verursacht werden, im Zeitpunkt der Fadenübergabe vom fadenführenden Flügelrad an das einen Leerhub ausführende Leerhub-Flügelrad, d.h. im jeweilig nächsten Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens, abgeschlossen. Wird der Faden durch das den Faden führende Flügelrad mit konstanter Geschwindigkeit entlang der Spule bewegt, so ergibt sich ein Fadenwickel bzw. eine Fadenspule mit einer konstanten Härte. Durch eine entsprechende Variation dieser Geschwindigkeit kann die Spulenhärte längs der Spule darüber hinaus frei eingestellt werden. Dadurch können z.B. bedarfsweise weiche Kanten des auf der Spule erzeugten Fadenwickels realisiert werden.

Zum Hin- und Herbewegen des Fadens relativ zur Spule mit der vorgegebenen Soll-Hubbreite H 5 , d.h . zum Aufspulen des Fadens auf der Spule, werden die vorgenannten Schritte bedarfsweise mit oder ohne den erstgenannten Schritt (Definieren der axialen Position der Umkehrpunkte der Changierbewegung des Fadens relativ zur Spulenlängsachse) entsprechend wiederholt. Durch wiederholte (Neu-)Definition der jeweiligen axialen Position der Umkehrpunkte der Changierbewegung kann während des jeweiligen Spulprozesses beispielsweise eine schräge bzw. gerundete Seitenflanke des auf der Spule zu erzeugenden Fadenwickles realisiert werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Hubbreite und damit die Umkehrpunkte Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens während eines Spulprozesses bzw. für unterschiedliche Spulprozesse variabel abgeändert werden. So kann für die Changierbewegung des Fadens eine Hubbreite zwischen 1 mm und 290 mm, insbesondere zwischen 5 mm und 290 mm, vorgegeben werden. Dadurch können einerseits Spulen unterschiedlicher Länge bewickelt werden. Andererseits können Fadenwickel mit zur Längsachse schräg verlaufenden Seitenflanken erzeugt werden. Insgesamt ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine bislang unerreichte Einsatzflexibilität von Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen. Zu beachten ist, dass das erfindungsgemäße Verfahren bei einer entsprechenden Nachrüstung auch bei existierenden Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen eingesetzt werden kann.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit V 0 c vorzugsweise derart gewählt, dass diese um maximal 20%, bevorzugt um maximal 15%, besonders bevorzugt um maximal 12%, von der berechneten theoretischen konstanten Kompensations-Winkelgeschwindigkeit V c abweicht. Dadurch können Steuerbzw. Regeleingriffe bezüglich der jeweiligen Rotationsgeschwindigkeit der Flügelräder minimiert und eine besonders präzise Changierbewegung des Fadens realisiert werden. Dies ist für die Qualität des auf der Spule zu bildenden Fadenwickels von Vorteil. Dies kommt zudem der Lebensdauer der als Antrieb der Flügelräder dienenden Elektromotoren zugute, weil diese für die erforderlichen Beschleunigungen nicht übermäßig bestromt werden müssen. Zugleich können die Elektromotoren - in Abhängigkeit von der durch diese bewegten Massen (Flügelrad/Getriebe) - kompakt ausgeführt werden. Insgesamt kann dadurch ein besonders energieeffizienter Betrieb der Fadenverlegevorrichtung realisiert werden, was bei heutigen Spulmaschinen mit üblicherweise mehreren Dutzend solcher Fadenverlegevorrichtungen relevant ist.

Nach der Erfindung wird ein zeitlicher Beginn, d.h. ein Startzeitpunkt T 5 , des zweiten Teilintervalls T L2 des Leerhubintervalls T L vorzugsweise jeweils anhand einer fortwährenden Integration der sich bei der Überkompensations- Winkelgeschwindigkeit Voc vom Startzeitpunkt der Leerhub-Bewegung des jeweiligen Leerhub-Flügelrads, d.h. von einem Übernahmezeitpunkt Ti, T 2 des Fadens im Umkehrpunkt Ui, U 2 , durch das jeweils den Arbeitshub ausführende andere Flügelrad bis zu einem steuerungsseitig fortlaufend neu bestimmten, d.h. zeitlich wandernden, Prüfzeitpunkt TP im Leerhubintervall des Leerhub-Flügelrads sowie der bei der vorgegebenen Arbeits-Winkelgeschwindigkeit Vw erreichbaren Winkelstrecke des Leerhub-Flügelrads vom Prüfzeitpunkt T P bis zum Übernahmezeitpunkt des Fadens durch das jeweilige Leerhub-Flügeirad im jeweiligen darauffolgenden (nächsten) Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung berechnet. Sobald der Umkehrpunkt Ui, U 2 während des beim Prüfzeitpunkt TP beginnenden zweiten Teiiintervalls T L2 des Leerhubintervalfs mit der vorgegebenen Arbeits-Winkelgeschwindigkeit V w erreicht werden kann, wird der Prüfzeitpunkt T P von der Steuereinrichtung als Startzeitpunkt des zweiten Teilintervalls T L2 vorgegeben. Das Leerhub-Flügeirad wird ab diesem Startzeitpunkt von der Steuereinrichtung auf die vorgegebene Arbeits- Winkelgeschwindigkeit eingeregelt, um den Faden im darauffolgenden Umkehrpunkt Ui, U 2 exakt im Übernahmezeitpunkt ΤΊ, T 2 von dem jeweils anderen und aus dem Arbeitshub kommenden Flügelrad zu übernehmen. Dadurch kann die Geschwindigkeit des Leerhub-Flügelrads für die Übernahme des Fadens im (zeitlich und räumlich) nächsten Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung exakt und auf einfache Weise geregelt werden.

Die Fadenverlegevorrichtung weist besonders bevorzugt eine vorgenannte Fadenführungseinrichtung auf, an der der auf der Spule aufzuspulende Faden entlangführbar ist. Die Fadenführungseinrichtung weist dabei vorzugsweise ein Fadenführungsiineal mit einer geraden oder auch einer gebogenen Fadenführungskontur auf. Funktionsstörungen kann dadurch entgegengewirkt werden.

Zur Regelung der Geschwindigkeit der beiden Flügelräder werden die beiden Elektromotoren besonders bevorzugt mittels eines gemeinsamen digitalen Signalprozessors angesteuert. Dadurch kann das Verfahren auf einfache und zuverlässige Weise und mit geringem technischem Aufwand ausgeführt werden. Eine besonders zuverlässige und feinfühlige Ansteuerung der Elektromotoren kann erfindungsgemäß durch eine sogenannte Vektorregelung der Elektromotoren erreicht werden. Der Signalprozessor der Steuereinrichtung ist dazu vorzugsweise jeweils über einen Vektorregler mit den Elektromotoren verbunden. Eine Erfassung der jeweiligen Drehstellung der Flügelräder um ihre Drehachsen erfolgt vorzugsweise jeweils mit einer Winkelauflösung von 0,25° oder weniger. Dadurch kann die jeweilige Position und Geschwindigkeit der Flügelräder besonders präzis bestimmt werden. Dies ist für die Qualität des auf der Spule zu erzeugenden Fadenwickels von Vorteil. Die Steuereinrichtung weist dazu vorzugsweise Encoder für die Elektromotoren der Flügelräder auf, mittels derer die Position des Flügelrads (bzw. seiner Flügel) sowie dessen jeweilige Winkelgeschwindigkeit erfasst wird. Die Encoder können beispielsweise als sogenannte 2-Kanai Encoder mit 720 Pulsen ausgeführt sein. Durch die Auswertung aller Flanken ergeben sich in diesem Fall 2880 gemessene Position über eine 360° Umdrehung des jeweiligen Elektromotors/Flügelrads. Damit kann eine ausreichend hohe Genauigkeit der Positionserfassung bzw. Positioniergenauigkeit der Flügelräder erreicht werden. Es versteht sich, dass die Genauigkeit der Positionserfassung bzw. die Positioniergenauigkeit bedarfsweise weiter gesteigert werden kann.

Erfindungsgemäß wird vor dem Beginn eines Spulprozesses ein sogenannter Nullabglich der Drehposition der Flügelräder relativ zueinander vorgenommen. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die beiden Flügelräder mit jeweils einem ihrer Flügel gegen einen definierten Anschlag bewegt werden. Der Anschlag kann dazu beispielsweise in den von den beiden Flügelrädern überstrichenen Rotationsbereich bewegt werden. Dies kann durch eine translatorische Relativbewegung der Drehachsen der Flügelräder und des Anschlags in einer zur Längsachse der Spule orthogonalen Richtung erfolgen. Dadurch ist die absolute Drehposition der beiden Flügelräder vor Beginn eines Aufspulprozesses bezüglich der jeweiligen Encoderposition bekannt und kann für Steuerungszwecke verwendet werden. Darüber hinaus können die Elektromotoren dadurch durch die Steuereinrichtung mit einem optimalen Lastwinkel angesteuert werden,

Die erfindungsgemäße Fadenverlegevorrichtung weist zwei Flügelräder auf, die jeweils mittels eines Elektromotors um ihre Drehachsen gegenläufig antreibbar sind. Die Fadenveriegevorrichtung verfügt über eine Steuereinrichtung, die zum Ausführen des vorstehend erläuterten Steuerverfahrens programmiert ist. Die Steuervorrichtung kann nach der Erfindung auch zur Steuerung eines Spulenantriebs ausgebildet bzw. programmiert sein, mit der die Spule umlaufend antreibbar ist.

Die Elektromotoren sind vorteilhaft bürstenlos ausgeführt, so dass diese eine lange Standzeit aufweisen. Die Elektromotoren können insbesondere als dreiphasige Hybridschrittmotoren ausgeführt sein. Derartige Elektromotoren bieten ein hohes Drehmoment in Relation zur Baugröße und Massenträgheit des Rotors. Aufgrund der großen Polzahl solcher Motoren sind diese im unteren Drehzahlbereich bei Drehzahlen bis ungefähr 1500 Umdrehungen/Minute besonders effizient zu betreiben. Darüber hinaus werden zur Ansteuerung solcher Elektromotoren nur jeweils 3 Halbbrücken benötigt. Im sogenannten Closed Loop Betrieb mit Vektoransteuerung erreichen diese Motoren insgesamt gute Wirkungsgrade. Die Vektorregelung ermöglicht zudem eine exakte Drehmomentkontrolle der Elektromotoren. Zusammen mit den bekannten mechanischen Daten der Flügelräder kann die Regelung auf die Anwendung optimal abgestimmt werden, was kurze Einschwingvorgänge und hohe Motorenwirkungsgrade ermöglicht.

Die Phasenströme des Motors werden vorzugsweise am Fußpunkt einer steuerungsseitigen Halbbrückenschaltung der Motoren erfasst. Durch Synchronisation des Abtastpunktes des Stromes mit einem PWM der Halbbrücken kann der Strom dadurch mit einem geringen Hardwareaufwand in ausreichender Qualität für die Anwendung realisiert werden. Die Messinformationen der Phasenströme werden bei der Vektorregelung der Elektromotoren benötigt. Weiter können diese Messinformationen zur Berechnung einer Schutzfunktion des Elektromotors (Motortemperaturberechnung, Überwachung von Fehlfunktionen oder Erfassung von mechanischen Hindernissen) herangezogen werden.

Eine Messung der Phasenströme im Zuieitungspfad des Motors ist zwar grundsätzlich möglich. Dies hat aber höhere Hardwarekosten zur Folge und bringt für die Fadenverlegevorrichtung bzw. deren Steuerung keine zusätzlichen Vorteile .

Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise einen digitalen Signalprozessor auf, der zur gemeinschaftlichen Ansteuerung bzw. Regelung beider Elektromotoren der Flügelräder dient, Dadurch können die Flügelräder zueinander optimal synchronisiert werden . Es versteht sich, dass die Leistung des Signa lprozessors dabei so dimensioniert ist, dass der Signalprozessor innerhalb von 5Q\ S ( Regelzyklus) eine komplette Vektorregelung, die Berechnung von Sol lwerten der Flügelradposition und die Positionsregelung erledigen kann . Nach der Erfindung ist auch eine Ausführungsform vorstellbar, bei der die Steuereinrichtung zwei Signalprozessoren zum Ansteuern/Regeln der Elektromotoren der Flügelräder aufweist. Dies erfordert jedoch zusätzlich einen enorm schnellen Datenaustausch zwischen den Prozessoren und birgt ein erhöhtes Risiko von Fehlfunktionen .

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinrichtung zur Steuerung/Regelung eines Spuienantriebs einer Spuienhalterung der Fadenverlegevorrichtung ausgebildet, mittels dessen die Spule umlaufend antreibbar ist. Dadurch kann eine Rotationsgeschwindigkeit der Spule während des Aufwickel- bzw. Spulprozesses dyna misch geändert werden, um den Faden mit unterschiedlichen Wickelmustern (beispielsweise Stufenpräzisionswicklung/Kreuzwicklung) auf der Spu le aufzuwickeln.

Die Erfindung betrifft zusammenfasend ein Verfahren zum Steuern einer Fadenverlegevorrichtung mit zwei gegenläufig antreibbaren Flügelrädern, um einen auf einer rotierenden Spule aufzuspulenden Faden mittels einer Changierbewegung m it einer von einer Grundhubbreite HN der Fadenverlegevorrichtung abweichenden Soll-Hubbreite H S zwischen zwei Umkehrpunkten Ui, U 2 längs der Spulen längsachse hin- und herzubewegen. Erfindungsgemäß wird das jeweilig im Leerhub bewegte Flügelrad, d . h . das jeweilige Leerhub-Flügelrad , in seinem Leerhubintervall TL zunächst auf eine Überkompensations-Winkelgeschwindig keit Voc beschleunigt bzw. abgebremst, die auf Grundlage einer für die Fadenübernahme im nächsten Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens erforderlichen theoretischen konstanten Kompensations-Winkelgeschwindigkeit V c bestimmt wird. Das Leerhub-Flügelrad wird nachfolgend während des Leerhub-Intervalls mit seiner vorgegebenen Arbeits-Winkelgeschwindigkeit Vw bewegt, um den Faden im nächsten Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens von dem den Faden führenden anderen Flügelrad mit der Arbeits-Winkelgeschwindigkeit Vw zu übernehmen. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Fadenverlegevorrichtung mit einer zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens programmierten Steuereinrichtung sowie eine Spulmaschine mit einer solchen Fadenverlegevorrichtung.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 eine Spülmaschine mit einer Fadenverlegevorrichtung mit zwei elektromotorisch antreibbaren Flügelrädern zum Hin- und Her- Bewegen eines auf einer Spule aufzuspulenden Fadens relativ zur Spulenlängsachse;

Fig. 2 die Fadenverlegevorrichtung aus Fig. 1 in einer freigestellten

Draufsicht;

Fig. 3 ein Blockschaltbild mit den einzelnen Verfahrensschritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Steuern der Fadenverlegevorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 4 ein Schaubild, bei dem eine prozentuale Differenz zwischen einer bei dem Verfahren gemäß Fig. 3 für das jeweilig im Leerhub bewegte Flügelrad ( = Leerhub-Flügelrad) vorgegebenen Überkompensations- Winkelgeschwindigkeit und einer rechnerischen Kompensations- Winkelgeschwindigkeit des Flügelrads für eine Übernahme des Fadens im zeitlich nachfolgenden Umkehrpunkt der Changierbewegung des Fadens in Abhängigkeit von der vorgegebenen Soll-Hubbreite für die Changierbewegung aufgezeigt ist; und

Fig. 5 eine grafische Darstellung des Winkelverlaufs beider Flügelräder während eines Spulprozesses der Fadenverlegevorrichtung gemäß Fig. 1, wobei eine vorgegebene Soll-Hubbreite der Changierbewegung auf der Spute aufzuspulenden Fadens kleiner ist, als eine Normalhubbreite der Fadenveriegevorrichtung .

Fig. 1 zeigt eine Spulstelle einer Spulmaschine 10 mit einer Fadenverlegevorrichtung 12 zum Aufspulen eines Fadens 14 auf eine Spule 16. Der auf der Spule 16 aufzuspulende Faden 14 kann beispielsweise auf einer in Fig. 1 nicht näher wiedergegebenen Voriagespule bereitgestellt sein, Die Spule 16 ist auf einer Spulenhalterung 18 angeordnet und mittels eines Spulenantriebs 20 um ihre Spulenlängsachse 22 in Pfeilrichtung 24 umlaufend antreibbar.

Die Fadenverlegevorrichtung 12 ist als eine sogenannte Flügelrad- Fadenverlegung ausgebildet und weist jeweils zwei Flügelräder 26, 28 auf. Die beiden Flügelräder 26, 28 sind voneinander unabhängig mittels jeweils eines Elektromotors 30 um ihre jeweilige Drehachse 32, 34 gegenläufig antreibbar. Die Elektromotoren 30 sowie die Flügelräder 26, 28 sind an einem Tragrahmen 36 angeordnet. Zum Steuern der Elektromotoren 30 der beiden Flügelräder 26, 28 sowie des Motors 20 der Spulenhalterung 18 dient eine Steuereinrichtung 38. Die Steuereinrichtung 38 weist einen Signalprozessor 38a zum gemeinsamen Ansteuern die beiden Elektromotoren 30 der Flügelräder (26, 28) auf. Der Signalprozessor 38a ist über jeweils einen Vektorregler 38b mit den beiden Elektromotoren 30 verbunden.

Die Flügelräder 26, 28 dienen dazu, den auf der Spule 16 aufzuspulenden Faden 14 in Richtung der Spulenlängsachse 22 gegenüber der rotierenden Spule 16 in schnellem Wechsel hin- und her zu bewegen, um während des Aufspulprozesses einen mit 40 bezeichneten Fadenwickel auf der Spule zu bilden.

Der Tragrahmen 36 umfasst vorliegend zwei zueinander parallel verlaufend angeordnete Längsprofile 42, die in nicht näher gezeigter Weise miteinander verbunden sind. An den beiden Längsprofilen 42 des Tragrahmens 36 ist ein (Lager-)Schlitten 44 angeordnet, der mittels eines Versteilantriebs 46 entlang einer mit 48 bezeichneten Stellachse relativ zum Tragrahmen 36 verschiebbar gelagert ist. Die beiden Flügelräder 26, 28 sind am Lagerschlitten 44 drehbar gelagert. Der Versteilantrieb 46 kann als ein Elektromotor, insbesondere als ein Schrittmotor, ausgeführt sein.

Zur Führung des Fadens 14 dient ein sogenanntes Fadenführungslineal 50. Das Fadenführungslineal 50 kann insbesondere eine bogenförmige (konvexe) Fadenführungskontur 52 aufweisen, an der der aufzuspulende Faden 14 beim Spulprozess unter Spannung anliegt und geführt ist. Es versteht sich, dass das Fadenführungslineal 50 mehrteilig ausgeführt sein kann.

Am Tragrahmen 36 ist ein Anschlagmittel 54 für einen Nuilabgleich der Drehposition der beiden Flügelräder angeordnet. Das Anschlagmittel 54 ist durch ein Verschieben des Lagerschlittens 44 in Richtung auf das Anschlagmittel 54 in einen von den beiden Fügelrädern 26, 28 überstrichenen Rotationsbereich bewegbar und dient einer Kalibrierung der Steuereinrichtung 38 auf eine durch das Anschlagmittel 54 definierte Drehlage der Flügelräder 26, 28. Dadurch können die Flügelräder 26, 28 vor Beginn des Spulprozesses in ihrer jeweiligen Drehstellung um ihre Drehachse 32, 34 auf einfache Weise exakt synchronisiert werden. Zum Erfassen einer jeweiligen Drehstellung (Drehlage) der Flügelräder 26, 28 dienen Encoder 56. Die Encoder 56 sind zwecks einer Datenübertragung in nicht näher wiedergegebener Weise mit der Steuereinrichtung 38 verbunden.

Fig. 2 zeigt die Fadenverlegungsvorrichtung 12 aus Fig. 1 in einer freigestellten Draufsicht. Die beiden Flügelräder 26, 28 weisen jeweils drei Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c auf. Es versteht sich, dass die Flügelräder 26, 28 auch zwei oder vier bzw. sogar fünf Flügel aufweisen können. Die Drehachsen 32, 34 der beiden Flügelräder 26, 28 sind in Richtung der in Fig. 1 gezeigten Spulenlängsachse 22 zueinander seitlich versetzt angeordnet.

Der aufzuspulende Faden 14 ist beim Aufspulprozess in an sich bekannter Weise im schnellen Wechsel an den Flügeln 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c der zueinander gegenläufig rotierenden Flügelräder 26, 28 geführt. Die Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c der Flügelräder 26, 28 treten dabei jeweils an jeweiligen Auftauchpunkten Ai, A 2 aus der Fadenführungskontur 52 des Fadenführungslineals 50 hervor und treten in die Fadenführungskontur 52 des Fadenführungslineals 50 im Bereich von Eintauchpunkten Ei, E 2 wieder ein. Eine Fadenübergabe zwischen den Flügelrädern 26, 28 erfolgt jeweils im Bereich bzw. an den Eintauchpunkten Ei, E 2 . Die Auftauchpunkte Ai, A 2 und die Eintauchpunkte Ei, E 2 der beiden Flügelräder 26, 28 fallen aufgrund der zueinander (in Richtung der Spulenlängsachse 22) versetzt angeordneten Drehachsen 32, 34 der Flügelräder 26, 28 nicht zusammen. Der vorstehend erläuterte Rotationsbereich der beiden Flügelräder ist in Fig . 2 mit Ri, R 2 bezeichnet.

Werden die beiden Flügelräder 26, 28 konstant mit einer identischen Winkelgeschwindigkeit gegeneinander bewegt, so wie es bei bekannten Fadenverlegevorrichtungen mit mechanisch gekoppelten Flügelrädern der Fall ist, kann die Changierbewegung des Fadens in Richtung der Spulenlängsachse 22 (Fig. 1) bzw. in Richtung der dazu parallel verlaufend angeordneten Changierachse 58 (Fig. 2) nur eine fixe Hubbreite, d.h. eine sogenannte Normalhubbreite H N , aufweisen. Deren Maß ergibt sich u.a. aus dem Durchmesser der Flügelräder 26, 28, der Anzahl Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c, dem Abstand der Fadenführungskontur 52 zur Drehachse 32, 34 der Flügelräder 26, 28 und dem Abstand der Drehachsen 32, 24 der Flügelräder 26, 28 selbst.

Bei der erfindungsgemäßen Fadenverlegervorrichtung 12 kann der Faden 14 mit einer von der der Normalhubbreite H N abweichenden Soll-Hubbreite H s relativ zur Spulenlängsachse 22 (Fig. l ) bzw. Changierachse 58 bewegt werden. In Fig. 2 ist eine Soll-Hubbreite Hs mit Umkehrpunkten Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens 14 eingetragen, die beispielhaft kleiner als die Normalhubbreite H N der Fadenverlegevorrichtung 12 gewählt äst. Das Hubzentrum der jeweiligen Changierbewegung des Fadens 14 ist mit Hc bezeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren 100 zum Steuern der vorstehend im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 erläuterten Fadenverlegevorrichtung 12 wird nachstehend unter zusätzlicher Bezugnahme auf die Figuren 3, 4 und 5 erläutert.

In Fig. 3 sind die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 als Blockschaltbild wiedergegeben. In einem ersten Schritt 102 wird die jeweilige axiale Position der Umkehrpunkte Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens 14 relativ zur Spulenlängsachse 22 (Fig. 1), mithin die gewünschte Soli-Hubbreite H s des Fadens in Richtung der Changierachse, definiert bzw. vorgegeben. Die Drehachsen 32, 34 der beiden Flügelräder 26, 28 und das Fadenführungslineal 50 werden vorzugsweise in Abhängigkeit von der für die Changierbewegung vorgegebenen Sol!-Hubbreite Hs des Fadens 14 relativ zueinander derart positioniert, dass die jeweiligen Eintauchpunkte Ei, E 2 der Flügelräder 26, 28 mit dem jeweils korrespondierenden vorgegebenen Umkehrpunkt Ui, U 2 in Richtung der Changierachse 58 fluchten.

In einem weiteren Schritt 104 wird eine theoretische konstante Kompensations- Winkelgeschwindigkeit V c für das während eines Leerhubintervalls T L jeweilig im Leerhub bewegte (d.h. das den Faden während des Leerhubintervalls T L jeweilig nicht führende) Flügelrad 26, 28, mithin das jeweilige Leerhub-Flügelrad 26, 28, für eine Übernahme des Fadens 14 (Fig. 1) durch das Leerhub-Flügelrad 26, 28 von dem jeweils fadenführenden anderen Flügelrad 26, 28 im zeitlich nachfolgenden vorgegebenen Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens 14 (Fign. 1) berechnet. In einem darauffolgenden Schritt 106 wird eine Überkompensations- Winkelgeschwindigkeit Voc für das Leerhub-Flügelrad 26, 28 während eines ersten Teilintervatls T L i des Leerhubintervalfs auf Grundlage der theoretischen konstanten Kompensations-Winkelgeschwindigkeit V c berechnet bzw. bestimmt.

In Schritt 108 wird das Leerhub-Flügelrad 26, 28 während des ersten zeitlichen Teilintervalls T L i mit der Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc angetrieben. Dies erfolgt durch entsprechendes Ansteuern des Elektromotors 30 des im Leerhub bewegten Leerhub-Flügelrads 26, 28 seitens der Steuerungseinrichtung 38.

In einem weiteren Schritt 110 wird das Leerhub-Flügelrad 26, 28 während eines auf das erste Teilintervall T L i unmittelbar folgenden zweiten Teilintervalls T L2 des Leerhubintervalls T L von der Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit V 0 c auf eine vorgegebene Arbeitswinkelgeschwindigkeit V w des Leerhub-Flügelrads 26, 28 im folgenden Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung eingeregelt, um den Faden 14 mit dem Leerhub-Flügelrad 26, 28 vom fadenführenden anderen Flügelrad 26, 28 im nächsten Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung mit der vorgegebenen Arbeits-Winkelgeschwindigkeit Vw zu übernehmen.

Die vorgenannten Schritte 102 bis 110 bzw. 104 bis 110 werden zum Aufspulen des Fadens 14 auf der Spule 16 mit der vorgegebenen Soll-Hubbreite Hs, vorzugsweise fortwährend, wiederholt.

Ist die vorgegebene Soll-Hubbreite H S schmaler als der Normalhub H Nl so muss dasjenige Flügelrad 26, 28, das den Faden 14 gerade nicht führt ( = Leerhub- Flügelrad) die Winkeldifferenz durch eine höhere Drehgeschwindigkeit kompensieren. Bei einer vollständigen Umdrehung wird das Flügelrad 26, 28 aufgrund seiner dreiflügligen Bauweise mithin insgesamt dreimal auf die Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc beschleunigt und auf die Arbeits- Winkelgeschwindigkeit Vw abgebremst, wenn die gewählte Soll-Hubbreite H s schmaler als der vorstehend erläuterte Normalhub HM gewählt wird. Im industriellen Einsatz kann dieser Vorgang 500-mal pro Minute oder häufiger erfolgen.

Damit das Leerhub-Flügelrad 26, 28, d.h. dasjenige der beiden Flügelräder 26, 28, das den Faden 14 während eines Leerhubintervalls T L gerade nicht führt, den Faden 14 mit der vorgegebenen Arbeits-Winkeigeschwindigkeit V w exakt am jeweilig folgenden Umkehrpunkt Ui, U 2 von dem den Faden 14 führenden Flügelrad 26, 28 übernehmen kann, dient das zweite Teilintervall T L2 des Leelaufintervalls T L als eine steuerungstechnische Beruhigungsphase vor der unmittelbar darauffolgenden Arbeitsphase des Leerhub-Flügelrads 26, 28. Dies ermöglicht es der Steuereinrichtung 38 (Fig. 1), das jeweilige Leerhub-Flügelrad 26, 28 (Fig. 2) mit der erforderlichen Genauigkeit auf die Arbeits- Winkeigeschwindigkeit V w einzuregeln. Die dem jeweiligen Arbeitshub der Flügelräder 26, 28 vorgeschaltete Beruhigungsphase hat zur Folge, dass ohne eine Geschwindigkeitsanpassung der Flügelräder 26, 28 zum gewünschten Zeitpunkt die Fadenübergabe im Umkehrpunkt Ui, U 2 möglich ist.

Die Beruhigungsphase wird deshalb erfindungsgemäß durch ein Überhöhen der theoretischen Kompensations-Winkelgeschwindigkeit V c des Flügelrads 26, 28 auf eine Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc ausgeglichen. Eine lange Beruhigungsphase begünstigt zwar eine Arbeits-Winkeigeschwindigkeit V w des Flügelrads 26, 28 in einem kleinen Toleranzbereich. Die daraus folgende hohe Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc verlangt jedoch eine große Dynamik des Systems. Es ist deshalb vorteilhaft, die Beruhigungsphase, d.h. das zweite Teilintervall T des Leerhubtntervalls T L , jeweils so klein wie nötig zu halten, da diese eine Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc nahe an der theoretischen konstanten Kompensations-Winkelgeschwindigkeit V c zulässt. Die Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc für die schmälste, nutzbare Soll- Hubbreite Hs der Fadenverlegevorrichtung ist dabei in jedem Falle gleich oder kleiner als 120%, vorzugsweise gleich oder kleiner als 112%, der theoretischen konstanten Kompensations-Winkelgeschwindigkeit V c . Wird die Soll-Hubbrette H s der Changierbewegung des Fadens 14 grösser als die Normalhubbreite HN der Fadenverlegevorrichtung 12 gewählt, so werden die Flügelräder 26, 28 im jeweiligen Leerhubintervall T L langsamer bewegt, als in ihrer jeweiligen Arbeitsphase. Wiederum ergibt sich eine theoretische Kompensattons-Winkelgeschwindigkeit V c des jeweiligen Leerhub-Flügelrads 26, 28, welche als Grundlage für die Berechnung der Überkompensationswinkelgeschwindigkeit Voc dient.

Analog der schmälsten vorgebbaren Soll-Hubbreite Hsmin gilt für die breiteste oder maximale vorgebbare Soll-Hubbreite Hsmax, dass die Überkompensations- Winkelgeschwindigkeit Voc nicht weniger als 88% der theoretischen Kompensations-Winkelgeschwindigkeit Vc beträgt. Somit bewegt sich die Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc, ausgehend vom Normalhub HN, beispielsweise in einem Bereich von -12% bis + 12% der theoretischen Kompensations-Winkelgeschwindigkeit V c . Das Verhältnis zwischen der Überhöhung (= AV) der Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc gegenüber der rechnerischen theoretischen Kompensations- Winkelgeschwindigkeit Vc und der gewählten Soll-Hubbreite H s lässt sich gemäß Figur 4 als eine lineare Kurve darstellen.

In Figur 5 ist der Winkeiverlauf beider Flügelräder 26, 28 beispielhaft für eine vorgegebene Soll-Hubbreite H s , die kleiner ist, als die Normalhubbreite H N (Fig. 2) der Fadenverlegevorrichtung 12, für zwei Doppelhübe über die Zeit t aufgetragen. Die Steigung der Kurven entspricht der jeweiligen Winkelgeschwindigkeit der Flügelräder 26, 28 (Fig. 2).

Gestartet wird beispielhaft am ersten Umkehrpunkt Ui links vom Hubzentrum H C (Fig. 2) mit dem ersten Flügel 26a des ersten Flügelrads 26.

Während des Arbeitshubes bewegt der erste Flügel 26a des ersten Flügelrads 26 den Faden mit der für den Spul- bzw. Aufwickelprozess erforderlichen Arbeits- Winkelgeschwindigkeit Vw. Am Übergabe- bzw. Umkehrpunkt U 2 rechts vom Hubzentrum H c wird der Faden 14 vom zweiten Flügelrad 28 mit dem ersten Flügel 28a und mit der Arbeits-Winkelgeschwindigkeit Vw übernommen.

Der erste Flügel 26a des ersten Flügelrads 26 wird nun durch Ansteuerung des Elektromotors 30 des ersten Flügelrads 26 im ersten Teilintervall T L i des Leerhubintervalls TL mit der Uberkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc bewegt. Der zeitliche Beginn des zweiten Teilintervalls T L2 des Leerhubintervalfs T L - mit anderen Worten der Steuer - bzw. regelungstechnischen Beruhigungsphase - ist durch den Schnittpunkt der Überkompensations- Winkelgeschwindigkeit Voc und der vorgegebenen Arbeits-Winkelgeschwindigkeit Vw des jeweiligen Leerhub-Flügelrads im nachfolgenden Umkehrpunkt U 2 gekennzeichnet. Da die drei Flügel 26a, 26b, 26c des ersten Flügelrads 26 miteinander starr verbunden sind, wirken sich die Geschwindigkeitsänderungen des ersten Flügelrads 26 auf alle drei Flügel 26a, 26b, 26c des ersten Flügelrads 26 gleichermaßen aus. Der zweite Flügel 26b wird mithin ebenfalls wie der erste Flügel 26a im ersten Teilintervall T L i des Leerhubintervalls T L mit der Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc und im zweiten Teilintervall T L2 des Leerhubintervalls T L , d.h. der nachfolgenden Beruhigungsphase T L2 , mit der Arbeits-Winkelgeschwindigkeit V w bewegt, um den Faden 14 exakt zum Übernahmezeitpunkt T 2 im Umkehrpunkt Ui links des Hubzentrums H c vom zweiten Flügelrad 28 zu übernehmen.

Der Startpunkt Ts des zweiten Teilintervalls T L2 des Leerhubintervails T L , d.h. der steuerungstechnischen Beruhigungsphase, kann steuerungsseitig insbesondere mittels fortwährender mathematischer Integration der sich ergebenden Winkelstrecke mit der Überkompensations-Winkelgeschwindigkeit Voc des jeweilig im Leerhub bewegten (Leerhub)Flügelrads 26, 28 vom jeweiligen Übernahmezeitpunkt Ti, T 2 (= Startzeitpunkt) seines Leerhubes, d.h. vom Zeitpunkt der Fadenübergabe an das jeweilig fadenführende andere Flügelrad 26, 28 im dazu korrespondierenden Umkehrpunkt Ui, U 2 der Changierbewegung des Fadens 14 (Fig. 1) bis hin zu einem von der Steuerungseinrichtung 38 fortlaufend neu bestimmten, d.h. einem zeitlich wandernden Prüfzeitpunkt T P i, T 2 , Tp n im Leerhubintervall T L und der jeweilig erreichbaren Winkelstrecke mit der Arbeits- Winkelgeschwindigkeit V w vom jeweiligen Prüfzeitpunkt T Pi , T p2 , T Pn bis hin zum jeweilig darauffolgenden Übergabezeitpunkt T 2 im nachfolgenden Umkehrpunkt Ui, U 2 berechnet bzw. vorgegeben werden. Sobald der nächste Übergabepunkt Ui, U 2 bei einem Beginn des zweiten Teilintervalls TL 2 im Prüfzeitpunkt TPI, Tp 2 , Tp n mit der vorgegebenen Arbeits-Winkelgeschwindigkeit Vw erreicht werden kann, wird dieser Prüfzeitpunkt T P i, T P2 , T Pn von der Steuereinrichtung als Startzeitpunkt T s des zweiten Leerhubintervalls T L2 vorgegeben. Dies kann in Echtzeit erfolgen. Der Elektromotor 30 des (Leerhub-)Flügelrades 26, 28 wird von der Steuereinrichtung 38 ab dem Startzeitpunkt T S derart angesteuert, dass das Leerhub-Flügelrad 26, 28 während des zweiten Leerhubintervalls T L2 auf die vorgegebene Arbeits-Winkelgeschwindigkeit Vw eingeregelt wird, so dass das Leerhub-Flügelrad 26, 28 den Faden 14 im nachfolgenden Umkehrpunkt Ui, U 2 der Soll-Hubbreite H s exakt im jeweiligen Übernahmezeitpunkt Ti, T 2 von dem jeweilig aus dem Arbeitshub kommenden anderen Flügelrad 26, 28 übernimmt. Der Faden 14 wird nachfolgend von dem Flügelrad 26, 28, nachdem dieses den Faden 14 übernommen hat, mit der jeweils gewünschten Arbeits- Winkeigeschwindigkeit V w über die Soll-Hubbreite H s in Richtung der Changierachse 58 (Fig. 2) bzw. der Spulenlängsachse 22 (Fig. l) zum nächstfolgenden Umkehrpunkt UI, U2 bewegt. Bei Erreichen des nächstfolgenden Umkehrpunktes Ui, U 2 übernimmt wiederum das aus dem Leerhub kommende Flügelrad 26, 28 mit der Arbeits-Winkelgeschwindigkeit V w den Faden 14 von dem aus dem Arbeitshub kommenden Flügelrad 26, 28, so dass der Faden 14 in schneller Folge über die vorgegebene Soll-Hubbreite H s längs der Spulenlängsachse 22 relativ zur Spule 16 hin- und herbewegt wird.