Dabei wird von einem Spulengatter in einem vorbestimmten Kett- fadenrapport eine Fadenschar abgezogen und als Schärband oder Sektion auf die Schärtrommel mit konstanter Wickelspannung aufgewickelt. Auf bekannte Weise verfügt die Schärtrommel da- bei aber einen zylindrischen Abschnitt und einen kegelstumpf- förmigen Abschnitt, wobei jeder Schärbandwickel aus Stabili- tätsgründen in der Neigung des kegelstumpfwinkels aufgewickelt wird. Das Schärband wird zu diesem Zweck über eine mitdrehende Umlenkwalze geführt, welche auf einem Schärschlitten angeord- net ist. Dieser Schlitten führt während des Wickelvorgangs ei- ne Bewegung axial und radial zur Längsachse der Schärtrommel aus. Eine gattungsmässig vergleichbare Konusschärmaschine und ein Schärverfahren sind beispielsweise in der CH A 679 935 be- schrieben.

Um einen möglichst gleichmässigen Wickelaufbau zu erhalten, muss der Wickelmesserdurchmesserzuwachs ermittelt werden und dementsprechend der Schärschlittenvorschub axial und radial vorgegeben werden.

Ausserdem müssen sich verändernde Betriebsbedingungen berück- sichtigt werden, wie z. B. der Umstand, dass die ersten Schich- ten eines Wickels auf einer härteren Unterlage aufliegen als die nachfolgenden Schichten. Es besteht somit ein Unterschied, zwischen dem tatsächlichen Durchmesser eines Wickels und dem theoretischen Durchmesser, der aufgrund des Schärtrommeldurch- messers und der theoretischen Garndaten errechnet werden kann.

Dies führt zu Fehlern bei der Schärschlittenvorschubsteuerung und letztlich zu einer Verschlechterung der Kettqualität.

Es ist bereits bekannt, zur Ermittlung des Wickeldurchmessers mechanische Präzisionsmesstaster und Presswalzen einzusetzen, welche während des Schärvorgangs auf den Wickel einwirken. Au- sserdem ist der Einsatz berührungsloser Lasermessgeräte be- kannt. Diese Systeme gewährleisten jedoch keinen korrekten und effizienten Ablauf der Messungen unter sämtlichen Material- und Betriebsbedingungen.

So erfordert der Einsatz von Präzisionsmesstastern bei jedem Messvorgang ein Anhalten des Schärprozesses und damit der Pro- duktion. Eine als Messmittel den Wickel berührenden Presswal- zen führt insbesondere bei geringen Nenngarnstärken zu erheb- lichen Messfehlern. Derartige Messfehler können auch beim Ein- satz von Lasermessgeräten auftreten, z. B. weil wegen der Haa- rigkeit eines Garns auf eine falsche Garnstärke geschlossen wird oder weil die Farbe des Garns oder die optische Umgebung der Betriebsstätte das Messergebnis beeinflussen. Da das La- sergerät auf dem Schärschlitten montiert ist, kummulieren sich die genannten optischen Messfehler mit denjenigen, die durch die Schärschlittenbewegung oder durch unvermeidbare Ferti- gungstoleranzen bedingt sind.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dessen Hilfe mit ein- fachen und zuverlässigen Mitteln ein präziser Wickelaufbau er- reicht werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Verfahren gelöst, das die Merkmale im Anspruch 1 auf- weist.

Da die Durchmesser der Schärtrommel und der Umlenkwalze, sowie das Konusverhältnis am kegelstumpfförmigen Abschnitt konstante und anlagenspezifische Grossen sind, lässt sich auf überra- schend einfache Weise der effektive Durchmesser des Wickels nach jeder Schärtrommelumdrehung mit maximaler Präzision und ohne Unterbrechung des Wickelvorgangs kontinuierlich ermit- teln. Da der Wickeldurchmesserzuwachs über das Verhältnis der Umdrehungen der Umlenkwalze und der Schärtrommel jederzeit be- kannt ist, kann der Axialvorschub des Schärschlittens so ge- steuert werden, dass der Wickel unabhängig von allfälligen Durchmesserzuwachsänderungen exakt dem Konuswinkel folgt.

Auf besonders einfache Weise wird das Verhältnis der Umdrehun- gen der Schärtrommel und der Umlenkwalze mit einem der Schär- trommel zugeordneten ersten Messgeber und mit einem der Um- lenkwalze zugeordneten zweiten Messgeber in einem programmier- baren Rechner ermittelt. Bei der ersten Schärttrommelumdrehung wird aus dem Verhältnis des bekannten Grundumfanges der Schär- trommel und der über die Umlenkwalze gemessenen Wickellänge ein Korrekturfaktor für die Längenmesswerte ermittelt. Der Rechner dient dabei als Vergleichseinrichtung und als Speicher für die Wickellängen und die errechneten Wickeldurchmesser.

Es ist zweckmässig, wenn nach der ersten Schärtrommelumdrehung für ein Schärband der Anfangsvorschub für die axiale und ra- diale Schärschlittenverschiebung bestimmt wird, wenn anschlie- ssend der axiale und radiale Schärschlittenvorschub aufgrund der laufenden Messwerte für jede Umdrehung so lange geregelt wird, bis die Wickeldurchmesserzuwachs für jede Umdrehung kon- stant ist und wenn dann bis zur Fertigstellung des Schärband- wickels der Schärschlittenvorschub konstant gehalten wird.

Es ist aber auch möglich, nach der erstmaligen Bestimmung des Schärschlittenvorschubs den Vorschub bis zur Fertigstellung des Schärbandwickels kontinuierlich zu regeln, das heisst bei jeder Schärtrommelumdrehung neu festzulegen. Eine derartige Regelung des axialen und radialen Schärschlittenvorschubes aber die ganze Kettlänge des Schärbandwickels ist aber nur dann sinnvoll, wenn mit starken Veränderungen des Wickeldurch- messerzuwachses pro Schärtrommelumdrehung zu rechnen ist. Die folgenden Schärbänder werden dann gleich wie das erste Schär- band kopiert.

Es ist möglich, den Schärvorgang mit oder ohne zusätzliche Egalisierwalze durchzuführen. Die Egalisierwalze führt zu ei- nem gleichmässigeren Wickelaufbau, wobei verschiedene Störgrö- ssen wie z. B. unterschiedliche Fadenvolumen, Veränderung der Luftfeuchtigkeit und so weiter ausgeglichen werden. Bisher war es üblich, die Wirkdistanz der Egalisierwalze mit einem mate- rialabhängigen Verdichtungsfaktor manuell vorzugeben. Es ist besonders vorteilhaft, wenn auch die Wirkdistanz der Egali- sierwalze in Abhängigkeit vom ermittelten Wickeldurchmesserzu- wachs mit dem Ziel eines kompakten und zylindrischen Wickels gesteuert oder geregelt wird.

Es hat sich auch als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn zu- mindest in einer Startphase das Verhalten des Wickeldurchmes- serzuwachs erfasst wird und wenn daraus durch Korrelation das Verhalten für zukünftige Trommelumdrehungen voraus berechnet und der Schärschlittenvorschub entsprechend gesteuert wird.

Je nach Garnqualität kann der Wickelaufbau in dieser Startpha- se unterschiedlich verlaufen. In Zusammenhang mit der Egali- sierwalze ist es dabei zweckmässig, wenn diese erst zugeschal- tet wird, wenn die Messphase abgeschlossen ist. Dabei wird die Ausgangstellung (Wirkdistanz) der Egalisierwalze aus dem Kompressiosnverhalten der vorgängigen Wicklungen (Verhalten des Wickelaufbaus) voraus durch eine Korrelation berechnet.

Das Verhalten des Wickeldurchmesserzuwachses (Wickelaufbaus) kann nach der Zuschaltung der Egalisierwalze erneut erfasst werden, um daraus einen neuen Wert für den Schärschlittenvor- schub und die Wirkdistanz der Egalisierwalze zu korrelieren.

Während des Schärprozesses ist es zweckmässig, wenn die umdre- hungsbezogenen Daten der Wickeldurchmesser für das erste auf die Schärtrommel aufgewickelte Schärband gespeichert werden und wenn die umdrehungsbezogenen Wickeldurchmesser der Folge- bänder aufgrund der gespeicherten Daten an diejenigen des er- sten Schärbandes, gegebenenfalls durch Veränderung der Wirkdi- stanz der Egalisierwalze, vorallem bei grösseren materialspe- zifischen Volumenänderungen angepasst werden kann. Damit kannn der Wickeldurchmesser aber die ganze Schärbreite konstant ge- halten werden ohne dass eine Veränderung des Schärbandzuges erforderlich ist. Dabei wird der Schärschlittenvorschub, wel- cher beim ersten Schärband erfasst wurde, bei den folgenden Schärbändern kopiert.

Die Erfindung betrifft auch eine Konusschärmaschine, welche nach dem erfindungsgemässen Verfahren arbeitet und welche durch die Merkmale im Anspruch 13 gekennzeichnet ist. Weitere konstruktive Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 14 bis 16.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend genauer beschrieben. Es zei- gen : Figur 1 eine schematische Seitenansicht einer Schärmaschine radial zur Längsachse der Schärtrommel, Figur 2 eine schematische Seitenansicht der Schärmaschine gemäss Figur 1 axial zur Längsachse der Schär- trommel, Figur 3 ein teilweiser Längsschnitt durch eine Umlenkwalze, Figur 4 ein vereinfachtes Blockschema für die Steuerung, Fig 5a schematische Darstellungen des Wickelverhaltens bei bis 5c aufeinanderfolgenden Schärtrommelumdrehungen bei nicht kompressiblem und kompressiblem Material, und Figur 6 ein Diagramm mit dem Wickeldurchmesserzuwachs in Millimetern bei kompressiblem und nicht kompressi- blem Material.

Wie insbesondere aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, ver- fügt die Konusschärmaschine aber eine Schärtrommel 3 mit einem zylindrischen Abschnitt 31 und einem als Schulter ausgebilde- ten kegelstumpfförmigen Abschnitt 30, der sich an seinem kleinsten Durchmesser an den zylindrischen Abschnitt an- schliesst. Die Schärtrommel wird von einem nur in Figur 4 sym- bolisch dargestellten Elektromotor 32 mit einer vorgegebenen Wickelgeschwindigkeit um die Längsachse a-a gedreht. Durch die Drehung der Schärtrommel wird ein aus mehreren Fäden bestehen- des Schärband M als Schärwickel w, x, y, und z auf die Schär- trommel aufgewickelt, wobei die Ablage der Wickel im Konuswin- kel des kegelstumpfförmigen Abschnitts erfolgt.

Die einzelnen Fäden eines Schärbandes werden von einem schema- tisch dargestellten Spulengatter C von einzelnen Fadenspulen abgezogen, wobei die Fäden mittels Fadenbremsen FF mit einer Bremskraft beaufschlagt werden. Das Schärband wird aber eine Umlenkwalze 1 geführt, welche frei drehbar gelagert ist. Die Umlenkwalze wird somit infolge der Umschlingungsreibung durch das Schärband in Drehung versetzt, wobei die Drehzahl ersicht- licherweise von der Wickelgeschwindigkeit abhängig ist, welche üblicherweise über die ganze Schärkette konstant gehalten wird. Die Oberfläche der Umlenkwalze besteht beispielsweise aus harteloxiertem, hochfestem Aluminium.

Die Umlenkwalze 1 ist auf einem Schärschlitten 11 montiert und zwar um eine Längsachse b-b drehbar, welche zur Längsachse a-a der Schärtrommel axial verläuft. Der Schärschlitten seiner- seits ist axial und radial zur Längsachse a-a verschiebbar.

Die Axialverschiebung erfolgt mit einem Längsmotor 12 aber ei- ne Gewindespindel 120 und eine Spindelmutter 121. Die radiale Verschiebung erfolgt über einen Quermotor 13 und eine Gewinde- spindel 130.

Die Schärtrommel 3 ist mit einem ersten Messgeber 4 versehen, der in der Lage ist, bei jeder Umdrehung der Schärtrommel min- destens einen Impuls abzugeben. Auf die gleiche Weise ist die Umlenkwalze 1 mit einem zweiten Messgeber 2 verbunden, der ebenfalls umdrehungsabhängige Impulse erzeugen kann, bei- spielsweise eine vorgegebene Impulszahl von 20'000 für jede volle Umdrehung der Umlenkwalze.

Der erste und zweite Messgeber, sowie auch der bereits erwähn- te Antriebsmotor 32 für die Schärtrommel stehen in Wirkverbin- dung mit einem programmierbaren Rechner UE (Figur 4).

In Figur 2 ist unterhalb der Umlenkwalze 1 eine Egalisierwalze 14 angeordnet, welche gegen die Schärtrommel 3 bzw. gegen den sich aufbauenden Wickel pressbar ist. Dazu wird die Egalisier- walze 14 von einer Anpressvorrichtung 15 beaufschlagt, wobei die Wirkdistanz der Egalisierwalze eine entsprechende Anpress- kraft auf den Schärwickel ausübt. Die Wirkdistanz der Egali- sierwalze 14 kann dabei durch verschiedene Mittel gesteuert werden. Es kann sich beispielsweise um einen Druckmittelzylin- der oder um einen elektromagnetischen Linearantrieb handeln.

Da die Egalisierwalze 14 die Axialverschiebung des Wickelauf- baus mitvollziehen muss, ist sie dem Schärschlitten 11 zuge- ordnet.

Aus Figur 3 sind weitere konstruktive Details der Umlenkwalze 1 ersichtlich. Diese ist auf eine Welle 10 montiert, welche in Endlagern 5,5' gelagert ist. Dabei handelt es sich vorzugswei- se um Wälzlager. Das Endlager 5 wirkt auf mindestens einen Kraftsensor 6, mittels welchem der auf die Umlenkwalze 1 ein- wirkende Schärbandzug ermittelt werden kann. Der Kraftsensor 6 ist ebenfalls mit dem programmierbaren Rechner UE verbunden, wo der ermittelte Spannungsistwert des Bandzuges mit einem vorgegebenen Spannungssollwert des Bandzuges vergleichbar ist.

Bei einer Abweichung des Istwertes vom Sollwert werden die elektromechanischen Fadenbremsen FF betätigt, das heisst, je nach Vorzeichen der Abweichung entweder belastet oder entla- stet.

Auf der Welle 10 zwischen dem Kraftsensor 6 und der Umlenkwal- ze 1 ist ausserdem z. B. eine Magnetbremse 7 oder ähnliche Mittel angeordnet, die über den programmierbaren Rechner UE ansteuerbar ist und die beispielsweise bei einer plötzlichen Verzögerung der Wickelgeschwindigkeit an der Schärtrommel 3 oder bei einem Stopp aktiviert wird.

Der zweite Messgeber 2 ist fest am Schärschlitten 11 angeord- net und mit der Welle 10 vorzugsweise über eine Kupplung 8 verbunden. Es wäre allerdings auch denkbar, dass der Messgeber 2 berührungslos mit der Welle 10 in Wirkverbindung steht, bei- spielsweise aber einen optischen Inkrementalgeber oder der- gleichen.

Aus Figur 1 sind schliesslich noch die geometrischen Beziehun- gen eines Schärbandes zur Schärtrommel ersichtlich. Der kegel- stumpfförmige Abschnitt 30 hat bezogen auf den zylindrischen Abschnitt 31 eine Schulterhöhe A und eine Länge B. Die beiden Masse bestimmen das Konusverhältnis bzw. den Konuswinkel a.

Die einzelnen Wickel w, x, y, und z werden der Reihe nach im gleichen Winkel auf der Schärtrommel 3 abgelegt. Die Schicht- dicke U eines einzelnen Schärbandes M bestimmt, um welches Mass S gegenüber der darunter liegenden Schicht versetzt wer- den muss, um den Konuswinkel a einzuhalten. Ersichtlicherweise verhalten sich dabei die Konusmasse A zu B wie die Wickel- schichtmasse U zu S. Zur Messung der Schärbandlänge, die bei jeder Umdrehung der Schärtrommel 3 aufgewickelt wird, ermit- telt der zweite Messgeber 2 die Anzahl Impulse, die im Inter- vall zwischen zwei aufeinander folgenden Impulsen des ersten Messgebers 4 abgegeben werden. Bei der ersten Schärtrommelum- drehung wird aus dem Verhältnis des bekannten Grundumfanges der Schärtrommel und der aber die Umlenkwalze gemessenen Wik- kellänge ein Korrekturfaktor df für die Längenmesswerte ermit- telt.

Die tatsächliche Schärbandlänge entspricht dabei der Anzahl Umdrehungen oder Teilumdrehungen der Umlenkwalze 1 pro Umdre- hung der Schärtrommel 3 multipliziert mit dem bekannten Umfang der Umlenkwalze 1 multipliziert mit dem Korrekturfaktor df, al- so multipliziert mit dem korrigierten Durchmesser dkor der Um- lenkwalze und der Zahl Pi (= 3,1415...). Macht die Umlenkwal- ze pro Schärtrommelumdrehung beispielsweise 25 Umdrehungen, so lautet die Formel : 25'der dkor den korrigierten Durchmesser der Umlenkwalze darstellt. Schlupffehler in der Beschleunigungs-und Verzögerungsphase werden gemäss EP-B-609 172 berechnet und dementsprechend ausgewertet und bei der Be- rechnung der Wickellänge und des Wickeldurchmesserzuwachs be- rücksichtigt.

Die in Figur (1) dargestellte Schichtdicke U des Schärwickels entspricht ersichtlicherweise der halben Differenz zwischen dem Innendurchmesser und dem Aussendurchmesser einer Schicht.

Da die Längen der aufeinander folgenden Schichten aus der vor- stehend genannten Berechnung bekannt sind, kann aus der Län- gendifferenz zwischen zwei Schichten durch Division mit der Zahl Pi auf die Durchmesserdifferenz geschlossen werden.

Aufgrund des bekannten Konusverhältnisses kann nun in einem weiteren Schritt der nötige Axialvorschub S bestimmt werden, da das Mass U in einer gleich bleibenden Beziehung zum Mass A steht. Demnach ergibt sich die axiale Verschiebung S aus der Formel S = (B : A)-U, wobei B : A das bekannte Konusverhältnis darstellt. Die vorstehend genannten Berechnungen werden lau- fend im Bereich des Rechners UE ausgeführt.

Auf diese Weise ist es beim Aufbau jedes Wickels möglich, bei jeder Umdrehung der Schärtrommel 3 den Schärschlitten 11 um ein Mass S zu verschieben, das unter Berücksichtigung des ge- gebenen Konusverhältnisses dem effektiven Durchmesserzuwachs des Wickels entspricht. Deshalb weist jeder auf die Schärtrom- mel aufgwickelte Wickel in seiner Gesamtheit eine konische Seitenfläche auf, deren Winkelneigung exakt dem Konuswinkel a entspricht.

Zur Konstanthaltung der Distanz zwischen der Umlenkwalze 1 und dem sich aufbauenden Wickel auf der Schärtrommel, wird bei je- der Umdrehung der Schärtrommel der Schärschlitten 11 über den Quermotor 13 radial zur Längsachse a-a um ein Mass zurückgezo- gen, dass der Schichtdicke U entspricht.

Die Formel für die Berechnung des achsparallelen Vorschubs S lautet insgesamt wie folgt : B (L-L') B S = U A 2Pi A wobei L und L'die Länge des Schärbands bezogen auf zwei auf- einander folgende Wicklungen bezeichnet.

Selbstverständlich sind bezüglich der konstruktiven Ausgestal- tung verschiedene Modifikationen denkbar, ohne dass dabei der Gegenstand der Erfindung verlassen würde. Der Rechner UE könn- te ausserdem dazu dienen, diverse zusätzliche Steuer-oder Re- gelfunktionen auszuführen.

In den Figuren 5a bis 5c und in Figur 6 ist dargestellt, dass sich der Wickeldurchmesserzuwachs zumindest in der Startphase nicht linear verhält. Dieser ist abhängig von der Garnqualität bzw. von der Komprimierbarkeit des Materials. Figur 5a zeigt einen ersten Schärbandwickel W, welcher am Konusabschnitt 30 der Schärtrommel anliegt. Mit dem Bezugszeichen 18 sind insge- samt fünf hypothetische Schichten S1 bis S5 aus nicht kompri- mierbarem Material dargestellt. Der Wickeldurchmesserzuwachs würde sich dabei etwa gemäss der Kurve 16 in Figur 6 linear verhalten, z. B wenn das Material Stahldraht wäre.

Das schraffierte Material mit dem Bezugszeichen 19 gemäss Fi- gur 5b symbolisiert ein komprimierbares textiles Material. In dieser Figur sind drei Schichten dieses Materials dargestellt.

Dabei ist ersichtlich, dass der reale Durchmesser Dr bei der dritten Schicht S3 bereits kleiner ist als der hypothetische Durchmesser Dh. Die Garnschichten drängen sich dabei ineinan- der, wobei sich das Verhalten ersichtlicherweise mit zunehmen- dem Abstand vom harten zylindrischen Abschnitt 31 verändert.

Gemäss Figur 5c entspricht die Differenz zwischen Dh und Dr bei der fünften Schicht S5 schon fast annähernd einer ganzen Schichtdicke.

Im Diagramm gemäss Figur 6 ergibt sich daraus für das kompri- mierbare Material eine kurvenförmige Abweichung innerhalb der ersten 6 Schärtrommelumdrehungen (Kurve 17). In absoluten Zah- len ausgedrückt bedeutet dies, dass beispielsweise bei 6 Schärtrommelumdrehungen der hypothetische Wickeldurchmesser mit nicht komprimierbarem Material 1006 mm betragen würde, während er real 1004,5 mm beträgt. Die Messungen beispielswei- se nach den ersten drei Schärtrommelumdrehungen erlauben eine Vorausbestimmung der Kurve durch Korrelation und damit eine Vorausbestimmung nach wie vielen Schärtrommelumdrehungen sich die Wickeldurchmesserzuwachs in etwa linear verhalten wird.

Somit kann der Schärschlittenvorschub frühzeitig voraus be- stimmt werden.