Die Erfindung betrifft eine Spulmaschine zum Aufwickeln von Spulgut umfassend wenigstens eine Spulspindel, eine

Antriebseinheit zum Antreiben der Spulspindel, eine der Spulspindel vorgeordnete Changiereinrichtung, eine der Changiereinrichtung vorgeordnete, entgegen der Kraft einer Feder verlagerbare Tänzerrolle und eine Einrichtung zur Ermittlung eines der Spannung im zugeführten Spulgut proportionalen Signals, wobei eine Steuereinrichtung zum Steuern der Drehgeschwindigkeit der Spulspindel vorgesehen ist, der das der Spannung im zugeführten Spulgut

proportionale Signal als Ist-Wert zugeführt ist und die mit der Antriebseinheit zusammenwirkt, um die Spannung im

Spulgut auf einen vorgegebenen Soll-Wert zu halten.

Eine solche Spulmaschine ist beispielsweise in der EP

1975106 A2 beschrieben.

Beim Aufwickeln eines Spulgutes, wie z.B. von

Kunststoffbändchen, auf einen auf einer Spulspindel

angeordneten Spulkörper ist man bestrebt, das Spulgut mit einer möglichst gleichbleibenden Geschwindigkeit

aufzuwickeln. Dementsprechend soll auch die Zugspannung im zugeführten Spulgut möglichst konstant sein. Problematisch ist jedoch, dass eine konstante Drehgeschwindigkeit der Spulspindel in Abhängigkeit vom Bewicklungsgrad zu

unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten führt. Zur

Kompensation der sich mit zunehmendem Bewicklungsgrad erhöhenden Wickelgeschwindigkeit werden daher Steuerungen eingesetzt, mit denen die Drehgeschwindigkeit der

Spulspindel mit zunehmendem Bewicklungsgrad so reduziert wird, dass die im Spulgut herrschende Zugspannung über den gesamten Wickelvorgang möglichst gleicht bleibt.

Zur Spannungsregelung werden üblicherweise

Tänzeranordnungen mit zumindest einer Tänzerrolle

eingesetzt, die gegen die Kraft einer Feder auslenkbar gehalten ist. Der Grad der Auslenkung, d.h. die Stellung der Tänzerrolle repräsentiert dabei die Zugspannung im Spulgut, wobei verschiedene Mechanismen bekannt sind, um ein der Auslenkung proportionales Signal zu generieren, das einer Steuereinheit als Ist-Wert zugeführt und in der

Steuereinheit unter Berücksichtigung eines Soll-Werts der Spulgut-Spannung herangezogen wird, um eine Korrektur der Drehgeschwindigkeit der Spulspindel zu veranlassen. Beim Gegenstand der EP 1975106 A2 erfolgt die Steuerung dabei so, dass auf eine konstante Stellung der Tänzerrolle hin geregelt wird. Um die jeweils einzuregelnde Tänzerstellung einem konkreten Wert der gewünschten Spulgutspannung zuordnen zu können, muss die Steuereinheit Kennlinien der Spulgutspannung als Funktion der Tänzerstellung gespeichert haben. Im Falle einer linearen Federkonstante der an der Tänzerrolle bzw. dem Tänzerhebel angreifenden Feder handelt es sich um einen linearen Zusammenhang zwischen der

Tänzerstellung und der Spulgutspannung. Die Federkonstante der verwendeten Feder muss jedenfalls bekannt sein, um die Kennlinien zur Verfügung stellen zu können. Nachteilig bei der beschriebenen Art der Regelung der Spulgutspannung ist der hohe Aufwand für die Einrichtung und Justierung des Systems, weil die erwähnten Kennlinien individuell

ermittelt und hinterlegt werden müssen. Zudem können während des Betriebs Abweichungen oder Veränderungen der Federkonstanten auftreten, die entsprechende Ungenauigkeiten in der Spulgutspannungsregelung verursachen .

Aus dem Stand der Technik (z.B. EP 1190974 AI) sind

Steuerungseinheiten zur Steuerung einer konstanten

Spulgutspannung bekannt geworden, welche auf die Verwendung von beweglichen Tänzerrollen verzichten. Die Tänzerrolle wird hierbei durch eine fixe Umlenkrolle ersetzt und die auf die Umlenkrolle wirkende Kraft, welche mit der

Spulgutspannung korreliert, wird mittels einer

Kraftmessdose ermittelt. Die Umlenkrolle wird zu diesem Zweck auf einem Kragarm mit einem Sollbiegebereich drehbar gelagert, auf dem Dehnungsmessstreifen angebracht sind. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass die auf die

Umlenkrolle wirkende, zur Spulgutspannung proportionale Kraft direkt gemessen werden kann, sodass

Umrechnungsvorgänge und die damit verbundenen

Ungenauigkeiten vermieden werden können. Weiters wird dadurch die individuelle Einstellung der jeweils

gewünschten Soll-Werte der Spulgutspannung bei einer Anlage umfassend eine Vielzahl von Spulen mit Hilfe einer

zentralen Steuerung wesentlich erleichtert.

Nachteilig bei der Ausbildung mit fixer Umlenkrolle ist, dass Kraftmessdosen in der Regel einen sehr kleinen Messweg aufweisen, sodass kurzfristige, kleine Spannungsänderungen im Spulgut nur unzureichend erfasst werden können. Weiters hat der mit den Dehnungsmessstreifen versehene Kragarm eine hohe Eigenfrequenz, wobei Überlagerungen der Frequenz der Spulgutspannungsänderungen mit der Eigenfrequenz zu einem gestörten Ausgangssignal führen können. Allgemein geben Dehnungsmessstreifen unruhige Signale aus, sodass in der Regel eine aufwändige Signalfilterung und -auswertung erforderlich ist, wodurch die Regelung träge wird.

Eine Ausbildung mit fixer Umlenkrolle führt außerdem zu einem Entfall der Vorteile herkömmlicher Tänzerrollen, insbesondere deren Vermögen kurzfristige

Spannungsvariationen auszugleichen. Solche

Spannungsvariationen ergeben sich dadurch, dass sich die Länge des Weges des Spulguts zur Spule in Abhängigkeit von der Position des Spulguts im Verlegedreieck ändert. Das

Verlegedreieck wird hierbei durch die Changiereinrichtung aufgespannt, die einen Changierfadenführer umfasst, der während des Aufwickeins des Spulguts in Richtung der

Rotationsachse der Spulspindel hin- und herbewegt wird, wobei das Verhältnis der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung zur Drehgeschwindigkeit der Spulspindel eingestellt und geregelt wird, um ein definiertes

Verlegemuster zu erzielen. Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, eine

Geschwindigkeitsregelung für die Spulspindel zu schaffen, mit der die oben genannten Nachteile vermieden werden können . Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einer Spulmaschine der eingangs genannten Art im Wesentlichen vor, dass die Einrichtung zur Ermittlung eines der Spannung im zugeführten Spulgut proportionalen Signals eine

Kraftmesseinrichtung umfasst, welche die Federkraft der Feder misst. Die Erfindung kombiniert somit die Verwendung einer herkömmlichen, auslenkbar gehaltenen Tänzerrolle mit der Erfassung der Spulgutspannung mittels einer

Kraftmessung anstelle einer Wegmessung. Die Spulgutspannung wird somit nicht durch die Erfassung der Auslenkung der Tänzerrolle, d.h. unter Berücksichtigung der Position der Tänzerrolle, ermittelt, sondern durch unmittelbare Messung der an der Feder, gegen deren Kraft die Tänzerrolle auslenkbar gehalten ist, herrschenden Federkraft. Die

Tänzerstellung selbst ist für den Regelvorgang somit nicht von Bedeutung.

Dadurch, dass die Federkraft direkt gemessen wird, kann auf die Verwendung von Kennlinien verzichtet werden, die den Zusammenhang zwischen der Auslenkung der Tänzerrolle und der sich auf Grund der Federkonstante ergebenden Kraft wiedergeben. Die im Zusammenhang mit sich ändernden oder abweichend realisierten Federkonstanten auftretenden üngenauigkeiten können somit vermieden werden.

Dadurch, dass eine auslenkbar gehaltene Tänzerrolle

Verwendung findet, können die grundsätzlichen Vorteile von Tänzerrollen beibehalten werden, insbesondere die

Möglichkeit zum Ausgleich bzw. zur Pufferung von

kurzfristigen Spulgutspannungsänderungen auf Grund von unvermeidlichen Geometriefehlern (Verlegedreieck) .

Die Regelung der Drehgeschwindigkeit der Spulspindel kann bevorzugt so erfolgen, dass die Federkraft die Regelgröße darstellt. Insbesondere wird die der jeweils gewünschten Spulgutspannung entsprechende Kraft als Soll-Wert

vorgegeben und die Drehgeschwindigkeit der Spulspindel als Stellgröße des Regelkreises so nachgestellt, dass die

Federkraft auf dem Soll-Wert konstant bleibt. Insbesondere soll der Soll-Wert über den gesamten AufWickelvorgang konstant gehalten werden. Eine bevorzugte Ausbildung sieht vor, dass die Tänzerrolle an einem um eine Schwenkachse verschwenkbaren Tänzerhebel angeordnet ist, an dem die Feder angreift. Insbesondere ist der Tänzerhebel hierbei als zweiarmiger Hebel ausgebildet, an dessen einem Hebel die Tänzerrolle angeordnet ist und an dessen anderem Hebel die Feder angreift.

Um die Spulmaschine auch auf besonders geringe

Spulgutspannungswerte einstellen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass am anderen Hebel ein Gegengewicht

angeordnet ist. Dies kann auch durch eine Entlastungsfeder erfolgen, welche bevorzugt eine sehr flache Kennlinie hat (also lang ist) . Diese Feder kann auch durch geeignete geometrische Anordnung für eine stark nichtlineare

Progression im Bezug auf die Tänzerstellung genutzt werden, sodass z.B. im unteren (geringen) Fadenspannungsbereich mehr Tänzerhub zur Verfügung steht.

Die Messung der Federkraft erfolgt mit Vorteil so, dass da eine Ende der Feder am Tänzerhebel angreift und das andere Ende der Feder mit der Kraftmesseinrichtung zusammenwirkt, insbesondere an dieser befestigt ist.

Eine bevorzugte, weil verschleißbeständige und

wartungsfreie Ausbildung der Kraftmesseinrichtung sieht vor, dass die Kraftmesseinrichtung einen mit Biegesensoren insbesondere Dehnungsmessstreifen versehenen Biegestab umfasst, an dem die Feder angreift.

Die erfindungsgemäße Ausbildung erlaubt es in einfacher Weise, die Spulgutspannung für jede Spulvorrichtung einer Mehrfachspulmaschine gesondert einzustellen, insbesondere mittels einer zentralen Steuerung. Die Erfindung ist in diesem Zusammenhang bevorzugt derart weitergebildet, dass ein Mehrzahl von Spulspindeln mit jeweils zugeordneter Antriebseinheit, Changiereinrichtung, Tänzerrolle und

Steuereinrichtung vorgesehen ist, wobei die

Steuereinrichtungen aller Spulspindeln mit einer zentralen Stelleinrichtung verbunden sind, und der Soll-Wert der Fadenspannung für jede Steuereinrichtung gesondert

vorgebbar ist und ein entsprechendes Stellsignal von der Stelleinrichtung an die jeweilige Steuereinrichtung

zuführbar ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der

Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 schematisch eine Spulmaschine mit einer Spulspindel 1, auf der drehfest ein Spulkörper 2 befestigt ist, auf den das Spulgut, wie z.B. ein Kunststoffbändchen aufgewickelt werden soll. Eine

Antriebseinheit zum Antreiben der Spulspindel 1 ist mit 3 bezeichnet. Das Spulgut 4 wird von einer nicht näher dargestellten Beschickungseinrichtung zugeführt und wird zunächst über eine auslenkbar gehaltene Tänzerrolle 5 geführt. Die Tänzerrolle 5 ist an einem freien Ende eines ersten Hebelarms 6 eines zweiarmigen Tänzerhebels frei drehbar gelagert. Der Tänzerhebel ist um die Drehachse 7 schwenkbar gelagert und weist einen zweiten Hebelarm 8 auf, an dem eine Feder 9 angreift. Dadurch, dass das Spulgut 4 die Tänzerrolle 5 zumindest teilweise umschlingt, bringt die Spulgutspannung eine im Sinne einer Verschwenkung des Tänzerhebels um die Schwenkachse 7 wirkende Kraft auf die Tänzerrolle 5 bzw. den Tänzerhebel auf. Die entsprechende

Gegenkraft wird durch die am zweiten Hebelarm 8 angreifende Feder 9 aufgebracht, sodass sich in Abhängigkeit von der Spulgutspannung ein Gleichgewichtszustand einstellt. Je größer die SpulgutSpannung ist, desto stärker ist die Feder 9 hierbei gespannt und desto größer ist der Winkel der Auslenkung des Tänzerhebels. Zur Begrenzung des

Auslenkungswegs sind zwei stationäre Anschläge 10

vorgesehen, sodass die Tänzerrolle 5 bzw. der Hebelarm 6 sich zwischen den mit 5 und 5' bzw. 6 und 6' bezeichneten Positionen bewegen kann.

Zur Messung der Federkraft der Feder 9 ist eine

Kraftmesseinrichtung 11 vorgesehen, die einen stationären Biegestab 12, an dem die Feder 9 angreift, und eine

Anordnung von Dehnungsmessstreifen 13 umfasst.

Das Spulgut 4 wird nach der Tänzerrolle 5 um eine

stationäre Umlenkrolle 14 geführt und über eine dem

Spulkörper vorgeordnete Changiereinrichtung 15 auf den Spulenkörper 2 aufgewickelt. Die Changiereinrichtung 15 dient dazu, das Spulgut hin- und herzubewegen, um das

Spulgut über die gesamte Breite des Spulkörpers 2

aufzuwickeln.

Die Dehnungsmessstreifen 13 liefern ein der Federkraft proportionales Signal, welches über eine Signalleitung 16 einer Steuereinrichtung 17 zugeführt ist. Die

Steuereinrichtung 17 wirkt über eine Steuerleitung 18 mit der Antriebseinheit 3 zusammen, um die Drehgeschwindigkeit der Spulspindel 1 zu steuern. Der Steuereinrichtung ist ein Soll-Wert für die einzustellende Spulgutspannung bzw. die korrespondierende Federkraft zugeführt, beispielsweise von einer zentralen Steuerung. In Abhängigkeit vom Ist-Wert, der durch die Kraftmesseinrichtung 11 erfasst wird, erfolgt durch die Steuereinrichtung eine geeignete Anpassung der Drehgeschwindigkeit der Antriebseinheit 3. Wie beschrieben, erfolgt die Steuerung dabei so, dass nicht auf eine konstante Stellung der Tänzerrolle, sondern auf eine kontante Federkraft hin geregelt wird. Hinsichtlich der Auslegung der Feder 9 ist dabei lediglich zu beachten, dass die Maximalkraft der Feder 9 über der maximal

gewünschten Spulgutspannung liegt, um im Arbeitsbereich der Feder 9 zu bleiben.