DE102004004926A1 - Electronic control module regulates operation of spindle drive and thread feed to cross-wound thread bobbin - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Steuerungsmodul für eine Aufwickelvorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens, wobei die Aufwickelvorrichtung einen durch einen Drehantrieb antreibbaren, um eine Drehachse rotierbaren Spulenträger, auf den der Faden zu einer durch eine Abwicklungsvorrichtung abwickelbaren Kreuzwickelspule aufwickelbar ist, und eine entlang der Drehachse, die eine Längsachse der Kreuzwickelspule bildet, längsbewegliche, durch einen Längsantrieb antreibbare Fadenführungseinrichtung zum Führen des Fadens entlang der Drehachse aufweist, so dass der Faden bei rotierendem Spulenträger zu einer Kreuzwickelspule aufwickelbar ist, und wobei das Steuerungsmodul zum Steuern des Drehantriebs und des Längsantriebs ausgestaltet ist. Die Erfindung betrifft ferner eine mit einem derartigen Steuerungsmodul ausgestattete Aufwickelvorrichtung sowie ein entsprechendes Verfahren.The invention relates to a control module for a winding device for winding a thread, the winding device one driven by a rotary drive, rotatable about an axis of rotation Bobbin on the thread to a cross-wound bobbin that can be unwound by a unwinding device is windable, and one along the axis of rotation, the longitudinal axis the cross winding coil forms, longitudinally movable, through a longitudinal drive drivable thread guide device for To lead of the thread along the axis of rotation, so that the thread at rotating bobbin can be wound into a cross-wound bobbin, and wherein the control module is designed to control the rotary drive and the longitudinal drive. The invention further relates to one with such a control module equipped rewinder and a corresponding method.
Ein derartiges Steuerungsmodul bzw.
eine derartige Aufwickelvorrichtung sind beispielsweise aus der
Wenn eine derartig bewickelte Kreuzwickelspule an einer Abwickelvorrichtung, beispielsweise an einer textilverarbeitenden Maschine, abgewickelt wird, treten besonders beim stirnseitigen Abwickeln oder Abziehen starke Belastungen am Faden auf. Bei den seither im Einsatz befindlichen Abwickelvorrichtungen ist dies meistens noch unproblematisch, da der Faden mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit und somit geringer Zug-Kraft von der Kreuzwickelspule abgewickelt wird. Neuere Textilmaschinen, beispielsweise schnelle Webmaschinen oder dergleichen, benötigen jedoch in verhältnismäßig kurzer Zeit große Mengen an Faden bzw. Garn. Dementsprechend hoch ist die Abwickelgeschwindigkeit, was beim stirnseitigen Abwickeln zu Lastspitzen und somit zum Abreißen des Fadens führen kann.If a cross-wound bobbin wound in this way on an unwinder, for example on a textile processing machine Machine that is being unrolled occurs especially at the front Unwinding or pulling heavy loads on the thread. Both this has mostly been the case with unwinding devices in use still unproblematic, since the thread runs at a relatively slow speed and therefore low traction is unwound from the cross winding spool. Newer textile machines, for example fast weaving machines or the like, however, require in a relatively short time size Amounts of thread or yarn. Accordingly, the unwinding speed is what when unwinding at the front to peak loads and thus tearing off the Thread can.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kreuzwickelspule mit Faden derart optimiert zu bewickeln, dass die Belastungen am Faden beim Abwickeln der Kreuzwickel spule, insbesondere beim stirnseitigen Abwickeln der Kreuzwickelspule, möglichst gering sind.It is therefore the object of the present invention to wind a cross winding bobbin with thread so optimized that the loads on the thread when unwinding the cross winding bobbin, in particular when unwinding the cross winding spool at the front, if possible are low.
Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Steuerungsmodul der eingangs genannten Art vor, dass zur Optimierung von Belastungen am Faden, die beim Abwickeln des Fadens von der Kreuzwickelspule an der Abwicklungsvorrichtung auftreten, die Steuerungseinrichtung zur Ansteuerung des Drehantriebs und des Längsantriebs anhand eines mathematischen Modells ausgestaltet ist, das mindestens eine beim Abwickeln an der Abwicklungsvorrichtung am Faden auftretende Kraft umfasst. Eine erfindungsgemäße Aufwickelvorrichtung weist ein derartiges Steuerungsmodul oder eine Schnittstelle hierfür auf. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht zur Optimierung von Belastungen am Faden, die beim Abwickeln des Fadens von der Kreuzwickelspule an der Abwicklungsvorrichtung auftreten, ein Steuern des Drehantriebs und des Längsantriebs anhand eines mathematischen Modells vor, das mindestens eine beim Abwickeln an der Abwicklungsvorrichtung am Faden auftretende Kraft umfasst.To solve the problem she sees Invention with a control module of the type mentioned at the beginning, that to optimize loads on the thread when unwinding the thread from the cross-wound bobbin occurs on the unwinding device, the control device for controlling the rotary drive and longitudinal drive is based on a mathematical model that is at least one occurring on the thread during unwinding on the unwinding device Power includes. A winding device according to the invention has such a control module or an interface therefor. The inventive method looks to optimize loads on the thread when unwinding the thread from the cross-wound bobbin occurs on the unwinding device, a control of the rotary drive and the longitudinal drive using a mathematical Model before that at least one when unwinding on the unwinding device Force occurring on the thread includes.
Bei der Erfindung ist ein auf einem mathematischen Modell ba-sierender Ansatz gewählt, bei dem eine, vorzugsweise mehrere Kräfte am Faden berücksichtigt sind, die beim Abwickeln bzw. Abziehen der Kreuzwickelspule, insbesondere beim stirnseitigen Abwickeln, auftreten. Beispielsweise baut das Modell auf einem Differentialgleichungssystem auf. Die Erfindung ermög licht ein flexibles, dynamisch an die jeweiligen Abwicklungsverhältnisse angepasstes Bewickeln der Kreuzwickelspule. Langwierige Versuchsreihen zur Ermittlung von Wickelparametern sind nicht erforderlich. Eine Änderung der Verhältnisse beim Abwickeln der Kreuzwickelspule kann mit verhältnismäßig geringem Aufwand bei dem Modell berücksichtigt werden, so dass die Anpassung an geänderte Abwicklungsverhältnisse, beispielsweise an andere Kräfteverhältnisse und/oder kinematische Verhältnisse an der Abwicklungsvorrichtung, beispielsweise an einer Textilmaschine, mit geringem Aufwand möglich ist. Das Steuerungsmodul sorgt jedenfalls für eine an die jeweiligen Abwicklungsverhältnisse optimal gewickelte Kreuzwickelspule. Erfindungsgemäß können zylindrische, kegelstumpfförmige oder sonstige rotationssymmetrische Kreuzwickelspulen bewickelt werden. Der Begriff "Faden" ist sehr weit zu verstehen und umfasst selbstverständlich auch Textil-Garne, flexible, fadenartige Kunststoffe, Seile oder dergleichen.In the invention is one on one mathematical model based Approach chosen in which one, preferably several forces on the thread are taken into account are, in particular when unwinding or pulling off the cross winding spool when unwinding at the front. For example, the model builds on a system of differential equations. The invention enables light flexible, dynamic to the respective settlement conditions adapted winding of the cross winding spool. Lengthy series of tests are not required to determine winding parameters. A change of relationships when unwinding the cross winding spool can be relatively small The effort taken into account in the model so that the adjustment to changed settlement conditions, for example, to other power relationships and / or kinematic relationships on the unwinding device, for example on a textile machine, possible with little effort is. In any case, the control module ensures that the respective processing conditions are met optimally wound cross winding spool. According to the invention, cylindrical, frustoconical or other rotationally symmetrical cross winding coils become. The term "thread" is very far too understand and of course includes textile yarns, flexible, thread-like plastics, ropes or the like.
Die Kreuzwickelspule rotiert vorzugsweise beim Abwickeln, jedoch nicht beim Aufwickeln, wobei sie beim Aufwickeln durch den Drehantrieb angetrieben wird. Beim Abwickeln ist die Kreuzwickelspule üblicherweise ohne Antrieb, wobei sie auch beim Abwickeln rotieren kann.The cross winding coil rotates preferably at Unwinding, but not when winding up, being while winding up is driven by the rotary drive. The cross winding spool is usually used when unwinding without drive, whereby it can also rotate when unwinding.
Der Drehantrieb treibt den Spulenträger mittelbar oder unmittelbar an. Bevorzugt ist eine Variante, bei der der Drehantrieb den Spulenträger mittelbar über eine auf die Kreuzwi ckelspule wirkende Friktionswalze antreibt. Bei dieser Variante ist die Rotationsgeschwindigkeit am Außenumfang der Kreuzwickelspule zweckmäßigerweise konstant.The rotary drive drives the bobbin indirectly or immediately. A variant is preferred in which the rotary drive the bobbin indirectly via drives a friction roller acting on the cross-winding bobbin. In this variant, the rotational speed is on the outer circumference the cross winding bobbin expediently constant.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der Beschreibung.Advantageous embodiments of the invention result from the dependent claims as well the description.
Bei dem mathematischen Modell können verschiedene Parameter berücksichtigt werden, die nachfolgend beispielhaft aufgezählt sind:
- – eine Beschaffenheit des Fadens, beispielsweise maximale Zugbelastbarkeit, Faden-Durchmesser, Elastizität, Masse oder dergleichen;
- – ein Abstand zwischen der abzuwickelnden Kreuzwickelspule und einer Abwickel-Fadenführungseinrichtung, z.B. einer Führungsöse, an der Abwickelvorrichtung;
- – die Abzugsgeschwindigkeit, mit der der Faden von der Kreuzwickelspule abgewickelt wird;
- – ein Spulendurchmesser der Kreuzwickelspule, wobei vorzugsweise auch ein beim Abwickeln der Kreuzwickelspule sich verändernder Spulendurchmesser berücksichtigt wird;
- – eine oder mehrere Zugkräfte, die am Faden zwischen dem Ablösepunkt an der Kreuzwickelspule und der Abwickel-Fadenführungseinrichtung auftritt bzw. auftreten;
- – eine oder mehrere Ablösekräfte, die am Ablösepunkt des Fadens von der Kreuzwickelspule beim Abwickeln auftreten, wobei diese Ablösekräfte auch Reibungskräfte zwischen Faden und Kreuzwickelspule umfassen können;
- – Tangentialkräfte und dergleichen.
- - A nature of the thread, for example maximum tensile strength, thread diameter, elasticity, mass or the like;
- A distance between the cross-wound bobbin to be unwound and an unwinding thread guide device, for example a guide eye, on the unwinding device;
- - The take-off speed at which the thread is unwound from the cross winding bobbin;
- A bobbin diameter of the cross-wound bobbin, preferably also taking into account a bobbin diameter that changes when the cross-wound bobbin is unwound;
- - One or more tensile forces that occur or occur on the thread between the separation point on the cross winding bobbin and the unwinding thread guide device;
- One or more separation forces which occur at the point of separation of the thread from the cross winding bobbin during unwinding, these separation forces also being able to include frictional forces between the thread and the cross winding bobbin;
- - Tangential forces and the like.
Die oben erläuterten Parameter können zum Teil dem erfindungsgemäßen Steuerungsmodul vorgegeben werden. Beispielsweise kann der Abstand zwischen Kreuzwickelspule und Abwickel-Führungseinrichtung dem Steuerungsmodul über eine Bedienoberfläche, über eine Bus-Schnittstelle oder dergleichen vorgegeben werden. Teilweise werden die Parameter vom erfindungsgemäßen Steuerungsmodul auch anhand des Modells berechnet.The parameters explained above can partly the control module according to the invention be specified. For example, the distance between the cross-wound bobbin and unwind guide the control module a user interface, via a Bus interface or the like can be specified. Partially the parameters of the control module according to the invention are also based of the model.
In Abhängigkeit von den jeweiligen Ausgabeparametern des mathematischen Modells steuert das Steuerungsmodul den Drehantrieb bzw. den Längsantrieb an, so dass der Faden in unterschiedlichen Wickelwinkeln auf die Kreuzwickelspule aufgewickelt wird. Dieser Winkel, der beispielsweise auf die Drehachse bzw. Längsachse der Kreuzwickelspule oder auf ein Lot zur Drehachse bezogen ist, kann bei zwei aufeinanderfolgenden Hüben der Aufwickel-Fadenführungseinrichtung unterschiedlich sein. Beispielsweise wird der Faden bei einer ersten Vorwärts-Längsbewegung "schräger" auf die Kreuzwickelspule aufgewickelt als bei einer entgegengesetzten Rückwärtsbewegung der Fadenführungseinrichtung. Ferner wird vorteilhafterweise der Wickelwinkel in Abhängigkeit vom Durchmesser der Kreuzwickelspule verändert.Depending on the particular The control module controls output parameters of the mathematical model the rotary drive or the longitudinal drive so that the thread on the Cross winding spool is wound. This angle, for example on the axis of rotation or longitudinal axis the cross winding spool or is related to a plumb to the axis of rotation, can with two successive strokes of the winding thread guide be different. For example, the thread on a first Forward longitudinal movement "obliquely" on the cross winding spool wound than with an opposite backward movement of the thread guide device. Furthermore, the winding angle is advantageously dependent changed by the diameter of the cross winding spool.
Das Steuerungsmodul bzw. das erfindungsgemäße Verfahren ermittelt vorteilhafte Wickelwinkel, wobei sie den jeweiligen, sich während des Bewickelns der Kreuzwickelspule veränderlichen Spulendurchmesser berücksichtigen.The control module or the method according to the invention determines advantageous winding angles, taking the respective, itself while the winding of the cross winding bobbin variable bobbin diameter consider.
Eine erfindungsgemäß optimierte Bewicklung der Kreuzwickelspule sieht zweckmäßigerweise eine im Wesentlichen konstante Doppelhub-Länge des Fadens vor. Die Doppelhub-Länge umfasst eine Länge des Fadens, die bei zwei aufeinanderfolgenden, einander entgegengesetzten Längshüben des Ablösepunkts entlang der Längsachse der Kreuzwickelspule beim Abwickeln des Fadens von der Kreuzwickelspule abgewickelt wird. Mit Bezug auf die erfindungsgemäße Aufwickelvorrichtung würde die entsprechende Definition lauten, dass die Doppelhub-Länge eine Länge des Fadens umfasst, die bei zwei aufeinanderfolgenden, einander entgegengesetzten, entlang der Längsachse der Kreuzwickelspule führenden Längshüben der Fadenführungseinrichtung auf die rotierende Kreuzwickelspule aufgewickelt wird.An optimized according to the invention The winding of the cross winding coil expediently sees one constant double stroke length of the Thread. The double stroke length includes a length of the thread, the two successive, opposite one another Long strokes of the peel point along the longitudinal axis the bobbin when unwinding the thread from the bobbin is handled. With reference to the winding device according to the invention would Corresponding definition is that the double stroke length is one Length of Thread, which, in the case of two successive, opposite, along the longitudinal axis leading the cross winding bobbin Long strokes of the Threader is wound on the rotating cross winding spool.
Zusätzlich umfasst die Doppelhub-Länge zweckmäßigerweise noch einen Abstand zwischen der Kreuzwickelspule und der Abwickel-Fadenführungseinrichtung, beispielsweise den Längsabstand zwischen einer Stirnseite der Kreuzwickelspule und der Abwickel-Fadenführungseinrichtung.In addition, the double stroke length expediently comprises still a distance between the cross winding bobbin and the unwinding thread guide device, for example the longitudinal distance between an end face of the cross winding bobbin and the unwinding thread guide device.
Zweckmäßigerweise ist die Doppelhub-Länge derart gewählt, dass beim Abwickeln des Fadens an der Abwicklungsvorrichtung keine Resonanzen am Faden entstehen.The double stroke length is expediently such selected that when unwinding the thread on the unwinding device none There are resonances on the thread.
Die Erfinder haben weiterhin erkannt, dass vorteilhafterweise ein beim Abwickeln des Fadens an der Abwicklungsvorrichtung entstehender rotationssymmetrischer Ballon des Fadens eine im Wesentlichen konstante Außengestalt aufweisen soll. Der Begriff "konstante Außengestalt" ist dahingehend zu verstehen, dass die Länge des Ballons mit Bezug auf die Rotationsachse selbstverständlich mit dem sich hin und her bewegenden Ablösepunkt an der Kreuzwickelspule variiert. Der Ballon hat beispielsweise während des gesamten Abwicklungsvorgangs keine Taillierung oder konstant eine oder mehrere Taillierungen.The inventors further recognized that advantageously a when unwinding the thread on the unwinding device resulting rotationally symmetrical balloon one essentially constant exterior shape should have. The term "constant Exterior shape "is to that effect understand that the length of the balloon with reference to the axis of rotation the floating point on the cross winding bobbin varied. The balloon has, for example, during the entire settlement process no waist or constant one or more waists.
Betrachtet man eine Momentaufnahme beim Abwickeln des Fadens von der Kreuzwickelspule, so befindet sich während dieser Momentaufnahme der Faden sozusagen auf einer Winkelsegment- oder Winkelebene des rotationssymmetrischen Ballons. In einer solchen Winkelebene beschreibt der Faden beispielsweise einen nach außen gewölbten Bogen, eine Wellenlinie mit einer oder mehreren Wellen oder dergleichen. Dementsprechend hat der Verlauf des Fadens keinen Wendepunkt bzw. einen oder mehrere Wendepunkte. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass die Kreuzwickelspule durch die erfindungsgemäße Aufwicklungsvorrichtung bzw. das Steuerungsmodul so bewickelt wird, dass der Faden beim Abwickeln möglichst dieselbe Anzahl von Wende punkten hat oder, mit anderen Worten, der Fadenverlauf, beispielsweise die Wellenform, des Fadens auf einem Winkelabschnitt des rotationssymmetrischen Ballons im Wesentlichen konstant bleibt.Looking at a snapshot when unwinding the thread from the cross winding spool, so located yourself during this snapshot of the thread so to speak on an angular segment or angular plane of the rotationally symmetrical balloon. In one The thread describes an angular plane, for example, an outwardly curved arch, a Wavy line with one or more waves or the like. Accordingly the course of the thread has no turning point or one or more Turning points. It has proven advantageous that the Cross winding bobbin by the winding device according to the invention or the control module is wound so that the thread at Unwind if possible has the same number of turns or, in other words, the Thread course, for example the wave shape, of the thread on one Angular section of the rotationally symmetrical balloon essentially remains constant.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawing. It demonstrate:
In
Alternativ ist auch ein mittelbares
Antreiben des Spulenträgers
Eine entlang der Drehachse
Ein Längsantrieb
Ein Steuerungsmodul steuert den Drehantrieb
Die Antriebe
Das erfindungsgemäße Steuerungsmodul
Das Parametermodul
Bei der Abwicklungsvorrichtung
Beim Abwickeln bzw. Abziehen des
Fadens
Die geometrischen Bedingungen enthalten beispielsweise
die Länge
56 der Kreuzwickelspule
Weiterhin berücksichtigt das Parametermodul
Bei diesem Abwickeln bzw. Abziehen
kann die Kreuzspule
Wenn sich ein Einfachballon wie in
Zur Ermittlung optimierter Wicklungsparameter
wertet das Steuerungsmodul
Anhand der Parameter
Den Längsantrieb
Beim Abwickeln der Kreuzwickelspule
Das Steuerungsmodul
Es ist möglich, dass bei Abwicklungsvorrichtungen
der Abstand zwischen der Abwickel-Fadenführungseinrichtung und der Kreuzwickelspule
variabel ist. Dies ist beispielsweise auch bei der Abwicklungsvorrichtung
Eine Anpassung an veränderte geometrische
und/oder kinematische Gegebenheiten der jeweiligen Abwicklungsvorrichtung,
an unterschiedliche Faden bzw. Garnqualitäten oder dergleichen ist bei
dem Steuerungsmodul
Weitere Varianten der Erfindung sind ohne Weiteres möglich.Further variants of the invention are easily possible.
Beispielsweise kann das Steuerungsmodul
Das Steuerungsmodul
Das Steuerungsmodul
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: FESTO AG & CO. KG, 73734 ESSLINGEN, DE |
|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20130801 |