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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufspulen von Garnen an Textilmaschinen,
die mit einer Spule zur Aufnahme des Garnes und einer Changiereinrichtung
ausgestattet sind. Ferner wird eine Spulvorrichtung für Textilmaschinen
offenbart, die mit einer oder mehreren Spulen sowie wenigstens einer zugehörigen Changiereinrichtung
ausgestattet sind.
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Bei
garnproduzierenden Textilmaschinen wird das produzierte Garn üblicherweise
auf Spulen aufgewunden. Auf diese Weise werden besonders kompakte
Einheiten geschaffen, die gut handzuhaben sind und aufgrund ihrer
definierten Abmessungen und Garnlagen an weiterverarbeitenden Maschinen
leicht einzusetzen sind. Das produzierte Garn wird dabei auf eine
sich drehende Spule aufgewickelt. Zur Vergleichmäßigung der Aufwicklung ist
es im Stand der Technik bekannt, Changiereinrichtungen zu verwenden,
die durch variierende seitliche Auslenkungen des Garnes dafür Sorge
tragen, daß eine
gleichmäßige Aufwindung
des Garnes auf der Spule erfolgt. Es hat sich in der Vergangenheit
aber immer wieder gezeigt, daß Probleme
bei der Aufwindung des Garnes entstehen, wenn Schwankungen bei der
Garnliefergeschwindigkeit des produzierten Garnes in die Spulvorrichtung
auftreten. Hierbei kommt es insbesondere bei besonders schnell eintretenden
Schwankungen der Garnliefergeschwindigkeit zu Geschwindigkeitsunterschieden
gegenüber
der Spulenumfangsgeschwindigkeit. In Folge solcher Geschwindigkeitsunterschiede
können
vor allem zweierlei Probleme auftreten. Ist die Garnliefergeschwindigkeit
größer als
die Spulenumfangsgeschwindigkeit, so wird mehr Garn in die Spulvorrichtung
geliefert als diese aufzunehmen ver mag und es kann zur Bildung von
Garnschlaufen kommen, deren ordnungsgemäße Führung innerhalb der Spulvorrichtung
nicht mehr gewährleistet
ist.
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Ein
anderes Problem kann dann auftreten, wenn die Spulenumfangsgeschwindigkeit
größer als die
Garnliefergeschwindigkeit ist. In diesem Fall wird das produzierte
Garn mit einer Kraft beaufschlagt, die über der normalen Garnabzugskraft
liegt und es kann zu Garnbrüchen
kommen. In beiden beschriebenen Problemfällen können Betriebsstörungen auftreten, deren
Behebung zeitaufwendig ist und den Wirkungsgrad der Textilmaschine
negativ beeinflußt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, ein Verfahren sowie eine Spulvorrichtung
bereitzustellen, mit deren Hilfe das Aufwinden von produzierten
Garnen mit einer verbesserten Zuverlässigkeit möglich ist.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, daß die
von der Changiereinrichtung ausgeführte Geschwindigkeit proportional
zu einer Garnliefergeschwindigkeit eines zugeführten Garnes eingestellt wird
und bei Bedarf die Changiergeschwindigkeit relativ zur jeweiligen
proportionalen Changiergeschwindigkeit der Changiereinrichtung erhöht oder
vermindert wird. Die Erfindung hat nämlich erkannt, daß durch
Variation der Changiergeschwindigkeit die Länge des pro Spulenumdrehung aufgewundenen
Garnes variierbar ist. Die Geschwindigkeit, mit der das Garn auf
der Spule aufgewunden wird, hängt
neben der Spulenumfangsgeschwindigkeit nämlich auch von der Changiergeschwindigkeit ab.
Insbesondere bei Spulen mit einem sehr hohen Befüllungsgrad, die ein dementsprechend
hohes Trägheitsmoment
aufweisen, hat es sich gezeigt, daß beispielsweise beim Beschleunigen
der Spule nach einem Ansetzvorgang, diese in ihrer Spulenumfangsgeschwindigkeit
deutlich hinter der sehr schnell ansteigenden Garnliefergeschwindigkeit
zurückbleiben. Eine
erfindungsgemäße Erhöhung der
Changiergeschwindigkeit vermindert dabei die Bildung von Garnschlaufen
oder das Entstehen solcher Schlaufen insge samt. Ähnlich gut funktioniert die
Veränderung
der Changiergeschwindigkeit auch in umgekehrter Richtung. Wird beispielsweise
eine Spulvorrichtung verzögert,
d. h. die Spulenumfangsgeschwindigkeit verringert, weil die Garnliefergeschwindigkeit
abnimmt, kann es dazu kommen, daß die Spulenumfangsgeschwindigkeit
in geringerem Maß abnimmt,
als die Garnliefergeschwindigkeit. Ursache hierfür können zum einen Schlupf in bzw.
an der Spulenantriebseinrichtung und zum anderen die Massenträgheit der Spule
sein. Das Garn wird dann gedehnt und unter Umständen können auch Garnbrüche eintreten.
Eine Verringerung der Changiergeschwindigkeit in diesem Zustand
vermindert dagegen die auf der Spule aufgewundene Garnmenge und
vermeidet damit übermäßige Zugkräfte auf
das Garn.
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In
Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß Changiergeschwindigkeiten
vermieden werden, bei denen die Zeitdauer einer kompletten Changierbewegung
einem ganzen Vielfachen der Zeitdauer einer Spulenumdrehung oder
die Zeitdauer einer Spulenumdrehung einem ganzen Vielfachen der
Zeitdauer einer kompletten Changierbewegung entspricht. Die beschriebene
Vermeidung von ganzzahligen Vielfachen verhindert das Entstehen
von Interferenzmustern durch sich periodisch wiederholende Überwicklungen
auf der Spule. Eine solche Erscheinung wird in der Praxis auch Bildwicklung
genannt und ist unerwünscht,
da sich einerseits dadurch eine ungleichmäßige Materialverteilung eine wellige
Außenkontur
der Spule bildet und andererseits bei einer späteren Weiterverarbeitung einer
so aufgewundenen Spule Probleme beim Garnabzug auftreten können.
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Darüber hinaus
ist es vorteilhaft, wenn als Steuerparameter für die Bestimmung der Changiergeschwindigkeit
die Garnspannung verwendet wird. Hierzu ist vor allem die Garnspannung
geeignet, die zwischen der Garneinspeisung in die Spulvorrichtung und
der Spule selbst vorliegt. Über
die Messung der Garnspannung kann auf indirekte Weise das Auftreten
von Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen der Garnliefergeschwindigkeit
und der Spulenumfangsgeschwindigkeit bzw. der Aufwindegeschwindigkeit erkannt
werden. Im Vergleich dazu wäre
eine direkte Messung deutlich aufwendiger und aufgrund einer erhöhten Anzahl
von Fehlerquellen auch noch ungenauer. Bei einer direkten Messung
müßten sowohl die
Spulenumfangsgeschwindigkeit, die Changiergeschwindigkeit als auch
die Garnliefergeschwindigkeit separat gemessen und anschließend hieraus
eine Differenz ermittelt werden. Neben dem einrichtungstechnischen
Aufwand addieren sich bei einer solchen Anordnung aber auch die
Fehlertoleranzen aller verwendeten Baugruppen. Die vorgeschlagene
indirekte Messung hingegen, nimmt jegliche Entstehung von Geschwindigkeitsdifferenzen
zwischen der Aufwindegeschwindigkeit und Garnliefergeschwindigkeit sofort über Änderungen
in der Garnspannung wahr. Die so ermittelte Garnspannung kann dann
als Steuerparameter für
die Geschwindigkeitssteuerung der Changiereinrichtung mittels einer
Steuereinrichtung verwendet werden.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn das erfindungsgemäße Verfahren an Offenend-Spinnmaschinen
eingesetzt wird. Offenend-Spinnmaschinen werden mit Garnliefergeschwindigkeiten
von über
200 m/min. betrieben. Bedingt hierdurch treten ganz besondere Schwierigkeiten
beim Beschleunigen bzw. Verzögern
der Spule auf. Muß beispielsweise
eine bereits stark befüllte
Spule nach einem Ansetzvorgang aus dem Stillstand heraus auf diese
Geschwindigkeit beschleunigt werden, so kann es vorkommen, daß die Spule
bedingt durch Trägheit
und Antriebsschlupf einen deutlich längeren Zeitraum bis zum Erreichen
der Sollgeschwindigkeit benötigt
als die Garnliefergeschwindigkeit. Je höher also die Sollgeschwindigkeit,
d. h. die Garnliefergeschwindigkeit einer Textilmaschinen liegt,
desto vorteilhafter wird der Einsatz der vorliegenden Erfindung.
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Als
ebenfalls vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß bei Verwendung von Changiereinrichtungen
an der Textilmaschine, die in ihrer Changiergeschwindigkeit unabhängig voneinander
steuerbar sind, diese zur Einstellung der gewünschten Changiergeschwindigkeit
verwendet werden. Garnerzeugende Textilmaschinen bestehen aus Produktivitätsgründen in
der Regel aus einer Vielzahl von Arbeitsstellen. Derartige Arbeitsstellen
sind beispielsweise bei Spinnmaschinen die einzelnen Spinnstellen.
Jede dieser einzelnen Arbeitsstellen verfügt in der Regel über separate
Spulvorrichtungen nebst Changiereinrichtung. Sind nun die einzelnen
Changiereinrichtungen der jeweiligen Maschinenabschnitte frei, d.
h. unabhängig
voneinander steuerbar, so ist es zur Minimierung des vorrichtungstechnischen
Aufwandes sinnvoll, die bereits an den betroffenen Abschnitt der Textilmaschine
vorhandene Changiereinrichtung zu nutzen und diese nach Bedarf in
ihrer Changiergeschwindigkeit zu verändern.
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Bei
einer anderen vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist vorgesehen, daß bei Verwendung von nicht
unabhängig
voneinander steuerbaren Changiereinrichtungen wenigstens eine andere
separate Changiereinrichtung verwendet wird. Bei sehr vielen bekannten
Textilmaschinen und insbesondere auch Spinnmaschinen sind die Changiereinrichtungen über eine
Vielzahl von Maschinenabschnitten bzw. Spinnstellen fest miteinander
gekoppelt. Hierzu wird beispielsweise eine durchgehende Spulwelle
mit einzelnen Spulwalzen benutzt, die mit konstanter Drehzahl läuft. Tritt
nun eine Störung
an einer einzelnen Spinnstelle auf, ist es aus wirtschaftlichen
Gründen
nicht geboten, die gesamte Einrichtung still zu setzen. In Folge
dessen läuft
die maschinenseitig vorhandene Changiereinrichtung mit einer konstanten
Changiergeschwindigkeit weiter. Zur Erreichung der erfindungsgemäßen Vorteile
schlägt
die Erfindung nun vor, eine oder mehrere separate Changiereinrichtungen
zu verwenden. Die separate Changiereinrichtung ist dabei so angeordnet,
daß sie
die an der Maschine angeordnete und nicht frei steuerbare Changiereinrichtung
ersetzen kann. Dies kann beispielsweise in der Form erfolgen, daß das Garn
vorübergehend
aus der gekoppelten Changiereinrichtung ausgehoben und in die separate
Changiereinrichtung eingesetzt wird. Das so umgesetzte Garn kann
dann mit beliebiger, d. h. frei wählbarer Changiergeschwindigkeit
auf der Spule aufgewunden werden. Insbesondere bei Textilmaschinen
mit sehr vielen einzelnen Abschnitten kann es sinnvoll sein, zwei oder
mehr separat einsetzbare Changiereinrichtungen entlang dieser Maschine
einzusetzen. Nicht selten kommt es bei großen Maschinen nämlich zu gleichzeitigen
Störungen
an zwei oder mehreren Abschnitten. Mehrere separate Changiereinrichtungen können dann
getrennt voneinander bei der Behebung der Störung eingesetzt werden.
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Insbesondere
ist es dabei vorteilhaft, daß die wenigstens
eine separate Changiereinrichtung zusammen mit einer Wartungseinrichtung
betrieben wird. Wartungseinrichtungen haben bei. modernen Textilmaschinen
die Aufgabe, Störungen
zu vermeiden bzw. zu beseitigen. Sie sind dazu ausgelegt, Wartungs-
und Instandsetzungsarbeiten an den Textilmaschinen selbsttätig durchzuführen. Es
ist deswegen besonders günstig,
die erfindungsgemäße Changiereinrichtung
zusammen mit einer solchen Wartungseinrichtung zu verwenden bzw.
darin zu integrieren, da variierbare Changiergeschwindigkeiten insbesondere
dann erforderlich sind, wenn diese Wartungseinrichtungen ihrer Tätigkeit
nachgehen. Zudem kann die zur Steuerung der Changiergeschwindigkeit
erforderliche Steuereinrichtung Teil der Steuereinrichtung der Wartungseinrichtung
sein bzw. die Steuereinrichtung der Wartungseinrichtung zur Steuerung
der Changiergeschwindigkeit genutzt werden. Darüber hinaus sind im Regelfall
an der Wartungseinrichtung auch Einrichtungen vorgesehen, um die
Spule von der Spulwalze zu entkoppeln sowie ein Hilfsantrieb für den entkoppelten
Zustand. Alle Einrichtungen können
dann von einer einzigen Steuereinrichtung koordiniert werden.
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Die
ebenfalls beanspruchte Spulvorrichtung für Textilmaschinen ist dadurch
gekennzeichnet, daß die
wenigstens eine Changiereinrichtung in ihrer Changiergeschwindigkeit
frei veränderbar
ist. Wie bereits zuvor erläutert,
wird hierunter die Einstellbarkeit der Changiergeschwindigkeit verstanden,
die ohne Rücksichtnahme
auf die Changiergeschwindigkeiten benachbarter Changierstellen beliebig
einstellbar ist.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Darüber hinaus
werden noch andere Vorteile der Erfindung im Zusammenhang mit den
nachfolgenden Ausführungsbeispielen
und den Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:
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1 eine
Seitenansicht einer Changiereinrichtung;
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2 eine
Vorderansicht einer Changiereinrichtung;
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3 ein
Geschwindigkeitsdiagramm, daß die
Bereiche unterschiedlicher Changiergeschwindigkeiten angibt.
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In 1 ist
eine erfindungsgemäße Spulvorrichtung
in einer Seitenansicht dargestellt. Dabei ist eine Spule 1 drehbar
auf einem Spularm 2 gelagert. Von unten kommend wird ein
Garn 3 über
eine Antriebsvorrichtung 4 der Spulvorrichtung zugeführt. Im dargestellten
Zustand wird die Spule 1 von einer Spulwalze 5 angetrieben
und das zugeführte
Garn 3 darauf aufgewunden. Rechts der Spule 1 befindet sich
eine Wartungseinrichtung 6 mit einer Steuerungseinrichtung 7,
die zur Durchführung
von Wartungs- bzw.- Instandsetzungsarbeiten an die betroffene Spulvorrichtung,
beispielsweise der Spinnstelle einer Spinnmaschine, verfahren wurde.
Zum Stillsetzen oder zur Inbetriebnahme der Spinnstelle ist die Spule 1 jeweils
von der Spulwalze 5 abzuheben bzw. wieder aufzusetzen.
Dies geschieht, indem die Wartungseinrichtung 6 mittels
eines Hebearms 8 den Spularm 2 anhebt bzw. absenkt.
Im angehobenen Zustand übernimmt
den Antrieb der Spule 1 der an der Oberseite der Wartungseinrichtung 6 befindliche Hilfsantrieb 9,
der mit einer angetriebenen Walze ausgestattet ist. Zur sicheren
Führung
des Garnes 3 ist die Wartungseinrichtung 6 mit
einer Changiereinrichtung 10 ausgestattet. In räumlich benachbarter Lage
dazu befindet sich zusätzlich
ein Spannungssensor 11. Das Garn 3 wird von der
Antriebsvorrichtung 4 kommend über den Spannungssensor 11 umgelenkt,
gelangt danach in die Changiereinrichtung 10, bevor es
schließlich
auf der Spule 1 aufgewunden wird. Im gezeigten Zustand
hat die Wartungseinrichtung 6 die spinnstelleneigene Changiereinrichtung 12 bereits
außer
Funktion gesetzt. Dies ist erforderlich, da die Changiereinrichtungen
mehrerer benachbarter Spinnstellen in der Regel über einer Schubstange miteinander
gekoppelt sind. Das Stillsetzen einzelner Changiereinrichtungen 12 ist
damit nicht möglich. Der
Betrieb der übrigen
Spinnstellen kann also nur dann gleichmäßig fortgesetzt werden, wenn
die Changiereinrichtung 12 außer Funktion gesetzt und die
Changiertätigkeit
durch eine separate Changiereinrichtung 10 übernommen
wird. Die während
des Betriebes oder beim Beschleunigen bzw. Verzögern auftretenden Geschwindigkeitsdifferenzen
zwischen der Umfangsgeschwindigkeit bzw. Aufwindgeschwindigkeit
der Spule 1 und der Speisegeschwindigkeit der Antriebsvorrichtung 4 werden
von der Steuerungseinrichtung 7 über den Spannungssensor 11 unverzüglich erkannt.
Sinkt die Spannung des Garnes 3 unter einen empirisch ermittelten
und vorgegebenen Wert, so kann die mittels der Changiereinrichtung 10 bewirkte
Changierung mit erhöhter
Changiergeschwindigkeit erfolgen. Dadurch wird pro Umdrehung der
Spule 1 eine größere Länge an Garn 3 auf der
Spule 1 aufgewunden. Im umgekehrten Fall, d. h. der Spannungsmesser 11 meldet
der Steuerungseinrichtung 7 eine zu hohe Garnspannung,
kann die Changiergeschwindigkeit der Changiereinrichtung 10 verringert
werden, um die pro Umdrehung der Spule 1 aufgewundene Länge des
Garnes 3 zu reduzieren. Wurde die Spule 1 von
der Wartungseinrichtung 6 zur Durchführung von Wartungs- bzw. Instandsetzungsarbeiten
schließlich
still gesetzt und danach wieder ordnungsgemäß in Betrieb versetzt, so wird
die Changiertätigkeit
von Changiereinrichtung 10 wieder zurück auf die spinnstelleneigene
Changiereinrichtung 12 übergeben.
Dies wird dann der Fall sein, wenn die Spule 1 bei normaler
Changiertätigkeit,
d. h. einer Changiergeschwindigkeit, die einem vorgegebenen Sollwert
entspricht, die gleiche Garnlänge
pro Zeiteinheit aufnimmt, wie sie die Antriebsvorrichtung 4 liefert.
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In 2 ist
eine Vorderansicht auf eine Spule 1 gezeigt. Auf die Spule 1 wird
ein Garn 3 aufgewunden, das mit einer mit u gekennzeichneten
Changiergeschwindigkeit verarbeitet wird. An der Unterseite der
Spule 1 befindet sich die auf einer Spulwelle 13 angeordnete
Spulwalze 5. Die rechts und links des Garnes 3 dargestellten
gestrichelten Linien stellen die maximalen Garnauslenkungszustände dar. Auf
der Spule 1 ist mit einer ebenfalls gestrichelten Linie
die Garnlage 14 des aufgewundenen Garnes 3 dargestellt.
Deutlich zu erkennen ist dabei die durch die Changierung erzielte
Wegverlängerung
beim Aufwinden des Garnes 3. Damit wird deutlich, daß die Menge
des pro Umdrehung der Spule 1 aufgewundenen Garnes 3 durch
das erfindungsgemäße Verfahren
und mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in
weiten Bereichen variierbar ist.
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3 zeigt
hierzu ein Diagramm, bei dem auf der Abszisse die Garnliefergeschwindigkeit
VG und auf der Ordinate die Aufwindegeschwindigkeit
VA aufgetragen sind. Bei normaler Changiertätigkeit
ist die Spulenumfangsgeschwindigkeit wegen der durch die Changierung
verlängerten
Garnlage geringfügig kleiner
als die Garnliefergeschwindigkeit. Der Zustand gleich großer Aufwinde-
und Garnliefergeschwindigkeiten entspricht der den Normalzustand kennzeichnenden
Linie N. Kommt es nun wie beispielsweise am Punkt P1 zu
einem Zustand, bei dem die Garnliefergeschwindigkeit VG1 kleiner
ist als die Aufwindegeschwindigkeit VA1,
so erfordert dies eine verringerte Changiergeschwindigkeit, um die
von der Antriebsvorrichtung 4 bereitgestellte Garnlänge nicht zu überdehnen.
Im umgekehrten Fall, wie er am Punkt P2 dargestellt
ist, ist die Aufwindegeschwindigkeit VA2 kleiner
als die Garnliefergeschwindigkeit VG2. In
diesem Fall kann mittels einer erhöhten Changiergeschwindigkeit
die eingespeiste Garnlänge
mit ausreichender Geschwindigkeit auf die Spule 1 aufgewunden
werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt.
Es sind vielmehr zahlreiche Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche möglich. So
wird es dem Fachmann deutlich, daß das beschriebene Verfahren
bei sämtlichen
Textilmaschinen einsetzbar ist, bei denen produzierte Garne auf
Spulen aufgewunden werden. Weiterhin können Abwandlungen der Erfindung
dahingehend vorgenommen werden, daß verschiedenartige Sensoren
zur Ermittlung der Differenzgeschwindigkeiten zwischen Spule 1 und
Garneinspeisung angeordnet werden. Ebenfalls kann die Art der Steuerung
variiert werden. Denkbar hierbei wäre insbesondere eine separate
Steuerung der Changiereinrichtung 10, welche dann mit den
Steuerungen der Wartungseinrichtung 6 bzw. der Textilmaschine
verknüpft
ist.