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Die
Erfindung betrifft eine Fachspulmaschine mit Arbeitsstellen gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Fachspulmaschinen
mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen sind seit langem bekannt und
in verschiedenen Patentschriften beschrieben.
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Mit
derartigen Fachspulmaschinen werden Spulen erzeugt, die zwei, drei
oder mehr nebeneinander abgelegte Fäden aufweisen, die
nicht miteinander verdreht sind.
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Solche
auch als Fachspulen bezeichneten Spulen werden auf im Produktionsprozess
nachfolgenden Textilmaschinen, so genannten Zwirnmaschinen, weiter
verarbeitet.
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Als
Vorlagespulen kommen bei der Herstellung solcher Fachspulen vorzugsweise
großvolumige Kreuzspulen zum Einsatz, allerdings können
grundsätzlich als Vorlagespulen auch Spinnkopse verwendet
werden, die zum Beispiel auf Ringspinnmaschinen gefertigt wurden.
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In
der
DE 40 00 494 C2 ist
eine Fachspulmaschine beschrieben, bei der als Vorlagespulen derartige
Spinnkopse Verwendung finden.
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Das
heißt, bei dieser bekannten Fachspulmaschine weist jede
der Arbeitsstellen jeweils zwei Abspulstellungen für Spinnkopse
sowie jeweils vier Vorratsstellungen für weitere Spinnkopse
auf.
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Von
den in den Abspulstellungen positionierten Spinnkopsen wird dabei
jeweils ein Faden abgewickelt, der zunächst durch einen
Ballonbegrenzer sowie einen Fadenwächter geführt
wird.
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Der
jeweils unmittelbar oberhalb des Ballonbegrenzers angeordnete Fadenwächter
detektiert dabei insbesondere das Leerlaufen des zugehörigen Spinnkopses,
was aufgrund des relativ geringen Garnvolumens der Spinnkopse verhältnismäßig
häufig geschieht.
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Im
Anschluss an die Fadenwächter werden die beiden Fäden
mittels einer im Fadenlaufweg angeordneten Fadenöse zu
einem Fadenstrang zusammengefasst und anschließend gemeinsam über
einen Fadenspanner, einen Fadenreiniger sowie eine Fadenschneidvorrichtung
in den Bereich einer Spulvorrichtung geführt, wo sie auf
eine in einem Spulenrahmen rotierbar gelagerte Fachspule aufgewickelt werden.
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Eine
im Bereich der Spulvorrichtung angeordnete Fadenführungstrommel
sorgt dabei dafür, dass der Fadenstrang beim Auflaufen
changiert wird, so dass die entstehende Fachspule eine Kreuzwicklung
aufweist.
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Sowohl
als Fadenwächter, die die Anwesenheit der Einzelfäden überwachen,
als auch als Fadenreiniger, der den Fadenstrang während
des Umspulens auf Unregelmäßigkeiten hin überwacht, kommen
bei diesen bekannten Fachmaschinen in der Regel optische oder kapazitive
Sensoren zum Einsatz.
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Nachteilig
bei derartig ausgebildeten Fachspulmaschinen ist allerdings, dass
Fadenbrüche, insbesondere bei einem Fadenbruch eines Einzelfadens
stromab zu dem jeweiligen Sensor, durch derartige optische oder
kapazitive Sensoren oft nicht bzw. nicht zeitnah erfasst werden.
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Durch
die
EP 0 531 753 B1 sind,
insbesondere im Zusammenhang mit Kreuzspulautomaten, die mit Spulgeschwindigkeiten
von bis zu 2000 m/min arbeiten, Fadenzugkraftsensoren bekannt, die
eine exakte Fadenzugkraftmessung auch an schnell laufenden Fäden
ermöglichen und dabei in der Lage sind, auch hochfrequente
Fadenzugkraftschwankungen sicher zu erfassen.
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Bei
diesen bekannten, jeweils mit einer Tauchspule ausgestatten Fadenzugkraftsensoren wird über
die Änderungen des der Tauchspule zugeführten
Stromes auf die vorliegende Fadenzugkraft bzw. eine Fadenzugkraftänderung
geschlossen.
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Fadenzugkraftsensoren,
wie sie in der
EP 0 531
753 B1 beschrieben sind, haben sich in der Praxis bewährt
und sind bei Kreuzspulautomaten zahlreich im Einsatz.
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Des
Weiteren sind, beispielsweise durch die
DE 40 10 318 A1 , Doppeldrahtzwirnmaschinen
bekannt, deren Arbeitsstellen jeweils mit einem Drucksensor ausgestattet
sind.
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Diese
Doppeldrahtzwirnmaschinen weisen im Bereich ihrer Arbeitsstellen
jeweils eine Abspuleinrichtung mit zwei übereinander angeordneten Kreuzspulen
als Ablaufspulen auf.
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Von
jeder der Kreuzspulen wird dabei ein Faden abgezogen, der über
eine zentrale Fadenführungsöffnung in eine achsmittig
in der Abspuleinrichtung angeordnete Spanneinrichtung gelangt.
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In
der Spanneinrichtung werden die Fäden dubliert und durch
die Wirkung einer unterhalb der Kreuzspulen angeordneten Drehscheibe
zu einem Zwirn zusammengedreht.
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Der
fertige Zwirn gelangt anschließend über eine Fadenaustrittsöffnung
in der Drehscheibe zu einer oberhalb der Kreuzspulen angeordneten
Ballonführung und von dort über Fadenumlenkrollen
zu einer Spuleinrichtung.
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Zwischen
den Fadenumlenkrollen ist ein piezo-elektrisches Element eines Drucksensors
angeordnet. Der Drucksensor seinerseits ist an eine Alarmeinrichtung
angeschlossen.
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In
der Alarmeinrichtung wird ein Alarmsignal erzeugt, wenn der Anpressdruck
des in der Doppeldrahtzwirneinrichtung erzeugten Zwirns, beispielsweise
aufgrund eines Fadenbruches, in anormaler Weise absinkt.
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Die
in der
DE 40 10 318
A1 beschriebene Sensoreinrichtung ist für Doppeldrahtzwirnmaschinen
konzipiert, insbesondere zur Überwachung eines Zwirns,
der mit relativ hohem Anpressdruck ein piezo-elektrisches Element
beaufschlagt und dabei eine verhältnismäßig
niedrige Fadenlaufgeschwindigkeit aufweist.
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Für
Fachmaschinen, die mit ungleich höheren Spulgeschwindigkeiten
arbeiten, ist die in der
DE 40
10 318 A1 beschriebene Einrichtung nicht oder nur sehr
bedingt geeignet.
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Ausgehend
von Fachspulmaschinen der vorstehend beschriebenen Gattung liegt
der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fachspulmaschine so zu modifizieren,
dass während des Spulprozesses auftretende Fadenbrüche,
insbesondere auch Fadenbrüche im Bereich der Einzelfäden
eines Fadenstranges, zuverlässig und schnell detektiert
werden.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fachspulmaschine
gelöst, die die in Anspruch 1 beschriebenen Merkmale aufweist.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Die
erfindungsgemäße Ausbildung, bei der als Sensoreinrichtung
zum Detektieren von Fadenbrüchen ein Fadenzugkraftsensor
zum Einsatz kommt, der im Fadenlaufweg des aus wenigstens zwei Einzelfäden
gebildeten Fadenstranges angeordnet ist und mit der Steuereinrichtung
der Arbeitsstelle in Verbindung steht, hat den Vorteil, dass Fadenbrüche,
unabhängig davon, wo sie auftreten, unmittelbar erfasst
werden.
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Das
heißt, bei der erfindungsgemäßen Ausbildung
kann auf einen Fadenbruch sofort, insbesondere mit einem kontrollierten
Reinigerschnitt, reagiert werden.
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Der
Einsatz eines bewährten Fadenzugkraftsensors stellt dabei
eine einfache und kostengünstige Möglichkeit dar,
zu gewährleisten, dass jeder Fadenbruch sofort beim Auftreten
erkannt wird.
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Wie
in den Unteransprüchen beschrieben, ist in vorteilhafter
Ausführungsform vorgesehen, dass die Steuereinrichtung
eine durch den Fadenzugkraftsensor erfasste, deutliche Verminderung
der gemessenen Fadenzugkraft als Fadenbruch wenigstens eines der
Einzelfäden deutet.
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In
einem solchen Fall wird durch die Steuereinrichtung eine angeschlossene
Fadenschneideinrichtung sofort im Sinne "Fadenschnitt" aktiviert
und der Fadenstrang getrennt.
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Auf
diese Weise wird sichergestellt, dass kein Fadenmaterial auf die
Fachspule gewickelt werden kann, das nicht den Vorgaben entspricht
und das in nachfolgenden Prozessschritten zu großen Problemen
führen würde.
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Wie
in Anspruch 4 dargelegt, ist die Steuereinrichtung vorzugsweise
so ausgebildet, dass eine Verminderung der Fadenzugkraft um etwa
50% als Fadenbruch eines der beiden Einzelfäden bewertet wird.
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Eine
solche starke Verminderung der Fadenzugkraft liegt deutlich oberhalb
der bei der Herstellung einer Fachspule auftretenden, normalen Fadenzugkraftschwankungen
und ist somit ein untrügliches Indiz für das Vorliegen
einer nicht hinnehmbaren Unregelmäßigkeit im Bereich
des Fadens, insbesondere für den Bruch wenigstens eines
der Einzelfäden.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 schematisch
in Seitenansicht eine Arbeitsstelle einer Fachspulmaschine, mit
zwei Vorlagespulen, die zu einer Fachspule umgewickelt werden,
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2 eine
Vorderansicht auf eine Fachmaschine, mit einer Vielzahl in Reihe
nebeneinander angeordneten Arbeitsstellen.
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Auf
Fachmaschinen, wie sie in den 1 und 2 dargestellt
sind, werden Vorlagespulen zu so genannten Fachspulen umgewickelt,
aus denen in einem nachfolgenden Arbeitsgang dann ein Zwirn gefertigt
wird.
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Auf
den Arbeitsstellen solcher, an sich bekannter Fachmaschinen können
dabei gleichzeitig zwei, drei oder auch mehr Vorlagespulen umgespult werden.
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In
den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel einer Fachmaschine 1 dargestellt,
bei der auf den einzelnen Arbeitsstellen 2, 2A, 2B etc.
jeweils zwei Vorlagespulen verarbeitet werden.
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Jede
der Arbeitsstellen 2, 2A, 2B etc., die
im Prinzip mit Arbeitsstellen von Kreuzspulautomaten vergleichbar
sind, verfügt neben dem üblichen Arbeitsstellengehäuse 34,
das die zur ordnungsgemäßen Durchführung
des Spulprozesses notwendigen Fadenbehandlungseinrichtungen aufweist,
allerdings noch über bodennah angeordnete Abspulständer 12, 13 zur
Aufnahme großvolumiger Vorlagespulen 7, 8.
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Das
heißt, am Arbeitsstellengehäuse 34 jeder
Arbeitsstelle 2, 2A, 2B, etc. ist, wie üblich,
unter anderem eine Spulvorrichtung 25 angeordnet, in deren
Spulenrahmen 26 die herzustellende Fachspule 3 rotierbar
gelagert werden kann.
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In
das Arbeitsstellengehäuse 34 ist außerdem,
wie ebenfalls bekannt, eine Steuereinrichtung 9 integriert,
die entweder über eine maschineneigene Steuereinheit der
Fachmaschinen zentral oder, wie in den Figuren angedeutet, zum Beispiel
mittels einer Eingabeeinrichtung 33 direkt an der Arbeitsstelle
anwählbar ist.
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Wie
insbesondere aus 1 ersichtlich, sind auf den
Abspulständern 12, 13 drehfest Vorlagespulen 7, 8 angeordnet,
wobei der Bereich der Abspulständer 12, 13 jeder
Arbeitsstelle 2 vom entsprechenden Bereich der benachbarten
Arbeitsstelle 2A durch Trennbleche 14, 15 separiert
ist.
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Jede
der Arbeitsstellen 2 verfügt außerdem über
vorzugsweise stationär angeordnete Ballonbegrenzer 16, 17,
die jeweils im Abstand oberhalb der Abspulständer 12, 13 angeordnet
sind.
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In
Fadenlaufrichtung stromab der Ballonbegrenzer 16, 17 sind
Fadenspanner 18, 19 positioniert, die, wie die
Ballonbegrenzer 16, 17, jeweils einem der von
den Vorlagespulen 7, 8 abgezogenen Vorlagegarne 5 bzw. 6 zugeordnet
sind.
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Die
Arbeitstellen 2 weisen des Weiteren jeweils einen in Fadenlaufrichtung
stromab positionierten Fadenführer 20 zum Zusammenführen
der Vorlagegarne 5, 6 zu einem Fadenstrang 10,
eine definiert ansteuerbare Fadenspannereinrichtung 21,
einen Fadenzugkraftsensor 4 sowie eine Fadenschneideinrichtung 11 auf.
Die Fadenspannereinrichtung 21, der Fadenzugkraftsensor 4 sowie
die Fadenschneideinrichtung 11 sind dabei über
entsprechende Steuerleitungen 22–24 an
die Steuereinrichtung 9 der betreffenden Arbeitsstelle 2,
vorzugsweise den so genannten Arbeitsstellenrechner, angeschlossen.
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Wie
vorstehend bereits erwähnt, verfügt jede Arbeitsstelle 2 außerdem über
eine Spulvorrichtung 25, deren wesentliche Bauteile jeweils
ein Spulenrahmen 26, eine Spulenantriebswalze 27 sowie
eine Fadenchangiereinrichtung 28 sind.
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Der
Antrieb 29 der vorzugsweise als Fingerfadenführer
ausgebildeten Fadenchangiereinrichtung 28 sowie der (nicht
näher dargestellte) Antrieb der Spulenantriebswalze 27 sind
dabei über Steuerleitungen ebenfalls mit dem Arbeitsstellenrechner 9 verbunden.
Die entsprechende Steuerleitung des Antriebs 29 trägt
z. B. die Bezugszahl 30.
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Wie
in den Figuren weiter angedeutet, können im Bereich der
Spulvorrichtung 25 außerdem Sensoreinrichtungen 31, 32 angeordnet
sein, die den vorschriftsmäßigen Ablauf der Fadenchangierung überwachen.
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Funktion der erfindungsgemäßen
Einrichtung:
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Während
des Spulprozesses werden von den Vorlagespulen 7, 8,
die jeweils auf bodennahen Abspulständern 12, 13 der
Arbeitsstellen 2, 2A, 2B etc. angeordnet
sind, Vorlagegarne 5, 6 abgezogen.
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Der
Abzug der Vorlagegarne 5, 6 von den Vorlagespulen 7, 8 erfolgt über
Kopf, wobei die Länge des dabei entstehenden Fadenballons
durch Ballonbegrenzer 16 bzw. 17, die jeweils
beabstandet oberhalb der Vorlagespulen 7 bzw. 8 angeordnet
sind, vorgegeben werden.
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Die
Vorlagegarne 5, 6 durchqueren auf ihrem Weg zur
Fachspule 3 anschließend Fadenspanner 18 bzw. 19.
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Diese
vorzugsweise mit Gewichtskraft arbeitenden Fadenspanner 18, 19 sorgen
dafür, dass die Vorlagegarne 5, 6, wenn
sie in einem nachfolgenden Fadenführer 20 zu einem
Fadenstrang 10 zusammengefasst werden, bereits eine bestimmte
Mindestfadenspannung aufweisen.
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Der
Fadenstrang 10 wird anschließend durch eine weitere,
vorzugsweise definiert ansteuerbare Fadenspanneinrichtung 21 beaufschlagt,
mittels der die Fadenspannung, mit der der Fadenstrang 10 auf
die Fachspule 3 aufgewickelt wird, einstellbar ist.
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Die
Größe dieser Fadenspannung wird dabei durch einen
Fadenzugkraftsensor 4 überwacht, der, wie die
Fadenspannereinrichtung 21 über entsprechende
Steuerleitungen 22 bzw. 23 an den Arbeitsstellenrechner 9 angeschlossen
ist.
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In
der Praxis wird die vom Fadenzugkraftsensor 4 ermittelte
Messgröße in einem Regelkreis dahingehend verarbeitet,
dass die Fadenspannereinrichtung 21 dafür sorgt,
dass die Fadenspannung des Fadenstrangs 10 während
des gesamten Spulprozesses nahezu konstant bleibt.
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Im
Anschluss an den Fadenzugkraftsensor 4 durchquert der Fadenstrang 10 eine
Fadenschneideinrichtung 11, die über eine Steuerleitung 24 ebenfalls
mit dem Arbeitsstellenrechner 9 in Verbindung steht.
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Der
Fadenstrang 10 wird schließlich auf die im Spulenrahmen 26 der
Spulvorrichtung 25 gelagerte, über die angetriebene
Spulenantriebswalze 27 reibschlüssig rotierbare
Fachspule 3 aufgewickelt, wobei der Fadenstrang 10 während
des Auflaufens durch die Fadenchangiereinrichtung 28 traversiert wird.
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Wie
vorstehend bereits beschrieben, wird während des gesamten
Spulprozesses die aktuelle Fadenspannung des Fadenstrangs 10 ständig
durch den Fadenzugkraftsensor 4 überwacht und
auftretende Fadenspannungsschwankungen sofort durch die Fadenspannereinrichtung 21 ausgeregelt.
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Wird
durch den Fadenzugkraftsensor 4 allerdings eine Fadenspannungsschwankung
detektiert, die deutlich über eine "normale" Fadenspannungsschwankung
hinausgeht, beispielsweise eine Halbierung der Fadenspannung, wird über
den Arbeits stellenrechner 9 sofort die Fadenschneideinrichtung 11 aktiviert.
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Das
heißt, der Fadenstrang 10 wird unverzüglich
gekappt und die betreffende Arbeitsstelle 2, 2A, 2B etc.
in Störung gesetzt.
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Auf
diese Weise wird zuverlässig verhindert, dass fehlerhaftes
Garn auf die Fachspule 3 gewickelt werden kann.
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Ein
Fadenspannungsabfall in der vorgenannten Größenordnung
deutet in aller Regel auf den Bruch eines der Vorlagegarne 5 oder 6 des
Fadenstranges 10 hin.
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Der
durch den Bruch eines Vorlagegarnes ausgelöste Fadenspannungsabfall
im Fadenstrang 10 kann, insbesondere, wenn drei oder mehr
Vorlagegarne auf eine Fachspule 3 aufgewickelt werden, selbstverständlich
auch geringer als 50% ausfallen.
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Allerdings
liegt der durch einen Bruch eines Vorlagegarnes ausgelöste
Fadenspannungsabfall in der Regel stets deutlich außerhalb
der "normalen" durch die Fadenspannereinrichtung 21 ausregelbaren
Fadenspannungsschwankungen und ist daher durch den Fadenzugkraftsensor 4 schnell
und zuverlässig zu erfassen sowie durch einen kontrollierten Fadenschnitt
zu beantworten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4000494
C2 [0006]
- - EP 0531753 B1 [0014, 0016]
- - DE 4010318 A1 [0017, 0024, 0025]