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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zetteln, bei dem eine Fadenschar
von an einem Gatter angeordneten Spulen direkt auf mindestens zwei Bäume aufgewickelt
wird, gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 und eine entsprechende Vorrichtung zum Zetteln gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 6.
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Beim
Zetteln, auch Direktbäumen
genannt, werden mehrere Wickelbäume
gleichen Aufbaus hergestellt. Für
bestimmte Awendungsfälle,
z. B. für
Teilkettbäume,
ist es notwendig, dass für
einen solchen Satz von Bäumen
die Wickellänge
L und der Wickeldurchmesser R, und damit die Wickeldichte, im gesamten
Wickel für
alle Bäume
gleich ist. Dazu ist es bekannt, Werte für die Wickellänge L der
Fadenschar und Werte für
die Umdrehungen U des Baumes zur Bestimmung der Wickeldichte zu
ermitteln und die Werte für
Kopierbäume
auf die Werte eines Vorlagebaumes durch Änderung einer die Wickeldichte
beeinflussenden Größe zu regeln.
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Ein
solches Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum sukzessiven
Fertigen von Bäumen
ist aus der
DE 32 06
272 A1 bekannt. Dazu werden die auflaufenden Fadenlängen und
die Umdrehungen des Baumes gemessen, die Werte des ersten Wickels
gespeichert und mit den Werten der übrigen Wickel verglichen. Bei
Differenzen wird auf Fadenbremsen, auf eine Anpresswalze und/oder
auf den Antrieb des Baumes derart steuernd eingewirkt, dass die
Differenz in der Toleranzgrenze bleibt. Zur Messung der Fadenlänge wird
eine vor dem Baum angeordnete, von der Fadenschar umschlungene Messwalze
eingesetzt, die auch als Umlenkwalze bekannt ist und die durch die
Fadenschar angetrieben wird.
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Ein
weiteres Verfahren und eine weitere Vorrichtung zum Zetteln, bei
dem mindestens zwei Kettbäume
gleicher Qualität
durch Aufwickeln einer Fadenschar hergestellt werden, ist in der
EP 1 219 738 A1 beschrieben.
Es wird dabei pro Baumumdrehung die dazugehörige Wickellänge gemessen,
die Werte für
einen Vorlagebaum gespeichert, die Werte eines Kopierbaumes mit
diesen verglichen und bei Differenzen der Kettzug beim Zetteln des
Kopierbaumes verändert.
Eine Regelung der Wickeldichte durch Änderung des Kettzuges hat den
Nachteil, dass die Fadenschar mit unterschiedlicher Fadenspannung
aufgewickelt wird. Dies führt
insbesondere bei elastischen Fäden
zu Problemen bei der Weiterverarbeitung. Die Wickellänge wird über die
Umdrehungen einer Messwalze ermittelt, über welche die Fadenschar geführt wird
(Umlenkwalze) oder welche gegen den Fadenwickel gepresst wird (Anpresswalze).
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Nachteilig
bei der Messung der Wickellänge über die
Umdrehungen der Umlenkwalze oder der Anpresswalze ist, dass beim
Anfahren und Beenden des Wickelns, und zwar beim Beschleunigen und
Abbremsen des Baumes, an einer durch die Fadenschar angetriebenen
Walze Schlupf auftritt und Fehler in der Längenmessung verursacht.
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Aus
der
DE 36 04 790 A1 ist
ein gattungsgemäßes Verfahren
und eine gattungsgemäße Vorrichtung
bekannt, bei dem die Wickeldichte der Kopierbäume auf die Wickeldichte des
Vorlagebaumes durch Änderung
des Anpressdrucks der Anpresswalze geregelt wird. Die Werte für die Wickellänge werden
durch eine separate Tastrolle ermittelt, die den Durchmesser des
Wickels erfasst. Bei diesem Verfahren werden jeweils der Durchmesser
als Wert für die
Wickellänge
zu einem vorgegebenen Drehwinkelwert als Wert für die Umdrehungen des Baumes
ermittelt, die Werte eines ersten Teilkettbaumes (Vorlagenbaum)
gespeichert, die Werte der folgenden Teilkettbäume (Kopierbäume) mit
diesen verglichen, und Abweichungen ausgeregelt, indem der Anpressdruck einer
Anpresswalze verändert
wird.
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Bei
diesem Verfahren wird eine Tastrolle, d. h. neben der Anpresswalze
eine zweite auf dem Wickel liegende Walze, zur Ermittlung des Durchmessers
des Wickels und damit der Werte für die Wickellänge benötigt.
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Es
ist weiterhin aus der
EP
0 503 238 B1 eine Vorrichtung zum Messen der Länge von
fadenförmigem,
textilen Gut mit Hilfe einer Anpressvorrichtung bekannt, die zur
Glättung
der Wickeloberfläche
eingesetzt ist. Zur Messung der Wickellänge ist ein mit der Anpressvorrichtung
mechanisch gekoppelter Wegaufnehmer vorgesehen, der den Wickelradius und
damit die Auslenkung einer Pressrolle (Anpressrolle) der Anpresseinrichtung
erfasst. Aus den Werten des Wegaufnehmers und den Werten für die Umdrehungen
des Baumes ermittelt ein Rechner die Gesamtlänge. Dieser Rechner kann zur
Beeinflussung der Härte
des Wickels an eine Steuer- oder Regeleinrichtung angeschlossen
sein.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Zetteln gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und eine entsprechende Vorrichtung zum Zetteln gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 6 zu entwickeln, bei dem die Übereinstimmung der Wickeldichte
der Bäume
eines Satzes über
den gesamten Wickelaufbau verbessert und der bauliche Aufwand verringert
ist.
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Die
Aufgabe ist durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und
6 gelöst.
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Erfindungsgemäß werden
bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1, bei dem die Wickeldichte der Kopierbäume auf
die Wickeldichte des Vorlagebaumes durch Änderung des Anpressdrucks der
Anpresswalze geregelt wird, die Wickeldichte mit Hilfe der Anpresswalze
ermittelt. D. h. die Werte für
die Wickellänge
L werden aus der Auslenkung der Anpresswalze ermittelt. Dadurch kann
auf eine Tastrolle zur Ermittlung der Wickellänge L verzichtet werden. Der
bauliche Aufwand ist verringert.
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Wesentlich
ist auch, dass bei der Ermittlung der Wickeldichte, die Werte für die Wickellänge L aus der
Auslenkung der Anpresswalze durch den sich bildenden Wickel ermittelt
werden. Diese Wickellängenmessung
ist genauer als eine Messung der Zahl der Umdrehungen einer von
der Fadenschar angetriebenen Walze, wie der Umlenkwalze oder der
Anpresswalze, die den Schlupf beim Beschleunigen und Abbremsen nicht
berücksichtigt.
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Die
Bestimmung der Wickellänge
L aus der Auslenkung der Anpresswalze ist bei einem Verfahren, bei
dem zur Regelung der Wickeldichte ihr Anpressdruck verändert wird,
genauer als eine Bestimmung aus einer Tastrolle. Ein Grund dafür könnte sein,
dass die Auslenkung der Anpresswalze, die mit dem die Wickeldichte
bestimmenden Anpressdruck am Wickel anliegt, genauer dem Wickelradius
entspricht als eine mit geringerem oder größerem Druck anliegende Tastwalze.
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Eine
genauere Ermittlung der Wickellänge
L des Vorlagebaumes und der Kopierbäume, und damit der Wickeldichte,
ermöglicht
eine genauere Regelung der Wickeldichte der Kopierbäume auf
die des Vorlagebaumes. Die Übereinstimmung
der Wickeldichte der Bäume
eines Satzes über
den gesamten Wickelaufbau wird verbessert. Das erfindungsgemäße Verfahren
ist besonders gut für
das Herstellen von Bäumen
mit verhältnismäßig locker
aufzuwickelnden Fäden
geeignet.
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Die
Ermittlung der Wickellänge
L aus der Auslenkung der Anpresseinheit benötigt eine Rechnereinheit, wie
z. B. in der
EP 0 503
238 B1 beschrieben. Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist auch, dass diese in eine Rechnereinheit zur Regelung des Anpressdrucks
integriert werden kann.
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Bevorzugt
wird gemäß Anspruch
2 der Anpressdruck der Anpresswalze erzeugt, indem die Anpresswalze
abgebremst wird. Wird der Anpressdruck durch Aufbringen einer Kraft
beidseitig auf die Achse der Anpresswalze erzeugt, wie z. B. in
der
DE 32 06 272 A beschrieben,
verschieben sich durch die Auslenkung der Anpresswalze ständig die
Angriffspunkte der Kraft. Dies kann dazu führen, dass der Anpressdruck
nicht genau gesteuert werden kann. Beim Abbremsen eines bewegten
Teil durch feststehende Teile einer Bremsvorrichtung ist es dagegen
einfacher, eine genau definierte Kraft einzustellen. Das Abbremsen
der Anpresswalze ermöglicht
eine genauere Einstellung des Anpressdrucks und damit eine genauere
Regelung der Wickeldichte.
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Gemäß Anspruch
3 kann beim Einsatz neuer Spulen zu Beginn der Wicklung ein Ausgangsanpressdruck
durch einen Ausgleichdruck erhöht
werden. Wickelt man eine Fadenschar ohne Maßnahmen zur Einstellung der
Fadenspannung auf einen oder mehrere Bäume von neuen Spulen ab, so
nimmt die Fadenspannung mit leerer werdenden Spulen zu. Erfindungsgemäß wird nach
dem Bestücken
des Gatters mit neuen Spulen mit einem um den Ausgleichsdruck erhöhten Anpressdruck
gewickelt. Dadurch wird die durch die vollen Spulen geringere Fadenspannung
als die der fast leeren Spulen kompensiert. Diese Maßnahme ist
für den
Einsatz neuer Spulen während
der Herstellung eines Satzes von Wickelbäumen von Vorteil, wobei als
Ausgangsdruck der aktuelle Anpressdruck eingesetzt wird. Sie ist
besonders vorteilhaft zu Beginn der Wicklung bei der Herstellung
des Vorlagebaumes einzusetzen. In diesem Fall ist der Ausgangsanpressdruck
ein üblicher Anpressdruck,
der z. B. einem Anpressdruck für
ein Wickelverfahren bei konstanten Anpressdruck und/oder mittlerer
bis geringer Fadenspannung entspricht.
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Die
Erhöhung
des Ausgangsanpressdrucks beim Einsatz neuer Spulen durch einen
Ausgleichsdruck ermöglicht
die Wicklung von Bäumen
gleicher Wickeldichte von einem Gatter ohne die Fadenspannung bestimmende
Fadenbremsen, z. B. von einem V-Gatter mit Stopp-Bremsen, und ohne
weitere Vorrichtungen zur Einstellung der Fadenspannung, z. B. ohne
Walzenaggregat.
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Der
Ausgleichsdruck ist empirisch zu ermitteln und hängt sehr stark vom Fadenmaterial
und dem Spulenaufbau ab. Er kann in Ausnahmefällen 80% des aktuellen Anpressdrucks
betragen. Vorzugsweise beträgt
er gemäß Anspruch
4 5% bis 50%, insbesondere 10% bis 30% des Ausgangsanpressdrucks.
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Bei
der Wicklung der Kopierbäume
gemäß Anspruch
5 zusätzlich
zu gespeicherten Sollwerten interpolierte Sollwerte zur Regelung
zu verwenden, ermöglicht
den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahren
bei Vorrichtungen zum Zetteln, deren Steuerung, wie eine SPS-Steuerung,
nur einen geringen Speicherplatz haben. Durch die Regelung auch
auf interpolierte Sollwerte kann die Regelung verfeinert und eine
hohe Übereinstimmung
der Wickeldichte der Bäume
erzielt werden.
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Eine
Vorrichtung gemäß Anspruch
6 ist zur Durchführung
eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, besonders nach
dem Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 7 besonders zur
Durchführung
eines Verfahrens nach Anspruch 2 geeignet.
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Eine
Bremsvorrichtung gemäß Anpruch
7 zur Erzeugung des Anpressdrucks kann eine mit der Anpresswalze
verbundene Bremsscheibe aufweisen. Die Anpresswalze kann mit einer
genau definierten Bremskraft abgebremst werden, indem die Bremsscheibe
durch mit der Bremskraft beaufschlagte, feststehende Bremsbacken
geführt
und abgebremst wird. Die Bremskraft kann mit Hilfe einer Hydraulik oder
einer Pneumatik aufgebracht werden, wobei eine pneumatische Aufbringung
wegen dem geringen baulichen Aufwand bevorzugt wird.
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Die
Messeinrichtung für
die Auslenkung der Anpresswalze gemäß Anspruch 8 weist einen Wegaufnehmer
und einen Abstandsstab auf, wobei der Wegaufnehmer über eine
Anlenkeinheit mit der Anpresseinrichtung mechanisch gekoppelt ist
und über eine
Schiebeeinheit mit dem Abstandsstab im Eingriff steht. Sie ermöglicht eine
genaue Ermittlung der Auslenkung der Anpresswalze und nach Korrektur
der Abweichung des Weges der Anpresswalze entlang des Kreisbogenabschnitts
vom Radius r des Wickels eine genaue Ermittlung der Wickellänge L.
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Gemäß Anspruch
9 ist der Abstandsstab an seinem einen Ende drehbar an einem Gehäuse der Vorrichtung
befestigt und an seinem anderen Ende frei beweglich. Dies ermöglicht eine
schmalere Bauweise der Wickelvorrichtung parallel zur Baumachse verglichen
mit einer Anlenkung des Abstandsstabes an der Baumachse, wie in
der
EP 0 503 238 B1 beschrieben.
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Die
Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Beispiels weiter erläutert.
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1 zeigt
eine Prinzipskizze der Vorrichtung zum Zetteln mit einem Baum und
einer Anpresseinrichtung mit Anpresswalze und einer Messeinrichtung
in einer Ansicht von einer Seite, d. h. senkrecht zu einer Baumachse,
sowie ein Gatter,
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2 eine
weitere Ansicht der Vorrichtung von derselben Seite mit der Anpresseinrichtung
und der Messeinrichtung,
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3 eine
Ansicht der Anpresseinrichtung und der Messeinrichtung parallel
zur Baumachse, bei der der hinter der Anpresswalze liegende Baum
nicht eingezeichnet ist,
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4 eine
Ansicht von einer gegenüberliegenden
Seite hinter einer Zwischenwand, in der eine Bremsvorrichtung der
Anpresseinrichtung dargestellt ist, und
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5 ein
Blockschaltbild mit einer Recheneinheit.
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Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Zetteln weist, wie in 1 zu sehen,
eine Wickelvorrrichtung mit einem Baum, eine Anpresseinrichtung, Mittel
zum Ermitteln von Werten für
die Wickellänge L
der Fadenschar 1 und für
die Umdrehungen U des Baumes und eine Rechnereinheit 2 sowie
ein der Wickelvorrichtung vorgelagertes Gatter mit Spulstellen 3,
an denen nicht dargestellte Stopp-Bremsen angeordnet sind, und eine
Führung 4 für die Fadenschar 1 auf.
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Die
Wickelvorrichtung ist im Zugangsbereich für die Fadenschar 1 oberhalb
des Baumes mit einem Leitriet 5 und mit einer Umlenkwalze 6 versehen.
Der Baum weist ein Baumrohr 7 mit einem Durchmesser d,
dem Innendurchmesser des Baumes, und auf beiden Seiten des Baumrohres 7 Baumscheiben 8 mit einem
Durchmesse D, dem Außendurchmesser
des Baumes, auf. Das Baumrohr 7 ist über Aufnahmen in einem Gestell
der Wickelvorrichtung drehbar gelagert und durch einen Antrieb antreibbar.
Die Aufnahmen, ihre Lagerung und der Antrieb sind in der Zeichnung
nicht dargestellt. Beim Aufwickeln der Fadenschar 1 ergibt
sich zwichen dem Innendurchmesser d und dem Außendurchmesser D ein Wickel
mit dem Radius r, dessen Minimalwert d/2 und dessen Maximalwert
D/2 entspricht. Für
einen Anfangswickel mit minimalem Radius d/2 ist in 1 der
Verlauf der Fadenschar 1 zwischen Umlenkwalze 6 und
Innendurchmesser d strichpunktiert und für einen Endwickel mit maximalem
Radius D/2 ausgezogen dargestellt.
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Die
Anpresseinrichtung weist eine Anpresswalze 9, die über zwei
Haltearme 10 an einer Welle 11 befestigt ist,
und eine an dieser Welle 11 angreifende Bremsvorrichtung
auf. Die Welle 11 ist ebenfalls im Gestell drehbar gelagert
und so oberhalb und seitlich einer Baumachse 12 angeordnet,
dass eine parallel verlaufende Achse 13 der Anpresswalze r im Verlauf
der Herstellung eines Wickels einen Kreisbogenabschnitt 14 durchläuft. Der
Kreisbogenabschnitt 14 beginnt und endet auf Höhe der Baumachse 12. Zu
Beginn des Wickelns liegt die Anpresswalze 9 am Inndendurchmesser
d an und am Ende am Außendurchmesser
D. In 1 ist die Anpresswalze 9 in eine Startposition
am Innendurchmesser d durch eine gestrichelte Linie und in eine
Endposition am Außendurchmesser
D durch eine durchgezogene Linie gekennzeichnet. Die 2 und 4 zeigen
die Anpresswalze 9 in Startposition. In 2 ist
ihre Lage in Endposition durch eine gestrichelte Linie gekennzeichnet.
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Das
Gestell ist durch eine Zwischenwand 15 und eine Seitenwand 16 eines
Gehäuses 17 der
Wickelvorrichtung gebildet. Die Seitenwand 16 und die Zwischenwand 15 sind
in 3 zu sehen, Teile des übrigen Gehäuses 17 zeigen die 2 und 4.
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Die
Mittel zum Ermitteln von Werten für die Wickellänge L der
Fadenschar 1 sind erfindungsgemäß als Messeinrichtung für die Auslenkung
der Anpresswalze 9 entlang des Kreisbogenabschnitts 14 mit
einem Wegaufnehmer 18 und einem Abstandsstab 19 ausgebildet.
Die Messeinrichtung ist in den 2 und 3 genauer
dargestellt. Sie befindet sich an einer Seite der Wickelvorrichtung
außerhalb der
entsprechenden Baumscheibe 8 zwischen einem Haltearm 10 der
Anpresswalze 9 und der Zwischenwand 15. Der Abstandsstab 19 ist
mit einem Ende auf Höhe
der Baumachse 12 über
eine Einheit 20 an der Zwischenwand 15 so angelenkt,
dass sein freies Ende vertikal beweglich ist. Im Bereich des freien
Endes steht der Wegaufnehmer 18 über eine Schiebeeinheit 21 mit
dem Abstandsstab 19 schiebegelenkig im Eingriff und ist über eine
Anlenkeinheit 22 mit dem Haltearm 10 der Anpresseinrichtung
mechanisch gekoppelt. Die Anlenkeinheit 22 lässt relative
Lageänderungen
des Wegaufnehmer 18 zum Haltearm 10 zu, und zwar
eine Kippen des Wegaufnehmers 18 um eine Achse parallel
zur Achse 13 der Anpresswalze 9. Die Verbindung
des Wegaufnehmers 18 mit dem Abstandsstab 19 und
dem Haltearm 10 ist derart, dass der Abstandsstab 19 im
Bereich des Wegaufnehmers 18 mit der Achse 13 der
Anpressrolle 9 fluchtet und durch die Auslenkung der Anpresswalze 9 von
innen nach außen
entlang des Kreisbogenabschnitts 14 nach unten und wieder
nach oben bewegt wird. Die maximale Auslenkung des Abstandsstabes 19 nach
unten ist in den 1 und 2 als strichpunktierte
Linie 23 gekennzeichnet. Der Abstandsstab 19 ist
als Zahnstange ausgebildet, in die ein Ritzel des Wegaufnehmers 18 eingreift
und bei Bewegung des Wegaufnehmers 18 entlang des Abstandstabes 19 Messimpulse
erzeugt. Zur Übermittlung der
Messimpulse als Werte 24 für die Auslenkung der Anpresswalze
und damit für
die Wickellänge
L ist eine Leitung 25 vom Wegaufnehmer 18 zur
Rechnereinheit 2 vorgesehen.
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Als
Mittel zum Ermitteln von Werten für die Umdrehungen U des Baumes
ist eine Messeinheit mit einem an einer Aufnahme der Baumrohres 7 angebrachten
Drehsensor 26 zur Messung der Anzahl der Umdrehungen U
und einer Leitung 28 vom Drehsensor 26 zur Recheneinheit 2 vorgesehen.
Die Messeinheit kann einen weiteren, nicht dargestellten Drehsensor
zur Bestimmung der Drehrichtung umfassen.
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Die
in den 3 und 4 zu sehende pneumatische Bremsvorrichtung
der Anpresseinrichtung weist eine Bremsscheibe mit einer Spanneinheit 29 und
einen daran angeordneten Segmentabschnitt 30, dessen Rand 31 beidseitig
Bremsflächen
bildet, und eine pneumatische Zangenbremse auf. Die Spanneinheit 29 ist
an einer von beiden Aufnahmen 32 der Welle 11 der
Anpresseinrichtung außerhalb der
Zwischenwand 15 befestigt. Der Segmentabschnitt 30 hat
die Form eines Kreisflächensegmentes mit
einem Winkel, der dem der Auslenkung der Haltearme 10 der
Anpresswalze 9 und damit dem des Kreisbogenabschnitts 14 entspricht.
Der Winkel beträgt
etwa 60°.
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Die
pneumatische Zangenbremse weist zwei Backenbremsen 33 mit
zwei Zangenarmen 34, eine Luftkammer 35 mit einem
Bolzen 36, sowie eine an die Luftkammer 35 angeschlossene
Luftleitung 37 mit einem pneumatischen Ventil 38 auf.
Die Zangenbremse ist an einem inneren Zangenarm 34 über eine
Befestigungseinheit 39 so an der Zwischenwand 15 befestigt,
das die Backenbremsen 33 den Rand 31 der Bremsscheibe
umfassen. Die Luftkammer 35 befindet sich an dem äußeren Zangenarm 34 am
den Backenbremsen 33 gegenüberliegenden Ende, wobei der
Bolzen 36 durch diesen Zangenarm 34 geführt ist
und auf dem anderen, inneren Zangenarm 34 aufliegt. Bei
Beaufschlagung der Luftkammer 35 über das Ventil 38 mit
Druckluft wird über
den Bolzen 36, die Bremsbacken 33, die Bremsscheibe,
die Welle 11 und die Haltearme 10 die Anpresswalze 9 mit
einer Bremskraft beaufschlagt. Durch diese Bremskraft wird der Anpressdruck
der Anpresswalze 9 auf dem Wickel erzeugt.
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Die
Anpresseinrichtung weist weiterhin in der Zeichnung nicht dargestellt,
zwei an den Haltearmen 10 angreifende Hubzylinder zum Bewegen
der Anpresswalze 9 aus der Endposition in die Startposition, eine
Magnetscheibenbremse zum Abbremsen der Drehung der Anpresswalze 9 und
einen Ausgleichsdruckzylinder zum Ausgleichen der Gewichtskraft
der Anpresswalze 9 auf.
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Die
Rechnereinheit 2 ist eine SPS-Steuerung mit einem Rechner 40 mit
einem Mikroprozessor, einem Speicher 41, einem Regler 42,
einer Ausgabeeinheit 43, einer Eingabeeinheit 44 und
einer Anzeigeeinheit 45. Die Leitung 25 zur Übermittlung der
Werte 24 und die Leitung 27 zur Übermittlung
der Werte 27 sind an den Rechner 40 der Rechnereinheit 2 angeschlossen.
Der Rechner 40 ist über
Datenleitungen 46, 47, 48 und 49 mit
dem Speicher 41, dem Regler 42 und der Anzeigeeinheit 45,
der Regler 42 über
eine Datenleitung 50 mit der Ausgabeeinheit 43, die
Eingabeeinheit 44 über
eine Datenleitung 51 mit der Ausgabeeinheit 43 und
die Ausgabeeinheit 43 über
eine Leitung 52 mit dem pneumatischen Ventil 38 der
Bremsvorrichtung verbunden. In den Leitungen 25, 28 und 51 zur Übermittlung
der Werte für
die Regelungen sind ggf. nicht dargestellte Umformer angeordnet.
Die Rechnereinheit 2 umfasst damit eine Regelung der Wickeldichte
und eine Ermittlung der Wickellänge
L.
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Beim
Zetteln wird die Fadenschar 1 von den auf den Spulstellen 3 des
Gatters angeordneten Spulen abgezogen, über die Führung 4 durch das
Leitriet 5 geführt,
um die Umlenkwalze 6 umgelenkt und auf das Baumrohr 7 aufgewickelt.
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Zu
Beginn des Wickelns eines Baumes wird die Anpresswalze 9 mit
den Hubzylinder aus einer Endposition bis zu einem Anschlag an das
Baumrohr 7 mit ersten Wicklungen, d. h. in ihre Startposition, gefahren.
Anschließend
werden die Hubzylinder zurückgefahren
und die Bremsvorrichtung eingeschaltet. Die Zangenbremse wird mit
einem durch die Rechnereinheit 2 bestimmten Wert für die Bremskraft beaufschlagt.
Beim Wickeln wird die Anpresswalze 9 mit einem dieser Bremskraft
entsprechenden Anpressdruck F(x) an den sich auf dem Baumrohr 7 bildenden
Wickel gedrückt.
Entsprechend der Auslenkung x der Anpresswalze 9 wird der
Wegaufnehmer 18 über
den Abstandsstab 19 bewegt und ermittelt Werte 24 für die Auslenkung
x der Anpresswalze 9. Die Werte 24 und mit dem
Drehsensor 26 ermittelten Werte 27 für die Umdrehungen
U des Baumes werden über
die Leitungen 25 und 28 zur Rechnereinheit 2 geleitet.
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Zur
Herstellung eines Satzes von Bäumen mit
gleicher Wickeldichte wird zunächst
ein Vorlagebaum gewickelt und seine ermittelten Werte 24 und 27 im
Rechner 40 bearbeitet und im Speicher 41 als Sollwerte
gespeichert. Zur Bearbeitung der Werte durch den Rechner gehört u.a.
die Korrektur der Bewegung der Anpresswalze 9 auf dem Kreisbogenabschnitt 14.
Anschließend
werden hintereinander mehrere Kopierbäume gewickelt. Die ermittelten Werte 24 und 27 eines
Kopierbaumes werden ebenfalls im Rechner 40 bearbeitet
und zusammen mit den aus dem Speicher 41 entnommenen Sollwerten als
Istwerte dem Regler 42 zugeführt. Im Regler 42 werden
die Istwerte mit den Sollwerfen verglichen. Aus einer Abweichung
ermittelt der Regler 42 einen Wert für die Änderung des Anpressdrucks ΔF und leite
ihn zur Ausgabeeinheit 43. Dieser Wert für ΔF wird mit
dem Wert für
denn aktuellen Anpressdruck F(x–1),
der z. B. in der Ausgabeeinheit 43 als zuvor ausgegebener
Anpressdruck vorliegt, zu F(x) = F(x–1) + ΔF addiert und dem Ventil 38 zugeführt.
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In
diesem Beispiel werden zur Speicherung der Sollwerte zu vorgegebenen
Werten 24 der Auslenkung x die entsprechenden Werte 27 der
Umdrehungen U und zwar die Anzahl der Umdrehungen des Baumes in
Tabellenform gespeichert.
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Da
der Speicher 41 nur eine begrenzte Anzahl von Sollwerten
aufnehmen kann, ermittelt der Rechner für eine größere Zahl von Istwerten aus
den gepeicherten Sollwerten interpolierte Sollwerte und leitet sie
mit entsprechende Istwerten an den Regler 42 weiter. Dadurch
ist die Anzahl der Regelintervalle wesentlich größer als die Zahl der gespeicherten Sollwerte.
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Als
Startwert für
den Anpressdruck für
einen Vorlagebaum mit neuen Spulen wird Ausgangsanpressdruck, und
zwar ein für
das zu wickelnde Material üblicher
Anpressdruck Fb, durch einen Ausgleichsdruck Fa erhöht: F (x0) = Fb + Fa. Der übliche Anpressdruck Fb und
der Ausgleichsdruck Fa werden der Ausgabeeinheit 43 durch
die Eingabeeinheit 44 zugeführt.
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Beim
Einsatz neuer Spulen während
des Wickelns eines Vorlagebaumes oder eines Kopierbaumes wird in
der Ausgabeeinheit 43 der aktuelle Anpressdruck F(x–1), d.
h. der Ausgangsanpressdruck, durch den Ausgleichsdruck Fa einmalig
auf einen Anpressdruck von F(x) = F(x–1) + Fa erhöht und anschließend wie
oben beschrieben weitergewickelt.
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Während des
Wickelns, können
in der Anzeigeeinheit 45 im Rechner 40 ermittelte
Werte für
die Wickellänge
L, den Wickelradius r und/oder die Umdrehungen U angezeigt werden.
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Bei
der Herstellung eines Satzes von Bäumen mit Baumwolle, bei der
der übliche
Anpressdruck 3000 N beträgt,
wird ein Ausgleichsdruck von 20% des üblichen Anpressdrucks, d. h.
600 N eingesetzt.
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Bei
der Wicklung auf Bäume
mit einem Innendurchmesser von d = 150 mm und einem Außendurchmesser
von D = 1400 mm werden bei der Herstellung des Vorlagebaumes für Auslenkung
x der Anpresswalze 9 alle 10 mm die Zahl der Umdrehungen,
d. h. 125 Werte als Sollwerte gespeichert.
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Die
Regelung bei der Wicklung der Kopierbäume erfolgt in einem kürzeren Regelintervall.
Die Regelung setzt ein, wenn in diesem Regelintervall eine Mindestabweichung
der Regelgröße, hier
die Anzahl der Umdrehungen U bezogen auf die Auslenkung x im Regelintervall, überschritten
ist. Falls dies der Fall ist, wird die Stellgröße, hier der Anpressdruck,
um einen konstanten Betrag ΔF0 für
den Anpressdruck erhöht
oder erniedrigt.
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Die
Regelung erfolgt hier in einem Regelintervall von 3 s, die Mindestzahl
der Umdrehungen (Mindestabweichung) beträgt 5 Umdrehungen und der konstante
Betrag für
den Anpressdruck ΔF0 15 N, d. h. 0,5% des üblichen Anpressdrucks. Der
Wert für den
Anpressdruck wird von der Ausgabeeinheit 43 an das Ventil 38 als
eine Spannung im Bereich von 1 bis 10 V zugeführt, die den Luftdruck in der
Luftkammer 35 und damit die Bremskraft bestimmt.
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Beim
Einsatz neuer Spulen während
des Wickelns der Bäume
kann statt einer Erhöhung
des aktuellen Anpressdrucks F(x–1)
durch den Ausgleichsdruck Fa eine Erhöhung durch einen höheren konstanten
Betrag ggf. mehrfach ΔF+ oder durch einen Betrag ΔF(ΔU) proportional
zur Abweichung der Regelgröße, hier
der Anzahl der Umdrehungen U bezogen auf die Auslenkung x erfolgen.
Dies ist eine alternative Methode, die geringere Fadenspannung bei neuen
Spulen auszugleichen. Die Erhöhung
des Startwertes ist für
alle Alternativen notwendig.
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- 1
- Fadenschar
- 2
- Rechnereinheit
- 3
- Spulstellen
- 4
- Führung
- 5
- Leitriet
- 6
- Umlenkwalze
- 7
- Baumrohr
- 8
- Baumscheibe
- 9
- Anpresswalze
- 10
- Haltearme
- 11
- Welle
der Anpresseinrichtung
- 12
- Baumachse
- 13
- Achse
der Anpresswalze
- 14
- Kreisbogenabschnitt
- 15
- Zwischenwand
- 16
- Seitenwand
- 17
- Gehäuse
- 18
- Wegaufnehmer
- 19
- Abstandsstab
- 20
- Einheit
- 21
- Schiebeeinheit
- 22
- Anlenkeinheit
- 23
- Linie
der maximalen Auslenkung des
-
- Abstandsstabs
- 24
- Werte
für die
Wickellänge
L
- 25
- Leitung
- 26
- Drehsensor
- 27
- Werte
für die
Umdrehungen U
- 28
- Leitung
- 29
- Spanneinheit
- 30
- Segmentabschnitt
- 31
- Rand
- 32
- Aufnahme
- 33
- Backenbremsen
- 34
- Zangenarm
- 35
- Luftkammer
- 36
- Bolzen
- 37
- Luftleitung
- 38
- Ventil
- 39
- Befestigungseinheit
- 40
- Rechner
- 41
- Speicher
- 42
- Regler
- 43
- Ausgabeeineheit
- 44
- Eingabeeinheit
- 45
- Anzeigeneinheit
- 46
- Datenleitung
- 47
- Datenleitung
- 48
- Datenleitung
- 49
- Datenleitung
- 50
- Datenleitung
- 51
- Datenleitung
- 52
- Leitung