DE3621794A1 - Verfahren und vorrichtung zur ablage eines faserbandes in einer spinnkanne bei einer spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere einer strecke - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ablage eines Faserbandes in einer Spinnkanne bei einer Spinne­ reivorbereitungsmaschine, insbesondere einer Strecke, bei dem ein Faserband mittels eines rotierenden Drehtellers in der Form von Bandzykloiden auf einen Federteller einer unter dem Dreh­ teller abgestellten Spinnkanne abgelegt wird und ein Bandpaket bildet, wobei der Federteller mit einem vertikal verschiebbaren Stempel mit einer Abstützkraft derart unterstützt wird, daß die beim Ablegen der Bandzykloiden zwischen dem Bandpaket und dem Drehteller auf das Bandpaket wirkende Kompressionskraft während des gesamten Ablegevorgangs wenigstens annähernd konstant ist.

Bei bekannten Strecken wird nach einem Spinnkannenwechsel der Federteller der leeren, unter den Drehteller eingerückten Spinnkanne von einem Stempel nach oben unter den Drehteller ge­ schoben. Das vom rotierenden Drehteller gelieferte Faserband wird auf dem Federteller in der Form von Bandzykloiden zu einem Bandpaket abgelegt. Mit der Ablage des Faserbandes soll sich der Stempel mit dem Federteller unter Aufrechterhaltung einer konstanten Abstützkraft langsam abwärts senken, bis die Kanne gefüllt ist. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dadurch eine konstante, auf das Faserband einwirkende Kompressionskraft nur unvollkommen über den gesamten Ablegevorgang aufrecht­ erhalten werden kann. Dies hat eine verminderte Qualität des abgelegten Faserbands zur Folge.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrich­ tung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Quali­ tät der Ablage des Faserbandes weiter erhöht wird.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß bei dem Verfahren der ein­ gangs genannten Art die Kompressionskraft geregelt wird, wozu die Kompressionksraft erfaßt und bei einer Abweichung von einem vorgegebenen Wert die vom Stempel aufgebrachte Abstützkraft derart verändert wird, daß die Abweichung kleiner wird.

Durch die Erfassung der auf das Bandpaket einwirkenden Kompres­ sionskraft ist es möglich, diese durch Verändern der Abstütz­ kraft auf den gewünschten Wert exakt einzuregeln. Die Genauig­ keit der Einhaltung des frei wähl- und einstellbaren gewünsch­ ten Werts für die auf das Faserband einwirkende Kompressions­ kraft kann dadurch wesentlich erhöht werden, was eine Ver­ besserung des Füllungsgrades und der Qualität der Ablage des Faserbandes zur Folge hat.

Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Kompressionskraft indirekt über die vom Stempel aufgebrach­ te Kraft gemessen und um die berechnete Gewichtskraft des bereits abgelegten Bandes korrigiert. Dadurch ist es möglich, die tatsächlich auf das Faserband einwirkende Kompressionskraft außerhalb des Bereichs des abgelegten Faserbandes in einfacher Weise zu erfassen und einzuregeln.

In Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die von einem Geber zu Beginn des Ablegevorgangs gemessene Kraft als Anfangsgewichtskraft gespeichert und zur Ermittlung der Ge­ wichtskraft des abgelegten Faserbandes die Länge des abgelegten Faserbands gemessen.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zur Veränderung der vom Stempel aufgebrachten Abstützkraft ein steuerbarer Elektromotor, insbesondere ein Schrittmotor vorgesehen, wobei ein Zahnrad des Elektromotors mit dem Stempel kämmt. In Ausgestaltung der Vorrichtung ist ein in einer Schwinge gehaltener Kannenteller vorgesehen, auf dem die Spinnkanne abgestellt ist. Auf der der Spinnkanne abge­ wandten Seite der Schwinge ist der Elektromotor befestigt. Gleichzeitig dient der Kannenteller der vertikalen Führung des Stempels. Bei einer Weiterbildung der Vorrichtung ist zur indi­ rekten Erfassung der Kompressionskraft ein Kraftgeber vorgese­ hen, auf dem die Schwinge aufliegt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung, die in zwei Figuren darge­ stellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische, teilweise geschnittene Seiten­ ansicht einer erfindungsgemäßen Ausführungsform eines Teils einer Strecke und

Fig. 2 eine Blockdarstellung einer Regelung der Abstützkraft eines den Federteller einer Kanne belastenden Stempels der Fig. 1.

Bei der in der Fig. 1 dargestellten Strecke ist eine Spinnkanne (10) auf einem Kannenteller (30) abgestellt. Die Spinnkanne (10) besitzt einen runden Querschnitt und ist an ihrem Boden (31) mit einer runden, konzentrischen Ausnehmung (14) versehen.

Der Kannenteller (30) ist horizontal angeordnet. Lotrecht zum Kannenteller (30) ist in diesem eine Ausnehmung (32) eingebracht, die konzentrisch zur Achse (26) der Spinnkanne (10) angeordnet ist. Die Ausnehmung (32) dient in nicht darge­ stellter Weise der vertikalen und drehfesten Führung eines Stempels (20), der durch die Ausnehmung (32) hindurchgeführt ist.

Der von dem Kannenteller (30) geführte Stempel (20) ragt durch die Ausnehmung (14) in den Innenraum der Spinnkanne (10). Auf dem sich dort befindenden freien Ende des Stempels (20) liegt ein Federteller (12) auf. Der Federteller (12) besteht im wesentlichen aus einer runden Scheibe, deren Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Spinnkanne (10). Der Federteller (12) ist horizontal angeordnet und mit Hilfe eines Zwischenstücks (13) in nicht dargestellter Weise drehfest mit dem Stempel (20) gekoppelt. Zum Spinnkannenwechsel ist der Stempel (20) vollständig aus dem Bereich der Spinnkanne (10) durch die Ausnehmung (14) ausfahrbar. Zwischen dem Federteller (12) und dem Boden (31) der Spinnkanne (10) kann des weiteren eine Feder vorgesehen sein.

Der Stempel (20) ist in nicht dargestellter Weise mit Ringen versehen, so daß er als eine Art Zahnstange gestaltet ist. Auf der der Spinnkanne (10) abgewandten Unterseite des Kannen­ tellers (30) ist etwa unterhalb der Spinnkanne (10) ein Elektromotor (39) vorgesehen, dessen Antriebszahnrad (40) mit dem Stempel (20) kämmt. Die Drehrichtung sowie die Drehzahl des Antriebszahnrades (40) ist mittels des Signals (MS) steuerbar. Zweckmäßig ist es, als Elektromotor (39) einen Schrittmotor zu verwenden.

Der Kannenteller (30) ist von einer horizontal angeordneten Schwinge (36) gehalten, an der mit Hilfe einer Halterung (38) der Elektromotor (39) befestigt ist. Auf einer Seite des Kan­ nentellers (30) ist die Schwinge (36) um eine Achse (34) schwenkbar an einer ortsfesten Stütze (33) gelagert. Auf der der Stütze (33) entgegengesetzten Seite des Kannentellers (30), in der Fig. 1 auf der rechten Seite des Kannentellers (30), ist ein ortsfester Kraftgeber (35) angeordnet, auf dem die Schwinge (36) aufliegt. Der Kraftgeber (35) erfaßt die von der Schwinge (36) vertikal auf ihn einwirkende Kraft und erzeugt in Abhängigkeit davon ein diese Kraft anzeigendes Signal (KIST).

Über der Öffnung der Spinnkanne (10) ist ein mit einem Drehan­ trieb versehener Drehteller (25) angeordnet. Der Drehteller (25) ist mit einem Zuführkanal (27) versehen, der an der Unter­ seite des Drehtellers (25) in einer Austrittsöffnung (28) en­ det. Der Drehteller (25) rotiert um eine vertikale Drehachse (29), die mit Abstand parallel zur Achse (26) der Kanne (10) angeordnet ist. Der Drehteller (25) ist von einer Drehteller­ einfassung (17) umgeben, die wie die Unterseite des Drehtellers (25) horizontal angeordnet ist.

An der Unterseite der Schwinge (36) ist ein Elektromotor (45) befestigt, der den Kannenteller (30) und damit auch die Spinnkanne (10) in eine Rotation um die Achse (26) versetzt. Der Stempel (20) ist in axialer Richtung verschiebbar, jedoch in Umfangsrichtung drehfest mit dem Kannenteller (30) verbunden, beispielsweise durch eine in eine Längsnut des Stem­ pels (20) eingreifende Feder des Kannentellers (30). Der Stem­ pel (20) ist somit zur Rotation angetrieben und treibt den Fe­ derteller (12) an.

Durch den rotierenden Drehteller (25) wird ein aus der Aus­ trittsöffnung (28) austretendes Faserband (18) in der Form von Bandzykloiden zuerst auf den sich drehenden Federteller (12) und danach auf bereits abgelegte Bandzykloiden abgelegt. Das Faserband (18) bildet dadurch ein Bandpaket. Während des Able­ gens des Faserbandes (18) liegt dieses an der Unterseite des Drehtellers (25) und der Drehtellereinfassung (17) an. Die Bandzykloiden des Faserbandes (18) sind also zwischen dem Federteller (12) und dem Drehteller (25) "eingeklemmt". Dies hat eine auf das Faserband (18) einwirkende Kompressionskraft zur Folge, die im wesentlichen in vertikaler Richtung wirkt. Diese Kompressionskraft wird indirekt mit Hilfe des Kraftgebers (35) gemessen. Sie ist u.a. abhängig von der Stellung des Federtellers (12).

Während des Ablegevorgangs wird der Federteller (12) derart nach unten abgesenkt, daß trotz des zunehmenden Gewichtes des Bandpakets eine konstante Kompressionskraft zwischen dem Dreh­ teller (25) und dem Bandpaket aufrechterhalten bleibt. Dies ge­ schieht mit Hilfe des Elektromotors (39), der in Abhängigkeit von dem Signal (MS) den Stempel (20) und damit den Federteller (12) nach unten verfährt. Das Signal (MS) wird von einem elek­ tronischen Rechengerät (47) erzeugt, das des weiteren mit dem Kraftgeber (35) verbunden, also von dem Signal (KIST) beauf­ schlagt ist.

Das Signal (KIST) stellt die Summe aller auf den Kraftgeber (35) einwirkenden Gewichtskräfte dar, zuzüglich der zwischen dem Bandpaket und dem Drehteller (25) und dessen Drehteller­ einfassung (17) wirkenden Kompressionskraft, wobei sämtliche Kräfte mit verschiedenen Hebelarmen auf den Kraftgeber (35) einwirken. Wird kein Faserband (18) in die Spinnkanne (10) abgelegt, so ist die Summe der Gewichtskräfte konstant. Wird hingegen Faserband (18) abgelegt, so nehmen die Gewichtskräfte aufgrund des abgelegten Faserbands (18) bei konstanter Liefer­ geschwindigkeit im wesentlichen linear zu. Durch die Messung der Gewichtskraft vor dem Ablegen von Faserband (18) in die Spinnkanne (10) und durch die Bestimmung der Gewichtskraft des abgelegten Faserbands (18) während des Ablegevorgangs über dessen Liefergeschwindigkeit und spezifischen Gewichts ist es möglich, die genannten linear zunehmenden Gewichtskräfte in jedem Moment zu ermitteln. Die Differenz zwischen diesem ermittelten Wert und dem Wert des Signals (KIST) entspricht der Kompressionskraft, die zwischen dem Bandpaket und dem Dreh­ teller (25) sowie dessen Drehtellereinfassung (17) auf das Faserband einwirkt. Dabei ist es unerheblich, ob diese Kompressionskraft durch die Stellung des Federtellers (12), durch Reibung zwischen dem Bandpaket und der Spinnkanne (10), durch eine in der Spinnkanne angeordnete Feder, oder auf andere Weise beeinflußt wird. Die Kompressionskraft wird mittels der Stellung des Stempels (20) derart eingeregelt, daß die indirekt gemessene Kompressionskraft einer gewünschten Kompressionskraft entspricht. Dies erfolgt mit Hilfe des Signals (MS), das die Stellung des Stempels (20) und damit des Federtellers (12) beeinflußt.

In der Fig. 2 ist eine Regelung des Signals (MS) und damit der Stellung des Stempels (20) in Blockdarstellung gezeigt. Der Kraftgeber (35), der das Signal (KIST) erzeugt, und der Elektromotor (39), der von dem Signal (MS) angesteuert ist, sind in der Fig. 2 als Blöcke dargestellt.

Mit Hilfe einer Eingabevorrichtung (50) kann eine Bedienperson bestimmte Parameter des Faserbandes (18), insbesondere das Gewicht pro Meter des Faserbandes (18) eingeben. Ein Zähler (51) mißt die Länge des vom Drehteller (25) gelieferten und abgelegten Faserbandes (18). Mit Hilfe einer Berechnung (53) wird aus den von der Eingabevorrichtung (50) und dem Zähler (51) zur Verfügung gestellten Werten die Gewichtskraft (BGK) des abgelegten Faserbandes (18), insbesondere durch Multiplikation berechnet.

Ein Speicher (55) speichert den Wert des von dem Kraftgeber (35) gelieferten Signals (KIST) zu Beginn des Ablegevorgangs. Dieser Wert (AGK) stellt die Anfangsgeschwindigkeit der Spinnkanne (10), der Schwinge (36) usw. unter Berücksichtigung der jeweiligen Hebelarme dar, wenn noch kein Faserband (18) in der Spinnkanne (10) abgelegt ist.

Eine Addition (57) verknüpft die Bandgewichtskraft (BGK) und die Anfangsgewichtskraft (AGK) zu der Gesamtgewichtskraft (GGK). Diese stellt in jedem Moment den Wert der Gewichtskraft der Spinnkanne (10), der Schwinge (36) usw. und des in ihr abgelegten Faserbandes (18) dar.

Mit Hilfe einer weiteren Eingabevorrichtung (59) kann eine Be­ dienperson eine gewünschte, beim Ablegen auf das Faserband (18) einwirkende Kompressionskraft einstellen. In Abhängigkeit von diesem eingestellten Wert erzeugt die Eingabevorrichtung (59) ein Signal (PK).

Mittels einer Addition (61) werden die Werte der Gesamtgewichtskraft (GGK) und der eingestellten Kompressionskraft (PK) zu einem Wert (KSOLL) verknüpft. Dieser Wert (KSOLL) stellt eine Kraft dar, die aufgrund der gewünschten, auf das Faserband einwirkenden Kompressionskraft (PK) auf den Kraftgeber (35) einwirken sollte.

Mittels einer Regelung (63) wird der Wert der berechneten Soll- Kraft (KSOLL) mit dem Wert der tatsächlichen Ist-Kraft (KIST) verglichen und die Abweichung der beiden Werte voneinander ermittelt. In Abhängigkeit von dieser Abweichung wird das den Elektromotor (39) ansteuernde Signal (MS) derart erzeugt, daß die Abweichung kleiner wird und letztlich gang verschwindet. Die Berechnung des Werts (MS) in Abhängigkeit von den Werten (KIST) und (KSOLL) wird mit Hilfe eines Regelalgorithmus durchgeführt, der insbesondere bezüglich der Regelgeschwindigkeit an den Elektromotor (39) angepaßt ist.

Mit Hilfe der beschriebenen Regelung wird die beim Ablegen auf das Faserband (18) einwirkende Kompressionskraft dadurch auf einen einstellbaren Wert eingeregelt, daß das von dem Kraftgeber (35) erzeugte Signal (KIST) mit einem insbesondere in Abhängigkeit von dem Gewicht des bereits abgelegten Faserbandes (18) korrigierten Werts (KSOLL) verglichen und in Abhängigkeit davon die Stellung des Stempels (20) und damit dessen Abstützkraft verändert wird.

Gemäß der Fig. 1 ist der Stempel (20) mit einer oberen und einer unteren Markierung (21, 22) versehen. Gemäß der Fig. 1 und 2 ist des weiteren ein Endschalter (37) vorgesehen, der ne­ ben dem Stempel (20) angeordnet ist. Der Endschalter (37) erzeugt ein Signal (ES) genau dann, wenn eine der beiden Mar­ kierungen (21, 22) ihm gegenübersteht. Wie der Fig. 2 zu ent­ nehmen ist, wirkt das Signal (ES) auf das Signal (MS) ein und steuert damit den Elektromotor (39). Insbesondere wenn der Fe­ derteller (12) und damit der Stempel (20) seine tiefste Posi­ tion in der Spinnkanne (10) erreicht hat, wenn also die obere Markierung (21) dem Endschalter (37) gegenübersteht, wird mit Hilfe des Signals (ES) der Elektromotor (39) abgeschaltet, so daß eine weitere Verschiebung des Stempels (20) nicht mehr möglich ist.

Für ein zuverlässiges Funktionieren der gesamten Einrichtung ist es notwendig, daß nach einem Abschalten der Strecke, z.B. nach einem Nothalt, die vorhandenen Informationen, beispiels­ weise die Länge des in der Spinnkanne (10) abgelegten Faser­ bandes (18), nicht verloren gehen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Regeleinrichtung, die beispielsweise mit Hilfe eines Mikrocomputers o.dgl. realisiert ist, mittels Puffer­ batterien o.dgl. unabhängig von der Strecke betrieben wird. Erst wenn die Spinnkanne (10) mit Faserband (18) gefüllt ist und der Zähler (51) auf den Ausgangswert ("Null") zurück­ gestellt wird, können auch die Werte der anderen Signale gelöscht werden.

Insbesondere wenn als Regeleinrichtung ein elektronisches Rechengerät verwendet wird, ist es möglich, die auf das Faserband (18) vertikal einwirkende Kompressionskraft während des Ablegevorgangs von Faserband (18) in der Spinnkanne (10) in der Form einer beliebigen Funktion zu verändern. Die Kompressionskraft wird in diesem Fall also nicht mehr konstant gehalten, sondern funktionsabhängig verändert. Die genannte Funktion wird dabei so gewählt, daß einerseits möglichst viel Faserband (18) in der Spinnkanne (10) abgelegt werden kann, an­ dererseits jedoch die Reibung zwischen dem Faserband (18) und dem Drehteller (25) bestimmte, das Faserband (18) schädigende Werte nicht überschreitet.

Claims (12)

1. Verfahren zur Ablage eines Faserbandes in einer Spinn­ kanne bei einer Spinnereivorbereitungsmaschine, insbesondere einer Strecke, bei dem ein Faserband mittels eines rotierenden Drehtellers in der Form von Bandzykloiden auf einen Federteller einer unter dem Drehteller abgestellten Spinnkanne abgelegt wird und ein Bandpaket bildet, wobei der Federteller mit einem vertikal verschiebbaren Stempel mit einer Abstützkraft derart unterstützt wird, daß die beim Ablegen der Bandzykloiden zwi­ schen dem Bandpaket und dem Drehteller auf das Bandpaket wir­ kende Kompressionskraft während des gesamten Ablegevorgangs we­ nigstens annähernd konstant ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionskraft geregelt wird, wozu die Kompressionskraft erfaßt und bei einer Abweichung von einem vorgegebenen Wert (PK) die vom Stempel (20) aufgebrachte Abstützkraft derart verändert wird, daß die Abweichung kleiner wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionskraft indirekt über die vom Stempel aufgebrach­ te Kraft (KIST) gemessen und um die berechnete Gewichtskraft des bereits abgelegten Bandes korrigiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von einem Geber zu Beginn des Ablegevorganges gemessene Kraft (AGK) als Anfangsgewichtskraft gespeichert und zur Er­ mittlung der Gewichtskraft des abgelegten Faserbandes (18) die Länge des abgelegten Faserbandes (18) gemessen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mittels eines Gebers ein Endesignal (ES) er­ zeugt wird, wenn der Stempel eine tiefste und eine höchste Stellung erreicht.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem rotierenden Drehteller zur Ablage eines Faserbands als Bandpaket in der Form von Bandzy­ kloiden auf einem Federteller einer unter dem Drehteller abge­ stellten Spinnkanne, wobei der Federteller mit einem vertikal verschiebbaren Stempel mit einer Abstützkraft derart unter­ stützbar ist, daß die beim Ablegen der Bandzykloiden zwischen dem Bandpaket und dem Drehteller auf das Bandpaket wirkende Kompressionskraft während des gesamten Ablegevorgangs etwa konstant ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Regeln der wirkenden Kompressionskraft vorgesehen sind, die an Mittel zur Erfassung der Kompressionskraft und Mittel zum Verändern der vom Stempel (20) aufgebrachten Abstützkraft angeschlossen sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein den Stempel (20) verfahrender, steuerbarer Elektromotor (39), insbesondere ein Schrittmotor, vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß für die Spinnkanne (10) ein mit einem Drehantrieb ver­ sehener Kannenteller (30) vorgesehen ist, der mit einer Ausneh­ mung (32) für den Stempel (20) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kannenteller (30) drehbar in einer Schwinge (36) gehalten ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (20) an einen Drehantrieb angeschlossen und drehfest mit dem Federteller (12) der Spinnkanne (10) koppelbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwinge (36) schwenkbar an einer ortsfesten Stütze (33) gehalten ist, auf einem als Mittel zur Erfassung der Kompressionskraft dienenden ortsfesten Geber aufliegt und den zum Verfahren des Stempels (20) dienenden Elektromotor (39) trägt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als ortsfester Geber ein Kraftgeber (35) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zur Regelung der auf das Band­ paket wirkenden Kompressionskraft ein elektronisches Rechen­ gerät (47) vorgesehen ist, das mit dem Elektromotor (39) und dem Kraftgeber (35) sowie mit Signale zur Berechnung des momen­ tanen Bandgewichts gebenden Einrichtungen verbunden ist.