DE4304956C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schären von Fäden - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Schären von FädenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schä
ren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine
Schärmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Aus DE 34 32 276 A1 ist eine Konusschärmaschine dieser
Art bekannt, bei der Fäden von Spulen eines Spulengat
ters abgezogen und auf eine sich drehende Trommel auf
gewickelt werden. Damit sich die Bandwickel dem vorge
gebenen Konus anpassen, sind die Trommel und ein ein
Fadenriet tragender Schlitten relativ zueinander axial
verschiebbar. Nach einer vorgegebenen Anfangsphase, die
durch eine vorbestimmte Umdrehungszahl der Trommel be
stimmt ist, wird der inzwischen zurückgelegte Ver
stellweg mittels einer radial verstellbaren Fühlwalze
gemessen und mit dem entsprechenden Sollwert vergli
chen. Bei Abweichungen erfolgt eine die Abweichung aus
gleichende Korrektur des Schlittenvorschubs. Bei den
Folgewickeln wird in der Anfangsphase der vorgegebene
Schlittenvorschub und danach der korrigierte Schlitten
vorschub kopiert.
Aus DE 25 10 517 B2 ist eine Schärvorrichtung bekannt,
bei der bei der Abtastung des ersten Bandes durch eine
Fühlwalze deren Verstellweg in Abhängigkeit von der
Anzahl der Umdrehungen der Schärtrommel gemessen wird.
Beim Schären der weiteren Bänder wird dann der Vor
schubantrieb entsprechend dem beim Schären des ersten
Bandes gemessenen Verstellweg der Fühlwalzen beauf
schlagt. Hierbei kann ein Koordinatenschreiber verwen
det werden, der den Stellweg der Fühlwalze über der
Umdrehungszahl aufträgt. Stimmt die Kurve eines nach
folgenden Bandes nicht mit der Kurve des ersten Bandes
überein, kann durch Änderung des Anpreßdrucks der Fühl
walze die Fadenspannung geändert und damit eine Korrek
tur vorgenommen werden. Durch das Anpressen wird aber
der Wickel zusammengedrückt und hierdurch die Fühlwalze
verlagert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fäden
noch gleichmäßiger aufzuschären als bisher.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die Merkmale
des Anspruchs 1 gelöst.
Dieser Vorschlag beruht auf der Erkenntnis, daß das
Kopieren des vorgegebenen Schlittenvorschubs und des
korrigierten Schlittenvorschubs, wie er beim ersten
Bandwickel auftritt, auf Folgewickel nicht notwendiger
weise zu einem durchgehend gleichmäßigen Wickeldurch
messer führt. Äußere Einflüsse wie sich ändernde Faden
qualität, Unterschiede in der Fadenspannung u. dgl. füh
ren zu unterschiedlichen Wickeldurchmessern. Auch wenn
diese Unterschiede nicht groß sind, fallen sie ins Ge
wicht. Denn ein Kettbaum, der durch Umbäumen sämtliche
Fäden der Schärtrommel aufnimmt, gibt bei einer Umdre
hung unterschiedliche Fadenlängen ab.
Erfindungsgemäß wird beim Schären der Folgewickel nicht
nur der Schlittenvorschub kopiert. Vielmehr wird mit
Hilfe einer weiteren Korrekturmaßnahme dafür gesorgt,
daß sämtliche Folgewickel den gleichen Durchmesser be
sitzen wie der erste Bandwickel. Zu diesem Zweck wird
beim Schären des ersten Bandes die Fadenspannung kon
stant gehalten. Weitere Daten, nämlich die Kenngröße,
des ersten Bandwickels müssen erfaßt und gespeichert,
mit diesen die gemessenen Kenngrößen verglichen und in
Abhängigkeit davon die Fadenspannung des der Trommel
zugeführt werdenden Folgebandes geändert werden. Hier
bei werden auch diejenigen Fehler behoben, die sich
dadurch ergeben, daß der korrigierte Vorschub mög
licherweise nicht hundertprozentig zu der gewünschten
Konusneigung führt. Insgesamt sind aber die für die
Korrektur erforderlichen Änderungen der Fadenspannung
so gering, daß sie bei der weiteren Verarbeitung der
Fäden nicht stören.
Es ist zweckmäßig, gemäß Anspruch 2 die Fadenspannung
mehrfach zu korrigieren. Auf diese Weise stimmen die
Folgewickel über ihrem gesamten inneren Aufbau mit dem
ersten Bandwickel überein.
Wenn gemäß Anspruch 3 als Kenngröße die Prüfgröße ver
wendet wird, benötigt man zu der Kenngrößenerfassung
keine zusätzliche Meßvorrichtung.
Bei der Weiterbildung nach Anspruch 4 ergibt sich eine
noch höhere Genauigkeit beim Aufbau des ersten Band
wickels. Die hierfür erforderliche mehrfache Erfassung
der Prüfgröße bereitet keine Schwierigkeiten, insbeson
dere, wenn Prüfgröße und Kenngröße identisch sind.
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 5 entfallen die
bisher üblichen Unterbrechungen des Schärbetriebs.
Trotz der höheren Zahl von Korrekturvorgängen wird die
durchschnittliche Schärgeschwindigkeit nicht reduziert.
Dieses Merkmal kann insbesondere verwirklicht werden,
wenn nach Anspruch 6 der Vergleich der Kenngrößen und
die Korrektur der Fadenspannung automatisch erfolgen.
Durch die Automatisierung folgen Messung, Vergleich und
Korrektur so rasch aufeinander, daß ein kontinuierli
cher Lauf der Trommel zulässig ist.
Gemäß Anspruch 7 kann die Erfassung der Prüf- und Kenn
größen kontaktlos erfolgen. Dies ergibt genauere Werte
als bei einer Tastrolle o. dgl. Außerdem wird der Wickel
nicht durch mechanische Belastung verändert.
Bei der Ausführungsform nach Anspruch 8 bildet der
Wickeldurchmesser die Prüf- und/oder Kenngröße. Wenn
man vom Wickeldurchmesser den Trommeldurchmesser ab
zieht, erhält man die Wickeldicke. Derartige Messungen
lassen sich verhältnismäßig einfach durchführen.
Die Alternative nach Anspruch 9 sieht als Prüf-
und/oder Kenngröße einen bestimmten Winkel vor, der
ebenfalls durch eine Oberflächenabtastung erfaßt werden
kann.
Vorrichtungsmäßig wird die erfindungsgemäße Schär
maschine im Anspruch 10 gekennzeichnet. Die zusätzlich
erforderlichen Bauteile erfordern keinen großen Mehr
aufwand.
Als Spannvorrichtung empfiehlt sich nach Anspruch 11
insbesondere eine unabhängig von der Schärtrommel an
treibbare Spannwalze. Diese stellt ein Vorabzugsaggre
gat zwischen Gatter und Schärmaschine dar. Die Drehzahl
der Spannwalze läßt sich leicht regeln.
Die einzige Meßvorrichtung nach Anspruch 12 führt zu
einer weiteren baulichen Vereinfachung.
Die Ansprüche 13 bis 17 geben Meßvorrichtungen an, die
für die erfindungsgemäße Schärmaschine besonders
brauchbar sind.
Der Digitalrechner gemäß Anspruch 18 führt zu einer
sehr einfachen Möglichkeit der automatischen Verstel
lung der Fadenspannvorrichtung.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der
Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausführungsbei
spiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung der erfin
dungsgemäßen Schärvorrichtung,
Fig. 2 die Seitenansicht der Fadenspannvorrichtung der
Fig. 1,
Fig. 3 eine Lichtschranke als Durchmesser-Meßvorrich
tung,
Fig. 4 eine elektronische Zeilenkamera als Durchmesser-
Meßvorrichtung und
Fig. 5 einen Bandwickel mit einer Meßvorrichtung aus
berührungslosen Schaltern.
Eine Schärtrommel 1 ist durch einen Motor 2 antreibbar.
Sie trägt an einem Ende einen Konus 3. Von einem ange
deuteten Gatter 4 wird ein aus zahlreichen Fäden beste
hendes Schärband 5 über eine Fadenspannvorrichtung 6
und ein Fadenriet 7 zugeführt. Hierbei werden nachein
ander ein erster Bandwickel 8 und Folgewickel 9 er
zeugt. Zu diesem Zweck ist das Fadenriet 7 auf einem
Schlitten 10 montiert, der durch einen Stellantrieb 11
axial relativ zur Schärtrommel 1 verschiebbar ist.
Die Fadenspannvorrichtung 6 weist drei Spannwalzen auf,
nämlich die durch einen Motor 12 angetriebene mittlere
Spannwalze 13 und die beiden äußeren Spannwalzen 14 und
15, die mit der mittleren Spannwalze 13 über ein Ge
triebe 16 verbunden sind.
Eine Meßvorrichtung 17, die mit dem Schlitten 10 gekup
pelt ist und in Radialrichtung dem Wickelumfang folgt,
dient der Messung des Durchmessers des Wickels 8 bzw.
9. Sie kann beispielsweise die Form einer Lichtschranke
mit einem Lichtgeber 18 und einem Lichtempfänger 19
aufweisen, wie sie in Fig. 3 schematisch gezeigt ist.
Als Alternative ist in Fig. 4 eine Meßvorrichtung 17'
in Form einer ebenfalls radial dem Wickelumfang folgen
den Zeilenkamera 20 oder einer anderen Videokamera ver
anschaulicht. Fig. 5 zeigt eine Meßvorrichtung 17'', die
aus drei berührungslosen, also beispielsweise induktiv
oder kapazitiv arbeitenden Schaltern 21, 22 und 23 be
steht, die dem Wickelumfang radial folgen. Hiermit kann
erfaßt werden, ob die Umfangsfläche 24 des Wickels 9
eine Mantellinie besitzt, welche parallel zur Trommel
achse verläuft oder einen Winkel hierzu bildet.
Ein Digitalrechner 24' besitzt eine Tastatur 25, mit der
beliebige Befehle manuell eingegeben werden können, und
einen Dateneingang 26, der mit drei Signalleitungen
verbunden ist. Über die Signalleitung 27 werden die mit
einem Zähler 28 gemessenen Umdrehungszahlen der Trommel
1 zugeführt, über eine Signalleitung 29 die Drehzahl
des Motors 2 und über eine Signalleitung 30 das Meßer
gebnis der Meßvorrichtung 17. Der Rechner 24 umfaßt
ferner einen Speicher 31, einen Vergleicher 32 und ein
Ausgabeteil 33. Dieses gibt über eine Befehlsleitung 34
Vorschubsignale an den Stellantrieb 11 und über eine
Befehlsleitung 35 Drehzahlsignale an den Motor 12.
Beim Schären des ersten Bandwickels 8, das mit konstan
ter Fadenspannung erfolgt, wird während der Anfangspha
se, beispielsweise während der ersten hundert Umdrehun
gen der Trommel 1, der Vorschub des Schlittens 10 auf
grund der Erfahrung der Bedienungsperson oder einer
anhand des zu schärenden Materials angestellten Berech
nung vorgegeben. Am Ende dieser Anfangsphase (Arbeits
punkt a in Fig. 5) wird mit Hilfe der Meßvorrichtung 17
eine die Bandwickelform charakterisierende Prüfgröße,
hier der Wickeldurchmesser, im Vergleicher 32 des Rech
ners 24 mit einem im Speicher 31 abgelegten Sollwert
des Wickeldurchmessers verglichen. Wenn keine Überein
stimmung herrscht, wird der Vorschub des Schlittens 10
durch ein entsprechendes Signal für den Stellantrieb 11
korrigiert.
Außerdem wird die gemessene Prüfgröße als eine die
Bandwickelform charakterisierende Kenngröße im Speicher
31 abgelegt. In den Arbeitspunkten b bis g (Fig. 5),
die jeweils nach einer bestimmten Umdrehungszahl, z. B.
100 Umdrehungen, auftreten, werden erneut mit der Meß
vorrichtung 17 gemessene Kenngrößen im Speicher 31 ab
gelegt. Falls erwünscht, kann in diesen Arbeitspunkten
auch eine weitere Korrektur des Vorschubs des Schlit
tens 10 erfolgen.
Beim Schären des zweiten Wickels 9 und aller weiteren
Folgewickel wird jeweils in den Arbeitspunkten a bis g
die jeweilige Kenngröße, die von der Meßvorrichtung 17
gemessen worden ist, mit der gespeicherten Kenngröße,
die im entsprechenden Arbeitspunkt am ersten Bandwickel
8 festgestellt worden war, verglichen. Bei fehlender
Übereinstimmung wird ein entsprechendes Signal an den
Motor 12 gegeben, der durch Erhöhung oder Verminderung
der Drehzahl der Spannwalzen 13 bis 15 die Fadenspan
nung ändert. Auf diese Weise ergibt sich eine Korrek
tur, mit der die Wickeldurchmesser in allen Folgewic
keln dem ersten Bandwickel angepaßt werden. Diese Kor
rektur erfolgt in den genannten Arbeitspunkten a bis g.
Wenn die Trommel 1 vollgeschärt ist, ergibt sich ein
Gesamtwickel mit gleichmäßigem Durchmesser.
Man kann auch den Schlitten 10 ortsfest halten und die
Trommel 1 axial mit Hilfe des Stellantriebs 11 ver
schieben. Statt die Umdrehungszahl und die Drehzahl des
Motors 2 zu messen, kann man auch in dem Rechner 24
eine entsprechende Winkelkodierung an der Welle des
Motors 2 auswerten. Die Spannvorrichtung 6 kann auch
durch einen Zwangsantrieb der Gatterspulen oder eine
Fadenbremse gebildet sein.
Claims (18)
1. Verfahren zum Schären von Fäden auf die einen Konus
aufweisende Trommel einer Schärmaschine, bei dem
mehrere Schärbänder nacheinander mittels eines re
lativ zur Trommel axial verschiebbaren Schlittens
zugeführt werden, beim Schären des ersten Bandes
nach einer vorgegebenen Anfangsphase eine Korrektur
des vorgegebenen Schlittenvorschubs aufgrund eines
Soll-Ist-Vergleichs einer die Bandwickelform cha
rakterisierenden Prüfgröße erfolgt und beim Schären
der Folgebänder in der Anfangsphase der vorgegebe
nen Schlittenvorschub und danach der korrigierte
Schlittenvorschub kopiert wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Schären des ersten Bandes mit konstanter Fadenspannung erfolgt,
daß beim
Schären der Bänder jeweils bei den gleichen Umdre
hungszahlen der Trommel eine die Bandwickelform
charakterisierende Kenngröße erfaßt wird, daß die
Kenngrößen des ersten Bandwickels gespeichert und
mit ihnen die Kenngrößen der Folgewickel verglichen
werden, und daß bei einer Abweichung der miteinan
der verglichenen Kenngrößen die Fadenspannung des
der Trommel zugeführten Folgebandes korrigiert
wird, wobei die Erfassung der die Bandwickelform
charakterisierenden Kenngröße mit einer ersten Vor
richtung erfolgt und die Beeinflussung der Faden
spannung des der Trommel gerade zugeführten Folge
bandes mit einer zweiten Vorrichtung, die nicht
identisch ist mit der ersten Vorrichtung.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kenngrößenvergleich und die Korrektur der
Fadenspannung bei jedem Folgewickel mehrfach nach
einander erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Kenngröße die Prüfgröße ver
wendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß beim Schären des ersten Bandes
der Soll-Ist-Vergleich und die Korrektur des Vor
schubs mehrfach wiederholt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Erfassung der Prüf- und/oder
Kenngrößen sowie die Korrektur von Vorschub
und/oder Fadenspannung bei sich kontinuierlich dre
hender Trommel erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Vergleich der Kenngrößen
und die Korrektur der Fadenspannung automatisch
erfolgen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch
gekennzeichnet, daß die Erfassung der Prüf- und
Kenngrößen kontaktlos erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch
gekennzeichnet, daß die Prüf- und/oder Kenngröße
durch den Wickeldurchmesser gebildet ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Prüf- und/oder Kenngröße
durch den Winkel zwischen der Mantellinie des Band
wickels und der Trommelachse gebildet wird.
10. Schärmaschine zur Durchführen des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 bis 9, mit einer einen Konus
aufweisenden Trommel, einem relativ zur Trommel
axial verschiebbaren Schlitten zur Zuführung von
Schärbändern mit verstellbarem Vorschubantrieb,
einer Meßvorrichtung zur Erfassung einer die Band
wickelform charakterisierenden Prüfgröße, einer
Vorrichtung zur Korrektur des Vorschubantriebs in
Abhängigkeit von einem Soll-Ist-Vergleich der Prüf
größe und einem Speicher für die beim ersten Band
wickel gewonnenen und zum Kopieren des Vorschubs
bei den Folgewickeln dienenden Vorschubdaten, ge
kennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (17, 17',
17'') zur Erfassung einer die Bandwickelform charak
terisierenden Kenngröße, einen Speicher (31) für
die beim ersten Bandwickel (8) gewonnenen Kenngrö
ßen, einen Kenngrößen-Vergleicher (32) und eine
Spannvorrichtung (6) für die der Trommel (1) zuge
führt werdenden Schärbänder (5), mit deren Hilfe
die Fadenspannung beim Schären
der Folgebänder
in Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis geändert
wird, wobei die Meßvorrichtung (17, 17', 17'') und
die Spannvorrichtung (6) voneinander getrennte Bau
teile sind.
11. Schärmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Spannvorrichtung (6) eine unab
hängig von der Schärtrommel (1) antreibbare Spann
walze (13 bis 15) besitzt.
12. Schärmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Prüfgrößen-Meßvorrichtung und
die Kenngrößen-Meßvorrichtung durch eine einzige
Meßvorrichtung (17, 17', 17'') gebildet sind.
13. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (17, 17'')
für den Wickeldurchmesser.
14. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
gekennzeichnet durch eine Meßvorrichtung (17'') für
die Neigung der Mantellinie des Bandwickels (8, 9)
zur Trommelachse.
15. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
gekennzeichnet durch eine Lichtschranke als Meßvor
richtung (17).
16. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
gekennzeichnet durch eine elektronische Kamera (20)
als Meßvorrichtung (17').
17. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 14,
gekennzeichnet durch mindestens einen berührungs
losen Schalter (21 bis 23) als Meßvorrichtung
(17'').
18. Schärmaschine nach einem der Ansprüche 10 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Digitalrechner (24)
vorgesehen ist, der den Speicher (31) aufweist, den
Kenngrößen-Vergleicher (32) bildet und die Faden
spannvorrichtung (6) automatisch verstellt.
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