WO2004031060A2 - Vorrichtung zum aufspulen eines fadens - Google Patents

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WO2004031060A2
WO2004031060A2 PCT/DE2003/003252 DE0303252W WO2004031060A2 WO 2004031060 A2 WO2004031060 A2 WO 2004031060A2 DE 0303252 W DE0303252 W DE 0303252W WO 2004031060 A2 WO2004031060 A2 WO 2004031060A2
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thread
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Wolfgang Jaeger
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Indramat Refu Gmbh
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    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a device for winding a thread on a bobbin according to the preamble of claim 1.
  • Devices for winding a thread are used in the field of textile machines to produce packages.
  • a thread is wound onto packages on the package in order to achieve a tight packing of the thread on the package 'and also to enable the thread to be unwound safely.
  • a generic device for winding a thread on a spool is known from DE 4 432 498 AI.
  • the device has several cross-wound bobbins which are rotatably mounted on an axis of rotation.
  • Each cross-wound bobbin is assigned a thread guide unit, which in turn is axially displaceable in a guide.
  • a winding of the thread on the package is achieved in that the package is rotated about its central axis and the thread guide device is moved back and forth in an axial movement.
  • the object of the invention is to provide an improved device for winding a thread on a bobbin.
  • An advantage of the device according to the invention is that a linear drive with an anti-displacement rod in the form of a hollow shaft motor is used as the drive means.
  • the use of a linear drive and a drive rod offers the advantage of a precise and fast movement of the thread guide unit. Deflection devices for a belt are not required. In addition, the induced by 'the belt elasticity and inertia is avoided in the control of the yarn guiding unit.
  • the hollow shaft motor preferably has a frequency converter which can be controlled via a control unit.
  • the control unit controls the frequency converter in the manner and- manner, 'that the drive rod moves the yarn guiding unit in the desired manner.
  • the thread guide unit is coupled to two spring elements in such a way that the spring elements ' absorb the kinetic energy of the thread guide unit before a reversal of movement and after the movement reversal give the stored kinetic energy back to the thread guide unit. In this way, on the one hand, a damping of the movement speed of the thread guide unit in the reversal area is achieved and, moreover, the kinetic energy absorbed can be fed in. This enables gentle and low-energy movement of the thread guide unit. At the same time, the spring elements enable a quick reversal of movement. '
  • the control unit preferably reduces the speed of the thread guide unit before the movement reversal and thus ensures a gentle change in movement of the thread guide unit. This enables a low-vibration and gentle movement of the thread guide unit.
  • the drive shaft is guided via a sealing element into a housing of the hollow shaft motor, the sealing element being designed as dust protection. In this way it is avoided that the interior of the hollow shaft motor gets too dusty. This ensures a long service life for the hollow shaft motor.
  • the sealing element is designed in the form of a sealing labyrinth. Training as a sealing labyrinth offers relatively good dust protection and is inexpensive.
  • the dust protector is designed in the form of an overpressure device which blows air out of the housing in the region of the sealing gap between the housing and the drive rod.
  • the sealing element is preferably designed in the form of a hollow ring with blowing openings which are arranged in a ring around the drive train on an outside of the housing. In this way, a concentration of the air flow is concentrated on the required area. This avoids the unnecessary generation of excess pressure. This enables the device to be operated with little energy.
  • the blowing openings are arranged in a blowing direction, which are arranged in the direction of the drive rod and are directed at least slightly away from the housing.
  • this cleans the drive rod itself of dust and also generates an air flow that blows the dust away from the housing.
  • reliable protection of the interior of the hollow shaft motor from dust is ensured.
  • FIG. 1 shows a schematic arrangement of the device for winding a thread
  • FIG. 2 shows a hollow shaft motor with a drive rod
  • FIG. 3 shows a sealing element in the form of a labyrinth seal
  • FIG. 4 shows a sealing element in the form of a hollow ring with blowing openings
  • FIG. 5 shows a cross section through a preferred embodiment of the hollow ring
  • FIG. 6 shows a speed diagram of the hollow shaft motor plotted against a disturbance variable.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a traversing unit of a textile machine, which essentially has a bobbin 1 and a thread guide unit 2.
  • the coil 1 is arranged on a rotatably mounted shaft 3, which is driven by a rotary motor 4.
  • the thread guide unit 2 has an eyelet 5 through which a thread 6 is guided.
  • the thread 6 is provided by a thread spool, not shown.
  • the thread guide unit 2 is mounted axially displaceably in a guide rail 7 in the axial direction.
  • the thread guide unit 2 has one in each of two end regions lying opposite one another .
  • the thread guide unit 2 is fastened on a lifting rod 9.
  • the lifting rod 9 is connected at a first end to a drive rod 11 via a coupling 10.
  • the drive rod 11 is part of a hollow shaft motor 12.
  • the hollow shaft motor 12 has a gear 13 which is connected to a rotor 14. Furthermore, the hollow shaft motor 12 has a stator 15 which is connected to a frequency converter 17 via power lines 16.
  • the frequency converter 17 is connected to a voltage network 18 which, for example, provides three sinusoidal voltages of 400 V.
  • the frequency converter 17 can also be connected to a control unit 19.
  • the stator 15 has a multiplicity of stator windings which are arranged in a circle around the rotor 14.
  • the stator windings are supplied with current by the frequency converter 17 depending on the control by the control unit 19 in such a way that the rotor 14 is moved in the desired direction of rotation at the desired speed.
  • the rotor 14 drives the gear 13 ', which in turn sets the drive rod 11 in an axial movement.
  • the gear 13 is designed, for example, as a screw nut which is operatively connected to an external thread 20 of the drive rod 11 by means of an internal thread 21.
  • the drive rod 11 is fixed against rotation.
  • the nut is rotatably mounted.
  • the nut is axial
  • a spiral spring 23 is assigned to the guide rods 8.
  • the coil springs 23 are mounted on a holding frame 24 and are each arranged in an end region of the movement of the lifting rod 9.
  • the distance between a spiral spring 23 and the guide rod 8 is chosen in the manner; that the guide rod 8 comes into contact with the spiral spring 23 before the reversal of the movement of the lifting rod 9 and thus the thread guide unit 2 and prestresses the spiral spring 23 against the holding frame 24.
  • the spiral spring 23 releases the kinetic energy of the lifting rod 9 stored by the pretensioning of the spiral spring 23 back to the lifting rod 9.
  • coil springs 23 instead of the coil springs 23 shown, other types of spring elements can be arranged which dampen the movement of the lifting rod 9 in the region of a reversal of the direction of movement of the lifting rod 9, at the same time store part of the kinetic energy of the lifting rod 9 and after the movement reversal of the lifting rod 9 Deliver the stored kinetic energy back to the lifting rod 9. In this way, a faster reversal of movement of the thread guide unit 2 is effected.
  • spiral springs can also be arranged, which are prestressed in tension when the lifting rod 9 reverses movement.
  • a plurality of bobbins 1 and thread guide units 2 can be arranged, which are rotatably mounted on the shaft 3 or are fixedly connected to the lifting rod 9. In this way, a large number of threads 6 can be wound onto bobbins 1 at the same time.
  • the control unit 19 has a corresponding control program which is stored in a memory of the control unit 19.
  • FIG. 2 ′ shows several perspective representations of the hollow shaft motor 12 with the drive rod 11.
  • a side view of the hollow shaft motor 12 is shown in FIG. 2A.
  • the drive rods 11 are preferably guided in a second guide rail 26 via a guide block 27 in the axial direction.
  • One end of the drive rod 11 is fixedly connected to the guide block 27, the guide block 27 engaging in lateral guide grooves 28 of the second guide rail 26 with correspondingly shaped cams.
  • the guide grooves 28 of the second guide rail 26 are each formed laterally on the second guide rail 26.
  • the guide block 27 preferably provides. represents the clutch 10, via which the lifting rod 9 with the drive rod
  • the clamp connection 29 can preferably also be used for fastening the lifting rod 9.
  • FIG. 2C shows an enlarged side view of the guide block 27 and the drive rod 11.
  • the ah drive rod 11 has a holding groove 30 which rests on a corresponding holding surface 31 of the guide block 27. In this way, rotation of the drive rod 11 is reliably avoided.
  • FIG. 2D shows an enlarged view of the guide block 27 from above.
  • Fig ⁇ 2E shows a view from the axis of the drive rod 11.
  • the hollow shaft motor 12 has a bearing sleeve 34, through which the drive rod is guided in the hollow shaft motor 12.
  • 11 A sealing element 32 is arranged between the bearing sleeve 34 and the drive rod 11. The sealing element 32 serves to seal the interior of the hollow shaft motor 12 against dust.
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of the sealing element 32, which has a labyrinth seal 35 adjacent to the surface of the drive rod 11.
  • the labyrinth seal 35 essentially consists of several surfaces which are arranged perpendicular to the longitudinal direction of the drive rod 11. In this way, air which wants to get into the interior of the hollow shaft motor 12 from the outside must flow over the stepped sealing surfaces. Due to the arrangement of the vertically arranged surfaces, a swirling of the flow is achieved, so that an inflow into the interior of the hollow shaft motor 12 is made more difficult, which means that dust is preferably deposited in cavities 36 of the labyrinth seal 35.
  • Fig. 4 shows a further preferred embodiment of the sealing element 32 in the form of a hollow ring 37.
  • the hollow ring 37 has blow openings 38 which are annular. the drive rod .11 are arranged.
  • the hollow ring 37 is connected to an air compressor 40 via a connecting line 39.
  • the air compressor 40 supplies the hollow ring 37 with excess pressure, so that the hollow ring 37 releases air via the blowing openings 38.
  • the blowing openings 38 are arranged in such a way that the air jet discharged via the blowing openings 38 blows dust away from the drive rod 11 and blows away from the housing 33 of the hollow shaft motor 12.
  • 5 shows a cross section through the drive rod 11 and the hollow ring 37 with the blowing openings 38.
  • the orientation of the blowing openings 38 can be seen clearly, which leads to an air flow which leads both away from the hollow shaft motor 12 and in the direction of the drive rod 11 is directed.
  • the air jet generated by the hollow ring 37 has both a directional component in the direction of the drive rod 11 and a second component away from the hollow shaft motor 12. This prevents dust from entering the interior of the hollow shaft motor 12 via the drive rod 11 due to the axial movement of the drive rod 11.
  • Fig. 6 the speed of the hollow shaft motor 12 when winding a thread 6 is shown schematically over time.
  • the speed changes from a negative to a positive speed.
  • a movement of the thread guide unit 2 to the right is associated with a negative speed and a movement to the left is associated with a positive speed.
  • the speed is increased with a first slope up to a first speed.
  • the speed is increased with a second, smaller slope to a second speed up to time T 2 .
  • the speed is reduced by control unit 19 by reducing the power supply to hollow shaft motor 12 and at time T 3 is converted into a reversal of movement, ie a negative speed.
  • the speed change runs cyclically over time. This causes a back and forth movement of the thread guide unit 2, which is required for winding the thread 6 over the entire width of the bobbin 1.
  • the stroke breathing is shown, which corresponds to the width of the coil 1 to be wound. The stroke breathing changes. periodically by, for example, ⁇ 3 mm, so that the reversal point of the thread guide unit 2 is not always exactly at the same point. This achieves a more advantageous winding of the coil 1.
  • the reduction in the current intensity for driving the hollow shaft motor 12 is controlled as a function of the deflection of the thread guide unit 2. Since the deflection itself is not measured, the revolutions / the current angular position are used as a measure of the deflection via a motor encoder of the hollow shaft motor 12.
  • the time T 2 corresponds to a fixed deflection of the thread guide unit 2 , from which the speed of the thread guide unit 2 is reduced shortly before the reversal point by a reduction in the current.
  • Thread guide unit 2 is also varied by setting a disturbance variable, the average stroke speed in order to obtain a better winding of the thread 6.
  • the disturbance variable i.e. the deviation in relation to the average stroke speed is plotted in the lower diagram line parallel to the speed over time. This is up to a maximum of 10% of the stroke speed, i.e. the average speed.
  • the change in the disturbance variable causes a slow speed superposition, for example a triangular shape, as shown in FIG. 6, compared to the stationary speed count of the thread guide unit 2.
  • the functionality shown in FIG. 6 is stored in the form of a control program in the control unit 19 or in the frequency converter (application software).
  • the parameters disturbance in% / T on in s and T a _ in s, the path s in mm, the stroke breathing in mm and the cycles, eg 4 can be used to change the stroke breathing will be programmed.
  • the winding process runs automatically until a stop command.
  • Frequency converter Voltage network 9 Control unit 0 External thread 1 Internal thread 2 Housing 3 Coil spring 4 Holding frame 5 Stop 6 Second guide rail 7 Guide block 8 Guide groove 9 Clamping connection 0 Holding groove 1 Holding surface 2 Sealing element 3 4 Bearing sleeve 5 Labyrinth seal Cavity hollow ring blow opening connecting line air compressor

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Abstract

Es wird eine Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf einer Spule (1) beschrieben, wobei eine Fadenführeinheit (2) zum Führen des Fadens vorgesehen ist, die axial beweglich ist. Die Fadenführeinheit (2) ist mit einem Hohlwellenmotor (12) als Antriebs­mittel verbunden. Der Hohlwellenmotor (12) weist eine Antriebs­stange (11) auf, die abhängig von der Ansteuerung des Hohlwellen­motors (12) die Fadenführeinheit (2) mit einer gewünschten Geschwin­digkeit in eine Hin- und Herbewegung mit Umkehrpunkten ver­setzt. Der Hohlwellenmotor (12) eignet sich als besonders einfache Ausführungsform als Antriebsmittel für die Fadenführeinheit (2). Weitere vorteilhafte Ausführungsformen betreffen die Abdich­tung der Antriebsstange (11) gegenüber dem Gehäuse des.Hohlwellen­motors (12). Vorzugsweise wird eine Luftströmung in Richtung auf die Antriebsstange (11) und weg vom Hohlwellenmotor (12) erzeugt, um ein Eindringen von Staub in den Hohlwellenmotor (12) zu vermeiden.

Description

Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf einer Spule gemäß dem- Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Vorrichtungen zum Aufspulen eines Fadens werden im Bereich von Textilmaschinen dazu verwendet, um Kreuzspulen herzustellen. Auf Kreuzspulen wird nach einem festgelegten Verfahren ein Faden aufgewickelt, um eine dichte Packung des Fadens auf der Kreuzspule' zu erreichen und zudem eine sichere Abspulung des Fadens zu ermöglichen.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf einer Spule ist aus DE 4 432 498 AI bekannt. Die Vorrich- tung verfügt über mehrere Kreuzspulen, die auf einer Drehachse drehbar gelagert sind. Jeder Kreuzspule ist eine Fadenführeinheit zugeordnet, die wiederum axial in einer Führung verschiebbar angeordnet ist. Ein Aufspulen des Fadens auf der Kreuzspule wird dadurch erreicht, dass ' zum einen die Kreuz- spule um ihre Mittenachse gedreht, wird und zum anderen die Fadenführeinrichtung in einer axialen Bewegung hin und her verschoben wird.
Zur axialen Verschiebung der Fadenführeinrichtung ist es aus DE 4 310 905. AI bekannt, zwei in gegenlaufender Richtung über Endlosriemen bewegbare Mitnehmer zu verwenden. Der Faden wird dabei von einem ersten Mitnehmer in einer ersten Richtung bewegt und in einem Endbereich der Aufspulfläche von einem zweiten Mitnehmer, der sich in entgegengesetzter Richtung bewegt, übernommen und bis zum zweiten Endbereich der Aufspul- fläche bewegt. Im zweiten Endbereich wird der Faden wiederum vom ersten Mitnehmer übernommen und wieder zum ersten Endbereich bewegt. Die Bewegung der Mitnehmer erfolgt in der bekannten Ausführungs orm durch einen Riemenantrieb. Aus DE 3 734 481 AI ist ebenfalls eine Vorrichtung zur Fadenverlegung auf einer Kreuzspule bekannt, bei der Fadenführer . über einen Endlosriemen und einen Motor bewegt werden. Der Motor ist in zwei Drehrichtungen drehbar schaltbar, so dass der Endlosriemen abwechselnd in zwei Bewegungsrichtungen bewegbar ist. Durch einen entsprechenden Wechsel der Drehrichtung des Motors wird die zum Aufspulen benötigte Hin- und Herbewegung der Fadenführer erzeugt .
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf einer Spule bereitzustellen.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst . Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass als Antriebsmittel ein Linearantrieb mit einer Antxiebsstange in Form eines Hohlwellenmotors verwendet wird. Die Verwendung eines Linearantriebes und einer Antriebsstange bietet den Vorteil einer präzisen und schnellen Bewegung der Fadenführeinheit . Umlenkvorrichtungen für einen Riemen werden nicht benötigt. Zudem wird die durch' den Riemen bedingte Elastizität und Trägheit bei der Steuerung der Fadenführeinheit vermieden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsrormen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Vorzugsweise weist der Hohlwellenmotor einen Frequenzumrich- ter auf, der über eine Steuereinheit ansteuerbar ist. Die Steuereinheit steuert den Frequenzumrichter in der Art und- Weise an,' dass die Antriebsstange die Fadenführeinheit in der gewünschten Art und Weise bewegt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist- die Fadenführeinheit mit zwei Federelementen in der Weise gekoppelt, dass die Federelemente' die Bewegungsenergie der Fadenführeinheit vor einer Bewegungsumkehr aufnehmen und nach der Bewegungsumkehr die gespeicherte Bewegungsenergie wieder an die Fadenführeinheit abgeben. Auf diese Weise wird zum einen eine Dämpfung der Bewegungsgeschwindigkeit der Fadenführeinheit im Umkehrbereich erreicht und zudem eine Einspeisung der aufgenommenen Bewegungsenergie ermöglicht. Dadurch ist eine schonende und energiearme Bewegung der Fadenführeinheit möglich. Zugleich ist durch die Federelemente eine schnelle Bewegungsumkehr möglich. '
Vorzugsweise reduziert die Steuereinheit die Geschwindigkeit der Fadenführeinheit vor der Bewegungsumkehr und sorgt somit zu einer sanften Bewegungsänderung der Fadenführeinheit. Damit wird eine schwingungsarme und lagerschonende Bewegung der Fadenführeinheit ermöglicht .
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antriebss,tange über ein Dichtelement in ein Gehäuse des Hohlwellenmotors ge- führt, wobei das Dichtelement als Staubschutz ausgebildet ist. Auf diese Weise wird vermieden, dass der Innenraum des Hohlwellenmotors zu sehr verstaubt . Damit wird eine lange Lebensdauer des Hohlwellenmotors gewährleistet .
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Dichtelement in Form eines Dichtlabyrinthes ausgebildet. Die Ausbildung als Dichtlabyrinth bietet einen relativ guten Staubschutz und ist kostengünstig.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Staub- schμtz in Form einer Überdruckvorrichtung ausgebildet, die Luft im Bereich des Dichtspaltes zwischen dem Gehäuse und der Antriebsstange aus dem Gehäuse ausbläst . Auf diese Weise wird sicher eine Verstaubung des Innenraums des Hohlwellenmotors vermieden. Vorzugsweise ist das Dichtelement in Form eines Hohlringes mit Blasöffnungen ausgebildet, die ringförmig um den Antriebsstrang an einer Außenseite des Gehäuses angeordnet sind. Auf diese Weise wird eine Konzentration des Luftstromes auf den benötigten Bereich konzentriert. Somit wird eine un- nötige Erzeugung von Überdruck vermieden. Damit ist ein energiearmes Betreiben der Vorrichtung möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Blasöffnungen in einer Blasrichtung angeordnet, die in Richtung der An- triebsstange angeordnet sind und mindestens leicht weg vom Gehäuse gerichtet sind. Damit wird zum einen die Antriebs- Stange selbst von Staub gereinigt und zudem ein Luftstrom erzeugt, der den Staub vom Gehäuse wegbläst. Folglich wird ein zuverlässiger Schutz des Innenraums des Hohlwellenmotors vor Staub gewährleistet.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert . Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Anordnung der Vorrichtung zum Auf-' spulen eines Fadens, Fig. 2 einen Hohlwellenmotor mit Antriebsstange,
Fig. 3 ein Dichtelement in Form einer Labyrinthdichtung, Fig. 4 ein Dichtelement in Form eines Hohlringes mit Blasöffnungen, Fig. 5 einen Querschnitt durch eine bevorzugte Ausführungs- form des Hohlringes und
Fig. 6 ein Drehzahldiagramm des Hohlwellenmotors aufgetragen über eine Störgröße.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Changiereinheit einer Textilmaschine, die im Wesentlichen eine Spule 1 und eine Fadenführeinheit 2 aufweist. Die Spule 1 ist auf einer drehbar gelagerten Welle 3 angeordnet, die von einem Drehmotor 4 angetrieben wird. Die Fadenführeinheit 2 weist eine Öse 5 auf, durch die ein Faden 6 geführt ist. Der Faden 6 wird von einer nicht dargestellten Fadenspule bereitgestellt. Die Fadenführeiήheit 2 ist in axialer Richtung in einer Führungsschiene 7 axial verschiebbar gelagert. Die Fadenführeinheit 2 weist in zwei gegebenüberliegenden Endbe- reichen jeweils eine. Führungsstange 8 auf, die durch die Führungsschiene 7 geführt sind. Die Fadenführeinheit 2 ist auf einer Hubstange 9 befestigt. Die Hubstange 9 ist an einem ersten Ende über eine Kupplung 10 mit einer AntriebsStange 11 verbunden. Die Antriebsstange 11 ist Teil eines Hohlwellenmo- tors 12. Der Hohlwellenmotor 12 weist ein Getriebe 13 auf, das mit einem Rotor 14 verbunden ist. Weiterhin verfügt der Hohlwellenmotor 12 über einen Stator 15, der über Stromleitungen 16 mit einem Frequenzumrichter 17 verbunden ist. Der Frequenzumrichter 17 steht mit einem Spannungsnetz 18 in Ver- bindung, das beispielsweise drei sinusförmige Spannungen von 400 V bereitstellt. Der Frequenzumrichter 17 kann zudem an eine Steuereinheit 19 angeschlossen werden.
Der- Stator 15 weist eine Vielzahl von Statorwicklungen auf, die kreisförmig um den Rotor 14 angeordnet sind. Die Stator- Wicklungen werden von dem Frequenzumrichter 17 abhängig von der Steuerung durch die Steuereinheit 19 in der Art und Weise mit Strom versorgt, dass der Rotor 14 in der gewünschten Drehrichtung mit der gewünschten Drehzahl bewegt wird. Der Rotor 14 treibt das Getriebe 13 an', das wiederum die An- triebsstange 11 in eine Axialbewegung versetzt. Dazu ist das Getriebe 13 beispielsweise als Schraubenmutter ausgebildet, die mit einem Innengewinde 21 in Wirkverbindung mit einem Außengewinde 20 der Antriebsstange 11 steht. Die Antriebsstange 11 ist gegen eine Drehung fixiert. Die Schraubenmutter ist drehbar gelagert.. Zudem ist die Schraubenmutter in axialer
Richtung durch Anschläge 25 in der Position gegenüber, dem Gehäuse 22 festgelegt. Bei einer Drehung des Getriebes 13 bleibt die axiale Position des Getriebes 13 unverändert und die Antriebsstange 11 wird in axialer Richtung verschoben. Auf diese Weise wird eine Verschiebung der Fadenführeinheit 2 bewirkt . Hohlwellenmotoren sind hinreichend bekannt und werden beispielsweise von der Firma Rexroth hergestellt.
Den FührungsStangen 8 ist jeweils eine Spiralfeder 23 zuge- ordnet. Die Spiralfedern 23 sind auf einem Halterahmen 24 angebracht und jeweils in einem Endbereich der Bewegung der Hubstange 9 angeordnet. Der Abstand zwischen einer Spiralfeder 23 und der FührungsStange 8 ist in der Weise gewählt; dass die FührungsStange 8 vor einer Bewegungsumkehr der Hubstange 9 und damit der Fadenführeinheit- 2 zur Anlage an der Spiralfeder 23 gelangt und die Spiralfeder 23 gegen den Halterahmen 24 vorspannt. Nach der Bewegungsumkehr der Hubstange 9 gibt die Spiralfeder 23 die durch die Vorspannung, der Spiralfeder 23 gespeicherte Bewegungsenergie der Hubstan- ge 9 wieder an die Hubstange 9 ab.
Anstelle der dargestellten Spiralfedern 23 können auch andere Arten von Federelementen angeordnet werden, die eine Dämpfung der Bewegung der Hubstange 9 im Bereich einer Umkehr der Bewegungsrichtung der Hubstange 9 bewirken, zugleich einen Teil der Bewegungsenergie der Hubstange 9 speichern und nach der Bewegungsumkehr der Hubstange 9 die gespeicherte Bewegungsenergie wieder an die Hubstange 9 abgeben. Auf diese Weise wird eine schnellere Bewegungsumkehr der Fadenführeinheit 2 bewirkt. Beispielsweise können auch Spiralfedern angeordnet sein, die auf Zug bei einer Bewegungsumkehr der Hubstange 9 vorgespannt werden.
Anstelle der in Fig. 1 dargestellten Fadenführeinheit 2 und Spule 1 können eine Vielzahl von Spulen 1 und Fadenführeinheiten 2 angeordnet sein, die auf der Welle 3 drehbar gela- gert bzw. mit der Hubstange 9 fest verbunden sind. Auf diese Weise können gleichzeitig eine Vielzahl von Fäden 6 auf Spulen 1 aufgespult werden. Zur Ansteuerung des Frequenzumrichters 17 verfügt die Steuereinheit 19 über ein entsprechendes Ansteuerprogramm, das in einem Speicher der Steuereinheit 19 abgelegt ist.
Fig. 2 ' zeigt mehrere perspektivische Darstellungen des Hohl- wellenmotors 12 mit der Antriebsstange 11. In Fig. 2A ist eine Seitenansicht des Hohlwellenmotors 12 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass die Antriebsstaήge 11 vorzugsweise in einer zweiten Führungsschiene 26 über einen Führungsblock 27 in axialer Richtung geführt ist . Ein Ende der Antriebsstange 11 ist fest mit dem Führungsblock 27 verbunden, wobei der Führungsblock 27 in seitliche Führungsnuten 28 der zweiten Führungsschiene 26 mit entsprechend, ausgeformten Nocken eingreift. Die Führungsnuten 28 der zweiten Führungsschiene 26 sind jeweils seitlich an der zweiten Führungsschiene 26 aus- gebildet. Der Führungsblock 27 stellt vorzugsweise. die Kupplung 10 dar, über die die Hubstange 9 mit der Antriebsstange
11 fest verbunden ist.
Fig. 2B zeigt eine Ansicht von oben auf den Hohlwellenmotor
12 und die Antriebsstange 11. Dabei ist zu erkennen, dass das Ende der Antriebsstange 11 über eine Klemmverbindung mit dem
Führungsblock 27 verbunden ist. Die Klemmverbindung 29 kann vorzugsweise auch zur Befestigung der Hubstange 9 verwendet werden.
In- Fig. 2C ist eine vergrößerte Seitenansicht des Führungs- blockes 27 und der Antriebsstange 11 dargestellt. Die Ah- triebsstange 11 weist eine Haltenut 30 auf, die auf einer entsprechenden Haltefläche 31 des Führungsblockes 27 aufliegt. Auf diese Weise wird eine Drehung der Antriebsstange 11 sicher vermieden.
Fig. 2D zeigt eine vergrößerte Ansicht des Führungsblockes 27 von oben. Fig^' 2E zeigt eine Ansicht aus der Achse der Antriebsstange 11. Der Hohlwellenmotor 12 weist eine Lagerhülse 34 auf, durch die die Antriebsstange 11 in den Hohlwellenmotor 12 geführt ist. Zwischen der Lagerhülse 34 und der Antriebsstange 11 ist ein Dichtelement 32 angeordnet. Das Dichtelement 32 dient zum Abdichten des Innenraums des Hohlwellenmotors 12 gegen Staub.
Fig. 3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Dichtelementes 32, das angrenzend an die Oberfläche der Antriebsstange 11 eine Labyrinthdichtung 35 aufweist. Die Labyrinthdichtung 35 besteht im Wesentlichen aus mehreren Flächen, die senk- " recht zur Längsrichtung der Antriebsstange 11 angeordnet sind. Auf diese Weise muss eine Luft, die von außen in den Innenraum des Hohlwellenmotors 12 gelangen will, über die ge- stuften Dichtflächen strömen. Aufgrund der Anordnung der senkrecht angeordneten Flächen wird eine Verwirbelung der Strömung erreicht, so dass ein Einströmen in' den Innenraum des Hohlwellenmotors 12 erschwert wird. Dadurch lagert sich Staub vorzugsweise in Hohlräumen- 36 der Labyrinthdichtung 35 ab.
Fig. 4 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Dichtelementes 32 in Form eines Hohlringes 37. Der Hohlring 37 weist Blasöffnungen 38 auf, die ringförmig um. die Antriebsstange .11 angeordnet sind. Der Hohlring 37 steht über eine Verbindungsleitung 39 mit einem Luftkompressor 40 in Verbindung. Der Luftkompressor 40 versorgt den Hohlring 37 mit Überdruck, so dass der Hohlring 37 Luft über die Blasöffnungen 38 abgibt. Die Blasöffnungen 38 sind in der Weise angeordnet, dass der -über die Blasöffnungen 38 abgegebene Luft- strahl Staub von der Antriebsstange 11 wegbläst und vom Gehäuse 33 des Hohlwellenmotors 12 wegbläst. Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch die Antriebsstange 11 und den Hohlring 37 mit den Blasöffnungen 38. Dabei ist deut-, lieh die Ausrichtung der Blasδffnungen 38 zu erkennen, die zu einer Luftströmung führt, die sowohl vom Hohlwellenmotor 12 wegführt als auch in Richtung auf die Antriebsstange 11 gerichtet ist. Der vom Hohlring 37 erzeugte Luftstrahl weist sowohl eine Richtungskomponente in Richtung auf die Antriebs- Stange 11 als auch eine zweite Komponente weg vom Hohlwellenmotor 12 auf. Damit wird verhindert, dass Staub über die An- triebsstange 11 durch die axiale Bewegung der Antriebsstange 11 in den Innenraum des Hohlwellenmotors 12 gelangt.
In Fig. 6 ist schematisch über die Zeit die Drehzahl des Hohlwellenmotors 12 beim Aufspulen eines Fadens 6 dargestellt. Zum Zeitpunkt T0 ändert sich die Drehzahl von einer negativen zu einer positiven Drehzahl . Mit einer negativen Drehzahl ist beispielsweise eine Bewegung der Fadenführeinheit 2 nach rechts und mit einer positiven Drehzahl eine Bewegung nach links verbunden. Zwischen dem Zeitpunkt T0 und dem Zeitpunkt Ti wird die Drehzahl mit einer ersten Steigung bis zu einer ersten Drehzahl erhöht. Nach dem Zeitpunkt Ti wird die Drehzahl mit einer zweiten, kleineren Steigung auf eine zweite Drehzahl bis zum Zeitpunkt T2 erhöht. Zum Zeitpunkt T2, der vor dem Erreichen einer Eήdposition liegt, wird die Drehzahl durch die Steuereinheit 19 über eine Reduzierung der Stromversorgung des Hohlwellenmotors 12 reduziert und zum Zeitpunkt T3 in eine Bewegungsumkehr, d.h. eine negative Drehzahl umgewandelt.' In entsprechender Art und Weise 'verläuft die Drehzahländerung zyklisch mit der Zeit. Damit wird eine Hin- und Herbewegung der Fadenführeinheit 2 bewirkt, die zu einem Aufspulen des Fadens 6 auf die gesamte Breite, der Spule 1 erforderlich ist. Zwischen dem Zeitpunkt T0 und dem Zeitpunkt T3 ist die Hubatmung eingezeichnet, die der Breite der zu bewickelnden Spule 1 entspricht . Die Hubatmung ändert . sich periodisch um beispielsweise ± 3 mm, so dass der Umkehrpunkt der Fadenführeinheit 2 nicht immer exakt an der gleichen Stelle liegt. Damit wird eine vorteilhaftere Bewicklung der Spule 1.erreicht.
Die Reduzierung der Stromstärke für den Antrieb des Hohlwellenmotors 12 wird in Abhängigkeit von der Auslenkung der Fadenführeinheit 2 gesteuert . Da die Auslenkung selbst nicht gemessen wird, werden die Umdrehungen/die momentane Winkel- Stellung über einen Motorgeber des Hohlwellenmotors 12 als Maß für die Auslenkung verwendet. In dem dargstellten Ausführungsbeispiel der Fig. 6 entspricht der Zeitpunkt T2 einer festgelegten Auslenkung der Fadenführeinheit .2, ab der durch eine Reduzierung des Stromes die Geschwindigkeit der Fadenführeinheit 2 kurz vor dem Umkehrpunkt reduziert wird.
Zusätzlich zu der Veränderung der Größe der Hubatmung, d.h. der Umkehrpunkte der. Fadenführeinheit 2 wird zudem über die Einstellung einer Störgröße die mittlere Hubkurvendrehzahl variiert, um eine bessere Aufwicklung des Fadens 6 zu erhalten. Die Störgröße, d.h. die Abweichung in Bezug auf die mittlere Hubkurvendrehzahl ist in der unteren Diagrammlinie parallel zur Drehzahl über der Zeit aufgetragen. Diese beträgt bis zu maximal 10% der Hubkurvendrehzahl, d.h. der mittleren Drehzahl. Die Veränderung der Störgröße bewirkt eine langsame Drehzahlüberlagerung, beispielsweise einer Drei- eckform, wie in Fig. 6 dargestellt, gegenüber der stationären Drehzähl der Fadenführeinheit 2.
Die in Fig. 6 dargestellte Funktionalität ist in Form eines Steuerprogramms in der Steuereinheit 19 oder im Frequenzumrichter (Apllikationssoftware) abgelegt. Für eine Beeinflus- sung des AufWickelvorganges können die Parameter Störgröße in %/ Tauf in s und Ta_ in s, der Weg s in mm, die Hubatmung in mm und die Zyklen, z.B. 4, nach denen jeweils eine Veränderung der Hubatmung vorgenommen wird, einprogrammiert werden. Nach einem Start der Funktion, der beispielsweise durch einen externen Maschinenbefehl vorgegeben wird, läuft der Aufwickelvorgang automatisch bis zu einem Stoppbefehl ab.
Bezugszeichenliste
1 Spule
2 Fadenführeiήheit
3 Welle
4 Drehmotor
5 Öse
6 Faden
7 Führungsschiene
8 Führungsstange
9 Hubstange
10 , Kupplung
11 Antriebsstange
12 Hohlwellenmotor
13 Getriebe
14 Rotor
15 Stator
16 Stromleitungen
17 Frequenzumrichter 8 Spannungsnetz 9 Steuereinheit 0 Außengewinde 1 Innengewinde 2 Gehäuse 3 Spiralfeder 4 Halterahmen 5 Anschlag 6 Zweite Führungsschiene 7 Führungsblock 8 Führungsnut 9 Klemmverbindung 0 Haltenut 1 Haltefläc e 2 Dichtelement 3 4 Lagerhülse 5 Labyrinthdichtung Hohlraum Hohlring Blasöffnung Verbindungsleitung Luftkompressor

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens (6) auf einer Spule (1) , mi einer Fadenführeinheit (2) zum Führen des Fadens (6) , wobei die Fadenführeinheit (2) auf einer Führungsschiene (7) axial beweglich geführt ist, wobei die Fadenführeinheit (2) mit einem Antriebsmittel (12) verbunden ist, mit dem die Fadenführeinheit (2) axial beweg- . , bar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Antriebsmittel als Hohlwellenmotor (12)' ausgebildet ist, dass der Hohlwellenmotor (12) eine Antriebsstange (11) auf- weist, dass die Antriebsstange (11) in wechselnder linearer Richtung antreibbar ist und dass die Fadenführeinheit (2) mit der Antriebsstange (11) in
Wirkverbindung steht .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlwellenmotor (12) einen Frequenzumrichter (17) mit einer Steuereinheit (19) aufweist, dass der Hohlwellenmotor (12) Statorwicklungen (15) und einen Rotor (14) aufweist, dass der Rotor in Wirkverbindung mit der AntriebsStange (11) steht, dass der Frequenzumrichter (17) abhängig von der Ansteuerung durch die Steuereinheit (19) die Statorwicklungen (15) in festgelegten Zeitbereichen mit Strom versorgt und dadurch die
Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung der Antriebsstange
(11) festlegt.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1. oder 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführeinheit (2) mit zwei Federelementen (23) gekoppelt ist, dass die zwei Federelemente (23) in der Weise angeordnet sind, dass bei einer Bewegung der Fadenführeinheit (2) in einen Umkehrbereich der Bewegungsrichtung das Federelement (23) Bewegungsenergie der Fadenführeinheit (2). aufnimmt und nach einer Änderung der Bewegungsrichtung der Fadenführeinheit (2) die gespeicherte Bewegungsenergie wieder an die Fadenführeinheit (2) abgibt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (19) in der Weise aus- gebildet ist, um die Geschwindigkeit der Fadenführeinheit in den Umkehrbereichen vor einem Umkehrpunkt der Bewegungsrichtung der Fadenführeinheit zu reduzieren.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsstange (11) über ein Dichtelement (32) in ein Gehäuse (22) des Hohlwellenmotors (12) geführt ist, dass das Dichtelement (32) einen Staubschutz bewirkt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (32) in Form einer Labyrinthdichtung (35) ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Staubschutz als Überdruckvorrichtung (37, 39, 40) ausgebildet ist, dass die Überdruckvorrichtung (37, 39, 40) an das Gehäuse
(22) angeschlossen ist, dass Luft aus dem Gehäuse (22) im Bereich eines Dichtspaltes zwischen Gehäuse (22) und AntriebsStange (11) ausblasbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement in Form eines Hohlringes (37) mit Blas- Öffnungen (38) ausgebildet ist, dass die Blasöffnungen (38) ringförmig um die Antriebsstange (11) angeordnet sind, und dass der Hohlring (37) mit einer Luftquelle (40) verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasöffnungen (38) in einer Blasrichtung angeordnet sind, die in Richtung Antriebsstange (11) und mindestens teilweise weg vom Gehäuse (22) gerichtet sind.
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