DE19632748A1

DE19632748A1 - Yarn reel winder compensating for contact roller moulding inaccuracies

Info

Publication number: DE19632748A1
Application number: DE19632748A
Authority: DE
Inventors: Carl-Hermann Bremer; Albert Stitz
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1995-08-16
Filing date: 1996-08-14
Publication date: 1997-02-20

Abstract

A machine for winding a continually running thread (19) has a mounted rotating spindle for winding the thread on a reel (17). A rotating contact roller (1), supported by a carrier (3) bearing (2), lies on the reel surface (18) with a preset force which can be adjusted by a controllable actuator (4). The bearing is made to be elastic and a sensor (5) on the carrier or the contact roller is so arranged that it detects relative movement in the bearing between contact roller and carrier. The actuator is under control of a controller (6) to which the sensor is connected, in such a way that a desired applied force profile for the roller is achieved. Also claimed is a process for regulation of the applied force where: (a) the relative movement between bearing and applied roller is detected; (b) a signal corresp. to this movement is sent to the controller; an actual bearing position derived from the relative movement is compared with a preset value in the controller and; (c) the actuator is adjusted via the controller to follow the desired force profile. Pref. the sensor is a displacement transducer, i.e. the distance between the opening of a nozzle directing an air stream against a reaction plate and the plate and the resulting varying air pressure is taken as a measure of the application force. Alternatively the sensor is a set of strain gauge foils fixed to the contact roller. The actuator is a piston-cylinder unit which is adjusted by the controller via the control valve (7). Alternatively the unit is adjusted via a pair of two-way valves. An alternative sensor is a transducer which detects the pressure in the unit cylinder and this pressure serves as a measure of the applied force. The controller drives the actuator when a preset acceptable deviation between applied force desired and actual values is exceeded so that either a pressure or a pull is exerted on the contact roller carrier. A control circuit comprising the sensor, the controller and the actuator is calibrated when the contact roller is lifted off.

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine zum Aufwickeln eines kontinuierlich anlaufenden Fadens gemäß Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Verfahren zur Regelung der Kontakt walzenauflagekraft gemäß Oberbegriff von Anspruch 8.The invention relates to a winding machine for winding a continuously starting thread according to the preamble of Claim 1, as well as a method for regulating the contact roller bearing force according to the preamble of claim 8.

Derartige Aufspulmaschinen sind bekannt. Bei den bekannten Aufspulmaschinen treten im Verlaufe der Spulreise unstetige Änderungen der Radialkraft, d. h. der Auflagekraft bzw. der Anpreßkraft, ein, die zwischen Kontaktwalze und der zu bildenden Spule besteht. Das beruht darauf, daß die Aufla gekraft durch eben dieselben Steuereinrichtungen aufgebracht wird, welche auch die Relativbewegung zwischen der Kontakt walze und der Betriebsspulspindel steuern.Such winding machines are known. With the known Winding machines occur discontinuously in the course of the winding trip Changes in radial force, d. H. the tracking force or the Contact pressure, a between the contact roller and the forming coil there. This is because the ed force applied by the same control devices which is also the relative movement between the contact Control the roller and the operating winding spindle.

Aus der US-A-4,106,710 (Bag. 943) ist eine Aufspulmaschine bekannt, bei welcher die Kontaktwalze relativ zu einem Schlitten der Spulspindel bewegbar ist. Der Schlitten der Spulspindel wird dabei durch pneumatische Zylinder gehalten, die in Abhängigkeit von der Bewegung eines Trägers der Kontaktwalze mit Druck beaufschlagt werden, wodurch das Gewicht des Schlittens mit der Spulspindel und der Spule kompensiert wird.US-A-4,106,710 (Bag. 943) is a winding machine known in which the contact roller relative to one Carriage of the winding spindle is movable. The sledge of the The winding spindle is held by pneumatic cylinders which depending on the movement of a wearer of the Contact roller are pressurized, which the Weight of the carriage with the winding spindle and the bobbin is compensated.

Desweiteren ist aus der EP 0 374 536 B1 eine Aufspulma schine bekannt, bei welcher der Achsabstand zwischen der Kontaktwalze und der Betriebsspulspindel nicht in Abhängig keit von der zwischen der Kontaktwalze und der Betriebs spulspindel herrschenden Anpreßkraft, sondern durch einen Drehantrieb bestimmt wird, welcher einen Spulenrevolver positiv im Sinne der Vergrößerung des Achsabstandes an treibt. Hierzu wird die Bewegung eines Schwingträgers der Kontaktwalze mittels eines Wegaufnehmers erfaßt. Das seitens des Wegaufnehmers ausgegebene Signal wird einer Steuerein richtung für den Revolverantrieb zugeführt. In Abhängigkeit von dem Ausgangssignal des Abstandssensors wird der Revol vermotor über die Steuereinrichtung derart angesteuert, daß sich der Revolver um einen geringen Drehwinkel weiterdreht, wodurch der Achsabstand zwischen der Kontaktwalze und der Betriebsspindel vergrößert wird. Dadurch wird die Anpreßkraft zwischen Kontaktwalze und Spule variiert. Mittels einer steuerbaren Entlastungseinrichtung, die an einem Träger der Kontaktwalze angreift, ist die Auflagekraft auf einen vor gegebenen Wert einstellbar.Furthermore, from EP 0 374 536 B1 there is a winding known machine, in which the center distance between the Contact roller and the operating spool spindle are not dependent between the contact roller and the operation prevailing contact pressure, but by a Rotary drive is determined, which is a coil turret positive in the sense of increasing the center distance drives. For this purpose, the movement of a vibrating support Contact roller detected by means of a displacement sensor. That on the part of the signal of the displacement transducer is a control direction for the turret drive. Dependent on from the output signal of the distance sensor the revol motor controlled by the control device such that the revolver turns a small angle, whereby the center distance between the contact roller and the Operating spindle is enlarged. This causes the contact pressure varies between contact roller and coil. By means of a controllable relief device on a carrier of the Contact roller attacks, the contact force is in front of you given value adjustable.

Bei der bekannten Aufspulmaschine besteht das Problem, daß die momentanen Veränderungen der Auflagekraft durch geome trische Bedingungen nicht erfaßt werden. Zudem können die aus den Gußtoleranzen resultierenden Gewichtsschwankungen nicht kompensiert werden.In the known winding machine, there is the problem that the current changes in the contact force due to geome trical conditions are not recorded. In addition, the weight fluctuations resulting from the casting tolerances cannot be compensated.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren für eine solche Regelung der Auflagekraft einer Kontaktwalze, insbesondere einer Aufspulmaschine, zu schaffen, mit der bzw. mit dem jedes gewünschte Auflage kraftprofil einer Kontaktwalze während der Spulreise bei vollständiger Kompensation des Gewichtes und der Fertigungs toleranzen der Kontaktwalze erzielbar ist.It is therefore the object of the invention to provide a device and a method for such a regulation of the tracking force a contact roller, in particular a winding machine create with the or with the desired edition force profile of a contact roller during the winding cycle full weight and manufacturing compensation tolerances of the contact roller can be achieved.

Dieses Ziel wird mit einer Aufspulmaschine mit den Merkma len gemäß Anspruch 1 sowie für ein Verfahren zur Regelung der Auflagekraft einer Kontaktwalze mit den Merkmalen gemäß Anspruch 8 gelöst.This goal is achieved with a winding machine with the characteristics len according to claim 1 and for a method of control the contact force of a contact roller with the features according to Claim 8 solved.

Weitere zweckmäßige Ausführungsbeispiele sind in den Unter ansprüchen definiert.Further useful embodiments are in the sub claims defined.

Gemäß der Erfindung wird der Aufspulmaschine ein kontinuier lich anlaufender Faden zum Aufwickeln zugeführt, wobei der Faden mittels einer drehbar gelagerten Spulspindel zu einer Spule aufgewickelt wird, an welcher eine an einem Träger in einem Lager drehbar abgestützte Kontaktwalze mit voreinge stellter Auflagekraft anliegt. Es ist ein Sensor vorgesehen, welcher zur Erfassung der Auflagekraft ein der Auflagekraft charakteristisches Signal erzeugt und das Signal einer Steuereinrichtung zuführt. Desweiteren ist eine Bewegungsein richtung an dem Träger angebracht. Die Bewegungseinrichtung ist durch die Steuereinrichtung so steuerbar, daß ein ge wünschtes Auflagekraftprofil der Kontaktwalze an der Spulen oberfläche erzielbar ist. Somit bietet die erfindungsgemäße Aufspulmaschine den Vorteil, daß die Auflagekraft zwischen der Kontaktwalze und der Spulenoberfläche während der Auf wicklung auf einen gewünschten Wert konstant gehalten wird. Änderungen in der Auflagekraft werden direkt erfaßt und ausgeregelt.According to the invention, the winding machine is a continuous Lich starting thread fed for winding, the Thread into a by means of a rotatably mounted winding spindle Coil is wound on which one on a carrier in a bearing rotatably supported contact roller with pre contact force is present. A sensor is provided which is used to record the tracking force characteristic signal generated and the signal of a Control device feeds. Furthermore there is a movement direction attached to the carrier. The movement device is controllable by the control device so that a ge desired contact force profile of the contact roller on the coils surface is achievable. Thus, the invention offers Winding machine has the advantage that the bearing force between the contact roller and the coil surface during the opening winding is kept constant at a desired value. Changes in the tracking force are recorded directly and corrected.

Erfindungsgemäß ist das vager der Kontaktwalze federnd ausgebildet. Zur Erfassung einer Relativbewegung in dem Lager zwischen der Kontaktwalze und dem Träger ist ein Sensor an dem Träger oder der Kontaktwalze angeordnet. Die Relativbewegung erzeugt in dem Sensor ein Signal, daß einer Steuereinrichtung zugeführt wird.According to the vague of the contact roller is resilient educated. To detect a relative movement in the Bearing between the contact roller and the carrier is a Sensor arranged on the carrier or the contact roller. The Relative movement generates a signal in the sensor that one Control device is supplied.

Das Lager der Kontaktwalze ist in dem Schwenkarm vorzugs weise mittels Gummielementen, welche beispielsweise O-Ringe sein können, federnd eingebettet. Diese federnde Einbettung führt aufgrund der Gewichtskraft der Kontaktwalze bzw. der resultierenden Kraft aus Gewichtskraft der Kontaktwalze und Auflagekraft der Kontaktwalze an der Spule zu einer Rela tivbewegung in den Lagerstellen zwischen dem Lager der Kontaktwalze und dem Schwenkarm. Diese Relativbewegung wird mittels eines Sensors erfaßt, und die vom Sensor erzeugten Signale werden einer Steuereinrichtung bzw. einem Regler zugeführt.The contact roller bearing is preferred in the swivel arm as by means of rubber elements, such as O-rings can be resiliently embedded. This resilient embedding leads due to the weight of the contact roller or resulting force from the weight of the contact roller and Contact force of the contact roller on the coil to form a relay tiv movement in the bearings between the bearings of the Contact roller and the swivel arm. This relative movement will detected by a sensor, and those generated by the sensor Signals become a control device or a regulator fed.

Mit der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine ist es möglich, jedes Anpreßkraft-Profil während der Spulreise zu fahren. Desweiteren kann eine vollständige Kompensation des Gewichtes der Kontaktwalze sowie eine vollständige Kompensation der Fertigungstoleranzen, insbesondere der Gußtoleranzen, reali siert werden.With the winding machine according to the invention it is possible to drive each contact pressure profile during the winding travel. Furthermore, a complete compensation of the weight the contact roller as well as a full compensation of the Manufacturing tolerances, especially the casting tolerances, reali be settled.

Der Sensor zur Erfassung der Relativbewegung zwischen dem Lager und der Kontaktwalze kann dabei entweder im Innern der Kontaktwalze angeordnet sein oder kann sich auf einem Wellenabschnitt unmittelbar neben der eigentlichen Kontakt walze befinden.The sensor for detecting the relative movement between the Bearings and the contact roller can either be inside the contact roller can be arranged or can be on a Shaft section immediately next to the actual contact roller.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Sensor für die Erfassung der Relativbewegung der Kontaktwal ze eine Düse, mittels welcher ein Luftstrom gegen eine Prallplatte gerichtet wird. Die Düse ist über eine Druck leitung mit der Bewegungseinrichtung verbunden. Der System druck in der Druckleitung stellt sich in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Düsenöffnung und der Prallplatte ein. Somit wird der für die Auflagekraft charakteristische Systemdruck direkt zur Ansteuerung der Bewegungseinrichtung genutzt. Hiermit wird eine schnelle direktwirkende Regelung der Auflagekraft erzielt. In a further preferred embodiment, the Sensor for the detection of the relative movement of the contact roller ze a nozzle, by means of which an air flow against a Baffle plate is directed. The nozzle is over a pressure line connected to the movement device. The system pressure in the pressure line depends on the distance between the nozzle opening and the baffle a. Thus the characteristic of the contact force becomes System pressure directly to control the movement device utilized. This is a fast, direct-acting control of the contact force achieved.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel werden zur Messung der Auflagekraft der Kontaktwalze auf der Kontakt walze befestigte DMS-Streifen verwendet. Je nach Lagerbela stung der Kontaktwalze kann somit mit dem durch die DMS- Streifen ausgegebenen, der Auflagekraft entsprechenden Signal die gewünschte Auflagekraft in Zusammenwirken mit der Steu ereinrichtung eingestellt werden.In a further preferred exemplary embodiment, Measurement of the contact force of the contact roller on the contact roller-mounted strain gauge strips used. Depending on the camp site The contact roller can therefore be equipped with the Strip output signal corresponding to the contact force the desired tracking force in cooperation with the tax setup can be set.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Bewegungs einrichtung als eine Zylindereinheit ausgebildet, welche von einem durch die Steuereinrichtung angesteuerten Wege-Ventil steuerbar ist. In dem Zylinder ist ein Kolben angeordnet, welcher je nach Bedarf auf seiner Oberseite bzw. seiner Unterseite mit einem Fluid beaufschlagbar ist. Da die Steu ereinrichtung ein Signal von einem vorzugsweise als Weg aufnehmer ausgebildeten Sensor zur Erfassung der Auflage kraft, welche mittels der Relativbewegung charakterisiert wird, gesteuert wird, kann die Auflagekraft jedem gewünsch ten Profil angepaßt werden.In a preferred embodiment, the movement device designed as a cylinder unit, which of a directional valve controlled by the control device is controllable. A piston is arranged in the cylinder, which depending on need on its top or its Fluid can be applied to the underside. Since the tax establish a signal from a preferably as a path sensor designed to record the circulation force that characterizes by means of the relative movement is controlled, the tracking force can be any desired th profile can be adjusted.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung wird der Zylinder von zwei durch die Steuerein richtung angesteuerten 2/2-Wege-Ventilen gesteuert. Der Vor teil einer derartigen Anordnung liegt u. a. in einer höheren Flexibilität.In a further preferred embodiment according to the Invention is the cylinder of two by the tax direction controlled 2/2-way valves controlled. The before part of such an arrangement is u. a. in a higher one Flexibility.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Sensor für die Erfassung der Auflagekraft der Kontaktwalze ein Drucksensor, welcher als Maß für die Auflagekraft den Druck in dem Pneumatikzylinder selbst erfaßt. Dabei wird die Auflagekraftregelung über die Änderung der Auflagekraft, welche durch die Druckansteuerung der Pneumatikzylinderein heit realisiert wird, verwirklicht. In a further preferred embodiment, the Sensor for the detection of the contact force of the contact roller a pressure sensor, which as a measure of the contact force Pressure detected in the pneumatic cylinder itself. Doing so the tracking force regulation on the change of the tracking force, which are due to the pressure control of the pneumatic cylinders is realized, realized.

Bei dem Verfahren zur Regelung der Auflagekraft bzw. An preßkraft einer Kontaktwalze, insbesondere einer Aufspulma schine gemäß Anspruch 1, wird zunächst eine für die Auf lagekraft zwischen Kontaktwalze und Spule charakteristische Meßgröße erfaßt. Das aus der Meßgröße erzeugte Signal (Ist- Wert) wird der Steuereinrichtung eingegeben. In der Steuer einrichtung wird sodann ein Vergleich zwischen der momenta nen Auflagekraft entsprechenden Ist-Wert und dem der ge wünschten Auflagekraft entsprechenden Soll-Wert durchgeführt. Das von der Steuereinrichtung erzeugt Differenzsignal wird sodann der Bewegungseinrichtung zugeführt. Die Bewegungsein richtung regelt sodann in Abhängigkeit von dem Differenzsi gnal die Auflagekraft der Kontaktwalze aus.In the procedure for regulating the tracking force or An pressing force of a contact roller, in particular a winding machine according to claim 1, is first one for the on positional force between the contact roller and the coil characteristic Measured variable recorded. The signal generated from the measured variable (actual Value) is entered into the control device. In the tax then a comparison between the current the actual value and that of the ge desired target value carried out corresponding target value. The difference signal generated by the control device is then fed to the moving device. The movement direction then regulates depending on the difference si gnal the contact force of the contact roller.

Erfindungsgemäß wird zunächst die Relativbewegung zwischen dem Lager und der Kontaktwalze bei auf die Spule aufgesetz ter Kontaktwalze erfaßt. Auf der Basis der Erfassung der Relativbewegung wird ein dieser Relativbewegung entsprechen des Signal in die Steuereinrichtung eingegeben. In der Steuereinrichtung wird eine aus der Relativbewegung resultie rende aktuelle Lagerstellung mit einem Sollwert für eine gewünschte Auflagekraft verglichen. Auf der Basis dieses Vergleiches wird die Bewegungseinrichtung durch die Steuer einrichtung auf ein gewünschtes Auflagekraftprofil gesteuert.According to the invention, the relative movement between the bearing and the contact roller when placed on the spool ter contact roller detected. Based on the capture of the Relative movement will correspond to this relative movement of the signal entered into the control device. In the Control device is a result of the relative movement current current position with a setpoint for a desired tracking force compared. Based on this The movement device is compared through the tax controlled to a desired target force profile.

Das Steuerventil aktiviert die Bewegungseinrichtung nur dann, wenn eine vorgegebene tolerierbare Abweichung zwischen dem gewünschten und dem aktuellen Wert der Auflagekraft bzw. dem Wert der Auflagekraft, welcher dem Auflagekraftprofil entspricht, überstiegen wird. In diesem Fall übt die Bewe gungseinrichtung dann eine Druckkraft oder eine Zugkraft auf den Träger der Kontaktwalze aus, um die gewünschte Aufla gekraft einzustellen. The control valve only activates the movement device if a given tolerable deviation between the desired and the current value of the tracking force or the value of the contact force, which is the contact force profile corresponds, is exceeded. In this case, the movement exercises supply device then a compressive force or a tensile force the carrier of the contact roller to the desired Aufla adjust power.

Vorzugsweise wird der aus Meßeinrichtung, Steuereinrichtung und Bewegungseinrichtung für den Träger der Kontaktwalze bestehende Regelkreis bei von der Spule abgehobener Kon taktwalze kalibriert.Preferably, the measuring device, control device and movement device for the carrier of the contact roller existing control loop when the con is lifted off the coil clock roller calibrated.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.Further advantages, features and possible applications of the Invention will now be described using exemplary embodiments Reference to the accompanying drawings explained in more detail.

Fig. 1 zeigt in prinzipieller Darstellung die Regelung für die Auflagekraft der Kontaktwalze gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 1 shows a basic representation of the control for the contact force of the contact roller according to a first embodiment of the invention;

Fig. 2 zeigt ein Steuerungskonzept für die Regelung der Auflagekraft einer Kontaktwalze gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 2 is a control concept for controlling the contact force is a contact roller according to a second embodiment of the invention;

Fig. 3 zeigt die Anordnung des die Relativbewegung des Lagers der Kontaktwalze erfassenden Sensors in einem federnd ausgebildeten Lager, welches an einem Lagerzapfen unmittelbar neben der Kontaktwal ze angebracht ist. Fig. 3 shows the arrangement of the relative movement of the bearing of the contact roller sensor in a resilient bearing, which is attached to a journal directly next to the contact roller ze.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Beispiel für die Regelung der Auflagekraft der Kontaktwalze Fig. 4 shows another example of the regulation of the contact force of the contact roller

Fig. 5 zeigt ein weiteres Steuerungskonzept für die Rege lung der Auflagekraft einer Kontaktwalze Fig. 5 shows a further control concept for Rege treatment of the contact force of a contact roller

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem eine Kontaktwalze 1 mit einem elastisch aus ge bildeten Lager 2 versehen ist. Hierbei ist die Achse 22 der Kontaktwalze 1 in der Buchse 24 mittels dem Wälzlager 23 gelagert. Die Buchse 24 ist gegenüber dem Träger 3 elastisch eingelassen. Die Kontaktwalze 1 liegt mit einer bestimmten Auflagekraft an der Spulenoberfläche 18 der Spule 17. Die Spule 17 ist mittels einer Hülse auf einer Spul spindel verspannt (hier nicht gezeigt). Die Spule 17 wird von der Spulspindel in Drehrichtung 21 angetrieben. Beim Aufwickeln wird der kontinuierlich zulaufende Faden 19, der die Kontaktwalze 1 teilumschlingt, auf der Spule 17 abge legt. Die Kontaktwalze 1 ist durch einen Träger 3 schwen kbar um ein Lager 11 am Maschinengestell 25 angeordnet. Im Bereich des Lagers 2 ist ein Wegsensor 5 am Träger 3 angeordnet, welcher die Relativbewegung zwischen der in der Buchse 24 gelagerten Kontaktwalze 1 und dem Träger 3 er faßt, welche bei veränderter Auflage- bzw. Anpreßkraft zwischen dem Lager 2 der Kontaktwalze 1 und dem Träger 3 bzw. Schwenkarm entsteht. Der Sensor 5 ist elektrisch mit einer Steuereinrichtung 6 verbunden. Das vom Sensor 5 aus gegebene Signal, welches der Relativbewegung zwischen dem Lager 2 der Kontaktwalze 1 und dem Träger 3 entspricht, wird der Steuereinrichtung 6 zugeführt. Die Steuereinrichtung 6 ihrerseits steuert ein als 5/3-Wege-Ventil ausgebildetes Steuerventil 7 an, welches Druckluft von einer Druckluft quelle 10 einem Zylinder 4 zuführt. Fig. 1 shows a first embodiment of the invention, in which a contact roller 1 is provided with an elastically formed from GE bearing 2 . Here, the axis 22 of the contact roller 1 is mounted in the bush 24 by means of the roller bearing 23 . The bush 24 is elastically embedded in relation to the carrier 3 . The contact roller 1 lies with a certain contact force on the coil surface 18 of the coil 17 . The coil 17 is clamped by means of a sleeve on a winding spindle (not shown here). The coil 17 is driven by the winding spindle in the direction of rotation 21 . When winding the continuously tapering thread 19 , which partially wraps around the contact roller 1, abge on the spool 17 . The contact roller 1 is arranged by a carrier 3 swivel kbar around a bearing 11 on the machine frame 25 . In the area of the bearing 2 , a displacement sensor 5 is arranged on the carrier 3 , which he detects the relative movement between the contact roller 1 mounted in the bush 24 and the carrier 3 , which changes when the contact or contact force between the bearing 2 of the contact roller 1 and the bearing 2 changes Carrier 3 or swivel arm is created. The sensor 5 is electrically connected to a control device 6 . The signal output by the sensor 5 , which corresponds to the relative movement between the bearing 2 of the contact roller 1 and the carrier 3 , is fed to the control device 6 . The control device 6 in turn controls a 5/3-way valve designed control valve 7 which supplies compressed air from a compressed air source 10 to a cylinder 4 .

Das Steuerventil 7 ist so ausgebildet, daß je nach An steuerung entweder die Oberseite eines in der Zylinderein heit 4 verschiebbaren Kolbens oder dessen Unterseite an steuerbar ist. Die Kolbenstange des Kolbens ist aus dem Zylinder herausgeführt und mit dem Träger 3 verbunden.The control valve 7 is designed so that depending on the control either the top of a unit 4 in the cylinder 4 displaceable piston or its underside is controllable. The piston rod of the piston is led out of the cylinder and connected to the carrier 3 .

Wenn durch den Sensor 5 eine verstärkte Auflagekraft erfaßt wird, so äußert sich das in einer Verschiebung der Buchse 24 relativ zum Träger 3 an der Stelle des Sensors 5. Durch die Verbindung des Sensors 5 mit der Steuereinrichtung 6 bewirkt letztere eine derartige Ansteuerung des 5/3-Wege Ventils 7, daß Druckluft von der Druckluftquelle 10 zur Unterseite des Kolbens der Zylindereinheit 4 geführt wird, wodurch der Träger 3 angehoben und somit die Auflagekraft der Kontaktwalze 1 auf der Spule vermindert wird. Gleicher maßen kann bei verminderter Auflagekraft der Kontaktwalze 1 an der Spule über die Steuereinrichtung 6 das Ventil 7 so gesteuert werden, daß Druckluft der Kolbenoberseite zugeführt wird, wodurch der Kolben in Fig. 1 nach unten bewegt wird und somit die Anpreßkraft bzw. Auflagekraft der Kontaktwalze 1 an der Spule wieder erhöht wird. Mit diesem erfindungs gemäßen Steuerungskonzept für die Auflagekraft der Kontakt walze 1 kann jedes beliebige gewünschte Auflagekraftprofil erzielt werden.If an increased contact force is detected by the sensor 5 , this manifests itself in a displacement of the bush 24 relative to the carrier 3 at the location of the sensor 5 . By connecting the sensor 5 to the control device 6 , the latter causes the 5/3-way valve 7 to be actuated in such a way that compressed air is guided from the compressed air source 10 to the underside of the piston of the cylinder unit 4 , as a result of which the carrier 3 is raised and thus the bearing force of the Contact roller 1 is reduced on the spool. Likewise, with reduced contact force of the contact roller 1 on the coil, the valve 7 can be controlled via the control device 6 in such a way that compressed air is supplied to the upper side of the piston, whereby the piston is moved downward in FIG. 1 and thus the contact pressure or contact force of the contact roller 1 on the coil is increased again. With this control concept according to the invention for the contact force of the contact roller 1 , any desired contact force profile can be achieved.

Fig. 2 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiels wie das von Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, daß anstelle des 5/3- Wege-Ventils 7 zwei separate 2/2-Wege-Ventile 8, 9 vorgese hen sind. Die 2/2-Wege-Ventile 8, 9 dienen jeweils zur Beaufschlagung der Kolbenunterseite Zylindereinheit 4.1. Die Zylindereinheit 4.1 ist als einfach wirkender Zylinder ausgeführt. Die 2/2-Wege-Ventile 8, 9 werden separat von der Steuereinrichtung 6 angesteuert. Je nach ihrer Stellung wird Druckluft von der Druckluftquelle 10 der Kolbenunter seite der Zylindereinheit 4.1 zugeführt oder die Kolben unterseite entlastet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist nur vorgesehen, daß der Träger 3 entlastet wird. Diese Anord nung ist von Vorteil, wenn die Gewichtskraft der Kontakt walze die Auflagekraft wesentlich überwiegt. Das prinzipielle Ziel besteht darin, ein gewünschtes Auflagekraftprofil zu erzielen. Das Auflagekraftprofil kann auch eine konstante Auflagekraft während der Spulreise aufweisen. Fig. 2 shows a similar embodiment as that of FIG. 1, but with the difference that instead of the 5/3-way valve 7, two separate 2/2-way valves 8 , 9 are hen vorgese. The 2/2-way valves 8 , 9 each serve to act on the piston underside of the cylinder unit 4.1 . The cylinder unit 4.1 is designed as a single-acting cylinder. The 2/2-way valves 8 , 9 are controlled separately by the control device 6 . Depending on its position, compressed air is supplied from the compressed air source 10 to the piston underside of the cylinder unit 4.1 or the piston underside is relieved. In this embodiment, it is only provided that the carrier 3 is relieved. This arrangement is advantageous if the weight of the contact roller significantly outweighs the contact force. The basic goal is to achieve a desired contact force profile. The contact force profile can also have a constant contact force during the winding cycle.

An dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, daß die Bewe gungseinrichtung mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch betätigt sein kann.At this point it should be expressly mentioned that the Bewe mechanical, electrical, pneumatic or can be operated hydraulically.

Fig. 3 stellt eine Ausgestaltung des Lagers 2 der Erfindung dar, bei welcher die elastische Lagerung der Kontaktwalze 1 an einer Achse 22 unmittelbar neben der Kontaktwalze angeordnet ist. Ein als Wälzlager 23 ausgebildetes Lager ist mit der Buchse 24 über elastische Elemente 12, welche als O-Ringe vorzugsweise aus Gummi oder einem anderen ela stischem Material ausgebildet sind, abgestützt. Der Sensor 5 ist im Träger 3 befestigt, so daß eine durch eine ent sprechende Auflagekraft bedingte Relativbewegung zwischen der Buchse 24 und dem Träger 3 erfaßt wird. Die Funktionsweise der Regelung der Auflagekraft der Kontaktwalze 1 ist analog zu der in den Fig. 1 und 2 beschriebenen. Der Sensor 5 könnte hierbei jedoch ebenso an der Achse 22 der Kontakt walze 1 befestigt sein. Fig. 3 illustrates an embodiment of the bearing 2 of the invention, is wherein the elastic mounting of the contact roller 1 on an axis 22 located immediately adjacent the contact roller. A bearing designed as a roller bearing 23 is supported with the bush 24 via elastic elements 12 , which are preferably formed as O-rings made of rubber or another elastic material. The sensor 5 is fixed in the carrier 3 , so that a relative movement between the bushing 24 and the carrier 3 is determined by a corresponding contact force. The functioning of the regulation of the contact force of the contact roller 1 is analogous to that described in FIGS. 1 and 2. However, the sensor 5 could also be attached to the axis 22 of the contact roller 1 .

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Rege lung der Auflagekraft der Kontaktwalze. Hierbei ist die Kontaktwalze 1 wie zuvor in Fig. 3 beschrieben gelagert. An der Buchse 24 ist eine Prallplatte 14 angeordnet. Gegen überliegend zur Prallplatte ist eine Düse 15 an dem Träger 3 befestigt. Die Düse 15 ist über die Druckluftleitung 13 und einer Drossel 16 mit der Druckluftquelle 10 verbunden. Die Düse 15 weist eine Düsenöffnung auf, die gegen die Prallplatte 14 gerichtet ist. Der Systemdruck in der Druck leitung 13 stellt sich nun in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen der Prallplatte 14 und der Düse 15 ein. Dieser Systemdruck wird einer Zylindereinheit 4 aufgegeben. Die Zylindereinheit 4 greift mit ihrer Kolbenstange an die Achse 22 an. Für den Fall, daß nun die Auflagekraft zu groß ist, wird sich der Abstand zwischen der Düse 15 und der Prallplatte 14 verringern. Diese Verringerung bewirkt einen Druckanstieg in der Druckleitung 13. Dieser Druck anstieg wirkt auf der Unterseite des Kolbens der Zylinder einheit 4, so daß der Kolben die Kontaktwalze 1 durch die Achse 22 anhebt. Der Sollabstand zwischen der Düse 15 und der Prallplatte 14 stellt sich somit wieder ein. Mittels der Drossel 16 kann die Verstellgeschwindigkeit sehr fein fühlig eingestellt werden. Fig. 4 shows a further embodiment for the Rege development of the contact force of the contact roller. Here, the contact roller 1 is mounted as previously described in FIG. 3. A baffle plate 14 is arranged on the bushing 24 . A nozzle 15 is attached to the carrier 3 opposite to the baffle plate. The nozzle 15 is connected to the compressed air source 10 via the compressed air line 13 and a throttle 16 . The nozzle 15 has a nozzle opening which is directed against the baffle plate 14 . The system pressure in the pressure line 13 is now a function of the distance between the baffle plate 14 and the nozzle 15 . This system pressure is applied to a cylinder unit 4 . The cylinder unit 4 engages the axis 22 with its piston rod. In the event that the contact force is now too great, the distance between the nozzle 15 and the baffle plate 14 will decrease. This reduction causes an increase in pressure in the pressure line 13 . This pressure increase acts on the underside of the piston of the cylinder unit 4 , so that the piston lifts the contact roller 1 through the axis 22 . The desired distance between the nozzle 15 and the baffle plate 14 is thus set again. The adjustment speed can be set very delicately by means of the throttle 16 .

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Rege lung der Auflagekraft der Kontaktwalze. Hierbei ist die Kontaktwalze 1 mit ihrer Achse 22 starr an dem Träger 3 gelagert. Der Träger 3 ist schwenkbar im Lager 11 an dem Maschinengestell 25 befestigt. An dem Träger 3 greift eine Zylindereinheit 4.2 an. Die Zylindereinheit 4.2 ist mit einem Speicher 26 verbunden, der mittels der Ventile 8 und 9 ansteuerbar ist. Hierbei wird der Speicher je nach Stel lung der Ventile 8 und 9 Druckluft von einer Druckluftquel le 10 eingelassen oder Druckluft aus dem Speicher abgelas sen. An der Zylindereinheit 4.2 ist ein Drucksensor 27 angebracht. Das von dem Drucksensor erzeugte Signal wird der Steuereinrichtung 6 zugeführt. Die Steuereinrichtung 6 wird nach Durchführung eines Soll-Ist-Vergleiches der Aufla gekraft ein Steuerungssignal erzeugen, das dem Ventil 8 oder dem Ventil 9 zugeführt wird. Fig. 5 shows a further embodiment for the Rege development of the contact force of the contact roller. Here, the contact roller 1 with its axis 22 is rigidly mounted on the carrier 3 . The carrier 3 is pivotally mounted in the bearing 11 on the machine frame 25 . A cylinder unit 4.2 engages on the carrier 3 . The cylinder unit 4.2 is connected to a memory 26 which can be controlled by means of the valves 8 and 9 . Depending on the position of the valves 8 and 9, compressed air is admitted from a compressed air source 10 or compressed air is discharged from the accumulator. A pressure sensor 27 is attached to the cylinder unit 4.2 . The signal generated by the pressure sensor is fed to the control device 6 . The control device 6 will generate a control signal after carrying out a target-actual comparison of the bearing force, which is fed to the valve 8 or the valve 9 .

Somit läßt sich jedes vorgegebene Auflagekraftprofil zwischen der Kontaktwalze 1 und der Spule 17 einstellen. So ist es z. B. möglich, am Anfang der Spulreise mit einer leichten Auflagekraft zu arbeiten, um die ersten gewickelten Lagen nicht zu beschädigen. Im weiteren Verlauf der Spulreise könnte ab einem bestimmten Durchmesser die Auflagekraft erhöht werden, um die Packungsdichte der Spule und damit das Spulengewicht zu erhöhen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß die Auflagekraft in bestimmten Grenzen stetig verändert wird, um Schwingungen am Spulkopf entgegen zuwirken.Thus, any predetermined contact force profile between the contact roller 1 and the coil 17 can be set. So it is z. B. possible to work at the beginning of the winding cycle with a slight contact force so as not to damage the first wound layers. In the further course of the winding cycle, the contact force could be increased from a certain diameter in order to increase the packing density of the coil and thus the coil weight. Another possibility is that the contact force is constantly changed within certain limits in order to counteract vibrations on the winding head.

BezugszeichenlisteReference list

1 Kontaktwalze
2 Lager
3 Träger
4 Pneumatikzylindereinheit
5 Sensor, Wegsensor
6 Steuereinrichtung
7 3/3-Wege-Ventil /Steuerventil
8 2/2-Wege-Ventil/ Steuerventil
9 2/2-Wege-Ventil/Steuerventil
10 Druckluftquelle
11 Lager des Trägers 3
12 Elastisches Element
13 Druckluftleitung
14 Prallplatte
15 Düse
16 Drossel
17 Spule
18 Spulenoberfläche
19 Faden
20 Drehrichtung
21 Drehrichtung
22 Achse
23 Wälzlager
24 Buchse
25 Maschinengestell
26 Speicher
27 Drucksensor 1 contact roller
2 bearings
3 carriers
4 pneumatic cylinder unit
5 sensor, displacement sensor
6 control device
7 3/3-way valve / control valve
8 2/2-way valve / control valve
9 2/2-way valve / control valve
10 compressed air source
11 Bearings of the carrier 3
12 Elastic element
13 compressed air line
14 baffle plate
15 nozzle
16 choke
17 coil
18 coil surface
19 threads
20 direction of rotation
21 direction of rotation
22 axis
23 rolling bearings
24 socket
25 machine frame
26 memory
27 pressure sensor

Claims

1. Winding machine for winding a continuously starting thread ( 19 ), the thread ( 19 ) being wound up by means of a rotatably mounted winding spindle to form a bobbin ( 17 ), on the surface ( 18 ) of which one on a carrier ( 3 ) in a bearing ( 2 ) rotatably supported contact roller ( 1 ) with a preset contact force, the contact force being changeable by means of a controllable movement device ( 4 ), characterized in that
the bearing ( 2 ) of the contact roller ( 1 ) is designed to be elastic,
that a sensor ( 6 ) on the carrier ( 3 ) or the contact roller ( 1 ) is arranged such that a relative movement in the bearing ( 2 ) between the contact roller ( 1 ) and the carrier ( 3 ) can be detected and
that said moving means (4) is controlled by a bar connected to the sensor (5) control means (6), that a desired contact force profile of the contact roller (1) is achievable.

2. Winding machine according to claim 1, characterized in that the sensor ( 5 ) is a displacement sensor for detecting the relative movement characterizing the contact force of the contact roller ( 1 ).

3. Winding machine according to claim 1, characterized in that the sensor ( 5 ) for detecting the relative movement is a nozzle ( 15 ), by means of which an air flow is directed against a baffle plate ( 15 ), being a measure of the contact force the distance between the nozzle opening and the baffle plate serves to set air pressure.

4. Winding machine according to claim 1, characterized in that as a sensor ( 5 ) for detecting the relative movement of the contact roller ( 1 ) a plurality of DMS strips on the contact roller ( 1 ) are attached.

5. Winding machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the movement device is a cylinder unit ( 4 ) which can be controlled by a control valve ( 7 ) controlled by the control device ( 6 ).

6. Winding machine according to one of claims 1 to 4, characterized in that the movement device is a cylinder unit ( 4 ) which is controlled by two by the control device ( 6 ) controlled 2/2-way valves ( 8 , 9 ).

7. Winding machine according to one of claims 5 or 6, characterized in that the sensor ( 5 ) for detecting the contact force of the contact roller ( 1 ) is a pressure sensor ( 27 ) which, as a measure of the contact force, the pressure in the cylinder unit ( 4 ) recorded.

8. A method for controlling the contact force of a contact roller, in particular a winding machine according to claim 1, characterized in that

a) the relative movement between the bearing and the contact roller is detected when the contact roller is attached;
b) a signal corresponding to the relative movement is entered into the control device;
c) a current bearing position resulting from the relative movement is compared in the control device with a target value for the contact force; and
d) the movement device is controlled by the control device to a desired contact force profile.

9. The method according to claim 8, characterized in that the control device activates the movement device, if a given tolerable deviation between desired and current value of the tracking force will rise, the movement device then a Compressive force or a tensile force on the carrier of the con clock roller exercises.

10. The method according to any one of claims 8 or 9, characterized in that a control loop, which the measuring device, the tax device and the movement device for the carrier has the contact roller, when the contact roller is lifted is calibrated.