Verfahren zur Herstellung von Zwirnwickeln Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zwirnwickeln auf einer Ringzwirn maschine, insbesondere auf einer Streckzwirnmaschine zur Verarbeitung von Endlosfasersträngen, deren End- losfasern zwecks Verbesserung der Festigkeitseigenschaf ten einem Streckvorgang unterworfen werden, um nach der anschliessenden Drehungserteilung aufgewunden zu werden.
Es sind bereits Streckzwirnmaschinen bekannt, bei denen die Hub- und Senkbewegung der Ringbank mit tels Herzhebelmechanismen erzeugt wird. Derartig aus gerüstete Maschinen sind mit einer Reihe schwerer Nach teile behaftet. So kann z. B. der Wicklungshub in seiner Höhenlage zwar verändert, jedoch die Hubhöhe selbst nicht den betrieblichen Erfordernissen angepasst werden, wodurch eine erhebliche Einschränkung in der Wahl der Wicklungsart und des Kopsaufbaues in Kauf ge nommen werden muss.
Ferner ist von Nachteil, dass die Anpassung der Hub- und Senkgeschwindigkeit der Ring bank an die Bedürfnisse der Praxis nur durch Aus wechseln von Wechselrädern oder durch Heranziehen eines Zusatzmechanismus bewerkstelligt werden kann, was zu einer erheblichen Verkomplizierung und Ver teuerung der Maschine führt. Ferner ist der Anknüpf- wulst, der unten auf der Spulenhülse mit für kurze Zeit stillstehender Ringbank aufgebracht wird, bei mecha nisch gesteuerter Ringbankbewegung nicht in einer ge wissen Breite anzulegen.
Die bekannten hydraulischen Ringbankbewegungs- mechanismen bestehen in der Regel aus direkt mit der Ringbank gekuppelten, in Zylindern sich verschieben den Arbeitskolben, deren Bewegung durch ein elektro magnetisch betätigtes Mehrwegventil umgesteuert wird. Die Betätigung der Elektromagnete erfolgt durch am Maschinengestell angebrachte Endschalter über ein mit der Ringbank verbundenes Gestänge.
Sie besitzen aber wie die mechanischen Systeme den grossen Nachteil, dass bei der heute verlangten raschen Umkehr der Bewe gungsrichtung der schweren Ringbank einer Streckzwirn- maschine am Ende jeder Hub- und Senkbewegung diese nicht mehr stossfrei durchgeführt werden kann, und es überlagern sich nach den oberen und unteren Umkehr punkten Schwingungen, die zu unangenehmer Rillen bildung am Kops Anlass geben.
Auch sind bei bekannten hydraulischen Ringbank bewegungserzeugern nur Vorkehrungen getroffen, die Ringbank zu Beginn und am Ende des Aufwindvorgan- ges eines Kopses mit gleicher Geschwindigkeit anzuhe ben und abzusenken, was erfahrungsgemäss zu Schwie rigkeiten beim Weiterverarbeiten der Kopse führt, da die so erzeugten, kleine Steigung aufweisenden Windungen sich nicht ohne Störungen abziehen lassen. Auch be steht der am Ende des Wicklungsvorganges anzubrin gende Endwulst aus einer in weiten Grenzen variieren den Anzahl Windungcn, was ebenfalls für die Weiter verarbeitung des Kopses unerwünscht ist.
Diese Nachteile treten beim erfindungsgemässen Ver fahren nicht auf. Es zeichnet sich dadurch aus, dass mittels sich längs jeder umlaufenden Spindel auf und ab bewegenden Ringen, die je einen gleichzeitig mit dem Einsetzen der Fadenlieferung den Umlauf begin nenden Ringläufer führen, auf den Spindeln ein Abfall wickel und ein Normalwickel aufgebracht wird und auf allen Spindeln ein Anknüpfwickel gleicher Länge gewun den wird und die Windungen vor dem Erzeugen des Anknüpfwickels und diejenigen nach dem Erzeugen des selben bis zum Einsetzen der Windungen des Normal wickels in einer kleinen Anzahl sehr steiler Windungen gelegt werden.
Die vorliegende Erfindung sei nachstehend anhand verschiedener Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Es zeigt: Fig. 1 den Ringbankbewegungsmechanismus in schematischer Darstellung, Fig. 2, 3 und 4 die verschiedenen Hub- und Senk bewegungen der Ringbank zur Bildung eines Kopses in Funktion der Zeit, Fig. 5 ein Detail davon, Fig. 6, 7 und 8 die elektrischen Schaltschemata zur Erzeugung der Hub- und Senkbewegungen der in Fig. 2 bis 4 gezeigten Bewegungsfahrpläne.
Eine die Spinnringe 1 (in Fig. 1 nur einer gezeigt) enthaltende Ringbank 2 wird über oszillierende, in orts festen Drehpunkten 4 gelagerte Kniehebel 3 auf und ab bewegt, die am einen Ende Rollen 3' und 3" tragen, und auf denen die vertikal geführte Ringbank 2 ruht. Die oszillierende Bewegung erhalten die Kniehebel 3 von einer Kolbenstange 5, deren Kolben 6 in einem Arbeitszylinder 7 durch eine Flüssigkeit hin und her bewegt werden.
Die Steuerung des Kolbens 6 erfolgt von einem Umsteuerventil 8 aus über die an den Enden des Zylinders 7 angeschlossenen Leitungen 9 und 10. Auf der eine Dämpfungsscheibe 11 tragenden Kolben stange 12 befindet sich ein durch zwei getrennte Solen oide 13 und 14 umgebener Magnetanker 15, welche durch die Endschalter 16 und 17 jeweilen unter Span nung gesetzt werden.
Diese Endschalter 16 und 17 sind an je einem von einer Kurvenscheibe 18, 19 gesteuerten Gestänge 20 bzw. 21 befestigt und werden entspre chend der gewünschten Wicklungsart auf und ab ver schoben, wobei jede Kurvenscheibe 18 und 19 für sich separat durch einen drehzahlregulierbaren Motor M2 bzw. M3 angetrieben wird. Durch Auswahl der aus wechselbaren Kurvenscheibe und Einstellen der Dreh zahl der Motoren M2 und M3 hat man es in der Hand, jeden beliebigen Ringbankbewegungsweg und damit jede Wicklungsart zu erzeugen.
Eine starr mit der Ringbank 2 verbundene, ihre Auf- und Abwärtsbewegung mitma chende Schaltstange 22 mit einem Nocken 23 betätigt nicht nur die Endschalter 16 und 17, sondern auch noch den Anknüpfwulstschalter 24, der mit einem Sole noid 25 eines im stromlosen Zustand geöffneten, in der Leitung 10 eingefügten, durch einen auf 0 oder kleine Menge einstellbaren Mengenregler 26" überbrückten Haltschiebers 26 verbunden ist. Dessen Anker ist mit 26' bezeichnet. Das Verfahren umfasst neben einem Flüssigkeitsreservoir 27 eine durch den Motor MP ge triebene Förderpumpe 28, die über Leitung 29 das Um steuerventil 8 bedient.
Zur Förderpumpe 28 kommt ein parallel geschaltetes Überdruckventil 30 sowie ein in der Rückflussleitung 31 liegender Schnellgangschieber 32 und ein parallel geschalteter Mengenregler 33 zur Ein stellung der Rückflussmenge und damit der Hub- und Senkgeschwindigkeit im Normalbetrieb. Die auf der Spindel sitzende Hülse 34 trägt den im Aufbau begrif fenen Kops 35, der zur Vereinfachung der Weiterver arbeitung oben mit einem Endwulst 36 und unten mit einem Anknüpfwulst 37 versehen wird.
Weiter unten auf der Spindel selbst befindet sich noch ein Abfall wulst 38, der zu Beginn des Aufwindvorganges mit un- verstrecktem Material, das von der Weiterverarbeitung auszuschliessen ist, gebildet und von Zeit zu Zeit von der Bedienung von der Spindel entfernt wird. Es kön nen auch nach Aufwinden des oberen Endwulstes 36 noch einige Windungen unten auf den Abfallwulst auf gewunden werden (Näheres hiezu vergleiche Fig. 4 und 8).
Das Niveau dieses in unterster Ringbankstellung gebildeten Abfallwulstes 38 hängt ausschliesslich von der Stellung der Regulierschraubenmuffe 39 am Zylinder 7 ab, welche den mechanischen Anschlag für die Kolben stange darstellt.
Der ebenfalls notwendige, am Schluss des Aufwindungsvorganges gebildete Endwulst 36 wird in der oberen extremen Ringbankstellung gebildet, die durch die Stellung der mit einer Gegenmutter 40 ge sicherten Gabel 40' bestimmt wird. Die Stellung der Gabel 40' kann verändert werden durch Drehen der Kolbenstange 5.
In der untersten Extremstellung der Ringbank kommt die Gegenmutter 40 mit der Schrau benmuffe 39 in Anschlag, deren Stellung die Höhe des Abfallwulstes 38 festlegt. Das Umsteuerventil 8 besteht aus einem Dreifachkolben 41, der den Zu- und Abfluss des Mediums abwechslungsweise über Leitung 9 oder 10 zu den Enden von Zylinder 7 steuert. In einem oben offenen Gefäss 42, das eine in der Mitte eingeengte Zone 43 besitzt und mit dem Steuermedium angefüllt ist,
sitzt die Kolbenstange 12 samt Dämpfungsscheibe 11, die in der Neutralstellung, in der die Umsteuerung des Arbeitskolbens 6 erfolgt, sich in der eingeengten Zone befindet. Der Zweck der Dämpfungsscheibe 11 besteht darin, die in Fig. 2 nach den oberen und un teren Endpunkten der Wicklung eingezeichneten Schwin gungen zu unterdrücken (vergleiche Fig. 3).
Der in Fig. 2 gezeigte Bewegungsfahrplan der Ring bank sieht ausgehend von der unteren mechanischen Anschlagstellung UMA, in der die Ringbank während der Anlaufzeit t1 der Maschine verharrt, einen Anstieg im Schnellgang vor, bis der Anknüpfwulstschalter 24 betätigt und durch ein Zeitrelais 49 die Ringbank 2 bis zur Zeit t2 stillhält, von wo aus wiederum ein Schnellanstieg bis zum Einleiten des langsameren Nor malganges durch Schalter 54 erfolgt. Der schnelle Auf stieg über die noch leere Hülse 34 ergibt sehr wenig steile Windungen, die ein erleichtertes Abziehen beim Umspulen gestatten.
Nachdem im Normalgang nach Ab lauf der Zeit die vorgesehene Länge des Materials auf gewunden und der Kops 35 aufgebaut wurde, löst ein Zähler 44 (vergleiche Fig. 6) die Endwulstbildung aus (t3), was die Ringbank in Normalgang nötigenfalls noch mals bis zum unteren Endschalter 17 absenken und dann bis zum Niveau des Schalters 54 in Normalgang ansteigen lässt (Zeit t4),
der dann zu einer Zeit t5 den Schnellganganstieg einleitet und den Spindelantrieb zur Zeit t., unterbricht derart, dass nach Erreichen des obe ren mechanischen Anschlages OMA zur Zeit t6 bis zum Stillstand der Spindeln t7 jedesmal gleich viel Windun gen am Endwulst aufgetragen werden (t7-t6 = kon stant).
Fig. 3 zeigt bis zur Zeit t4 im Prinzip denselben Bewegungsfahrplan. Nun schaltet der Schalter 54 zur Zeit t5, d. h. nach Ablauf einer Verzögerung, den Schnellgang nach unten ein, so dass einige wenige Win dungen bis zum Erreichen des unteren mechanischen Anschlages UMA zur Zeit t6 aufgelegt werden, worauf dann der Endwulst bis zum vollständigen Stillstand der Spindel zur Zeit t7 angelegt wird.
In Fig. 4 ist neben einem Endwulst bei OMA noch ein Endwulst am UMA aufgelegt, indem zur Zeit t5- die Spindelbank 2 schnell ganz abgesenkt wird und kurz darauf die Spindeln zur Zeit t7 zum Stillstand kommen. Voraussetzung ist, dass vor der Zeit t7 die Spindelbank den UMA erreicht hat. Die entsprechenden elektrischen Schaltungen, mit denen diese Bewegungsfahrpläne er zeugt werden können, sind in Fig. 6, 7 und 8 dar gestellt und nachstehend näher beschrieben.
Aus Fig. 5 ist ferner noch die Wirkung des Men genreglers 26" ersichtlich. Lässt dieser eine kleine Menge durch, so ergibt sich trotz geschlossenen Haltschiebers 26 ein leichtes Ansteigen der Ringbank (strichpunktierte Linie), was zu einer gewissen Breite des Anknüpfwul- stes führt, die ebenfalls von der Praxis oft gewünscht wird. ,. Fig. 5 zeigt das Diagramm in der Zone des An knüpfwulstes vergrössert.
Beim Schliessen des Haltschie- bers 26 in Leitung 10 ergibt sich eine Stosswelle in Leitung 10, die sich über den Kolben 6 auf die Rin bank 2 überträgt, die eine gedämpfte Schwingung ge mäss Fig. 5 ausführt. Solche würden an den Umkehr stellen beim normalen Wicklungsaufbau bei Weglassen der Dämpfungsscheibe 11 im Gefäss 42 ebenfalls auf treten; hier sind sie aber erwünscht, weil nach dem Abtrennen des Fadens bei 56 unterhalb des Anknüpf- wulstes vor dem Abziehen der Spule das freie Faden ende sich nicht leicht abwickeln kann, da es durch die als Folge der Schwingungen darüberliegenden Windun gen gehalten ist.
Das Schaltschema Fig. 6 entspricht dem Bewegungs fahrplan gemäss Fig. z. Beim Anlauf der Maschine, bei dem auch durch Motor Ml die Spindeln in Betrieb ge setzt werden, befindet sich die Ringbank 2 am unteren mechanischen Anschlag UMA. Mit Druck auf den hand betätigten Startdruckknopf 45 wird der Magnet 45' un ter Strom gesetzt und der Anker 46 zieht an, dreht den Folgeschalter 47 um eine Raste in Anlaufstellung (ge strichelt gezeichnet), wodurch die Anlaufsammelschiene 48 unter Spannung gesetzt wird.
Dadurch werden ne ben dem bereits in Betrieb stehenden Pumpenmotor M1 für die Erstellung der Betriebsbereitschaft des hy draulischen Systems die Motoren Ml, M" und M3 in Gang gesetzt (Zeit to). Gleichzeitig schaltet Zeitrelais 49 zur Zeit t1 durch Einrücken des zugehörigen Schal ters 50 den Solenoid 14 ein, womit sich das Umsteuer ventil 8 auf Heben stellt, und der Solenoid 51 des Schnellgangschiebers 32 wird über Leitung 52 unter Spannung gesetzt und letzterer geöffnet.
Erreicht die Ringbank im Schnellgang den Schalter 24, so wird die ser geschlossen und über Solenoid 25 der Haltschieber 26 geschlossen. Zur Zeit t2 öffnet das Zeitrelais 53 den Stromkreis, und der Haltschieber geht durch Feder druck wieder in seine Ruhelage zurück. Das schnelle Anheben der Ringbank 2 setzt wieder ein, bis diese einen weiteren, auf bestimmter Höhe angeordneten Schal ter 54 betätigt, was zur Folge hat, dass über Magnet 45 des Folgeschalters 4.7 die Verbindung mit der Normal laufsammelschiene 55 hergestellt ist.
Nun wird dem Solenoid 51 des Schnell gangschiebers 32 keine Energie mehr zugeführt, worauf das Heben in normaler Ge schwindigkeit vor sich geht, bis die Ringbank den End- schalter 16 erreicht und schliesst und das Umsteuer ventil 8 auf Senken umstellt, bis sie den unteren Endschalter 17 erreicht. Sie läuft von nun an auf und ab, jeweilen durch die Endschalter 16 und 17 reversiert, wobei letztere durch die Programmotoren M2 und M3 über die Kurvenscheiben 18 und 19, je nach Wicklungs art ebenfalls in der Höhe verstellt werden.
Nachdem nun der Zähler 44 abgelaufen ist, d. h. die gewünschte Filamentlänge auf der Spule aufgewunden wurde, schliesst der Schalter 57 des Zählers 44. Es geschieht aber nichts, bis die Ringbank den Schalter 54 betätigt und der Folgeschalter 47 auf Endwulststellung gebracht wird, wodurch über Endwulstsammelschiene 58 und Lei tung 59 sofort das Umsteuerventil 8 in Senkstellung gebracht wird. Zur Zeit to werden durch das Zeitrelais 60 die Schalter 61, 62, 63 umgelegt, wodurch in den Solenoiden 14 und 51 Strom fliesst und die Ringbank schnell angehoben wird.
Da Endschalter 16 wohl be tätigt wird, aber keinen Strom vermittelt, also die Be wegungsrichtung nicht reversiert wie bei Normalbetrieb, läuft die Ringbank bis zum oberen mechanischen An- schlag OMA weiter. Nach der Umstellung des Folge schalters 47 auf die Endwulstsammelschiene 58 wird die Energiezufuhr zu den Motoren Ml, M2 und M3 ebenfalls unterbrochen, so dass die Spindeln der Ma schine zur Zeit t7 zum Stillstand kommen, was aber noch erlaubt,
nach Erreichen des mechanischen An schlages OMA eine genügende Anzahl Windungen zur Bildung des Endwulstes 36 bis zum vollständigen Still stand der Spindel auf die Spitze der Hülse 34 zu legen. Die Praxis verlangt an der Hülsenspitze immer gleich viele Windungen in sämtlichen Abzügen, so dass die Abstellung zeitlich immer an der gleichen Stelle vor genommen werden muss. Daher wird nach dem Aus lösen des Zählers 44 der Befehl Halt so lange ge speichert, bis der Schalter 54 von der Ringbank im Aufwärtslauf betätigt wird. Der Schalter 54 ist für einen bestimmten Betrieb der Maschine ortsfest am Maschi nengestell befestigt.
Nach Bildung des oberen Endwul- stes 36 erfolgt der Spulenwechsel in üblicher Weise, und die Ringbank wird durch Handsteuerung abgesenkt, so dass am unteren mechanischen Anschlag UMA das Spiel von neuem beginnen kann.
Der Bewegungsfahrplan der Variante gemäss Fig. 3 unterscheidet sich von demjenigen der Variante Fig. 2 dadurch, dass der Endwulst im Bereich des Abfallwulstes 38 unten angebracht wird, d. h., statt nach Ablauf der Zeit t5 die Ringbank bis zum oberen mechanischen An schlag OMA anzuheben, wird diese bis zum unteren Anschlag UMA abgesenkt. Das Schaltschema für diese Variante ändert sich demnach entsprechend Fig. 7.
Die im Aufstieg begriffene Ringbank 2 betätigt wiederum Schalter 54, der über Folgeschalter 47 die Endwulst- sammelschiene 58 aktiviert und dadurch über Leitung 64 die Ringbank nach unten reversiert. Gleichzeitig be ginnt das Zeitrelais 60 zu laufen, das zur Zeit t5 den Schnellgang über Schalter 63 einschaltet. Da die Auslauf zeit t;-t-, im voraus bekannt bzw. so bemessen ist, dass die Spindeln immer noch drehen, wenn die Ringbank bereits den unteren Anschlag UMA erreicht hat (Zeit to), entsteht unten ein Endwulst von einigen Win dungen.
Bei Variante 3 gemäss Fig. 4 bzw. 8 ist der Be wegungsfahrplan so vorgesehen, dass nach Anlegen des oberen Endwulstes 36 gemäss Variante 1 noch ein ra sches Absenken bis auf den unteren mechanischen An schlag UMA erfolgt. Das Schaltschema Fig. 8 dieser Variante bedarf noch folgender Erklärung: Gleichzeitig mit dem Beginn des.Laufes des Zeitrelais 60 (t1), das zur Zeit tä auf Heben und Schnell schaltet, beginnt das parallel geschaltete Zeitrelais 65 zu laufen und schal tet zur Zeit to- mittels der Schalter 66 und 67, von Heben auf Senken um.
Dadurch senkt sich die Ringbank bis zum mechanischen Anschlag UMA ab, und es entsteht dabei auf dem fertigen Kops eine schraubenlinienförmige Aufwindung starker Neigung, und unten wird zudem noch eine kleine Reservewindung angelegt.