DE10015933A1

DE10015933A1 - Verfahren zum Herstellen einer Stufenpräzisionswicklung

Info

Publication number: DE10015933A1
Application number: DE10015933A
Authority: DE
Inventors: Manfred Lasmann
Original assignee: W Schlafhorst AG and Co
Current assignee: Saurer Spinning Solutions GmbH and Co KG
Priority date: 2000-03-30
Filing date: 2000-03-30
Publication date: 2001-10-04
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: CZ20011148A3; US6484962B2; US20020040946A1; CZ300398B6; ITMI20010222A1; DE10015933B4

Abstract

Das Verfahren dient dem Herstellen von Stufenpräzisionswicklungen auf Kreuzspulen in einer Offenend-Spinnvorrichtung. Das Windungsverhältnis wird während der Spulenreise der Kreuzspule mit anwachsendem Kreuzspulendurchmesser stufenweise in kleiner werdenden Abstufungen reduziert. Die Abstufungen überschreiten den Wert von 0,3 nicht und werden jeweils so klein und abhängig davon gewählt, daß einerseits die Änderungen des Kreuzungswinkels alpha in einem Toleranzbereich von weniger als +-0,8 DEG liegen und die kleinste während der Spulenreise auftretende Rautenzahl vollständig gefüllt werden kann. DOLLAR A Die erfindungsgemäß hergestellten Kreuzspulen zeichnen sich durch einen stabilen Aufbau, hohe Dichte bei gleichmäßiger Dichteverteilung über den gesamten Garnkörper sowie hervorragende Ablaufeigenschaften aus.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beim Herstellen einer Kreuzspule mit wilder Wicklung stehen die Geschwindigkeit der Fadenchangierung und die Umfangsgeschwindigkeit der Kreuzspule während der Spulenreise, das heißt, von Beginn bis Abschluß des Wickelvorgangs, in einem festen Verhältnis zueinander. Dadurch bleibt der Fadenkreuzungswinkel konstant, während das Windungsverhältnis mit wachsendem Spulendurchmesser abnimmt. Das Windungsverhältnis gibt die Anzahl der Spulenumdrehungen pro Doppelhub der Fadenchangierung an. Eine mit wilder Wicklung erzeugte Kreuzspule weist einen stabilen Garnkörper und eine weitgehend gleichmäßige Dichte auf. Zum Beispiel beim Durchlaufen ganzzahliger Werte des Windungsverhältnisses treten sogenannte Wicklungsbilder oder Spiegelwicklungen auf. Um deren nachteilige Folgen zu vermeiden, werden hierfür sogenannte Bildstörungs-Verfahren verwendet, die jedoch die Bilder nicht vollständig auflösen.

Der verwendete Begriff "Kreuzpule" umfaßt auch den sich während des Bewickelns der Kreuzspule aufbauenden Spulenkörper.

Beim Herstellen einer Kreuzspule mit Präzisionswicklung wird nicht der Fadenkreuzungswinkel, sondern das Windungsverhältnis über die gesamte Spulenreise konstant beibehalten. Der Fadenkreuzungswinkel reduziert sich dabei mit wachsendem Kreuzspulendurchmesser. Mit abnehmendem Kreuzungswinkel wächst die Wickeldichte nach außen hin. Dadurch nimmt der Druck auf den somit relativ weichen Spulenkern in unerwünschtem und nachteiligem Ausmaß zu. Schwierigkeiten beim Abwickeln der Kreuzspule durch ungleichmäßige Fadenspannung und vermehrt auftretende Fadenbrüche sowie eine ungleichmäßige Durchdringung des Garnkörpers beim Färben können die Folge sein. Prinzipiell liegen die Vorteile der Präzisionswicklung in der Möglichkeit einer hohen Abzugsgeschwindigkeit, hoher Wickeldichte und damit mehr Lauflänge bei gleichem Spulenvolumen gegenüber einer Kreuzspule in wilder Wicklung. Jedoch begrenzt der mit wachsendem Kreuzspulendurchmesser abnehmende Kreuzungswinkel den Durchmesser bei der Herstellung von Präzisionsspulen aus Stapelfasergarnen, da besonders bei Stapelfasergarnen wegen der an den Kanten auftretenden Mängel nicht mit beliebig kleinen Kreuzungswinkeln gewickelt werden kann. Aus diesem Grund sollten beim OE-Spinnen Kreuzungswinkel von weniger als 28° vermieden werden. Dadurch ist die Präzisionswicklung bei Stapelfasergarnen nur sehr bedingt brauchbar.

Eine Stufenpräzisionswicklung stellt eine Kombination von wilder Wicklung und Präzisionswicklung dar, bei der die Vorteile beider Wicklungsarten genutzt und die Nachteile vermindert werden sollen. Eine "Stufenpräzisionswicklung" ist neben der "wilden Wicklung" und der "Präzisionswicklung" ein in der Textiltechnik üblicher Begriff, der zum Beispiel in der DE 42 23 271 C1 und der DE 39 20 374 A1 ausführlich behandelt ist.

Bei einer Stufenpräzisionswicklung wird, wie der Begriff bereits zum Ausdruck bringt, eine Präzisionswicklung in Stufen vorgenommen. Dabei wird zum Beispiel ein maximal zulässiger Kreuzungswinkel eingestellt, der innerhalb einer Stufe bei jeweils gleichbleibendem Windungsverhältnis kleiner wird. Erreicht der Kreuzungswinkel ein kleinstes noch zulässiges Maß, wird der Kreuzungswinkel sprunghaft wieder auf den Ausgangswert zurückgeführt. Das Windungsverhältnis springt dabei auf einen kleineren Wert. Dadurch erhält man eine Kreuzspule mit einem annähernd gleichbleibendem Kreuzungswinkel, wobei das Windungsverhältnis in Stufen reduziert worden ist.

Mit einer auf diese Weise hergestellten Stufenpräzisionswicklung werden jedoch oben geschilderte Dichteprobleme oder Probleme mit der Stabilität der Spulenkante in der Praxis lediglich vermindert. Neben den aus den geschilderten Ursachen entstehenden Dichteproblemen und zunehmendem Druck auf die inneren Garnlagen tritt ein weiteres Problem auf. Mit der Reduzierung des Kreuzungswinkels sinkt auch die Aufwickellänge pro Zeiteinheit. Dies wirkt sich besonders nachteilig bei Offenend-Spinnmaschinen aus. Da das auf Offenend-Spinnmaschinen erzeugte Garn immer mit konstanter Garngeschwindigkeit geliefert wird, reduziert sich durch die sinkende Aufwickellänge pro Zeiteinheit die Fadenspannung zwischen der Kreuzspule und zum Beispiel den Abzugswalzen. Bei nahezu voll gewickelter Kreuzspule können Unterschiede im Anspannverzug von circa 3,5 Prozent auftreten. Dies führt zu merklichen Dichteunterschieden und beeinträchtigt die Ablaufeigenschaften der Kreuzspule erheblich. Abhängig von der Abstufung bei der Stufenpräzisionswicklung kann es vorkommen, daß das Windungsverhältnis beziehungsweise die Windungszahl zufällig auf einen der oben erwähnten Spiegelwerte oder in dessen kritische Nähe fällt.

Aus dem vorliegenden umfangreichen Stand der Technik, der sich mit bei der Stufenpräzisionswicklung auftretenden Problemen befaßt, werden nachfolgend ausgewählte Druckschriften kommentiert.

In der DE 42 23 271 C1 ist ein Verfahren zum Aufspulen eines Fadens mittels Stufenpräzisionswicklung beschrieben, bei dem innerhalb eines Korridors, der durch einen minimalen Ablegewinkel und einen maximalen Ablegewinkel bestimmt ist, jeweils die Changierfrequenz sprunghaft erhöht wird. Die Changierfrequenz wird jeweils in einer Stufe von einer Anfangsfrequenz bis zu einer Endfrequenz proportional zur Spulendrehzahl vermindert und dann sprunghaft auf die Anfangsfrequenz der folgenden Stufe erhöht. Diese Anfangsfrequenz ist in jeder Stufe höchstens gleich einer festen Maximalfrequenz. Die Endfrequenz ist in jeder Stufe mindestens gleich einer festen Minimalfrequenz. Dadurch, daß in allen Stufen mit spiegelnahen Windungszahlen gewickelt wird, soll erreicht werden, daß die Spule eine gleichmäßig hohe Packungsdichte erhält.

In der DE 41 12 768 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Präzisionsstufenwicklungen beschrieben, bei dem die Umschaltung auf die jeweils nächste Wicklungsstufe bei Erreichen eines abgespeicherten Durchmesserwertes erfolgt. Damit soll es sich beispielsweise erübrigen, gewisse einzelne fadenspezifische Parameter des aufzuspulenden Fadens in den Rechner einzugeben oder zusätzliche Messungen vorzunehmen. Gemäß der DE 41 12 768 A1 wird zum Herstellen von Stufenpräzisionswicklungen zweckmäßigerweise so verfahren, daß ein Kreuzungswinkel α beziehungsweise ein Kreuzungswinkel-Toleranzbereich α1; α2 ausgewählt wird, von dem ausgehend Kenngrößen der Wicklungsstufen berechnet werden. In der DE 41 12 768 A1 wird empfohlen, das Verfahren so durchzuführen, daß der Toleranzbereich α1; α2 des ausgewählten Kreuzungswinkels α bis zu ±4° beträgt.

Neben dem Verfahren, bei dem der Beginn einer neuen Stufe durch Überschreitung von als Schwellwert vorgegebenen Kreuzungswinkeln ausgelöst wird, besteht die Möglichkeit, Abstufungen über das Windungsverhältnis zum Beispiel in Abhängigkeit von aus Kreuzspulendurchmessern gebildeten Schwellwerten durchzuführen. Die Abstufungen des Windungsverhältnisses können hierbei beispielsweise von konstanter Größe sein.

Die gattungsbildende EP 0 055 849 B1 beschreibt ein Verfahren zum Aufspulen von Garnen in stufenweiser Präzisionswicklung mittels einer Spuleinrichtung, wobei die Garne kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt werden. Mit dem Verfahren sollen zu große Unterschiede in der Aufwindegeschwindigkeit und deren nachteilige Auswirkungen auf die Qualität der Garne und des Spulenaufbaues vermieden werden, indem die Änderung des Spulverhältnisses von einer Stufe der Präzisionswicklung zur nächsten so gering gehalten wird, daß die dadurch bedingte Änderung der Aufwindegeschwindigkeit des Garnes einen Tolerenzbereich um den Wert der mittleren Aufwindegeschwindigkeit nicht überschreitet. Mit dem in der EP 0 055 849 B1 offenbarten Verfahren werden jedoch im Bereich der kleinen Spulendurchmesser besonders an der Spulenkante auftretende Unregelmäßigkeiten im Spulenaufbau nicht verhindert.

Mit dem bekannten Stand der Technik werden die Probleme bei der Herstellung von Kreuzspulen mittels Stufenpräzisionswicklung nicht oder, insbesondere bei Offenend-Spinnmaschinen, nur unzureichend beseitigt, obwohl teilweise erheblicher technischer Aufwand in baulicher und steuerungstechnischer Hinsicht betrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Herstellen von Stufenpräzisionswicklungen, insbesondere für den Einsatz auf Offenend-Spinnmaschinen zum Erzeugen von groben Garnen, zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren überwindet sich nachteilig auswirkende Probleme beim Spulenaufbau, die, ausgehend vom Stand der Technik, durch lediglich einfaches Verkleinern der Abstufungen nicht beseitigt sind.

Es wird mit einem Windungsverhältnis gearbeitet, das während einer Spulenreise der Kreuzspule mit anwachsendem Kreuzspulendurchmesser stufenweise in kleiner werdenden Abstufungen reduziert wird. Dabei wird das aktuelle Windungsverhältnis WD_akt fortlaufend aus dem aktuellen Kreuzspulendurchmesser d_SPakt, dem Soll-Kreuzungswinkel α_SOLL und der Doppelhublänge DH errechnet und mit einem für die jeweilige Stufe vorgegebenen Windungsverhältnis WD_n+1 fortlaufend verglichen.

Zur Berechnung des aktuellen Windungsverhältnisses WD_akt gilt die Formel:

Der Kreuzspulendurchmesser D_SP wird bei Friktionsantrieb der Spule über die Drehzahl n_W der Friktionsantriebswelle, deren bekannten Durchmesser d_W und die Spulendrehzahl n_SP errechnet.

Ein neues nächstes Windungsverhältnis WD_n+1 wird berechnet und vorgegeben. In die nächste Stufe wird dann gewechselt, wenn ein Berechnungsvorgang ergibt, daß das aktuelle berechnete Windungsverhältnis WD_akt gleich dem vorgegebenen Windungsverhältnis WD_n+1 oder bereits kleiner ist. Wählt man mit dem Ziel, einen gleichmäßigeren Spulenaufbau beim Offenend- Spinnprozeß zu erhalten, beispielsweise eine Abstufung im jeweils vorgegebenen Windungsverhältnis WD_n+1, bei der sich aufeinanderfolgende abnehmende Werte des Windungsverhältnisses WD_n+1 jeweils um den sehr niedrigen Wert 0,1 unterscheiden, wobei die Formel gilt

WD_n+1 = WD_n - 0,1,

erhält man den in Fig. 2 dargestellten Verlauf des vorgegebenen Windungsverhältnisses WD_n+1. Nachteilig bei einer derartig gewickelten Kreuzspule ist jedoch die deutliche Zunahme der Schwankungsbreite der Abweichung vom Soll-Kreuzungswinkel α_SOLL. Derartige Winkelabweichungen oberhalb eines Kreuzspulendurchmessers von circa 100 mm verursachen bei der Kreuzspule schon deutlich sichtbare Stufen an der Spulenflanke trotz sehr gering gehaltener Abstufungen des vorgegebenen Windungsverhältnisses.

Dieser Nachteil läßt sich durch das erfindungsgemäße Verfahren vermeiden.

Auch ist es vermeidbar, zur Behebung der unerwünschten Stufenbildung beziehungsweise zur Verminderung auf ein tolerierbares Ausmaß die Abstufung im Windungsverhältnis noch weiter deutlich reduzieren zu müssen. Noch weiter reduzierte Abstufungen im Windungsverhältnis liegen im Bereich des Kreuzspulendurchmessers, der unter 100 mm beträgt, dann nachteilig derart eng beieinander, daß es schon bei einer Zunahme des Kreuzspulendurchmessers, die unter 1 mm liegt, vorkommen kann, daß in ein neues Windungsverhältnis gewechselt wird. Dabei ist jedoch das windungsverhältnis-spezifische Fadenablagebild meist noch nicht geschlossen. Erst das folgende Windungsverhältnis WD_n+1 mit einem anderen Ablagebild beziehungsweise einer anderen Rautenzahl überdeckt die darunterliegenden Hohlräume, schließt sie aber nicht und läßt gleichzeitig in einer anderen Anordnung neue entstehen. Diese Hohlräume führen zwangsläufig zu Dichteverlusten und zu einem "weichen" Spulenkern. Mit wachsendem Kreuzspulendurchmesser nimmt der Druck auf diesen weichen Kern zu. Das kann so weit gehen, daß sogenannte Ausblühungen und lose Kanten entstehen. Bei derartigen Kreuzspulen ist es nicht sichergestellt, daß sich die Fäden fadenbruchfrei abziehen lassen. Diese Nachteile sind jedoch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vermeidbar.

Vorzugsweise wird die Abstufung so gewählt, daß zur Ermittlung jedes folgenden Windungsverhältnisses WD_n+1 vom Ausgangswindungsverhältnis oder vom jeweiligen für die Stufe geltenden Windungsverhältnis WD_n ein Betrag subtrahiert wird, der durch Multiplikation des ganzzahligen Anteils G_WD des geltenden Windungsverhältnisses WD_n mit einem Stufungsfaktor F_ST errechnet wird. Für diese Berechnung gilt die Formel:

WD_n+1 = WD_n - F_ST.G_WD

Vorteilhaft ist der Stufungsfaktor nicht größer als 0,05, insbesondere liegt er zwischen 0,02 und 0,05, um Abstufungen des Windungsverhältnisses mit der gewünschten Wirkung zu erhalten.

In einer alternativen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Berechnung der jeweiligen Windungsverhältnisse beziehungsweise der jeweiligen Abstufungen des Windungsverhältnisses auch auf der Basis einer prozentualen Abstufung des Kreuzspulendurchmessers erfolgen. Dabei wird für jedes folgende Windungsverhältnis WD_n+1, entsprechend der Formel:

D_n+1 = D_akt + D_akt.f_D

der Ausgangs- oder der jeweilige aktuelle Kreuzspulendurchmesser D_SPakt mit einem Prozentfaktor f_D multipliziert, dieses Produkt zum Ausgangs- oder aktuellen Kreuzspulendurchmesser D_SPakt addiert und der so erhaltene Wert des Kreuzspulendurchmessers D_SPn+1 in einen entsprechenden Wert umgerechnet, auf den das Windungsverhältnis WD_n+1 einzustellen ist. Die Umrechnung erfolgt nach der Formel:

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Abstufung im Kern der Kreuzspule, vorzugsweise im ersten Abschnitt der Spulenreise, mittels eines zusätzlichen Multiplikators vergrößert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zu jedem ermittelten Windungsverhältnis ein zusätzliches Übersetzungsverhältnis addiert oder davon subtrahiert, in dessen Berechnung der Quotient aus dem Fadenabstand und der Rautenzahl im aktuellen Windungsverhältnis eingeht. Damit können die Rauten vollständig geschlossen beziehungsweise gefüllt und eine sehr gleichmäßige Bewicklung der Kreuzspule erreicht werden. Die Rautenzahl wird auch als Ordungszahl bezeichnet. Die Berechnung der Windungsverhältnis- Zusatzübersetzung i_Z erfolgt nach der Formel:

Darin ist:
i_Z = Windungsverhältnis-Zusatzübersetzung
S = Fadenabstand
D_SP = Kreuzspulendurchmesser
α = Soll-Kreuzungswinkel
n_R = Rautenzahl

Der Fadenabstand s wird dabei vom Anwender in an sich bekannter Weise abhängig vom Material des Fadens vorgewählt und anschließend empirisch ermittelt. Die Rautenzahl n_R kann auf ebenfalls an sich bekannte Weise errechnet oder beispielsweise einer Tabelle entnommen werden.

Die Abstufung wird vorteilhaft so gewählt, daß immer Windungsverhältnisse entstehen, denen eine erwünschte bekannte Rautenzahl zugeordnet werden kann. So kann zum Beispiel sichergestellt werden, daß die Rautenzahl nicht größer als 50 ist und über die Wahl eines derartigen, nicht zu großen Wertes für die Rautenzahl zu kleinen Fadenabständen entgegengewirkt wird. Es wird das Auftreten einer beliebig großen Rautenzahl vermieden, die beispielsweise in unerwünschtem Ausmaß die Möglichkeiten einschränkt, mit der Windungsverhältnis-Zusatzübersetzung beim Kreuzspulenaufbau einzugreifen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Stufenpräzisionswicklung stellt ein einfach auszuführendes und preiswertes Verfahren dar, das auch auf Offenend-Spinnmaschinen zufriedenstellende Ergebnisse bringt. Die nach diesem Verfahren hergestellten Spulen zeichnen sich durch gleichmäßige hohe Dichte, glatte Flanken ohne Stufen und ohne Ausblühungen an den Spulenkanten im Bereich des Spulenkerns sowie durch sehr gute Ablaufeigenschaften aus. Der technische Aufwand kann niedrig gehalten werden. Eine separat angetriebene Wickelwelle und eine Sensorik zur Wickelspannungsüberwachung ist nicht erforderlich. Insbesondere wird die durchschnittliche Aufwickelmenge der hergestellten Kreuzspulen nur in geringem Maß verändert. Der absolute Fehler im Anspannverzug bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt selten mehr als 0,1 Prozent. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Möglichkeit, über den gesamten Spulenaufbau die nächstfolgenden Windungsverhältnisse, ausgehend von Vorgabedaten, wie D, DH, WD und α, mit einem einzigen festen Multiplikator für die Abstufungen des Windungsverhältnisses auf einfache Weise berechnen zu können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren weiter erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vereinfachter schematisierter Darstellung,

Fig. 2 zeigt den Verlauf von Windungsverhältnis und Kreuzungswinkel bei einer Abstufung des Windungsverhältnisses von konstant 0,1,

Fig. 3 zeigt den Verlauf des Windungsverhältnisses bei einem erfindungsgemäßen Wickelvorgang,

Fig. 4 zeigt den Verlauf des Fehlers im Anspannverzug beim erfindungsgemäßen Wickelvorgang.

Fig. 1 zeigt eine Wickeleinrichtung 1 an einer Kreuzspulen herstellenden Offenend-Spinnvorrichtung. Die Wickeleinrichtung 1 weist zum Antrieb der Kreuzspule 2 eine Friktionswalze 3 auf, die in Richtung des Pfeils 4 rotiert. Die Kreuzspule 2 wird durch einen schwenkbaren Spulenrahmen 5 gehaltert und liegt auf der Friktionswalze 3 auf. Der Faden 6 wird in Richtung des Pfeils 7 mittels der paarweise angeordneten Abzugswalzen 8, 9, die in Richtung der Pfeile 10, 11 rotieren, vom Lieferwerk 12 der Offenend-Spinnvorrichtung, das als Spinnbox ausgebildet ist, mit konstanter Fadengeschwindigkeit abgezogen. Der Faden 6 wird über einen changierenden Fadenführer 13 auf die Kreuzspule 2 aufgewickelt. Der Fadenführer 13 wird mittels einer Changiereinrichtung 14 angetrieben. Die Friktionswalze 3 wird über eine Welle 15 mittels eines Motors 16 angetrieben. Die Changiereinrichtung 14 ist über eine Wirkverbindung 17 mit einem Motor 18 verbunden. Sowohl der Motor 16 wie auch der Motor 18 werden von einem Mikroprozessor 21 gesteuert, der so ausgebildet ist, daß er ein Programm zum Steuern des Windungsverhältnisses in Abhängigkeit vom aktuellen Kreuzspulendurchmesser umfaßt. Der aktuelle Kreuzspulendurchmesser wird aus der auf die Kreuzspule 2 aufgelaufenen Fadenlänge berechnet. Die Fadenlänge wird mit Hilfe eines Sensors 20, der die Umdrehungen der Friktionswalze 3 detektiert, ermittelt. Zum Erfassen der Drehzahl der Kreuzspule 2 dient ein weiterer Sensor 21, der wie der Sensor 20 mit dem Mikroprozessor 19 verbunden ist.

In einem ersten Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird die Berechnung des jeweils neuen Windungsverhältnisses WD_n+1 über die Abstufung des Windungsverhältnisses beschrieben. Es wird mit einem Startwindungsverhältnis WD₀ gestartet, wobei WD₀ = 6 ist. Weitere Werte für das Ausführungsbeispiel sind:
α = 30°
DH = 294 mm

Der Kreuzspulendurchmesser DSP wird kontinuierlich errechnet nach der Formel:

Dabei ist
n_FW = Drehzahl der Friktionswalze
D_FW = Durchmesser der Friktionswalze
n_SP = Drehzahl der Kreuzspule

Das aktuelle Windungsverhältnis WD_akt wird kontinuierlich errechnet nach der Formel:

Das aktuelle Windungsverhältnis WD_akt wird kontinuierlich mit dem für die jeweilige Stufe geltenden nächsten Windungsverhältnis WD_n+1 verglichen. Da der Kreuzspulendurchmesser D_SPakt ständig zunimmt, wird entsprechend das aktuelle Windungsverhältnis WD_akt ständig kleiner. Wird dabei

WD_akt ≦ WD_n+1

erreicht, wird ein neues Windungsverhältnis WD_n+2 berechnet nach der Formel:

WD_n+2 = WD_n+1 - F_ST.G_WD

F_ST = Faktor für die Abstufung des Windungsverhältnisses WD
G_WD = ganzzahliger Anteil von WD_akt

Für das erste Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist F_ST = 0,025.

Ausgehend vom Start-Windungsverhältnis WD₀ = 6 errechnet sich der Wert für das nachfolgende Windungsverhältnis WD₁ wie folgt:

WD₁ = 6 - 0,025 × 6 = 6 - 0,15 = 5,85

Mit den Werten für das Ausführungsbeispiel ergibt sich WD nach der Formel

Bei einem Kreuzspulendurchmesser D₀ ist das Windungsverhältnis WD₀ = 6. Gilt für das Ergebnis der kontinuierlichen Berechnung des Windungsverhältnisses WD

WD ≦ WD₁ = 5,85,

so wird für die nächste Abstufung das Windungsverhältnis WD₂ berechnet:

WD₂ = 5,85 - 0,025 × 5,000 = 5,85 - 0,125 = 5,725

Fig. 3 zeigt den Kurvenverlauf 24 des Wihdungsverhältnisses WD über den Kreuzspulendurchmesser D aufgetragen. Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, ist der Bereich, in dem sich der mit 25 bezeichnete Kreuzungswinkel α während des erfindungsgemäßen Verfahrens bewegt, erheblich schmaler als die in Fig. 2 dargestellte Schwankungsbreite des dort mit 23 bezeichneten Kreuzungswinkels α.

Auf entsprechende Weise werden die nachfolgenden Windungsverhältnisse WD und Kreuzspulendurchmesser D gebildet, wodurch sich die Werte gemäß Tabelle 1 ergeben.

Tabelle 1

Gemäß einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Berechnung der jeweiligen Windungsverhältnisse, bei denen eine sprunghafte Erhöhung des Windungsverhältnisses durch sprunghafte Erhöhung der Changierfrequenz des Fadenführers erfolgt, auch auf der Basis einer prozentualen Durchmesserabstufung erfolgen. Hierfür gilt die Formel:

D_n+1 = D_n + D_n.F_D

Der jeweilige Kreuzspulendurchmesser D_n wird mit dem Faktor F_D multipliziert und der so erhaltene Wert zu D_n addiert. Anschließend wird D_n+1 in den entsprechenden Wert des Windungsverhältnisses WD_n+1 umgerechnet, auf den das Windungsverhältnis in der nächsten Stufe einzustellen ist. Der jeweils aktuelle Kreuzspulendurchmesser D_akt wird nach der oben bereits erwähnten Formel

fortlaufend ermittelt. In der alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten beispielhaft die Werte:
F_D = 0,019
α = 30 Grad
DH = 294 mm
D₀ = 60 mm

Das entsprechende Windungsverhältnis WD₀ errechnet sich wie folgt:

Der Kreuzspulendurchmesser D₁ für die nächste Stufe wird wie folgt bestimmt:

D₁ = D₀ + D₀ × F_D = 60 + 60 × 0,019 = 61,140

Das entsprechende Windungsverhältnis WD₁ wird wie folgt bestimmt:

Wird bei der fortlaufenden Ermittlung des aktuellen Kreuzspulendurchmessers Dakt die Formel

D_akt ≦ D₁

erfüllt, wird der Kreuzspulendurchmesser D₂ und das entsprechende Windungsverhältnis WD₂ ermittelt und in eine entsprechende Changierfrequenz des Fadenführers 13 umgeschaltet. Auf diese Weise ergeben sich die in Tabelle 2 aufgeführten Werte.

Tabelle 2

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird über einen zusätzlichen Multiplikator F_M, beispielsweise nach der Formel

WD_n+1 = WD_n - F_M.F_ST.D_WD

die Abstufung der Windungsverhältnisse im Kern der Kreuzspule nochmals vergrößert. Der Multiplikator F_M ist größer als eins.

Die erfindungsgemäße geringe Abstufung der Windungsverhältnisse führt zu minimalen Schwankungen des Kreuzungwinkels. Bei einem Stufungsfaktor F_ST = 0,025 bewegt sich der absolute Fehler F_A im Anspannverzug im Toleranzbereich von ±0,1 Prozent, wie die Fig. 4 zeigt. Der Fehler F_A ist dabei über den Kreuzspulendurchmesser D in Form der Kurve 26 aufgetragen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die so ermittelten Windungsverhältnisse WD_n lediglich zur Bestimmung der Umschaltpunkte genutzt werden. Diese Windungsverhältnisse werden im folgenden als Grundverhältnisse bezeichnet. In Abhängigkeit vom jeweiligen Grundverhältnis ergibt sich eine bestimmte Rautenzahl n. Nimmt die Rautenzahl n_R niedrigere Werte an, zum Beispiel 1, 2, 4, 5 oder 8, kann es vorkommen, daß die Rauten nicht vollständig beziehungsweise gleichmäßig gefüllt werden, bevor auf das nächste Windungsverhältnis umgeschaltet wird.

In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zu dem Grundverhältnis ein Windungsverhältniszusatz i_Z addiert oder alternativ subtrahiert.

WDV_n = WD_n + i_Z

i_Z = Windungsverhältniszusatz
WDV = verändertes Windungsverhältnis

Der Windungsverhältniszusatz i_Z wird aus folgender Formel ermittelt:

s = Fadenabstand in mm
D_SP = Kreuzspulendurchmesser in mm
α = Soll-Kreuzungswinkel in Grad
n_R = Rautenzahl

Mit dem veränderten Windungsverhältnis WDV können die Rauten geschlossen beziehungsweise gleichmäßig gefüllt werden. Die so hergestellten Kreuzspulen zeichnen sich durch besonders gleichmäßige hohe Dichte, besonders glatte Flanken ohne Stufen und Ausblühungen an den Spulenkanten sowie durch sehr gute Ablaufeigenschaften aus. Die Tabelle 3 zeigt eine kleine Auswahl möglicher Windungsverhältnisse mit zugeordneter Rautenzahl.

Tabelle 3

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Stufenpräzisionswicklung einer mit gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit rotierenden Kreuzspule, wobei ein Stapelfasergarn mit einer konstanten Garngeschwindigkeit von einem Lieferwerk einer Offenend- Spinnvorrichtung zu einer Wickeleinrichtung geliefert wird und wobei das Windungsverhältnis während der Spulenreise der Kreuzspule mit anwachsendem Kreuzspulendurchmesser stufenweise in kleiner werdenden Abstufungen reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufungen, in denen das Windungsverhältnis reduziert wird, den Wert von 0,3 nicht überschreiten und einerseits jeweils so klein und abhängig davon gewählt werden, daß sie zu einer Änderung des Kreuzungswinkels α innerhalb eines Bereiches von weniger als ±0,8° um einen vorgegebenen Sollwert des Kreuzungswinkels α führen, und andererseits jeweils so groß und abhängig davon gewählt werden, daß die kleinste während der Spulenreise in einer Stufe auftretende Rautenzahl vollständig gefüllt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung so gewählt wird, daß sie zu einer Änderung des Kreuzungswinkels α innerhalb eines Bereiches von weniger als ±0,5° um den Sollwert des Kreuzungswinkels α führt.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung im Kern der Kreuzspule (2) vorzugsweise in einem ersten Abschnitt der Spulenreise mittels eines zusätzlichen Multiplikators vergrößert wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahl der Abstufung dadurch erfolgt, daß zur Ermittlung jedes folgenden Windungsverhältnisses vom Ausgangs- oder vom jeweiligen aktuellen Windungsverhältnis ein Betrag subtrahiert wird, der durch Multiplikation des ganzzahligen Anteils des aktuellen Windungsverhältnisses mit einem Stufungsfaktor errechnet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stufungsfaktor nicht größer als 0,05, vorzugsweise zwischen 0,02 und 0,05, ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahl der Abstufung dadurch erfolgt, daß zur Ermittlung jedes folgenden Windungsverhältnisses der Ausgangs- oder der jeweilige aktuelle Kreuzspulendurchmesser mit einem Prozentfaktor multipliziert wird, dieses Produkt zum Ausgangs- oder aktuellen Kreuzspulendurchmesser addiert und der so erhaltene Wert des Kreuzspulendurchmessers in einen entsprechenden Wert umgerechnet wird, auf den das Windungsverhältnis einzustellen ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem ermittelten Windungsverhältnis ein zusätzliches Übersetzungsverhältnis addiert oder davon subtrahiert wird, in dessen Berechnung der Quotient aus dem Fadenabstand und der Rautenzahl im aktuellen Windungsverhältnis eingeht.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstufung so gewählt wird, daß immer Windungsverhältnisse entstehen, denen eine erwünschte bekannte Rautenzahl zugeordnet werden kann.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Rautenzahl nicht größer als 50 ist.