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Regelvorrichtung an Spulmaschinen, insbesondere zur Herstellung kegelförmiger
Spulen Die Erfindung betrifft eine Regelvorrichtung an Spulmaschinen, insbesondere
zur Herstellung kegelförmiger Spulen, mit einer Spulvorrichtung mit hin-und hergehender
Fadenverlegung und mit zwei zwischen Lieferspule und Aufwickelspule im Abstand voneinander
angeordneten und in einer Fadenschleife liegenden Fadenhebeln.
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Zur Durchführung von Regelungsaufgaben ist es bekannt, einen einzigen
als Tänzerarm ausgebildeten Fadenfühler mit seinem freien Ende in eine zwischen
Lieferwerk und Wickelvorrichtung angeordnete Fadenschleife zu legen und die Bewegung
des Tänzerarmes bei Änderung der Fadenlänge in dieser Schleife zum Regeln einer
Bremse, eines Konoidengetriebes oder einer im Stromkreis des Motors eingeschalteten
Drossel zu benutzen. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, auf diese Weise unmittelbar
die Drehzahl des Antriebsmotors durch Beeinflussung des Kraftlinienflusses im Motor
zu steuern oder auf eine im Antrieb der Wickelvorrichtung angeordnete Wirbelstromkupplung
einzuwirken.
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Der Fadenfühler-Tänzerarm erfüllt hierbei eine doppelte Funktion.
Einmal vermittelt er dem Faden durch seine einstellbare und gegebenenfalls veränderliche
Belastung die gewünschte vorgegebene Spannung. Zum anderen tastet er die Fadenlänge
in der Fadenschleife ab und steuert jeweils bei Änderung derselben die Fadenliefergeschwindigkeit
bzw. Spulenspindeldrehzahl über die bekannten Regeleinrichtungen, bis das Gleichgewicht
zwischen Anlieferung und Verbrauch des aufzuwickelnden Fadens wieder hergestellt
ist.
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Der Regelvorgang äußert sich bei einer derartigen Anordnung entsprechend
der steten Neigung der Fadenschleife, sich mit dem Wachsen des Wickeldurchmessers
zu verkürzen, in annähernd gleichmäßigen Ausschlägen des Fadenfühler-Tänzerarmes
und in dieser Bewegung wiederum entsprechenden Steuerimpulsen. Hierbei werden meistens
auch solche Schwankungen der Fadenlänge in der Fadenschleife vom Fadenfühler-Tänzerarm
ohne weiteres erfaßt und als Steuerimpulse weitergegeben, die sich durch die besondere
Form des Wickelkörpers oder die Art des Wickelaufbaus und/oder aus dem sogenannten
Changierdreieck ergeben. Unter gewissen Voraussetzungen wird aber die mit der Regelung
erstrebte Wirkung durch die unterschiedliche Reaktion des Fadenfühler-Tänzerarmes
bzw. des Regelkreises auf der artige Änderungen der Fadenlänge in der Fadenschleife
in Frage gestellt. So können bei Weitergabe dieser Impulse durch den Tänzerarm an
die Regelvorrichtung wegen deren Trägheit gegenüber der ab-
gegriffenen Impulsfolge
eine gewisse Phasenverschiebung in der Steuerwirkung und damit Unruhe und Schwingungserscheinungen
im Regelkreis mit unbeherrschbaren Veränderungen in der Fadenspannung auftreten.
Andererseits kann aber auch der Fall eintreten, daß der Fadenfühler-Tänzerarm infolge
seiner Massenträgheit diesen kurzwelligen Schwankungen nicht mehr zu folgen vermag,
die in der Fadenschleife vorhandene Fadenreserve sozusagen blockiert und damit unterschiedliche
Fadenspannungen verursacht.
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Dies besonders dann, wenn die Wickelgeschwindigkeit und die Anzahl
der Changierhübe des hin- und hergehenden Fadenführers, zumal bei der Herstellung
von kegelförmigen Kreuzspulen, sehr groß ist und die Fadenlänge in der Fadenschleife
daher mit jedem Hub bzw. Doppelhub des Fadenführers sehr rasch wechseln muß.
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Es ist nun in Aufwickelvorrichtungen an sich bekannt, den Faden zwischen
Lieferspule und Aufwickelspule über zwei voneinander getrennte Fadenhebel zu leiten.
In einer bekannten Vorrichtung dieser Art dient jedoch der eine, nahe der Aufwickelspule
liegende und federnd gehaltene Hebel lediglich als Fadenbruchwächter zum Abstellen
derAufwickelstelle, während der andere Fadenhebel in Abhängigkeit von der Fadenspannung
eine Fadenbremse regelt.
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Ein Fernhalten der dem eigentlichen Regelvorgang überlagerten störenden
Schwankungen in der Fadenlänge vom Fadenfühlhebel ist mit dieser Anordnung aber
nicht möglich.
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In einer anderen bekannten Vorrichtung, die aber keine Regelvorrichtung
darstellt, soll der eine Fadenhebel beim Anfahren der Spulspindel s-owie beim Auftreten
anormal
hoher Spannungen im Faden während des Aufwickelns dem Vorratswickelträger einen
Beschleunigungsstoß erteilen und im übrigen auf ihn bremsend einwirken, während
der andere, nahe der Aufwickelspule angeordnete elastische Fadenhebel lediglich
dazu dient, diesen Fadenspannungsstoß etwas zu dämpfen. Diese Anordnungen haben
aber, abgesehen davon, daß sie ebenfalls zwei Fadenhebel im Fadenlauf einer Aufwickelvorrichtung
aufweisen, keinen weiteren Zusammenhang mit der der Erfindung zugrunde liegenden
Aufgabe und ihrer Lösung, nämlich durch Fernhaltung kurzwelliger Längenändelungen
in der Fadenschleife vom Regelorgan eine sanfte und absolut stoßfreie Regelung der
Aufwicklung des Fadens unter einer vorgegebenen Fadenspannung zu erzielen.
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Es wurde nun gefunden, daß die angeführten Mängel bei Regelvorrichtungen
dadurch zu beheben sind, daß der der Aufwickelspule im Fadenlauf nächstgelegene
Hebel als Fadenfühlhebel hinsichtlich seiner Spannkraft und seines Schwingbereiches
einstellbar ist und ein geringeres Massenträgheitsmoment besitzt als der andere
Fadenfühlhebel, welcher in an sich bekannter Weise die Fadenliefer- bzw. -aufwickelgeschwindigkeit
regelt. Damit werden dem eigentlichen Regelvorgang überlagerte, störende Schwankungen
der Fadenlänge in der Faden schleife vor Einwirkung auf den regelnden Fadenfühler-Tänzerarm
wirkungslos gemacht. Diese kurzwelligenSchwankungen, welche bei jedem Fadenführerhub
infolge der abwechselnd überschießenden und fehlenden Fadenlängen beispielsweise
im sogenannten Changierdreieck auftreten, heben sich nämlich in ihrer raschen Aufeinanderfolge
größenmäßig weitgehend bis auf mehr oder weniger geringe Überschüsse bzw. Differenzen
von selbst gegeneinander wieder auf, so daß es nur darauf ankommt, sie rechtzeitig
vor Einwirkung auf die Regeleinrichtung in einer Fadenschleife aufzufangen, in dieser
- soweit möglich - gegeneinander auszugleichen und nur die dabei verbleibenden Überschüsse
bzw. Differenzen so lange zu speichern, bis diese in ihrer Summierung auf das Regelorgan
übertragen und über dieses als Steuerimpuis weitergegeben werden.
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Hierzu ist der in bekannter Weise aus einem federnden Drahtbügel
bestehende Fadenfühler an seinem anderen Ende zu einer Wendel zusammengedreht und
auf einem ortsfesten Bolzen zwischen zwei Scheiben mittels Muttern in einem einstellbaren
Abstand eingespannt. Die weitere konstruktive Ausbildung eines solchen massenträgheitsmomentenarmen
einstellbaren Fadenfühlhebels ist der Figurenbeschreibung zu entnehmen.
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Dadurch, daß der erfindungsgemäße Ausgleichshebel entsprechend der
jeweiligen Fadenart in seiner Spannkraft und in seinem Ausschlagsbereich eingestellt
wird, lassen sich die changier- oder durchmesserbedingten Längen- und Spannungsschwankungen
genau absorbieren. Wandert mit wachsendem Wickeldurchmesser der Ausgleichsfühler
bei seinen Ausschlägen allmählich an die untere Grenze seines genau einstellbaren
Ausschlagsbereiches, so wird erst dann, d. h. erst bei Erreichen dieses Grenzwertes
der eigentliche Regelfühlhebel angesprochen und betätigt, wobei dieser die Geschwindigkeit
sofort dem vorliegenden Stadium des Wickelvorganges anpaßt und der Ausgleichsfühler
in seine anfängliche Arbeitsstellung zurückkehrt. Dieses Zusammenspiel der bei-
den
nacheinander wirksam werdenden Fadenfühlhebel wiederholt sich im Verlauf des Wickelvorganges
mehrmals und verhindert durch sein sinnvolles Zusammenspiel das Auftreten von unerwünschten
Spannungsschwankugen im Faden.
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Des weiteren werden Lieferhemmungen infolge Fadenverhängung oder
Windungsverklemmung, die an sich eine Übersteuerung im Regelkreis wegen der erheblichen
Größe des verursachten Tänzerarmausschlages oder andererseits eine Fadenspannungserhöhung
durch nicht oder nicht genügendes Reagieren des Tänzerarmes auf das stoßartige Auftreten
derartiger Unregelmäßigkeiten verursachen, durch Einsatz der vom Ausgleichshebel
beherrschten Fadenreserve einwandfrei und vollständig ausgeglichen.
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Nachfolgend ist eine Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnung
beschrieben. In dieser zeigt Fig. 1 eine Spulvorrichtung zur Herstellung von kegelförmigen
Kreuzspulen, Fig. 2 das in Fig. 1 verwendete Spannwerk in größerem Maßstab.
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Von der Lieferspule 1 wird der Faden 2 über eine Bremsvorrichtung
3 zum Fadenabzugs- und Lieferwerk, welches aus der angetriebenen und in ihrer Drehzahl
gesteuerten Rolle 4 sowie der hiergegen anliegenden - Druckrolle5 besteht, geführt.
Der Faden verläuft sodann in einer Schleife, in welche am unteren Ende der massereiche
Fadenfühlhebel 6 und am oberen Ende der zweite, als federndes Spannwerk ausgebildete
massearme Fadenfühlhebel 7 eingelegt sind, zur Aufwickelspule 8. Der im Drehpunkt
9 schwenkbar gelagerte Fadenfühlhebel ist mit einer Verstelleinrichtung, z. B. mit
einem verschiebbaren Gewicht 10, zur Einstellung des vorgegebenen Fadenspannungs-Höchstwertes
ausgerüstet und besitzt in seinem gabelförmig ausgebildeten Arm 11 eine Einrichtung,
welche es gestattet, seiner Schwenkbewegung entsprechende Steuerimpulse abzugeben.
Vor dem Aufwickeln auf die Aufwickelspule8 wird der Faden von der Verlegeeinrichtung,
z. B. von dem Fadenführer 12 übernommen, welcher in bekannter Weise vor der Aufwickelspule
hin- und hergeht und mit zunehmendem Wickeldurchmesser seine Lage ändert. Der Antrieb
der Aufwickelspule 8 erfolgt über die Welle 13 und die Riemenscheibel4. Die Rolle
4 des Abzugs- und Lieferwerkes wird mit ihrer Welle 15 über ein Regelgetriebe, im
dargestellten Beispiel über das in seiner Einfachheit besonders anschauliche stufenlos
regelbare Konoidengetriebe, angetrieben, welches aus den beiden über den verstellbaren
Riemen 16 miteinander verbundenen Kegelrollen 17 und 18 besteht, von denen die erste
auf der Antriebswelle 13 und die zweite auf der Welle 15 sitzt. Der Fadenfühlhebel
6 greift mit seinem gabelförmig ausgebildeten Arm 11 als Steuerimpulsgeber am Riemen
16 an und verstellt diesen und damit die Drehzahl des Abzugs- und Lieferwerkes entsprechend
seiner Schwenkbewegung.
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Der Fadenfühlhebel 7 kann, wie in der Fig. 2 schematisch dargestellt
ist, in einfachster Ausführung aus einem federnden, leichten, geringes axiales Massenträgheitsmoment
aufweisenden Drahtbügel bestehen, dessen eines Ende zu einem Fadenüberlaufhakenl9
ausgebildet und dessen anderes Ende zu einer Wendel 20 zusammengedreht und mit diesem
Federkörper auf einem festen Bolzen 21 zwischen zwei drehfesten Scheiben 22, 23
mittels der Muttern 24, 28 unter
einer bestimmten einstellbaren
Federspannung eingespannt ist, wobei diese dadurch verändert werden kann, daß der
Federkörper entweder weiter zusammen oder aber aufgedreht und mit seinem äußersten
Ende 25 in die dieser Stellung entsprechende Bohrung 26 in der Scheibe 22 eingerastet
wird. Außerdem können hierbei feste Anschläge27 vorgesehen sein, die das Ausschlagen
des Fadenfühlhebels 7 bei Erreichen von bestimmten Spannungshöchstwerten begrenzen.
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Im Gegensatz zu den eingangs erwähnten Fadenspannvorrichtungen dient
das federnde, mit geringer Massenträgheit ausgerüstete Spannwerk nach der Erfindung,
welches auf einen bestimmten, der Belastung des Fadens durch den Fadenfühlhebel
entsprechenden Spannwert eingestellt ist, über den hierdurch erreichbaren Ausgleich
von kurzwelligen Schwankungen der Fadenlänge hinaus vor allem als Organ zum Sammeln
und Speichern der sich bei diesem Ausgleich aus einer Vielzahl von einzelnen geringen
Schwankungsüberschüssen bzw. -differenzen summierenden Werte, welche periodisch
in dieser jeweils bis dahin gesammelten Form vom Fadenfühlhebel aufgenommen und
über diesen als Steuerimpuls weitergegeben werden. Die hierbei gegebenenfalls periodisch
im Spannwerk erzeugten und dem Faden vermittelten geringen Spannungserhöhungen liegen
in tragbaren engen Grenzen.
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Im dargestellten Beispiel ist die Drehzahl der Aufwickelspule8 konstant.
Die Fadenliefergeschwindigkeit, d. h. die Drehzahl der Rolle 4, wird durch die Schwenkbewegung
des Fadenfühlhebels 6 über das stufenlose Konoidengetriebe 17, 18 gesteuert. Die
Bewegung des Fadenfühlhebels 6 wiederum hängt einmal von Anderungen der Fadenlänge
und zum anderen von einer etwaigen Änderung der Fadenspannung in der Fadenschleife
ab, in welche der Fadenfühlhebel eingelegt ist. Diese Anderungen werden vom Fadenfühlhebel
abgetastet und als Steuerimpuls auf das Regelgetriebe übertragen, wobei die Verlängerung
bzw. Lockerung der Fadenschleife eine Verlangsamung und die Verkürzung bzw. Anspannung
eine Beschleunigung der Fadenliefergeschwindigkeit zur Folge haben.
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Durch das Zusammenspiel von Fadenfühlhebel 6 und Fadenfühlhebel 7,
die große Unterschiede hinsichtlich ihrer Massenträgheitsmomente aufweisen, wird
es nunmehr möglich, die Fadenliefergeschwindigkeit mit der Drehzahl der Spulenspindel
derart aufeinander abzustimmen, daß der Faden selbst bei hohen Wickelgeschwindigkeiten
und entsprechend rascher Folge der Changierhübe während des ganzen Wickelverlaufs
mit der vorgegebenen, die tragbaren engen Grenzen nicht überschreitenden Fadenspannung
auf den Wickelkörper gelangt. An Stelle der im dargestellten Beispiel mit konstanter
Drehzahl umlaufenden Aufwickelspule kann die Spulvorrichtung und deren Steuermechanismus
auch so angeordnet sein, daß der Antrieb über das Lieferwerk erfolgt, die Fadenliefergeschwindigkeit
also konstant ist und die Drehzahl der Aufwickelspule der angelieferten Fadenmenge
angepaßt werden muß. Auch hierfür ist die Erfindung in gleichem Umfang anwendbar.
Es gilt dies darüber hinaus auch für solche Anordnungen, bei denen sich während
des Spulvorganges, vor allem
gegen dessen Ende hin, die Fadenspannung verändern soll,
und dementsprechend die Belastung des Fadenfühlhebels 6 sowie gegebenenfalls in
Abhängigkeit hiervon der Spannwert des Spannwerkes nach einem bestimmten, vorgegebenen
Steuerprogramm geändert werden muß.
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Die Erfindung soll nicht nur auf solche Anordnungen begrenzt sein,
bei welchen das Steuerorgan als auf Fadenspannungsänderungen reagierender Fadenfühlhebel
ausgebildet ist: sie ist ohne weiteres auch für solche Anordnungen anwendbar, bei
welchen das Steuerorgan beispielsweise als Meßfühler oder Tänzerarm für Fadenlängenänderungen
zwischen Liefer-und Aufwickelstelle eingerichtet ist und bei bestimmter Größe dieser
Änderungen auf ein anderes RegeI-organ, z. B. einen Kontaktgeber anspricht. Dieses
kann beispielsweise mit dem Steuerorgan derart verbunden oder gekoppelt sein, daß
es die Funktion des Steuerorgans, nämlich die Fadenlänge in einer Fadenschleife
abzutasten, mit übernimmt und jeweils lediglich die Aufnahme einer bestimmten, aus
einzelnen Fadenlängenänderungen resultierenden und aufgespeicherten Spannung auf
das Steuerorgan überträgt.
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Die Erfindung ist deshalb in allen den Fällen vorzuschlagen, wo man
das Steuerorgan nicht der Vielzahl von Fadenlängenschwankungen geringerer Größe
aussetzen will, wie sie z. B. infolge der Hin- und Herbewegung des Fadenführers
auftreten.