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Präzisionsspulen-Aufwickelvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf
eine Aufwickelvorrichtung für Präzisionsspulen, die insbesondere aus synthetischen
oder Glasfäden gebildet sind. Dabei geht die Erfindung von einer Aufwickelvorrichtung
aus, die einen Spulenträger, einen Fadenführer, einen den Spulendurchmesser abfühlenden
Geber, ein zum Antrieb des Spulenträgers dienendes stufenloses Getriebe sowie eine
Steuervorrichtung aufweist, die in Abhängigkeit von dem Gebersignal sowohl die Halterung
für den Geber als auch das Getriebe verstellt.
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Es sind bereits Aufwickelvorrichtungen dieser Art bekannt, die einen
optischen Geber aufweisen, in dem an einer Stirnseite der Spule eine Lichtquelle
und an der anderen Stirnseite derselben ein lichtempfindliches Element angeordnet
sind, so daß sich die Lichtstärke der am lichtempfindlichen Element auftreffenden
Lichtstrahlen in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser verändert. Die Lichtstrahlen
verlaufen parallel zur Spulenachse, d. h. in einer durch die Spulenachse verlaufenden,
geraden Ebene. Infolge der Änderung der Lichtstärke am lichtempfindlichen Element
wird ein Signal erzeugt, das als Gebersignal einer Steuervorrichtung zum Antrieb
eines Motors zugeleitet wird, der einen Doppelspindeltrieb antreibt. Auf den Schraubspindeln
befinden sich jeweils die Halterungen für die Lichtquelle bzw. das lichtempfindliche
Element, so daß sich beide Teile in Abhängigkeit vom Gebersignal mit zunehmendem
Spulendurchmesser von der Spulenachse hinwegbewegen. Gleichzeitig wird ein Elektromotor
betätigt, der in Abhängigkeit von der Stellung der Lichtquelle bzw. des lichtempfindlichen
Elements in bezug zur Spulenachse den Spulenträger mit entsprechender Drehzahl antreibt.
Um die Schwiengkeiten, sowohl die Lichtquelle als auch das lichtempfindliche Element
getrennt voneinander zu verstellen, beseitigen zu können, ist es auch bekannt, Lichtquelle
und lichtempfindliches Element auf einem starren Träger anzuordnen, der um eine
zur Spulenachse parallele Achse schwenkbar ist. Bei dieser Vorrichtung wird ein
Schneckengetriebe in Abhängigkeit vom Gebersignal angetrieben, das einerseits das
stufenlose Getriebe und andererseits einen weiteren Schneckentrieb antreibt, der
die Schwenkbewegung des Gebers auslöst. Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht
vor allen Dingen darin, daß die Berührungslinie zwischen Lichtstrahl und Spulenaußendurchmesser
bei Änderung des Spulendurchmessers nicht in einer geraden, sondern in einer gekrümmten
Ebene verläuft, so daß praktisch keine Präzisionsspulen herstellbar sind.
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Außerdem sind lichtelektrische Geber mit verschie-
denen Nachteilen
dadurch behaftet, daß die Steuervorrichtung sehr leicht durch zusätzliche Lichteinwirkung
oder durch kurzzeitige Unterbrechung des Lichtstrahles verstellt wird. Eine einigermaßen
befriedigende Genauigkeit kann daher mit einer derartigen Aufwickelvorrichtung nicht
erreicht werden.
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Schließlich sind bereits Antriebsvorrichtungen für Umwickelvorrichtungen
bekannt, die zwei Wickelwalzen antreiben. Dort wird jeder Außendurchmesser der beiden
Spulen durch einen als Rolle ausgebildeten Fühler abgetastet, der sich jeweils auf
einem Schwenkarm befindet. Um eine Anpassung der Drehzahlen der beiden Spulenträger
zu erreichen, wenn der Spulendurchmesser der einen Spule auf Kosten der anderen
Spule zunimmt, stehen die Schwenkarme mit einem Reibräderwechselgetriebe in Verbindung,
so daß durch Verstellen jeweils der Führungsgabeln für die Antriebsräder die Drehantriebe
der beiden Spulenträger geändert werden können.
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Auch bei dieser Wickelvorrichtung tritt der Nachteil auf, daß infolge
der Schwenkbewegung der Schwenkarme die Berührungslinien zwischen Fühlerrolle und
Außendurchmesser der entsprechenden Spulen in einer gekrümmten, nicht jedoch in
einer geraden Ebene angeordnet sind, so daß keine Präzisionsspulen hergestellt werden
können, wenn nicht die Schwenkarme außerordentlich lang sind, so daß sich konstruktive
Nachteile ergeben und infolge der Länge dieser Schwenkarme zusätzliche Störungen
auftreten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile auf einfache
Weise zu vermeiden. So soll die Drehzahl des Spulenträgers exakt auf den Durchmesser
der aufzuwickelnden Spule abstimmbar sein, so daß insbesondere Garne gleichzeitig
mit dem Herstellungsprozeß aufgewickelt werden können. Dies ist insbesondere bei
solchen Anlagen wünschenswert, bei denen die Wickelgeschwindigkeit die Geschwindigkeit
der Garnbildung bestimmt. Dabei soll die Drehzahl des Spulenträgers bei einer Änderung
des Spulendurchmessers praktisch sofort änderbar sein, d. h., daß die Drehzahl-Steuervorrichtung
ohne Verzögerung auf eine Geberveränderung anspricht. Die Vorrichtung soll außerdem
weitgehend störanfällig sein und sich durch einen einfachen Aufbau auszeichnen.
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Die Erfindung besteht darin, daß der Geber als mechanisches Fühlglied
ausgebildet ist, das an der Spule anliegt, das sich parallel zur Spulen achse erstreckt,
das in einer durch die Spulenachse verlaufenden, geraden Ebene verschiebbar ist
und das bei der Verschiebung einen Schalter betätigt, der die Steuervorrichtung
mit dem Gebersignal beaufschlagt, und daß die Steuervorrichtung einen Spindeltrieb
betätigt, der das als Reibrädergetriebe ausgebildete stufenlose Getriebe und die
Halterung verstellt und dabei erneut den Schalter betätigt.
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Zweckmäßigerweise ist das mechanische Fühlglied als federbelastete
Walze ausgebildet, deren Lagerungselement mit einer die Halterung verkörpernden
Zahnstange in Verbindung steht. Der Spindeltrieb steht dann über geeignete Getriebe
mit der Zahnstange in Verbindung, um diese in Abhängigkeit vom Gebersignal zu verstellen.
Der Schalter ist zweckmäßigerweise unmittelbar mit der Zahnstange verbunden und
als Mikroschalter ausgebildet.
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Bei der erfindungsgemäßen Aufwickelvorrichtung dient die Verschiebung
des Gebers unmittelbar dazu, den Schalter von einer Schaltstellung in die andere
zu überführen, so daß eine exakte schrittweise Getriebesteuerung möglich ist. Das
insbesondere als Walze ausgebildete, mechanische Fühlglied steht in ständigem Kontakt
mit der Spule, und zwar praktisch auf deren gesamter Länge, so daß eine Spulendurchmesserzunahme
völlig unabhängig davon feststellbar ist, an welcher Stelle diese erfolgt.
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Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden durch ein vorteilhaftes
Ausführungsbeispiel an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine erfindungsgemäße AufwickeIvorrichtung schematisch und F i g. 2 die erfindungsgemäße
Aufwickelvorrichtung in näheren Einzelheiten dargestellt.
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Die Aufwickelvorrichtung für Präzisionsspulen besteht aus dem Spulenträger
1, dem Fadenführer 2 und dem Reibscheibenwechselgetriebe 3, das dem Spulenträger
und der darauf befindlichen Spule 4 eine Drehbewegung erteilt. Der Geber ist als
mechanisches Fühlglied 5 ausgebildet. Die Vorrichtung 6 dient zur Verstellung einer
der Reibscheiben-Getriebescheiben.
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Das Reibscheibengetriebe 3 enthält zwei Reibscheiben 8, 9, von denen
die Reibscheibe 8 vom Elektromotor 7 angetrieben wird und durch die Spindelmutter
10 und die mit ihr in Wechselwirkung stehende Schraubenspindel 11 verstellbar ist.
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Der Geber zum Abfühlen des sich beim Aufwickeln ändernden Durchmessers
der Spule 4 ist als Walze 12 ausgebildet, die auf einem Tragarm 13 gelagert ist,
der sich mit einem Zapfen in einer Aus-
nehmung einer Zahnstange 14 befindet. Zwischen
dem Zapfen und dem Grund der Zahnstangenausnehmung befindet sich eine Feder 15,
die das mechanische Fühlglied federnd belastet. Um die Scheibe 8 des Reibscheibengetriebes
3 zu verstellen, ist es notwendig, daß sich die Walze 12 von der Spulenachse hinwegbewegt,
so daß der Mikroschalter 16 anspricht, der auf der Zahnstange 14 montiert ist. Dieser
Schalter 16 erteilt der Steuervorrichtung 17 einen Befehl, indem er an diese längs
der Leitungen a und b ein Gebersignal abgibt. Die Steuervorrichtung 17 treibt die
Schraubspindel 11 über das Zahnradpaar 18.
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19 an.
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Die Zahustange 14 wird von der Schraubspindel 11 über das Ketten-
20, 21 und Zahnradgetriebe 22, 23, 24 angetrieben. Bei der dadurch bewirkten Verstellung
der Zahnstange 14 werden die Kontakte des Mikroschalters 16 wieder geöffnet, so
daß dieser wiederum auf einen vom Tragarm 13 erteilten Befehl anzusprechen vermag.
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Der Spulenträger 1 wird von der Scheibe 9 des Reibscheibengetriebes
über ein Kettengetriebe 25, 26 angetrieben.
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Beim Einschalten des Elektromotors7 wird die Spule 4 über die Scheiben
8 und 9 und das Kettengetriebe 25 und 26 angetrieben. Durch Ketten- 30, 31 und Zahnradgetriebe
28, 29 wird gIeichzeitig auch ein Nocken 27 in Drehung versetzt, der dem Fadenführer
2 die Vor- und Rückbewegung erteilt.
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Wenn sich die Spule 4 dreht, wird der Faden aufgewickelt. Bei der
Zunahme des Spulenradius um den Gangwert des Mikroschalters 16, beispielsweise um
etwa 0,3 bis 0,4 mm, verschiebt sich die Walze 12 unter dem Spulendruck, indem die
Feder 15 etwas zusammengedrückt wird, und es schließen sich die Kontakte des Mikroschalters
16. Dieser sendet ein Gebersignal an die Steuervorrichtung 17, die die Schraubspindel
11 durch das Zahnradpaar 18 und 19 antreibt. Bei deren Drehung überträgt die Schraubspindel
11 die Bewegung in zwei Richtungen, nämlich über die Spindelmutter 10 und das Reibscheibengetriebe
8,9 sowie den Antrieb 25, 26 an den Spulenträger 1 und über die Getriebe 20, 21,
22, 23, 24 an die Zahnstange 14. Dabei wird die Stellung der Reibscheibe 8 in bezug
zum Radius der Scheibe 9 geändert, so daß sich das Obersetzungsverhältnis und damit
die Drehzahl des Spulenträgers 1 und der Spule 4 ändert.
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Durch die Verschiebung der Zahnstange 14 wird die Feder 15 wieder
entspannt, und der Mikroschalter 16 öffnet wieder seine Kontakte. Diese Kontaktöffnung
schaItet die Steuervorrichtung 17 wieder ab. Bei der schrittweisen Vergrößerung
des Spulendurchmessers wiederholt sich dieser Zyklus von neuem.