DE1629304A1 - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von gewickelten Hohlkoerpern aus faserverstaerktem Kunstharz - Google Patents

Description

Firma Josef BABR
Weingarten,

Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung von gewickelten Hohlkörpern aus faserverstärktem Kunstharz

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Einrichtungen zur Herstellung von gewiekelten Hohlkörpern aus faserverstärktem Kunstharz j, mit geometrisch geordneten Paser» lagens vxobel der Paserstrang durch einen mittels Hydraulikmotor angetriebenen Schlitten am Hohlkörper bzw* Drehdorn entlang hin -■■ und her oder ura den Dorn herumbewegt viird und der Steigungswinkel der Wicklung» also das Verhältnis von Dorndrehzahl zur Schlittengeschwindigkeit ^vorwählbar ist.

Bei derartigen Verfahren bereitet es besondere Schwierigkeiten , die für die vielfältigen Wickelaufgaben erforderlichen Bewegungen des Schlittens und des Padenaugee im richtigen Verhältnis zueinander und zur Bewegung des Wickeldornes zu koordinieren und während des ganzen VJ icke Ivor gange s vor Abweichungen zu sichern,

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Dazu kommt, daß der Antrieb des Schlittens sowie der Fadenaugen-Zuatellung nach einem vorgegebenen periodischen Programm steuerbar sein muß und daß zur wirt~ schaftlichen Ausnutzung der Anlage ein möglichst breites und vielseitiges Wicke!programm zur Verfugung stehen soll.

Die bekannten, zu diesem Zwack entwickelten Einrichtungen, verwenden meist mechanische Getriebe mit .vielen Abstufungen zur Variation des Steigungswinkels der Wicklung, wobei der periodische Progranunablauf dadurch erreicht wird, daß Übertragungsmittel, a.Bo Gelenkketten, durch Aussparungen die erforderlichen Intervalle erzeugen. Diese zwangsläufigen Mittel arbeiten zwar sehr genau, haben Jedoch, den grundsätzlichen Mangel, daß sie in ihren Variationsmöglichkeiten, insbesondere hinsichtlich der dteigungswinkel der Wicklung, sehr begrenzt sind, wobei sich fein abge " . θ Winkelwerte überhaupt nicht erzielen lassen, da sich die erforderlichen Radverhältnisse des Getriebes nicht, oder nur mit einem Aufwand an fiadsätzen verwirklichen lassen, der nicht tragbar ist. Mit den bekannten stufenlosen mechanischen und hydrau-

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lisciien ßrehmomentwandlern könnte zwar (Jede beliebige

Übersetzungsstufe in einem weiten Bereich eingestellt werden. Bekanntlich sind jedoch derartige Getriebe geometrisch ungenau, so daß trotz zusätzlicher Eegeleinrichtungea ein Pendeln der tatsächlichen Übersetzung gegenüber der Soll-Übersetzung zu befürchten ist und die Herstellung von geometrisch geordneten Fadenlagen nicht gewährleistet ist«

Diese Schwierigkeiten werden bei einem Verfahren zur programmierten Herstellung von gewickelten Hohlkörpern aus faserverstärktem Kunstharz mit geometrisch geordneten Fa3erlagen, wobei der Steigungswinkel der Wicklung vorwählbar ist, erilndungagemäß dadurch behoben, daß elektrische, mit der Umfangsgeschwindigkeit des Äickeldornes synchrone Impulse erzeugt «erden, «eiche.in einem Primäraähler nach vorgewählten, dem gewünschten Steigungswinkel entsprechenden, Intervallen ausgesiebt und als Sekundärimpulse an einen Sekundärzähler zur stufenlosen Variation des periodischen Äickelprogrammes weitergegeben werden, worauf die Sekundärimpulse über einen Digitai-Anäo g-«andler in analoge mechanische Impulse

Steuerung und

umgewandelt und zur /umsteuerung des den Schlitten bewegenden stufenlos variablen Antriebes verwendet werden»

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J¹Ur den Extremfall, daß eine Bandablage parallel zur Dornachse, mit einem Steigungswinkel der Wicklung von 0°, aufgebracht werden soll, wird nach der Erfindung so verfahren, daß die Primärimpulse durch einen unab~ Gängig von der Dornbewegung arbeitenden Frequenzgenerator erzeugt werden und dadurch nur der Schlitten zeit-und wegabhängig durch den Digital-ArAag-Wandler bewegt wird, wobei die schrittweise Drehung des Bornes nach erfolgter Bandablage in den -Endetellungen der Schlittenbewegungen durch vorgewählte Sekundärimpulse ausgelöst wird.

Bei diesem Verfahren kann man also durch den im Primärzähler eingestellten Aussiebfaktor jeder Umfangsgeschwindigkeit eine Schlittengeschwindigkeit zuordnen, wobei der Au3giebfaktor als Quotient aus Primärimpulae/Sekundärimpulse eine .Einstellzahl |ür den Wickelwinkel ergibt, welche praktisch stufenlos variabel ist«. Ferner ist es durch ISinatellung bestimmter Vorwahlzahlen möglich, den Schlitten eine symmetrische oder unsymmetrische Hin-- nm³ Herbewegung mit vorgewählten Haltezeiten periodisch ausführen ζμ lassen,, Dabei wird nach Erreichen der letzten Vorwshizahl durch einen Steuerimpuls der summierende Zähl-

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wert im Sekundärzähler gelöscht und die Impulszählung beginnt sofort wieder Von· Null aus₉ so daß das perio» ■ dische Programm sich wiederholt.

Ein besonderer Vorteil dieses summierenden Systems --srgibt sich daraus, daß es wie nachstehend beschrieben, in jedem Punkt des Grundprograomee gestattet, mit weiteren Vorwahlzahlen auch zusätzliche Funktionen und Einrichtungen in den periodischen Wickelvorhang einzuschalten*

Beim Wickelvorgang wird angestrebt, daß die Bandlagan in Bornlängsrichtung möglichst genau aneinander anschlles» sen, do ho also, daß der Dorn beim Wickeln eines geschlossenen Bandmusters um die Bandbreite, gemessen in "Umfangsrichtung, weitergelaufen ist» Zu dieser Korrektur dsr Bandablage benützt die Srfinö.ung die flaltezeit des Schlitten, wobei eine weitere, währenc. der HaltezeLt des dchlittens wirksame Vorwahl im Primärzähler -eingestellt: wird, welche den Aussiebfaktor im Sinne einer Verlängerung oder Verkürzung der Haltezeit so verändert, da3 das Äickelband jeweils wieder in der richtigen Lage auf dem

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Dorn abgelegt wird» Da die Veränderung des Auasieb= faktors in sehr feiner Abstufung .erfolgen, kann, so ergibt sich, eine sehr genaue Einhaltung der gewünschten Bandablage,, ..,/...

.Eine weitere vorteilhafte Nutzanwendung des erfinduagsgemäßen Verfahrens besteht in einer exakten Steuerung der Bewegungsumkehr des Schlittens» Dabei besteht d:ie Forderung, die\₍Schlittengeschwindigkeit in den Umkehrpunkten s.o .abzubauen, daß es möglich ist₅ eine maximale Schiittenges-ohwindigkelt zuzulassen, ohne daß durch den Umkehrvorgang unzulässig hohe Massenkräfte wirksam werden <>

au diesem Zweck wird erfindungsgemaß iß der Weise verfahren, daß zur Erreichung einer sinoid verlaufenden Umkehrung der Schllttenbewegung- die Werte der die Schiittenbawegung bewirkenden Soll·= -und IstwertgQbec elektrisch verfälgcht werden, wobei in den Stromkreis dieser Geber zusätzliche Widerstandswerte bestimmter Größe ■ eingelel·= ■ tet werden« Dadurch wird d.as Server Ventil im Sinne ei= ner Verzögerung der Schlittenbewegung beeinflußte Ein© sino^de Steuerung der Schlittenbeschleunigung erübrigt sich, da sich diese durch die Trägheit der.Schlittenmasse von selbst ergibt»

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Zur Durchführung der sinoiden Verzögerung ist erfindungsgemäß im Bereich der. Bewegungsumkehr des Schlittens ein Messwert-Geber, beispielsweise ein Potentiometer»· angeordnet, welches vom Schlitten betätigt wird und welches mit dein Stromkreis des Ist-Wertgebers, a.Bc eines Potentiometers, für die Schlittenbewegung elektrisch gekoppelt ist·

könnte eine ähnliche Wirkung auch dadurch erzielen, daß mit rein elektrischen Mitteln der Schlitten abgetastet wird und von einem yorwählbaren Zeitpunkt an eine -JJe.ihe von Zusatzwiderständen elektrisch stufenweise in d/gn, Kreislauf eingeschaltet werden. Dieqe Einrichtung ha|; jjedQcii den Nachteil, daß sie - im Gegensatz zum Erfindungsypr^chlag - nicht stufenlos, sondern in Stufen wirkt; Ußä außerdem ze%tanhängig ist, sq daß sich eine ypn der jeweiligen SchlittQnge.sctj.windigk.eit abhängige Ve|*acb.iebung und Verfälschung der gewünschten Verzögerungskurye $rgibt.

Aue^ für die Steuerung der Einrichtung zur Wickelbandführurig, bzw» der Zustellung des WickerDand-^ührungs-4ug|3 2UXiI Wi-ckeldprn, ist das erfindungsgemäße; 7erfehrenMti vorteilhafter Weise geeignet. Bei den bekannten

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servo-hydraulisch gesteuerten Einrichtungen wird die Einleitung, dieser Zustellbewegung; durch rein mechanische Steuermittel ausgelöst. Diese haben jedoch den Nachteil, daß ihre Funktion eine umfangsreiche Berechnung und schwierige Einstellung bei jedem tfickelprogramm voraus«» setzt«.

Demgegenüber wird die gesteuerte Zustellung des Fiihrungs-Auges erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Schlitten mit einem an sich bekannten, servo-hydraulisch betätigten, ausfahrbaren Arm mit Führungsauge versehen ist, dessen Bewegungsbeginn und -Ende Bestandteil des periodischen elektronisch gesteuerten Wickelprogrammes sind, wobei zu·= ßätzlich eine Kurvenscheibe vorgesehen ist, welche die Positionierung des Wickelbandauges über einen Messwertgebers beispielsweise ein Potentiometer steuert_o

Diese Mittel ergeben vor allem den Vorteil, daß an jedem beliebigen Punkt der Schlittenbewegung die Kurvenscheibe für die Steuerung des Führungsauges durch einen elektronischen impuls eingeschaltet werden kann, wobei sich dann diese Einschaltung während des gesamten Wickelprogrammes mit absoluter Genauigkeit wiederholt« Außerdem kann dadurch dieselbe kurvenscheibe bei verschiedenen Dornlängen

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verwendet werden, wobei der JSiaschaltpunkt ■-jeweils durch Änderung der Vorwahl im Sekuhdärzähler au die betreffende Dornlänge angepaßt vrird«

.Eine weitere Funkblon im periodlschea äic betrifft die periodischeBeschleunigung und Verzögerung der-UiEf angsgeschwindigkelt- des «ickeldornes unter Verwendung des erfindungs gemäße η Ve rf aar ens. Bei Körpern, mit angewickelten Böden und-bei Vorliegen eines kleinen Wickel winkeis muß der Schlitten in seinen findetellungen verhältnismäßig lange verharren, bia der *" icke lärm das Band um den /lickelkörper geschlungen hat« bzw« bis sich der £or um ca. 180° gedreht hat» -

Da diese Haltezeiten unwirtschaftlich sincL, wird bekanntlich am Beginn,der Aickelariafunktioa der -Dorn beschleunigt und wieder verzögert, bis der Äickelaria mit dem i'ührungsauge wieder in seiner Ausgangsposition e-tent. Zu die 36m Zweck wird, bei bekannten Λiö^elifaachinen die genannte Änderung der -öorndrehzahl d^uLECh Verwendung eines Differentialgetriebes erreieht,welcW@s den Dorn züsätalich mtre"ibt_a >Ίοse Mittel sind Je.dpch, besonders bei grösseren Dornabmesaungen,, nicht ,awe^ekmäßig, da die rasche

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Beschleunigung und Verzögerung der Dornmassö eine entsprechend starke Beanspruchung und hohen Verschleiß der mechanischen Teile zur ffolge hat. Außerdem nimmt die Einstellung und Zurüstung solcher Einrichtungen viel Zeit in Anspruch»

Demgegenüber ermöglicht es das erfindungsgemäSe Verfahren, daß die entsprechende Beeinflussung dee Cservo-) hydraulischen Dornantriebes in Abhängigkeit vom Wickelprogramm elektronisch steuerbar ist, wodurch die BInstell- und Hüstzeiten der Einrichtung auf ein Minimum reduziert sind» Auch können keine schädlichen Spitzenbeanspruchungen auftreten, da die Beschleunigungs« und Verzögerungaaoaente* vom hydraulischen Antrieb aufgebracht werden, ohne daß dieser in nachteiliger Äeise groß bemessen werden müßte.

Srfindungsgemaß erfolgt die Umwandlung der aus dem Sekun» därsähler kommenden Impulse in mechanische öchritte über einen Digital-Analog-Wandler, beispielsweise durch einen an sich bekannten elektro<»hydraulischen Schrittmotor mit nachgeschaltetem Messwertgeber. Dieser Digital-Analog-Wandler steuert über zugeordnete Servo-Einrichtungen die Schlittenbewegung in Abhängigkeit der Dorndrehung«. Die

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Verwendung eines elektro-hydraulischen Schrittmotors ergibt den Vorteil, daß aufgrund des Nachlaufwinkela zwischen Meictromo torwe lie und H^draulikmotorwelle bei schnellem Bichtungswechsel eine gewisse Anzahl von Steuerimpulsen gespeichert werden und wieder in die Schlitten-Koördinatioii einkorrigiert irerden lcänn.

JFerner gibt der elektro-hydraulische Schrilbtmotöi? ein ausreichend hohes Drehmoment ab, um den Sollwertgeber McJit nur direkt, sondern auch indirekt über eine - Steuer·=· "kurve-;-anzutreiben,, deren lOrmverlauf die Betätigung dieses Sollwertgebers und damit den Schlitten im linearer oder nickt linearer Koordination zürn Dorn einsteuerte In diesem Zusammenhang ergibt sich eine vorteilhafte Srweiijeruag des Steuerprögrämms dadurch, daß mil/ dem Hydraulik-Motor des Schrittmotors weitere Steuerscheibeη gekoppelt sind, von denen Je^e eine lineare oder nickt liaeare Punktion im Wickelprogrämm steuert.

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In der Zeichnung ist die .Erfindung anhand eines sehematisehen Anordnungsbeispiels näher erläutert, wobei angenommen ist, daß ein zylinderförmiger Dorn 1 bewickelt werden soll«

Im wesentlichen besteht die gezeigte Wickelanlage aus drei Binselgruppen, nämlich:

I) der Wickeldorn 1 mit Antrieb und Steuermitteln, II) der Schlitten 2 mit Antrieb und Steuermitteln und III) die Programmiereinrichtung.

In der Gruppe I ist die Welle 3 des Wickeldorns 1 zwischen dem Reitsteck 4 und dem Lager *> drehbar gelagert und wird 3,Bo durch den Kettentrieb 6₈ ψ angetrieben. Das treibende Rad 6 sitzt auf der Ausgangswelle 8 eines stufenlos regelbaren Getriebes] 9» welches z.Bo über den Zahnx»iementrieb 1Q, 11 von einem ,Hydromotor 12 angetrieben wird und durch das Handrad 13 regelbar ist» Mit der felle 8 ist ferner ein ins Schnelle übersetztes Zahnradvorgelege 14* 15 drehsehlüssig verbunden. Dieses treibt über (pin Stufengetriebe 1§ den Impu^or 17 an, welcher dig Primärimpulse für den Primärz&hler (vgl. Gruppe II|) liefert? Dan Getriebe 1§, dessen Drehzahl» stufen durch einen Sohaltlteaopi IQ wählbar sind, ermög-.

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lieht ös, die ^atriebsdrehaahl des Xapalsoais 1? bei feränd^rungea. d©r uoiradre&sa&i jeweils la der·.erforderiichea Höhe bswo auf des? optimales XmpüXsfr.eqixeng &u halten» Mit des Kettenrad ? ist ein Settasped: 19 '·. drehsehltissigverbunden» wel.ches über ©in Kettenrad iO ein© Steuerwell§ 21 antreibt. 2wiseü©E dieser uad d©ja Ktttearad 20 ist ©iae bydrauliseh® Kupplung* 22 aageord aet, welela.® dureh Dracköl betätigt wi^dj das vom

Auf der .Stsue-rwells 21 sitst ©i^ Spöirsetoiba 25 »* deren Ausixehtiuag 26 eia ko.aisolier· Sp©a?rk@ii 2? unter Iiaw:i2?kuög einer" Seder 28 sinrastet» leraer ist mit der Stsuerwelle 21 eia" Steuesbo'cken 29 verbunden _v welohsr üb'er- einen .stößel ein aydraulisches Ventil 30 für die ■Beschleunigung der Dö^aumdrshungea steusrtr« Aa Ende Steuerwalle 21 ist eine■Kurvenscheibe; 5^ baf©stigfe? für die Steuerung der Zustellung des fick@lband~ . augea -(v/gl« ßrupp© II) dient» Die Survenseheibs 5"i wirkt. mit einer^; "Steuerrolie 32 2ussismien₉ 'die.'an*.-einem Seiiiebaj?-35-sitat;"». der im Eahmen R geführt und über einen 4sm 34 mit oiner 6€l©BkB:ette 55 verbunden ist ο Letzterd ist über die Kettearader 56 gelegt und mit einem" Aumgleichs* gewicht 57 versehen« An eines der Bäder 36 ist d@i; Soll-Wertgeber 59 angsschlossen_t welcher Bestandteil der linriehtung aur Steuerung der Zustellung des Wickel»

bandaugea ist₀ *

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Ber Schlitten 2, als Hauptbestandteil der Gruppe II, wird durch einen Hydraulik-Motor 40 angetrieben, dessen JBrahzahl durch ein Servo-Ventil 41 steuerbar ist« Dar Schlittenantrieb ©rf©Igt über ein Wechselgetriebe 42, ^5« ^s *5 aiit mehreren Stufen» welche durch die Klauenkupplungen 46, 47 mittelst Sehalthebel 48 schaltbar sind. Auf der Auagangswell© 5° des Getriebes sitzt eine Schnecke 51» die in das Schneckenrad 52 eingreift, d©sffelle 53 eis Kettenrad 54 antreibt.--In die, jswi- ,

dem Set tear ad 54 und eine® G@gearad 55 angeord-Gelenkkette 56 ist der Schlitten 2 eingesetzt, welcher auf dem Schlittenbett 58 hin- und herbeweglich geführt ist.

Dar Schlitten besteht im wesentlichen aus einem Bah» men 59 mit den Fünrungsrollön 60 und dem Träger 61 des liekelbandaugss 62_S welches das aus den Fasern 6J gebildete Wickelbäöd β4 auf den Bora 1 führt. Der Präger,61, M.i3> Sehlittanrahiiee 59 durch die Stangen 65 quer Bora hin·* und herbeweglich geführt«, Diese Zugtel 1-bewegung wird durch ©ine Kolbenstange 67 bewirkt, die_; im Hydraulikzylinder 68 geführt ist und aus dem Servoventil 69 ubor die Leitungen 70, 71 mit ges^öusrteti. Druckmitfeel beaufschlagt wird»

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I)«» WIckelbGtuiauge 62 aitst as äußeren Äade einer Welle welche la Träger 61 und im Rahmen. 59 drehbar gelagert iet und die Zustellbewegungen dem aJrÄgere 61 anderen Ende der Welle 74 ist ein Schneckenrad 75 angeordnet, welches mit einer Schnecke 76 in lingriff steht, die von einem Motor 73 ©ntreibbar iet.

Das: herauaragende MOm 78 einer der Stangen 6§ If % mit einer Verzahnung 79 versehen _t in welche dme Zahnred 60 dee lat-Wertgabero 81 eingreift. Diese !einrichtung dient zur automatischen Korrelctur der Poiitionieruna; de· Wickel-

Hie Oruppö III (i^gra|n^ereljirlenti«ig)^^^^ «gr«abler S5t des mif difj$ea| eiektria<A ygi^^enm Se« k03Qdsr?iähier 86_t den elektrisch«* %bj?ittiiiitfi?r 07, hj-draulisehe Seryoven|i5l 6§_t den-=JR3p4aNtfSÄi|ll!»*W'.*Sl"-eher den Sollwertgeber 90 antreibt« Zusi elektrischen ■ feil gehört noch ein Yeretärlcer 91 fÜF 0$ ßtfmmm der öphllttenbewegung, eo*ie eim feretlpker ^t ffirdtt Steuerung der lickelbandJEUStellung.

Die Antriebsweise dee Wiokel^ornjf i k^nn aus der Z«Ich-

CaV

nung aod der vorangegangenen Beschreibung entnommen werden. Durch das stufenlos regelbare Getriebe 9 ist es möglich, die Antriebsdrehzahl den vorliegenden Gegebenheiten, insbesondere dem Durchmesser des Wickeldornes 1, dem Wickelwinkel und der Beschaffenheit des Wickelbandes anzupassen* Die im Getriebe 9 eingestellte Übersetzungstufe bleibt während des ganzen Wickelvorganges unverändert bestehen, dagegen werden - wie nachstehend noch näher beschrieben - elektronisch gesteuerte Änderungen der Dorh-Umlaufgeschwindigkeit vom Hydraulik-Motor 12 aus vorgenommen»

Sie durch den %draulik-Motor 40 bewirkte Schlittenbewegung wird grundsätzlich in allen Variationen, elektro-

werden nisch gesteuert; Dabei/im Impulsor 17 pro Domuadrehung «ine bestimmte Anzahl von elektrischen Impulsen, z.B. 10 000, an den Erimärsähler 85 abgegeben. Dieser kann, Ä.E. mit f&nf Dekaden bis zu 99 999 Impulsen/sac zählen und gibt, Je nach der berechneten Sine teilung seiner Vorwahl, nur einen Teil der eingegangenen (Primär)Impulse wieder aus, d.h. der £rimärzähler zählt die eingegangenen Impulse so lange zusammen, bis die vorgewählte Impulesanl erreicht ist, worauf er einen Impuls abgibt und

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sofort wieder beginnt, die nachfolgenden Eingangsimpulse von Null ausgehend zusammenzuzählen, worauf bei Erreichen der Vorwahlzahl der zweite Impuls abgegeben wird usw.

Biese vom Primärzähler 85 ausgegebenen Sekundär-Impulse werden im Sekundärzähler 86 gezählt. Letzterer gibt_f wenn die der Vorwahlzahl entsprechende Impulszahl erreicht ist, ein elektrisches Steuer-Signal ab, durch welches die Schlittenbewegung gesteuert warden kann, wobei durch Einstellen bestimmter Vorwahlzahlen de? Schlitten eine symmetrische oder unsymmetrische Hin- und Herbewegung mit eingestellten Hältezeiten periodisch ausführen kann·

Im einzelnen wird dies dadurch erreicht, daß mit den aus dem Sekundärzähler über die Vorwahlen herauskommenden SekundärimpuJfeen der Schrittmotor 87 angetrieben wird. Dieser erzeugt pro Steuerimpuls einen bestimmten Drehwinkel in.einem bestimmten Drehsinn, welcher über das hydraulische. Servoventil 83 und den Hydraulikmotor an den Sollwertgeber 90 weitergeleitet wird. Über einen Verstärker 91» der durch .4Ie,' Leitung 101 mit dem elektrischen Teil des Servo-Ventils 41 verbunden ist, steuert

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dieses den Hydromotor 40 derart« daß dessen Drehwinkel la Übereinstimmung mit dem Istwertgeber 100 einen
Schlittenweg von beispielsweise 1 ca in der einen Richtung bewirkt»

Durch die beschriebenen Mittel fassen sich z.B. folgende Steueraufgaben für die Schlittenbewegung erfüllen:

Vorwahl I « Z1% Vorwahl II- Z2:

Vorwahl III - ZJ:

Vorwahl IV » Z4:

Schlitten verharrt bis Zi-Impulso in der Endstellung links Schlitten fährt mit Z2-Impulsen zur Badstellung rechts Schlitten verharrt bis Z3-In?pulso in der Endstellung rechts Schlitten fährt mit Z4~Impulsen aur Ausgangsstellung links«

Der Steuerimpuls 2A löscht die Sekundär impulse im Sekundär zähler _s so daß das periodische Programm sich wiederholt, beginnend mit einem Halt des Schrittmotors 37 bis 2U .21, anschließend Heehtslauf bis zu Z2-Impulsen, anschließend Halt bis zu Z 5» Impuls en und schließlich Rücklauf bis Impuls Z4 und anschließender löschung.

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Paa beschriebene numerische System gestattet in jedem Punkt des Grundprogrammes mit weiteren Vorwahlen in den periodischen Wickelvorgang auch die anderen Zusatz-Einrichtungen, aufzunehmen, deren Funktionen nachstehend beschrieben sind.

Bestimmung und Korrektur der Bandablages

Von der numerischen Steuerung wird grundsätzlich der ausgesteuerte ochlittenweg festgelegt. Dabei macht der Dorn "T" Umdrehungen und der Schlitten einen mit ¹¹C" bezeichneten Umlauf, d.h., eine Hin- und eineß&c** bewegung.

Der Wicklungsfaktor "A" ist dann g und wird so gewählt> und erweitert, daß "T" und "C" ganae Zahlenwerte abgenommen haben - also z.B. bei einem Wicklungsfaktor ~p « --J^ ■■ 5 .« Dadurch ist erreicht, daß Dorn und Schlitten nach Ablauf dieses Programms wieder genau gleich stehen, d.h», daß nunmehr das nachfolgende Band auf das erste au liegen kommt, wodurch ein "geschlossenes" Bandmuster entstent. ^v

Soll nun das Band neben das vorhergehende abgelegt werden, dav.n auß der A'icJceldorn A beim Wickeln eines

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jeweils um 4ie Bandbreite, gemessen, im

weiter gelaufen pein (Fortschritts- , Größere fortselirittsgrade werden durchKerrekdes AasaiebfaktoxSi, als© des Vesrhältnisises märiiapulse^§kundirim|>ulae ι welehes, etea

und icjein.©

des Igaämvt^tstgpn,, Qdei» Bäödrii^e^d^clEuagifeiit werden

f®f .Haltetei,t?en dee

der Maschine feor^igieq?^ und sswsö· s<y_t dgß deJ?.

gröSep oder icleiner ist»

Zu dieser Korrektur d|#r Bandablag© k&xm im

: f ine ?wfit« 7ojpw3^1 eiögefßtellt werdea, die nur wäh3?en4 des Sclalifctenhsites wirksam ist_e z.B. auf der erefcen Iforwaai" als Auesiebraktor Zafel !'158" eiage&tellt wird« eo ergibt sich dareus ©in fceBtiiBjater Wickelwinkel während des Söhlittenlaufee. Ist au£ dei? zweiten Vorwaül eise Zahl "159" eingesteilt,. so ergite^ -sich, ©iae etwas langsamere Folge der Sekundärirapöl&e.uad dadurch ein© längere Se&litteaiialteseit, die ala korrektur sur Bandablage verwendet werden kaaa* Ba kann also während der Scnlittenbewegung

BAD ORIGINAL

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Jeder "153·^Jlν 3edoch während des Schlittenhaltes t jeder "159*V Irlmärimpuls an den Sekündäraähler : vettergeleitet werden. ί '

Da während der Schiitteu-Haltezeit bestimmt wird, an welchem funkt das Band: wieder den zylindrischen Teil des Wiekeldornes 1 "bei ßchlittenttmkehr erreicht, so kann durch die beschriebene Korrekturmögliohkeit der verlangte Wiedereintrittspunkt de» Band·· «ehr genau bestimmt werden. \

Oesteuerte Umkehrhewegung dei

Dazu muß, wie schon eingangs erwähnt, die Schiittengeschwindigkeit^ im Bereich der Umkfchrpuakt« so abgebaut werden, daß eine maxiaale Schilttengeschwindigkeit augelassen werden kann» ohne daß durchden UmkehrvorV. gang uasulüsalg hoä.« Saesenkräfie wirksam werden. Zu 'diesem Zweck muß'"-die bis zur Umkehr gleichförmige Bewegung des Schlittens unmittelbar vor dem Umkehrpunkt gleichförmig, also etwa sinoid, bis auti den Wert Hull, abgebaut werden, «fahrend die anschließende Beschleunigung des Schlittens nicht gesteuert werden muß, da sie wegen der Trägheit der Schlittenmasse an sich sohon sinoiden Charakter hat.

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Die zur sihoiden Verzögerung der Sehlittenbewegung vorgesehene Beeinflussung des Schlittenantriebes 40 bis 54- erfolgt durch einen ,Meßwertgeber 102, welcher am ochlittenrahmen 59 durch den Haltewinkel 103 befestigt und mit einem Hebelarm 104 versehen ist, der über eine Schiene 105 ragt, die in Längsrichtung am Schlittenbett 58 befestigt ist. Si··« Schiene besitzt an beiden Enden je einen Anschlagzapfen 106 bzw. 107, der in einem Schlitz 108 einstellbar an der Schien« angebracht ist« Der Meßwertgebar 102 iet über «int LeI-tung 109 an den Verstärker 91 angeschlossen, mit «el-* ohQm. auch das öervo-Ventil 41 für die Steuerung des Schiittenantriebec elektrisch verbunden ist«

Bei der gezeigten, von der Mittellage um den Winkel β nach links verstellten Lage des Hebels 104 1st angenommen, daß der Schlitten 2 sich nach links bewegt, so. daß der Hebel 104 beim Erreichen des Anschlages 106 eine Schwenkbewegung nach rechts ausfuhrt. Diese wiz-d auf den Meßwertgeber 102 übertragen, dessen elektrischen Wert® in-den Stromkreis des Sollwertgebers 90 und des Istwertgebers 100 bzw» des Widerstandes 91 einbezogen werden. Dadurch wird der Durchflußquerschnitt des SerVo-rVentiles 41 stetig verringert, so daß die dem

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Hydraulikmotor 4Q zugeführte ölaienge und damit die Schlittengeschwindigkeit bi3 aura Wert Null sinod abnehmen. Der Meßwertgeber 102 ist so ausgelegt_? daß der

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Schlitten bei einer von der Mitfcellaee nach rechts um den J7inkel ß verstellten Lage des Hetels, 104 anhält. In dieser Stellung ist der Meßwertgeber 102 wirkungslos, so daß jütst, entsprechend dem periodischen Program!, die auf andere Dre'irichtung des Schrittmotors 87 umgesteuerten Inpulse iia Servo-Ventil 41 bzw. im Hydraulikmotor 40 wirksam werden und den Schlitten nach recht3 bewegen, wobei diese Bewegung infolge der Schiittanmasse ebenfalls etwa siaoid beschleunigt wird. Da der Hebel 104 beim Anschlagen an den anderen Zapfen 107 um den Winkel ß nach rechta steht, widerholt sich dort die Schlittenverzögerung in der beschriebenen Weise, wobei der' Hebel 104 wieder nach 3 inks gestellt wird.

Bei "be st leim ten V/ickelaufgaben oder bei schweren Schlitten ait große« Geschwindigkeiten kann die Verzögerung der Schlittenbewegung dadurch den vorliegenden Verhältnissen angepaßt werden» da3 zwischen dem HeVeI 104 und.dem Meßwertgeber 102 eine Steuerkurve angeordnet ist (nicht gezeigt^ durch welche die- Versögerungswerte in der gewünschten Λeise featgelegt sind.

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BAD OHlQlNAL

Dazu dient die im. Hydraulik-Zylinder 68 geführte Kolbenstange 6?s deren Bewegungen durch das dervo-Ventil 69 gesteuert v/erden, wobnei der Bewegungsbeginn im periodischens elektronisch gesteuerten Wickelprogramm enthalten ist» Das Servo-Veatil 69 ist über eine elektrische Leitung 116 mit dem Verstärker 92, ferner ist die elektrische Leitung 117 mit dem Ist-Wertgeber jB1 verbunden« Der Verstärker 92 ist außerdem über die Leitung 118 an den Sollwertgeber"59 angeschlossen, welcher von der Kurvenscheibe JT über die Teile 32, 53ί 54* 55 und 56 beeinflußt wird. Die Drehung der Kurvenschoib.« 31 aur gesteuerten Zustellung der Wlckelbandfähruiig 61 uad 6^l wird eingsleittt durch einen , Steueriaipuls, vjelcher an einem vorbereehneten Punkt der Schlittsnbe«pßgung ton, Sekundärzähler 86 ausgegebect und über die Leitung 120 dem Magnetventil 24 zugeführt wird, welches über eine Druckleitung 121 an die von der hydraulischen Einaeife ^ttH" kommend© Druckleitung 122 angeschlossen und mit einer fiückleitung 122' versehen ist. Durch den genannten Steuerimpuls wird das Magnet-Ventil so umgestellt,, daß die Leitung 23 Druckmittel erhält, wodurch die. Kupplung 22 eingerückt wird, so daß die teile·. 21 mit dem Antrieb 19» 20 verbunden ist.

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Akt. 2919-U)' 209803/03Si _ _

Durch das auf die Sperrsehgi&e 25 übertragenei Drehm'o-* meat wird der Sperrlcell 2? aus der Ausnehmung 26 gehoben, so daß je tat dar Sperrnockön 29 und die Survenscheibe 31 gedreht werdeno· Die Drehung der Scheine 31 in Pfeilrlehtuag bewirkt durch den atötig suriehmendeh Badius, daß der Schieber 33 aach unten verstellt und dadurch das Rad 36 am Sollwertgeher39 gedreht wird. Dadurch wird üljer dsn Veratärker 92 diaa ^ S^rvo^Ventil 69 derart verstellt,.-"daß über die !leitung ?ö in stetig zunehmender Menge Druckmittel in äen -Hjdr^ulikaylirider 6S^: strömt, so dal die Stange 6? und mit ib> das F'ühruhgsauge 62 zuv Dornmitt© hin ¥efs%©XXt w©rd©'n.

Zur ©xakbsn Eialialtuag der SteddrwiPt'a^ welch© tos der Kurvenscheibe 31 aaf den Sbllv;ertg®bQr· 39 Überträgen, ' werden, wird di# Zustellbewegung dar. Baadführung 62 durch die Zahastange 7Öj 79 auf das 2ahas?ad SO dos Istwertgebers 81 übertrasea, Dia elelctrischeD. Werte der beiden Messwertgeber 39 und 80 werden im Veratar-» ker 92 vergliehea und die Abweichung vom Sollwert durch entsprechende Korrekturen in"der Steuerung; des Vent lies berücksichtig t'n

der Punkt P der Scheibe 51 die Steuerrölls 32 er reicht hat, wird der Schieber 33-unter der !j

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"des gewichtes 37 wieder nach: eben bewegt, so daß Jetzt; der .Sollwertgeber 39i&. umgekehrten Sinnö aiii aas E.er-/o«- Ventii. 69 .einwirkt. Dar Hydraulik-= Zylinder 66 erhält dadurch Druckmittel über die Leitung. .71"» wodurch die Stange 6? mit dem -iührungsauge 62 wieder in die Ausgang« lage .zurückgeführt wird.» . ; ·.-·

Nach einer vollen Umdrehung der Kurvenscheibe 31 der Wolle 21 rastet der Sperrkeil 2? wieder in die Ausnehmung 26.ein, wobei gleichzeitig ein,.JBnd-jaciialter-(-nloh gezeichnet) daa Magnetventil 24 stromlos macht und damit die Kupplung 22 ausrückt» ■ : -_:

PeriO-diacha·. Seaehlaiinip-un^ der WiekeldognumdreJiu^agi

Mit der,i ,Drehung der Steuerwelle 21 wird aucli gleichseitig dsr .Steuernocken 29 wirksam und verstellt daa fcy·» drauliäche Ventil 30 in der Weise, daß das in der Isitung:i22 sugefüiLTte-: Druckmittel-in die Leitung 124· und -über die Abgweiguns 12#⁹ dem Jiydr'aulikinotor 12 ZU'« ^ strömte Dadurch* wird der Antrieb des WickeIdöraea beschleunigt, ■ vfodprca wie achon eingangs ausgöführt;, i/äa- ■ rend des-Bewickeiris der stirnseitigen Böden des N dorns die unvsrirtachaftlichen ßälteaoiten des Schiit t

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verkürzt werden. Da zwischen den tJfeerträgimgarMern 19, 20 eine Übersetzung von 1^ 2 vorgesehen ist^ so dreht · sich die Steuerwelle 2ΐ während einer Wiekeldörndröhung von 180° um 56O^o'v"■Wenn^.alsα;-näO'h^ei-ne"ί^'Born"dEe■huüs■■■vpIl" ca* Ϊ 80°, welche Jeweils für das einmalige Umschlingen

des Kornbodens notwendig iat, die ■'Steuerytdie und damit die Steaerteile 25 undJH eins volle Umdrenung ausgeführt haben, so stehen diese (Peile wieder in der gezeigten Ausgangasteliung. ^ -- * -^.

Band- Ne ndeelnrichtunK ; " ,' ;

Um das Band auch b©im-tTiawiekela-'der\Dopiib;ödJBFn.Ohii©.->--.^;" Verdrillen auflegenau können, kann di© das Führungsauge 62 tragende Welle ?4 duren den Schneckentrieb 75, 76 jeweils in die richtige JEbene geschwenkt werden« Zu diögeai Sweck ist ein Magnetveatiil ?2 vorgesehen, wel^· ches über die Leitungen. 125 mit einem ^drauliteaotor 75 verbunden und über die Leitung 126 an den Sekundärisähler angeachlossen ist» Dieser gitjt zu öihem^ vorberechneten Zeitpunkt einen ImpulsandasMagnetventil 72,welches dadurch die Druofciaititelzuftthr zum Hydraulikmotor 73 .öffnet, so daß dieser in geeigneter Drearichtung die Welle 7H-^^ antreibt .'und das Führungsauge 62; um diese schwenkt. ifach vollzogener stirnseitigeE Ban&ablage *

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wird das Auge 62 wieder in die gezeigte Lage durch. einen weiteren Impuls zurückbewegt, worauf dann der gleiche Vorgang am anderen Ende des WickeIdornas abläuft= Der Drehwinkel der Schwenkbewegung wird durch verstell-bare Anschläge in beiden .Richtungen begrenzt»

Eie gezeigten und beschriebenen Einzelheiten betreffen nur die prinzipielle Ausbildung und Funktion der Anlage, so daß im Rahmen der Erfindung auch gewisse Abwandlungen UiQd Ergänzungen möglich sind.

Dies betrifft z»B„ die Erzeugung der Impulse durch den Impulsor 17s welcher hier zwangsläufig mit dem Antrieb des »Vickeidornea gekoppelt 1st» Anstelle dieser Antriebsart könnte der Jmpulsor auch durch eine Muaterwelle angetrieben werden. Ferner ist es auch denkbar, daß die Impulse durch einen Frequenzwandler erzeugt werden, dar den Primärzähler mit der Primärfrequenz speist»

Außerdem könnte die Synchroniaierung der Umfangsgeschwindigkeit de3 Domes und der Schlittenbewegung durch zwei getrennte Servo-Kreise durchgeführt werden» Ferner besteht bei dieser Anordnung aush die Möglichkeit« den

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BAD ORiGIMAL

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Bora ^

so daß der Wickelwinkel cL « Null wiirä* wofeöi daan die Index-Sckaltung dös Boraös gegebeiieiif alls d^rch Mittel eriolgeü Kaim. ^ ; -__t

Claims (1)

162.931

Patent anspräche

1. Verfahren aur programmierten. Hers teilung von gewickelten Hon!- bzw» cJchaienkörpern .aus faserverstärktem Kiiästhars mit geometrisch, geordneten Faaerlagon, wobei dot iPasersträng durch einen mittels Hydraulikmotor angetriebenen Schlitten am Hohlkörper baw« Dreh&orn entlattg hin und her, oder um den Dorn heriimbewagt wird» and der Steigungawinkel der Wicklung vorwählbar ist» dadurch gekennzeiehiiet, daß elektrische, mit der Üaifangsgeschwindigfceit dea #ick0idorns s^nchroae Impulse er-Äeügitξ werden, welche in einea Friiaärzähier nach vorgewählten, dem gewünschten Steigungswinkel der A'icklung entaprechendöÄ Intervallen ausgesiebt und als Sekundär*- impulse an einen Sekundärssähler äur Variation des periodischen-Wickeiprograames weiteTgegeben werdött-^. wo--" rauf die Sektiodirimpülss über einen Digital-Analog-Waödler in analoge mechanisch© eehritts umgewandelt wa& zur dachsteaerong dee den .Schlitten bewegenden

Intriebss sowie weiterer Funktionen inner» des Wickelprogrammes verwendet werden.

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2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch, gekennseichnett daß für eine parallel sur rtlckeldornechse verlaufende Bandanlage der Impulsgeber durch einen besonderen Antrieb getrieben wird und bei stehendem Dorn die Schlittenbewegung durch die ausgesiebten 8ekuadär< impulse über den Digital- AnalQg-W-andler gesteuert "" wird_t während die Indexschaltung für die üfachbewegung des Dornes bei stehendem Schlitten-durch aecrianische Mittel erfolgV ·

3« Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch net»■ daß zur Korrektur der Bandablage die Haltezeit des Dchlitteas benutzt und eine weitere, der Haitezeit des Schlittens wirksamö Vorwahl Priaärzähler selbsttätig eingestellt wirl, woichö; den Aueslebfaktor im Sinne einer Verlängerung oder Verkürzung der Halte3βit^ so verändert_s daß 'das Wic

band jeweils wieder in der richtigen Lage auf dem Dora abgelegt wird.

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4* Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3« dadurch gekennzeichnet, daß eine einoid verlaufende Umkehrung der Schlittenbewegung durch elektrisches Verfälschen der Werte der Soll- und Ietwertgeber, welche die Seblittenbewegung bewirken, erreicht wird, wobei in den Stromkreis dieser Geber zusätzliche fideretandswerte bestimmter Größe eingeleitet werden«

5· Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Bewegungsumkelir des Schlittens ein Meßwert-Geber, beispielsweise ein Potentiometer, angeordnet ist, welches vom Schlitten betätigt wird und welches mit dem Stromkreis des Istwertgebers, z.B. eines' Potentiometers, für dl® Schlittenbewegung elektrisch gekoppelt ist»

6. Hinrichtung zur Zustellung dee Wlckelband-Führungs»

auges"^vzttm Wickeldorn, unter Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1, 2 und 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten mit einem an sich bekannten, servo-, hydraulisch betätigten, ausfahrbaren Arm mit Band« Jführungsauge versehen ist, dessen Bewegungsbeginn und -.Ende Bestandteil des periodischen elektronisch gesteuerten Wickelprogrammee sind, wobei -zusätsliph eine Kurvenscheibe vorgesehen ist, welche die Positionierung des Äick@lbandaugee über einen Mesatwertgeber» beispielsweise ein Potentiometer, steuert.

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,Akte. 2^1? je,) ^:- 4 r-

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7* Biorichtung zur Be3chleunigu!ig und Verzögerung der ttafaiigsgeaehwindigkei^^^

wandung des -/Verfahrensnach Anspruch i und / 2* ".'.dadurch-gekennzeicfea^-t^ daß die entsprechend© flussuhg des hydraulischen Borhantriebsa In kslt vom WicKelpϊⁱb.graI^■■:βl6ictΓO"^^sc■h.■""fltöύβΓbäi?^:■'_is■.6*■■

B₀ Sinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen A_y 2 und ^ dadurch gäke-xmäiB^ehneli^ daß ein öigltal-Analog-tfiandiör, vorzugsweise ein an sich ^bekannter eiektro-hydraulischer Bchrlitiiiotori ■vorgesehen ist j welcher die aus dem Bekundärzahlervkomaen den Impulse aui die Antriebe über Messwertgeber und gegebenenfalls SörYoeiittrichtuaeen zur

9. Einrichtung nach Anspruch 7\ dadurch gekennzeichnet* daß mit dem Hydro-Motor des Scnrittmo^ors eine ateue kurve gekoppelt ist\. deren -Formveriauf deia Sollwertgeber, so steuert, daß eine lineare bäsw. üicht Koordination des. Wickelschlittens ^;zur ; entstellt,, ; >; - - ■■--.."' - ■"■■-. / ^:;

10. Einrichtung nach Anspruch 9» dadurcii gekennzeichnet, daß mit dem Hydraulikmotor des Schrittmotors weitern Sfceueraeheiben gekoppelt siad, von deaen jede"eine lineare oder nicht lineare Punktion im y?iokelprogramm steuert. ■

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