DE1660386B2 - Vorrichtung zum Verstrecken und Aufwickeln von endlosem Gut - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verstrecken und Aufwickeln von endlosem Gut, wie Fäden, Bänder, Folien od. dgl., bei der das endlose Gut mittels einer Verstreckrolle verstreckbar und einer Aufwickelrolle aufwickelbar ist.

Bei den bekannten Aufspulmaschinen für textile Fäden, vorzugsweise synthetische Fäden, werden die Spulen mittels Friktion an mit konstanter einstellbarer Drehzahl laufenden Treibwalzen angetrieben. Dieser Friktionsantrieb der Spulen ist jedoch bei Aufspulgeschwindigkeiten von über 2000 m/Min, und bei Spulengewichten von über etwa 10 kg nicht mehr empfehlenswert, da die benötigten Übertragungsmomente zwischen Treibwalzen- und Spulenoberfläche derart anwachsen, daß die Spulenoberfläche durch den benötigten Anpreßdruck in Mitleidenschaft gezogen wird, so daß einzelne Kapillare der Fäden beschädigt werden können. Es entstehen insofern Komplikationen, als einerseits die Spulen relativ hart aufgespult werden müssen, damit sie nicht durch den Anpreßdruck deformiert werden, andererseits lassen sich die hart aufgespulten Spulen für die Weiterverarbeitung schlecht abziehen. Aus diesen Gründen ist man bestrebt, bei derartig hohen Aufspulgeschwindigkeiten und Spulengewichten die Spulen nicht mehr mittels Friktion, sondern direkt mit Regelantrieben anzutreiben, die der Drehzahlverminderung bei wachsendem Spulendurchmesser gerecht werden.

Bei den mittels Regelantrieben ausgeführten Aufwikkelmaschinen, bei denen ein Antriebsmotor den Aufwickelkörper in Drehung versetzt, ist es bekannt, den Antriebsmotor auf konstante Umfangsgerschwindigkeit der Wickelgutoberfläche zu regeln, indem diese mit einer motorsch angetriebenen Laufrolle in Reibverbindung steht, welche die Sollumfangsgeschwin4igkeit vorgibt Durch diese Reibverbindung ist es möglich, den noch leeren Aufwickelkörper bei Beginn des Wikkelvorgangs der Geschwindigkeit anzupassen, die derjenigen des mit konstanter Geschwindigkeit zugeführten Wickelgutes entspricht. Hierdurch ist eine Überein-Stimmung der Zuführ- und Aufwickelgeschwindigkeit gegeben, wobei sich beim Aufwickeln des Wickelgutes auf den Aufwickelkörper eine durch die Aufwickelgeschwindigkeit bestimmte Zugspannung ergibt. Da jedoch bei diesen Aufwickelmaschinen durch die Reibverbindung zwischen Laufrolle und Wickelgut die Umfangsgeschwindigkeit des Wickelgutes vorgegeben wird, tritt hierdurch der Nachteil auf, daß eine Regelung der Zugspannung unter Berücksichtigung der Aufwickeleigenschaften des aus den jeweiligen Materialien

ao bestehenden Wickelgutes nicht möglich ist. Trotz vorgegebener konstanter Umfangsgeschwindigkeit des Wickelgutes ist nicht gewährleistet, daß auch die Zugspannung des Materials während des Aufwickeins konstant bleibt, da sich bem Aufwickeln beispielsweise

*5 thermiscne, mechanische oder schwingungstechnische Effekte unterschiedlicher Lagenbildungen ergeben können, die den gleichmäßigen Aufbau eines Wickels stören und bei Folien Faltenbildungen erzeugen.

Diese Nichtlinearität zwischen der durch die Laufrol-Ie konstant vorgegebener Aufwickelgeschwindigkeit und dem Zug des Wickelgutes bei konstanter Zuführgeschwindigkeit des Materials ist insbesondere auch an Aufwickelmaschinen für Textilfaden erkennbar, da hierbei der Wickelantriebsmotor nicht auf konstante Fadengeschwindigkeit und somit auf konstante Fadenspannung, sondern durch die Laufrolle auf konstante Wickelumfangsgeschwindigkeit geregelt wird. Beides wäre identisch, wenn die einzelnen Windungen eines Wickels genau nebeneinander kreisförmig aufgewickelt wurden, wie dies z. B. bei Drahtspulen von Transformatoren und Drosseln der Fall ist. Durch den selbsttragenden Aufbau der Wickel ohne Seitenbegrenzungsflächen der Wickelhülsen, muß jedoch der Faden schnell hin und her changiert werden, damit sich der Wickel selbst zusammenhält. Besonders bei der Herstellung von Präzisionswickeln, bei denen die Changiereinrichtung vom Wickelantriebsmotor angetrieben wird und sich dadurch im Verlauf des Aufwickelvorganges die Drehzahl des Wickels und der Changiereinrichtung vermindert, bilden zu Beginn des Aufwickeins die Windungen des Fadens sehr steile Schraubenlinien, während am Ende des Aufwickel Vorganges, also bei zwei- bis dreifachem Durchmesser des Wickels gegenüber der Wickelhülse, sehr flache Schraubenlinien entstehen. Durch die steile und flache Form der Schraubenlinie der Fadenwindungen ergeben sich unterschiedliche Zugspannungen zwischen Anfang und Ende der Aufwicklung. Es ist also infolge der bereits erwähnten Reibverbindung zwischen Laufrolle und Wickelgut nicht möglich, eine Regelung der Zugspannung an die veränderlichen Verhältnisse durchzuführen.

Die üblicherweise angewendeten Wickler regeln die Zugspannung auf einen konstanten einstellbaren Wert während des Wickelvorganges mittels einer Tänzer-

arm- bzw. Fühlhebelsteuerung. Hierbei wird das Wikkelgut über eine am Fühlhebel befestigte Tänzerrolle geführt und bildet eine unter Spannung stehende auf- und abbewegbare Schleife. Wegen der auftretenden

Schwingungen beim Aufwickelvorgang müssen die rühlhebel und Tänzerrollen möglichst gewichtsarm und ausbalanciert ausgeführt werden. Ferner sind die Tänzerrollen in der Lagerung hohen Drehzahlen ausgesetzt, die zusätzliche Reibungsmomente zur Folge haben. Hierdurch entsteht der Nachteil, daß infolge der Schwingungsneigung der Fühlhebel und der hohen Drehzahlen der Tänzerrollen diese Wickle· bei einer Wickelgeschwindigkeit von über 1000 m/Min, störanfälig sind.

Ein weiterer Nachteil ist bei dieser bekannten Spannungsregelung des Wickelgutes insofern zu verzeichnen, da durch das Fehien der bei den anderen Aufwikkelmaschinen üblichen Reibverbindungen zwischen Laufrolle und Aufwickelkörper die Umfangsgeschwindigkeit des Aufwickelkörpers zu Beginn des Wickelvorganges nicht mit der zugeführten Materialgeschwindigkeit übereinstimmt. Dabei reißt vorwiegend bei Fadenwicklern der zugeführle Faden bei zu hoher Wickelumfangsgeschwindigkeit, oder der Faden wird bei zu niedriger Wickelumfangsgeschwindigkeit nicht schnell genug aufgewickelt, wodurch in kurzer Zeit ein Fadenvorrat entsteht, der sich um Maschinenteile verwickelt und hierdurch Störungen verursachen kann. Erst wenn durch Handverstellung des Fühlhebels die richtige Wikkeldrehzahl im Verhältnis zur Geschwindigkeit des zugeführten Fadens ermittelt wird, kann der Faden über die Tänzerrolle gelegt werden. Je höher die Geschwindigkeit des zugeführten Fadens ist, umso schwieriger ist das Anlegen und der Beginn des Aufwickelvorganges.

Hieraus ergibt sich, daß bei der einen Art der Aufwickelmaschinen infolge der Reibverbindung zwischen der Laufrolle und dem Aufwickelkörper bzw. Wickelgut zwar die Umfangsgeschwindigkeit des Aufwickelkörpers der zugeführten Wickelgutgeschwindigkeit angepaßt werden kann, dafür ist aber infolge dieser Reibverbindung eine Regelung der Zugspannung unter Berücksichtigung des zunehmenden Umfanges des Aufwickelkörpers nicht möglich. Dagegen ist bei der anderen Art von Aufwickelmaschinen eine konstante jedoch mit Nachteilen behaftete Zugregelung des Wickelgutes möglich dafür kann aber infolge der nicht vorhandenen Reibverbindung zwischen Laufrolle und Aufwickelkörner eine Anpassung der Umfangsgeschwindigkeit des Aufwickelkörpers an die zugeführte Wickelgutgeschwindigkeit nur durch mehrfache Versuche erreicht werden, wobei durch das nicht sofort aufgenommene Wickelgut auf den Aufwickelkörper infolge des mit hoher Geschwindigkeit ununterbrochen zugeführten Wikkelgutes ein erheblicher Verlust am Material entstehen kann.

Diese eingangs geschilderten Unzulänglichkeiten werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt, deren Aufgabe darin besteht, die Geschwindigkeits- und die Zugregelung des Wickelgutes derart zu steuern, daß sie gemeinsam wirksam sind und zusätzlich eine Abhängigkeit vom Durchmesser des Wickels ermöglichen. Ferner soll eine einwandfrei arbeitende Zugspannungsregelung bei einer Fadengeschwindigkeit von 3000 bis 6000 m/Min, erreicht werden, und zwar für feine Fade, wie sie in der Chemiefaserindustrie beim Schnellspinnen und Spinnstreckspulen vorkommen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl der Verstreckrolle als auch der Aufwickelrolle je ein vom Wickelgut umschlungener, mit dem Läufer einer Synchronmaschine verbundener Regeldrehkörper vorgeschaltet ist, wobei das auf den Ständer der Synchronmaschine wirkende Drehmoment mittels drehbarer Lagerung des Ständers von einer Drehmomentenwaage kompensierbar ist, und die dabei auftretende Drehbewegung des drehbar gelagerten Ständers ein Potentiometer verstellt, dessen Wert als zugspannungsabhängige Führungsgröße für das Stellglied des nachgeschalteten Regelantriebs zum Aufwikkeln bzw. Verstrecken des Wickelgutes dient.

Durch diese einstellbare Regelung ist es möglich geworden, auf die Gegebenheiten der zur Verarbeitung kommenden verschiedenartigen Materialien näher einzugehen, so daß hierdurch deren Struktur beim Aufwikkel- bzw. Verstreckvorgang berücksichtigt werden kann, wobei es keine Rolle spielt, ob aus pflanzlichen, tierischen oder synthetischen Materialien bestehende Fäden, Schnüre, Bänder, Bahnen od. dgl. aufgewickelt werden. Da die unterschiedlichen Materialien und Produkte verschieden hohe spezifische Zugspannungen erfordern, wird durch empirische Ermittlungen die für das betreffende Material optimal geeignete Zugspannung eingestellt.

Insbesondere ist es vorteilhaft, daß nunmehr zur Herstellung von einwandfreien Wickeln beim Aufwikkelvorgang die Zugspannung in Abhängigkeit vom jeweiligen Wickeldurchmesser verändert werden kann, um stabile und leicht abwickelbare Wickel zu erzeugen. Da die vom jeweiligen Wickeldurchmesser abhängige Zugspannung, die zu einer inneren und äußeren Festigung des Wickels führt, bei den bisher üblichen Aufwikkelmaschinen nicht bekannt ist, ist es häufig vorgekommen, daß insbesonder aus synthetischen Fäden bestehende Wickel in dem unteren Lagenbereich auseinandergedrückt werden, weil beim Lagern der Wickel die Kontraktion des Fadens sich in dem äußeren Lagenbereich am stärksten auswirkt. Dadurch traten leicht Verwerfungen der Lagen auf, die beim Abwickeln des Fadens zum Reißen führten und dadurch die Wickel für die Weiterverarbeitung unbrauchbar machten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Drehmomentenwaage auswechselbare, mit verschiedenartigem Außenumfang versehene Seilscheiben und Gewichte aufweisen, wobei die jeweilige Umfangsform der aufgesetzten Seilscheibe, deren Gestalt sich nach der Struktur des aufzuwickelnden Materials richtet, die veränderliche Zugspannung des Wickelgutes in Abhängigkeit vom entstehenden Wickeldurchmesser beeinflußt. Auf diese Weise ist es möglich, daß durch die Formgebung der Seilscheiben schon vor Beginn des Wickelvorganges die dem aufzuwickelnden Material entsprechende und die zur Herstellung eines einwandfreien Wickels erforderliche Zugspannung eingestellt werden kann.

Das dem Wickler zugeführte Wickelgut wird kraftschlüssig über den Regeldrehkörper geleitet, der von einem synchronlaufenden Motor, im folgenden als Raktionsverstellmotor gezeichnet, angetrieben wird. Dieser Reaktionsverstellmotor wird von einem Synchrongenerator mit einstellbarer Frequenz gespeist, so daß die Umfangsgeschwindigkeit des Regeldrehkörpers der entsprechenden Zuführgeschwindigkeit des Wickelgulus entspricht. Die Einstellung der Frequenz erfolgt entweder mittels rotierendem Umformer und Regelgetriebe oder über einen statischen Frequenzumrichter.

Als Reaktionsverstellmotor kann ein Motor üblicher Bauart oder ein Außenläufermotor Verwendung finden. Bei Verwendung eines Motors üblicher Bauart ist der Regeldrehkörper auf der Welle des Rotors befestigt, während der Stator jedoch nicht wie üblich starr montiert, sondern ebenfalls mittels leichtgängiger Lager

drehbar gelagert ist. Das von der Welle des Rotors, also von dem Regeldrehkörper geforderte Drehmoment, erzeugt auf dem drehbar gelagerten Stator die gleichgroße Reaktionskraft, wodurch sich der Stator in der entgegengesetzten Richtung des Rotors dreht. Wird vom Reaktionsverstellmotor kein Drehmoment gefordert, so tritt, wenn die Lagerreibungsverluste unberücksichtigt bleiben, auch kein Reaktionsmoment auf, so daß der Stator stillsteht. Wird jedoch der Regeldrehkörper in Drehrichtung schneller als die synchronlaufende Drehzahl des Reaktionsverstellmotors angelrieben, so dreht sich der Stator ebenfalls durch die Reaktionskraft in Drehrichtung des Rotors.

Da der mit der geforderten Abzugsgeschwindigkeit synchronlaufende Regeldrehkörper mit dem Wickelgut kraftschlüssig verbunden ist, bewegt sich der drehbar gelagerte Stator nicht, wenn die Zugkraft des ankommenden Wickelgutes mit der Zugkraft des ablaufenden Wickelgutes zum Wickelantrieb, d. h. dem Antriebsmotor des Aufwickelkörpers gleich groß ist.

1st die Zugkraft des zwischen Regeldrehkörper und Wickelantrieb befindlichen Wickelgutes größer als die Zugkraft des zum Regeldrehkörper zugeführten Wikkelgutes, so versucht das abgeführte Wickelgut den Regeldrehkörper in seiner Drehrichtung zusätzlich zu beschleunigen, wodurch der Stator des Reaktionsverstellmotors in Drehrichtung des Regeldrehkörpers bewegt wird. Liegen jedoch die umgekehrten Spannungsverhältnisse vor, indem die Zugkraft des zwischen Regeldrehkörper und Wickelantrieb befindlichen Wickelgutes kleiner ist, als die Zugkraft des zum Regeldrehkörper zugeführten Wickelgutes, wo wird der Regeldrehkörper gebremst und der Stator entgegengesetzt zu dessen Drehrichtung bewegt. Diese Drehrichtung des Stators wird für die Drehzahlregelung des Wickelantriebsmotors des Aufwickelkörpers ausgenützt. Überwiegt die Zugkraft des Wickelgutes zwischen Regeldrehkörpcr und Wickelantrieb, so wird durch die Drehung des Stators in Drehrichtung des Regeldrehkörpers eine von der Statordrehung abhängige Meßgröße so verändert, daß die Drehzahl des Wickelantriebsmotors erniedrigt wird. Ist die Zugspannung des auf den Regeldrehkörper laufenden Wickelgutes größer als die Zugspannung des zum Wickelantrieb laufenden Wickelgutes, so wird der Stator des Reaktionsverstellmotors en'fcgengesetzt der Drehrichtung des Regeldrehkörpers gedreht, wobei hierdruch die veränderliche Meßgröße so verstellt wird, daß die Drehzahl des Wickelantriebsmotors erhöht wird. Die durch die Drehung des Stators veränderliche Meßgröße ist so angepaßt, daß normalerweise bei einer Umdrehung des Stators der gesamte erforderliche Drehzahlunterschied des Wickelantriebsmotors zwischen leeren Aufwickelkörper und vollen Aufwickelkörper erreicht wird.

Die Einstellung der ablaufenden Wickelgutspannung von dem Regeldrehkörper zum Wickelantrieb erfolgt dadurch, daß der Stator des Reaktionsverstellmotors mit dem entsprechenden Drehmoment einseitig belastet wird. Bei Erhöhung des Drehmomentes am Stator entgegengesetzt zur Drehrichtung des Regeldrehkörpers wird auch die Wickelgutspannung zum Wickelantrieb erhöht. Bei der bisherigen Betrachtung wurde angenommen, daß bei dem Antrieb des Regeldrehkörpers mechanisch keine Verluste auftreten. Die Lagerreibungsverluste und sonstigen Zusatzreibungsverluste, z. B. durch Luftwirbelung zwischen Rotor und Stator des synchronlaufenden Reaktionsverstellmotors, verursachen bereits ein gewisses Lastdrehmoment, ohne daß das Wickelgut über den Regeldrehkörper geführt wird. Da dieses Drehmoment praktisch konstant ist, kann es durch ein gleich großes Drehmoment in entgegengesetzter Richtung leicht kompensiert werden.

Das Prinzip dieser Zugregelung ist aber nicht nur für reine Wickelvärgänge, sondern auch zum Verstrecken von synthetischen Kunststoffen in endloser Form, wie z. B. Fäden, Bänder, Folien od. dgl., verwendbar, wobei das über Walzen oder Galetten geführte Material vor dem Aufwickeln zuerst mittels einer prinzipiellen gleichen mechanischen Anordnung wie beim Wickler verstreckt und anschließend mit der beschriebenen Zugregeleinrichtung für Wickelantriebe aufgewickelt wird. Diese Kombination des gleichzeitigen Verstreckens und Aufwickeins ist bedeutungsvoll beim Spinnstreckwickeln von synthetischen Fäden. Bisher werden die aus den Spinndüsen kommenden Fäden über Galetten geführt und aufgewickelt. Das noch unverstreckte Material besitzt noch keine Zugfestigkeit und muß anschließend in Verstreckmaschinen je nach Materialart mit einem bestimmten Verstreckverhältnis 1 :3 bis 1 :9 verstreckt werden. Die Verstreckung erfolgt hierbei zwischen zwei Drehkörpern, die das zu verstreckende Material kraftschlüssig erfassen, wobei der erste Drehkörper mit einer Grundgeschwindigkeit umläuft und der zweite Drehkörper, der Verstreckdrehkörper, mit der 3- bis 9fachen Grundgeschwindigkeit. Die Wickel müssen also bei den Verstreckmaschinen wieder abgewickelt werden, das Material muß anschließend verstreckt und danach wieder aufgewickelt werden. Das richtige Verstreckverhältnis wird durch Verändern des Übersetzungsverhältnisses der Drehzahlen zwischen den beiden Drehkörpern erreicht, zwischen denen die Verstreckung des Materials erfolgt.

Da die Verstreckkraft einmal proportional ist mit dem Querschnitt des Materials und andererseits mit dem Verstreckverhältnis solange die Endverstreckung nicht überschritten ist bzw. noch erreicht ist, so ist die Verstreckkraft bei gewünschter Endverstreckung bei konstantem zugeliefertem Materialquerschnitt bzw. konstanter Materialmenge pro Zeiteinheit, konstant.

Da die beschriebene Zugregelung für Wickelantriebe eine vorwiegend astatische Zugregeleinrichtung ist, so kann diese Anordnung auch für das Verstrecken des Wickelgutes verwendet werden, wobei anschließend das Wickelgut direkt mit der gleichen Zugregelung für Wickelantriebe aufgewickelt wird. Zu diesem Zweck sind zum Verstrecken des Wickeighutes wenigstens ein Regeldrehkörper und ein Verstreckdrehkörper vorge-

sehen, wobei der Regeldrehkörper durch einen syn chronlaufenden Motor in Verbindung mit dem Zugeinstellgerät und der Verstreckdrehkörper durch einer drehzahlgeregelten Verstreckmotor angetrieben wird. Dadurch kann das verstreckte Wickelgut, wie bei

spielsweise Fäden, in einem Fertigungsprozeß von dei Spinndüse bis zum fertigen Wickel hergestellt werden Ein weiterer großer Voreteil dieser Anordnung besteh darin, daß mehrere solcher Spinnstreckwickelstellen trotzdem diese die gleiche Maaterialzuführungsge schwindigkeit vor. den Spinndüsen haben können, in Verlauf des Verstreckvorganges völlig unabhängij voneinander sind. Dies ist insofern wichtig, weil bishe bei Vorgabe des Übersetzungsverhältnisses für dii Verstreckung bei Fadenbruch einer Spinnstelle das Ma terial, das dieser Spinnstelle zugeführt wurde. Verlust material erzeugte, bis die Wickel der anderen Spinn stellen die geforderten Endabmessungen hatten, da fü das neue Anspinnen der Maschinen das Übersetzungs

verhältnis 1:1, also keine Verstreckung, erforderlich ist.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen synchronlaufenden Motor mit Regeldrehkörper, sowie einen Wickelantriebsmotor mit Aufwickelkörper,

Fi g. 2 ein Schaltschema für die sich selbsttätig einstellbare Zugregelung und

F i g. 3 eine Anordnung der Zugregelung für das Spinnstreckwickeln.

Vom Motor 1 wird über eine Kupplung 2 mittels eines kraftschlüssigen Regelgetriebes 3 sowie über eine Kupplung 4 ein Synchrongenerator 5 mit der gewünschten Drehzahhl eingestellt, der eine drehzahl- bzw. frequenzproportionale Drehspannung abgibt. Dieser Synchrongenerator 5 speist über Schleifringe 6 einen Stator 7 eines synchronlaufenden Motors 8 — im folgenden als Reaktionsverstellmotor bezeichnet —, wodurch der Rotor 9 einen Regeldrehkörper 10, z. B. Regelgalette, mit einer durch Durchmesser und Frequenz vorgegebenen Umfangsgeschwindigkeit in Drehung versetzt. Ferner speist der Synchrongenerator 5 die Primärwicklung 11 eines Drehstromtransformators, der an der einen Wicklung 12 mit einem Gleichrichter 13 die Grundgeschwindigkeits-Führungsgröße 14 unmittelbar in ein elektronisches Stellglied 15 abgibt und der von der anderen Wicklung 16 mit einem Gleichrichter 17 über ein Verstellglied 18 die durchmesserabhängige Führungsgröße 19 beim Wickeln bzw. die zugspannungsabhängige Führungsgröße 19' beim Verstrecken erzeugt. In Fig.2 ist mittels eines Umschalters »Wickeln — Verstrecken« gezeigt, wie die Führungsgröße nach dem Verstellglied 18 zur Grundgeschwindigkeits-Führungsgröße 14 geschaltet werden muß, damit man die durchmesserabhängige Führungsgröße 19 und die zugspannungsabhängige Führungsgröße 19' erhält. Bei Wickelvorgängen wird die durch- messerabhängige Führungsgröße 19 entgegengesetzt zur Grundgeschwindigkeits-Führungsgröße 14 addiert. Die dem Stellglied 15 zugeführte Summe beider Führungsgrößen, die Gesamt-Führungsgröße 20, wird bei Vergrößerung des Wickelgutdurchmessers kleiner. Dagegen wird beim Verstrecken die zugspannungsabhängige Führungsgröße 19' gleichsinnig zur Grundgeschwindigkeits-Führungsgröße 14 addiert und bei Vergrößerung der Verstreckung größer.

Die am Gleichrichter 13 sich ergebende Grundgeschwindigkeits-Führungsgröße 14 gibt beim Aufwickelvorgang einem Wickelantriebsmotor 21 eines Aufwikkelkörpers 22 über das elektronische Stellglied 15 die entsprechende Drehzahl. Bei leerem Aufwickelkörper 22, d. h. bei noch nicht angelegtem Wickelgut 23, ist die Grundgeschwindigkeits-Führungsgröße 14 allein wirkwam, da die durchmesserabhängige Führungsgröße 19 noch Null ist weil der Stator 7 noch das Bestreben hat, sich in der entgegengesetzten Drehrichtung des Regeldrehkörpers 10 zu drehen. Der Stator 7 befindet sich also an der linken Anschlagstellung und gibt vom Verstellglied 18 den Wert Null ab. Die durchmesserabhängige Führungsgröße 19 ist in diesem Fall noch nicht wirksam.

Bei Beginn des Wickelvorganges, wenn das Wickelgut 23 ,ber den Regeldrehkörper 10 zum Aufwickelkörper 22 läuft, beeinflußt die vom Verstellglied 18 kommende, der Grundgeschwindigkeits-Führungsgröße 14 entgegengesetzt gerichtete durchmesserabhängige FührungsgrölJe 19 das Stellglied 15 des Wickelantriebsmotors 21 so, daß die Zugkraft des Wickelgutes 23 zwischen dem Regeldrehkörper 10 und dem Aufwickelkörper 22 konstant geregelt wird. Der Aufwickelkörper 22 ist über eine Kupplung 24 mit dem Wickelantriebsmotor 21, dessen Speisung über das Stellglied 15 direkt vom Netz erfolgt, verbunden.

Am drehbar gelagerten Stator 7 des synchronlaufenden Reaktionsverstellmotors 8 ist ferner eine Seilscheibe 25 befestigt, die mit den beiderseits angebrachten Gewichten 26, 27 eine Drehmomentenwaage bildet. Die Einstellung der Drehmomentenwaage erfolgt, so, daß der Stator 7 bei leerlaufendem Regeldrehkörper 10 ohne Wickelgut 23 in jeder beliebigen Stellung der möglichen Drehbewegungen stehen bleibt. Um eine bestimmte Zugkraft zwischen Regeldrehkörper 10 und Aufwickelkörper 22 zu erhalten, ist auf der der Drehrichtung des Regeldrehkörpers 10 entgegengesetzten Seite zu dem Gewicht der Drehmomentenwaage das der Zugkraft des Wickelgutes 23 entsprechende Zusatzgewicht 28 anzubringen. Ohne aufgelegtes Wickelgut 23 dreht sich infolge des Zusatzgewichtes 28 der Stator 7 und damit das Verstellglied 18 entgegengesetzt zur Drehrichtung des Rotors 9 und des Regeldrehkörpers 10, wodurch die Gewähr gegeben ist, daß bei Beginn des Wickelvorganges nur die Grundgeschwindigkeits-Führungsgröße 14 wirksam ist. Die Seilscheibe 25 ist auswechselbar befestigt, und gegen solche austauschbar, deren Umfang entsprechende Kurvenformen aufweisen, wobei sich zur Herstellung von einwandfreien Wickeln die jeweilige Form des kurvenartigen Umfanges nach der Struktur des aufzuwickelnden Materials und der hierdurch bedingten Zugkraft richtet. Die Umfangsform der vor Beginn des Wickelvorganges aufgesetzten Seilscheibe 25 beeinflußt die in Abhängigkeit vom entstehenden Wickeldurchmesser veränderliche Zugkraft.

In den beiden Anschlagstellungen des Verstellgliedes 18 ist je ein Schalter 29 angeordnet, der die einwandfreie Funktion des Regelantriebes während des Betriebes überwacht und eine Störungsmeldung bringt, wenn der durch die Drehmomentenwaage eingestellte Wikkelgutzug zwischen Regeldrehkörper 10 und Aufwikkelkörper 22 infolge einer Störung nicht eingehalten wird und der Stator 7 an einer der beiden Anschlagstellungen steht.

Die kombinierte Anordnung des Verstreckens und des anschließenden Aufwickeins für das Spinnstreckwickeln ist in F i g. 3 dargestellt. Das von einer Spinndüse 30 kommende Wickelgut 23, wie z. B. Fäden, wird kraftschlüssig von einem Regeldrehkörper 31 mit der zentralen Grundgeschwindigkeit, durch Vorgabe dei Frequenz f\ vom Synchrongenerator 5 kommend, erfaßt und einem Verstreckdrehkörper 32 zugeleitet, vor diesem wiederum kraftschlüssig aufgenommen unc dem Regeldrehkörper 10 kraftschlüssig zugeleitet unc dann dem Aufwickelkörper 22 zugeführt.

Anspinnvorgang

Beim Anspinnvorgang müssen die Umfangsge schwindigkeiten aller Drehkörper 31, 32, 10 und de Aufwickelkörpers 22 gleich sein und der durch die Fre quenz f\ vom Synchrongenerator 5 vorgegebene! Umfangsgeschwindigkeit entsprechen, weil das Mate rial zuerst in unverstrecktem Zustand angelegt werde: muß. Der Stator 7 des Reaktionsverstellmotors ( i

F i g. 3 mit 8' bezeichnet) befindet sich in der der Drehrichtung entgegengesetzten Lage, da das Zusatzgewicht 2 (in F i g. 3 mit 28' bezeichnet) nicht wirksam ist. Die zugspannunghabhängige Führungsgröße 19' ist damit Null und der den Verstreckdrehkörper 32 antreibende Verstreckmotor 33 wird dadurch auf die gleiche Drehzahl- bzw. Umfangsgeschwindigkeit des Regeldrehkörpers 31 eingeregelt. Ein an dem Verstreckmotor 33 angekuppelter Synchrongenerator 34 erzeugt eine Spannung mit der Frequenz /"2, die aber beim Anspinnvorgang gleich ist der Frequenz /1. Dadurch ist auch die Umfangsgeschwindigkeit des Regeldrehkörpers 10 gleich groß, da diese vom Synchrongenerator 34 mit f2 gleich f\ angetrieben wird und mit der beschriebenen Zugregelanordnung auch die Umgangsgeschwindigkeit des Wicklers auf diesen Wert einregelt. Nach angelegtem Faden über die Drehkörper 31, 32,10 und dem Aufwickelkörper 22 erfolgt der Verstreckvorgang.

Verstreckvorgang

Der Verstreckvorgang wird eingeleitet durch die mechanische oder elektromagnetische zunehmende Belastung des Zusatzgewichtes 28' beim Gewicht 27' an der Seilscheibe 25' des Regeldrehkörpers 31. Dabei dreh sich der Stator des Reaktionsverstellmotors 8' des Re geldrehkörpers 31 in Drehrichtung, wodurch die zug spannungsabhängige Führungsgröße 19' wirksam unc größer wird. Da die zugspannungsabhängige Führungs größe 19' gleichsinnig zur Grundgeschwindigkeits-Füh rungsgröße 14 addiert wird, beschleunigt die größei werdende Gesamtführungsgröße 20 die Drehzahl de« Verstreckmotors 33 so lange, bis der Gleichgewichtszu-

ίο stand der Zugkraft des Materials zwischen dem Regeldrehkörper 31 und dem Verstreckdrehkörper 32 und der vorgegebenen Zugkraft durch das Zusatzgewichl 28' an der Seilscheibe 25' erreicht ist. Der vom Verstreckmotor 33 des Verstreckdrehkörpers 32 angetriebene Synchrongenerator 34 speist über die Schleifringe 6 den Reaktionsverstellmotr 8 des Regeldrehkörpers 10, der damit das verstreckte Wickelgut mit der gleichen Geschwindigkeit aufnimmt. Die vom Synchrongenerator 34 mit der Frequenz /2 erzeugte Grundgeschwindigkeits-Führungsgröße 14 und die durchmesserabhängige Führungsgröße 19 werden entgegengeschaltet, damit mit wachsendem Durchmesser des Wikkels die dem Stellglied 15 zugeführte Gesamtführungsgröße 20 kleiner wird und damit sich auch die Drehzahl des Wickelantriebsmotors 21 erniedrigt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Verstrecken und Aufwickeln von endlosem Gut, wie Fäden, Bänder, Folien od. dgl., bei der das endlose Gut mittels einer Verstreckrolle verstreckbar und einer Aufwickelrolle •ufwickelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Verstreckrolle (32) als auch der Aufwickelrolle je ein vom Wickelgut umschlungener, mit dem Läufer (9) einer Synchronmaschine (8 bzw. 8') verbundener Regeldrehkörper (31, 10) vorgeschaltet ist, wobei das auf den Ständer (7) der Synchronmaschine wirkende Drehmoment mittels drehbarer Lagerung des Ständers (7) von einer Drehmomentenwaage (25 bis 28 bzw. 25' bis 28') kompensierbar ist und die dabei auftretende Drehbewegung des drehbar gelagerten Ständers (7) ein Potentiometer (18 bzw. 18') verstellt, dessen Wert als zugspannungsabhängige Führungsgröße (19,19') für das Stellglied (15) des nachgeschalteten Regelantriebs (21, 33) zum Aufwickeln bzw. Verstrecken des Wickelgutes (22) dient.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentenwaage auswechselbare, mit verschiedenartigem Außenumfang versehene Seilscheiben (25 sowie 25') und Gewichte (26 bis 28 sowie 26' bis 28') aufweist, wobei die jeweilige Umfangsform der aufgesetzten Seilscheibe, deren Gestalt sich nach der Struktur des aufzuwikkelnden Materials richtet, die veränderliche Zugspannung des Wickelgutes (23) in Abhängigkeit vom entstehenden Wickeldurchmesser beeinflußt.