DE2064325A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Auf wickeln von linearem Material - Google Patents

Description

DR-ING. OlfL.-INCi. V. Sl^- D »l..PHfS, IR. DIPU.-PHYS.

HÖGER - STELLRECHT- GRIESSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE lN STUTTGART

0 fi R / ^ 0 ζ

A 38 455 m

a - 143

23. Dezember 1970

Owens-Corning Fiberglas Corporation

608 Madison Avenue Toledo, Ohio 43601 / U.S.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von linearem Material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln bzw. Aufspulen von fortschreitendem (linearem) Material, insbesondere zum Aufspulen von ausgezogenen Glasfaden, wobei dieses einer sich drehenden Sammelspule zugeführt wird.

Bei bestimmten Vorgängen beim Verpacken bzw. Aufspulen von linea rem Material, wie dem Verpacken eines aus kontinuierlichen Glasfaden bestehenden Bündels,sofort während der Herstellung der kontinuierlichen Glasfaden,ist es üblich, das aus den kontinuierlichen Glasfäden bestehende Bündel bzw. den entstandenen Strang von einer Wickelanordnung aufnehmen zu lassen, die den Strang in Form einer Packung auf eine rohrförmige Sammelspule, die auf einem mit hoher Drehgeschwindigkeit angetriebenen Spulkopf bzw. auf einer Spindel montiert ist, aufspult. Da der Strang nicht verdrillt bzw. nicht

109829/1635

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 - Jt-

verzwirnt ist, weist er auch nicht die Unverletzlichkeit bzw. Integrität eines Garnes auf. Infolgedessen wickelt normalerweise eine Wickelanordnung eine aufgespulte Packung in der Form auf, daß die Stränge in sich einander kreuzenden schraubenförmigen Windungen aufgebracht werden. Erfolgt jedoch das Aufwickeln eines Stranges durch eine Wickelanordnung in der Form, daß bei der aufgewickelten Packung aufeinanderfolgende Strangwindungen nebeneinander Seite an Seite angeordnet sind und sich im wesentlichen quer zu der Packung erstrecken, dann neigen die nebeneinander liegenden Wicklungsteile dazu, sich gegenseitig zu verheddern, zu verfilzen und zu verwirren« Aufgrund dieser miteinander verwickelten Strangteile können beim Abspulen des Stranges Brüche auftreten»

Dabei sind es normalerweise die sich verjüngenden Endteile einer aufgewickelten Packung, an denen die Stränge dazu neigen, sich miteinander zu verfilzen und zu verheddern. Normalerweise traversiert bzw. führt eine Wiekelanordnung den Strang in Längsrichtung zu der sich drehenden Sammelspule, und zwar um einmal den Strang in spiral- bzw. schraubenförmigen Lagen in der sich aufbauenden Packung abzulegen und uxn zweitens die Packung mit sich verjüngenden Endteilen zu versehen. Wenn nun die Traversieranordnung der Wiekelanordnung am Ende des jeweiligen Hubes die Richtung wechselt, dann bremst die Traversieranordnung ab und bleibt für einen Moment stehen, bevor sie sich in die entgegengesetzte Richtung bewegt. Da jedoch die sich drehende Sammelspule den laufenden Strang mit im wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit weiter aufnimmt, führt das dazu, daß aufgrund des Abbremsvorganges der Traversieranordnung an den beiden Enden nach Vollendung eines jeden Hubes in der aufgewickelten Packung Strangteile vorhanden sind, und zwar jeweils an den Endteilen der

109829/1635

A 38 455 m
a - 143
23.12.1970

Packung, an welchen die aufgebrachten Wicklungen bzw. Windungen im wesentlichen parallel zueinander Seite an Seite verlaufen und praktisch quer zur Sammerspule liegen, d.h. in Querrichtung zu der Achse der Sammelspule angeordnet sind. Sowie die Packung auf der Wickelanordnung weiter aufgebaut wird, neigen die Strangwicklungen an den sich verjüngenden Enden dann dazu, sich zu ^ bewegen und gelegentlich, wie schon erwähnt, auch dazu, sich ineinander zu verheddern bzw. zu verwickeln und zu verfilzen. Ein solches unerwünschtes, aufgrund des Aufwickeins herbeigeführtes Muster an den Endlagen der Sammelspule erzeugt Zonen bzw. Gebiete, wo der Strang sich oft selbst verfängt bzw. festhält und dieses Verfangen in seinen eigenen Schlingen begünstigt das Zerbrechen und Zerreißen bei nachfolgenden Abwickelvorgängen.

Da nun die Nachfrage in der Textilindustrie nach noch größeren Strangwicklungen ansteigt, führen die weiter ansteigenden kompressiven Kräfte in solchen größeren Packungen und die noch strammeren verjüngenden Teile an den Packungsenden aufgrund des vergrößerten λ Packungsdurchmessers zu einem weiteren Ineinandergreifen und Verschlingen der Strangteile an den Packungsenden. Dementsprechend vergrößerte sich auch sas schon vorhandene schwierige Problem des Aufbaus einer Strangwicklung, welche sich frei und ohne Brüche wieder abwickeln läßt. Die insbesondere an den sich verjüngenden Endteilen der Packung miteinander verfangenen und verschlingenden , verhedderten Stränge bilden ein beträchtliches Hindernis im Hinblick auf die wirtschaftliche Verwendung von größeren Strangpackungen .

109829/1635

A 38 455 m
a - 143
23.12.1970

Die vorliegende Erfindung hat deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Wickelanordnung zur Durchführung dieses Verfahrens vorzusehen, welches in der Lage ist, ein einwandfreies Aufwickeln auch sehr großer Stranpackungen zu ermöglichen, ohne daß sich an den Enden ein gegenseitiges Verschlingen und Verfangen, insbesondere von parallel liegenden Strangwicklungen ergibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung aus von einem Verfahren zum Aufwickeln bzw. Aufspulen von fortschreitendem (linearem) Material, insbesondere zum Aufspulen von ausgezogenen linearen Glasfäden, wobei dieses einer sich drehenden Sammelspule zugeführt wird und besteht darin, daß das lineare Material zur Verteilung auf der Sammelspule über ein bestimmtes Gebiet hin- und herbewegt wird und daß das Gebiet selbst wiederum mit sich vergrößernden und verkleinernden Hublängen hin- und herbewegt wird.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einer drehbar angeordneten Sammelspule, auf welche das angelieferte Material in Form einer Packung aufwickelbar ist, besteht darin, daß Schwinganordnungen vorgesehen sind, die das angelieferte lineare Material auf der Sammelspule verteilen und daß Verschiebeanordnungen (bestehend aus Lagerung, Lagerrohr, Laufteil und Gewindeelement) vorgesehen sind, über welche der Schwinganordnung mit sich vergrößerndem und verringerndem Hub eine zusätzliche Hin- und Herbewegung erteilbar ist.

Die Erfindung bietet den Vorteil, daß es auf diese Weise möglich ist, größere Wickelpackungen herzustellen, ohne daß beim Abwickeln aufgrund von gegenseitigen Verschlingungen und Verhedderungen,

1 09829/1635

!7"IWrIiEIi ■ Ι'ί" "T

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 -^ ~

insbesondere an den Endteilen, ein Bruch des Materials zu befürchten ist. Die Erfindung ermöglicht es insbesondere, daß bei einer aus linearem Material bestehenden aufgewickelten Packung die aus diesem linearen Material bestehenden Wicklungen an den Endteilen der Packung, die im wesentlichen transversal verlaufen, gegeneinander versetzt sind. Dabei wird das von einer Auszieh- f anordnung angelieferte lineare Material einer Sammelspule zugeführt und über einem bestimmten Gebiet hin- und herverlaufend in schraubenförmigen Wicklungen auf diesem Gebiet abgelegt, wobei jedoch gleichzeitig dieses Gebiet selber wieder mit sich verändernder Hublänge über der Sammelspule hin- und hergeführt wird. Weitere Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden.

In der nachfolgenden Beschreibung sind anhand der Figuren Aufbau und Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Erfindung im einzelnen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 in einer Vorderansicht eine Anordnung zum Ausziehen von Glassträngen aus kontinuierlich gebildeten Glasfäden und Aufwickeln des Stranges entsprechend der Erfindung;

Fig. 2 zeigt die Anordnung der Fig. 1 in einer Seitenansicht;

Fig. 3 zeigt, z.Teil in schematischer Darstellung, Einzelteile der Anordnung nach den Fig. 1 und 2;

Fig. 4 stellt eine vergrößerte Ansicht auf Lagerung und die Schwinganordnungen für die Stränge dar;

109829/1635

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 -Jg-

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt der Anordnung der Fig. 4 entlang der Linie 5-5;

Fig. 6 zeigt die in den Fig. 1,2 und 4 dargestellte Lagerung und gibt einige mögliche Stellungen dieser Lagerung any

Fig. 7 stellt in perspektivischer Sicht eine etwas vereinfachte Darstellung des Traversierapparates für den aufzuwickelnden Strang dar?

Fig. 8 ist eine vergrößerte Vorderansicht im Schnitt mit der in den Fig. 3 und 7 dargestellten Kontaktgeberanordnung?

Fig. 9 zeigt in Seitenansicht einen Teilausschnitt mit einer vergrößerten Darstellung der in Fig. 8 dargestellten Geberanordnung;

Fig. 10 zeigt in etwas vereinfachter Darstellung die bei der erfindungsgemäßen Anordnung eingesetzte elektrische Regelanordnung;

Fig. 11 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Lagerung mit einer hin- und herschwingenden Strangführanordnung entsprechend der Erfindung.

Zwar sind das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäßen Vorrichtungen besonders geeignet, bei der Herstellung von Fäden aus wärmeerweichten, fadenbildenden mineralischen Materialien, wie beispielsweise Glas, srwendet zu werden, wo durch

109829/1635

A 38 455 m

a - 143 .

23.12.1970 -Jr-

geeignete Anordnungen die einzelnen Fäden zusammengefaßt werden, um einen textilen Strang zu bilden, der dann anschließend in Form einer aufgewickelten Packung gesammelt und aufgespult wird, das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen können jedoch ebenfalls zum Aufspulen bzw. Aufwickeln anderer fortlaufender linearer Materialien,wie Einzelfäden,oder | eines aus vielen Fäden gebildeten linearen Materials aus anderen, Fäden bildenden Materialien, wie beispielsweise Nylon, Polyester u. dgl., verwendet werden. Die im folgenden beschriebene Anwendung im Hinblick auf Glas ist nur als Beispiel anzusehen, um die Wirkungsweise der Erfindung zu beschreiben; Anwendungsmöglichkeiten findet die Erfindung auch auf anderen textilen Gebieten, darin eingeschlossen die Behandlung bzw. Verarbeitung von Garnen, Kordeln, Vorgarnen u. dgl..

Den Fig. 1 und 2 kann ein Verfahren zur Herstellung kontinuierlicher Glasfäden aus einem wärmeerweichten Glas entnommen werden, wobei die verwendete Vorrichtung die Glasfäden in zwei textile j Stränge zusammenfaßt. Jeder der Stränge wird in Form einer aufgespulten Packung aufgewickelt. Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Behälter bzw. eine Ausziehvorrichtung 10, die einen Vorrat geschmolzenen Glases enthält. Dabei kann der Behälter 10 mit einem Vorherd verbunden sein,welcher von einem Ofen stammendes geschmolzenes Glas an den Behälter liefert; der Behälter kann auch mit anderen Mitteln zur Anlieferung von Glas, beispielsweise in Form von Glaskugeln, verbunden sein, welches eine mit dem Behälter 10 verbundene Schmelzvorrichtung und sonstige Anordnungen in einen wänneerweichten Zustand bringt. An den Seitenteilen des Behälters 10 sind Anschlüsse 12 vorgesehen, die mit einer elektrischen . Energiequelle verbunden sind, um durch übliches Widerstandsheizen dem in dem Behälter IO enthaltenen Glas Wärme zuzuführen, um so

109829/1635

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 - * -

das Glas in einer für das Ausziehen geeigneten Viskosität und entsprechenden Temperatur zu halten. Der Behälter 10 weist einen Bodenteil 14 auf, der eine Vielzahl von öffnungen bzw. Durchlässen enthält, um Ströme 16 geschmolzenen Glases aus dem Behälter 10 ausziehen zu können. Wie dargestellt, umfassen die öffnungen eine Vielzahl von sich nach unten erstreckenden durchlöcherten Vorsprüngen bzw. röhrenförmigen Elementen 18.

Die geschmolzenen Ströme 16 werden zu einzelnen kontinuierlichen Glasfaden 20 ausgezogen bzw. verdünnt und in zwei Stränge 22 und 23 mit Hilfe von Sammelschuhen 24 und 25 zusammengefaßt, die unterhalb des Behälters 10 angeordnet sind.

Zwar ist es möglich, die ausgezogenen Fäden 20 allein schon durch Hinzufügung von Wasser zu schützen, es ist jedoch in den meisten Fällen erwünscht, eine Schlichtflüssigkeit oder ein anderes schützendes Überzugsmaterial auf die Fäden aufzubringen. Zu diesem Zweck können Sprühdüsen 27 und 28 nahe dem Bodenteil 14 angebracht sein, um Wasser auf die Fäden 20 zu sprühen, und zwar vorzugsweise bevor die Fäden zu Strängen 22 und 23 zusammengefaßt werden. Normalerweise weist die Anordnung einen Applikator 30 auf, der in einem Gehäuse 31, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, gelagert ist, um eine Schmälze, Schlichtflüssigkeit oder ein anderes Überzugsmaterial auf die Fäden 20 aufzubringen. Der Applikator 30 kann in irgendeiner bekannten Weise ausgeführt sein, beispielsweise in Form eines endlosen Gürtels oder Riemens, der sich durch die Schlichtflüssigkeit bzw. durch die einen überzug bildende Flüssigkeit bewegt, die ihrerseits in dem Gehäuse 31 enthalten ist. Wenn sich die Fäden 20 über die Oberfläche des Applikators 30 bewegen, wird etwas von der Flüssigkeit auf dem Applikator 30 auf die Fäden übertragen.

109829/1635

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 - f -

Die Stränge 22 und 23 werden in Form von ausgespulten Packungen 36 und 37 jeweils auf einer Wickelmaschine 40 gesammelt bzw. aufgewickelt. Wenn die Stränge auf eine Sammelspule, beispielsweise auf Röhren 34 und 35, die über eine Spindel bzw. einen Spulkopf 42 geschoben sind, aufgewickelt werden, bewegt ein Traversierapparat die durchlaufenden Stränge 22 und 23 in Längs- ä richtung zu den Wicklungen 36 und 37 vor und zurück; dabei wird die Spindel 42 von einer Wickelanordnung 40 in Drehung versetzt.

Die Erfindung wird somit in Verbindung mit einem Verfahren zum Ausziehen von Glassträngen beschrieben, sie kann jedoch auch in Verbindung mit ein oder zwei Einheiten eines anderen fortschreitenden linearen Materials, beispielsweise aus anderen Quellen stammenden Strängen, Garnen, Vorgarnen u.a. verwendet werden.

Der Traversierapparat für die Stränge bewegt die durchlaufenden Stränge 22 und 24 vor und zurück in Längsrichtung zu den Sammelspulen 34 und 35, um die ankommenden Stränge auf die jeweiligen Sammelspulen zu verteilen, entsprechend wie die Wickelanordnung ™ 40 die Spulen bzw. Packungen 36 und 37 aufbaut. Die den Strängen durch die TraversieranOrdnung mitgeteilte Bewegung ist die Kombination einer Bewegung, die aus einem schnellen Hin- und Herführen der Stränge in einem bestimmten Gebiet besteht, und der Bewegung eines langsameren Hin- und-Herführens des Gebietes bzw. der Zone der schnellen Strang-Hin- und Herführung und schließlich aus einer weiteren Bewegung, die die Hublänge der langsameren Hin- und Herbewegung verändert bzw. variiert. Wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, werden die Stränge durch Oszillatoren bzw. Schwinganordnungen 44 und 45 schnell hin- und herbewegt. Eine bewegliche, die Schwinganordnungen 44 und 45 tragende Lageranordnung 46 bewegt sich ihrerseits um den Ort bzw. das von den Schwinganordnungen 44 und 45 bestrichene Gebiet langsam hin und her ·

109829/1635

A 38 455 m

a - 143 -

23.12.1970

Schließlich sind in der Wickelanordnung 40 noch Mittel vorgesehen, die die Hublänge der langsameren Hin- und Herbewegung (der Schwinganordnung) variieren.

Eine innerhalb des Gehäuses 43 montierte Motor-ZKupplungsvorrichtung steuert über ein geeignetes Antriebssystem sowohl die Geschwindigkeit der Schwinganordnungen 44 und 45 als auch die Drehgeschwindigkeit des Spulkopfes 42. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel bewirkt ein Elektromotor 48 von konstanter Geschwindigkeit den Antrieb für den Rotor einer zugeordneten Wirbelstromkupplung 49. Die Wirbelstromkupplung 49 besteht aus dem angetriebenen Rotor und einer Ausgangswelle 51. Die Kupplung 49 verwendet Magnetkräfte, um das Drehmoment des angetriebenen Rotors auf die Ausgangswelle 51 zu übertragen. Ein Treibriemen 52 überträgt die Drehbewegung der Motorausgangswelle 51 auf eine Spulkopf-Antriebswelle, die in dem Gehäuse 43 oberhalb der Welle 51 angeordnet ist. Die angetriebene Welle 53 dreht dann den Spulkopf bzw. die Spindel 42.

Wie den Fig. 1 und 3 noch genauer entnommen werden kann, werden die Schwinganordnungen 44 und 45 von der auf die Spulkopf-Antriebswelle 53 übertragenen Drehenergie angetrieben, und zwar durch eine Anordnung, die einen Geschwindigkeitsreduziermechanismus 58 und einen innerhalb der Lagerung 46 befindlichen Antriebsteil umfaßt.

Ein Antriebsriemen 61 verbindet die Spulkopf-Antriebswelle 53 mit der Eingangswelle 62 des erwähnten Geschwindigkeitsreduziermechanismus 58. Ein Antriebsriemen 63 verbindet die Ausgangswelle 64 des Reduziermechanismus mit einer Antriebswelle 66 für die Schwinganordnungen, diese Antriebswelle 66 steht schließlich mit den Antriebsteilen der Wickelanordnung innerhalb der Lagerung

109829/1635

A 38 455 m "

a - 143

23.12.1970

zur Bewegung der Schwinganordnung 44 und 45 in Verbindung.

Wie dargestellt, hält die Wiekelanordnung 40 die Geschwindigkeit der Spindeln 42 und der 'Schwinganordnungen 44 und 45 in einem vorbestimmten Verhältnis zueinander. Dieses Verhältnis kann durch sorgfältiges Auswählen von Riemenscheiben mit unterschied- a lichem Durchmesser verändert werden. Darüberhinaus kann das Verhältnis auch noch durch Änderung in der Geschwindigkeitsreduzierung, d.h. beispielsweise durch Einflußnahme auf den Geschwindigkeitsreduziermechanismus 58 verändert werden.

Die Schwinganordnungen 44 und 45 sind vom "Spiraldraht"-Typ, wie er auch dem US-Patent 2 391 879 entnommen werden kann,und weisen im wesentlichen ein Paar sprialförmig ausgebildeter, komplementärer Kurvenelemente auf, die von einer Querwelle 70 getragen sind. Wie der Fig. 4 noch genauer entnommen werden kann, weist die Schwinganordnung 44 Kurvenelemente 72 und 74 und die Schwinganordnung 45 Kurvenelemente 76 und 78 auf. Da sich die Schwinganordnungen 44 und 45 auf der Querwelle 70 und mit dieser ^ drehen, führt jede der Schwinganordnungen den mit ihr in Verbindung stehenden Strang schnell über ein Gebiet hin und her, welches sich im allgemeinen in Längsrichtung zu der jeweiligen Sammelspule auf der Spindel 42 erstreckt.

Das Antriebssystem innerhalb der Lagerung 46 dreht die Schwinganordnungen 44 und 45 durch Drehung der Querwelle 70. Wie der Fig. 4 genauer entnommen werden kann, erstreckt sich die Antriebswelle 66 für die Schwinganordnungen durch eine horizontale Lagerröhre 80, die auf der Wickelanordnung 40 beweglich angeordnet ist. Die Antriebswelle 66 für die SchwinganDrdnungen kann sich aufgrund einer Splintanordnung mit der Lagerröhre 80 in Längsrichtung verschieben; die Splintanordnung erlaubt es der Welle 66, sich mit

109829/1635

A 38 455 m
a - 143
23.12.1970

der Bewegung der Lagerröhre 80 entlang ihrer Drehachse nach vorn und zurückzuverschieben und trotzdem weiter angetrieben zu werden. Wie dargestellt, befindet sich die Drehachse der Welle 66 in Längsrichtung zu der Achse der Lagerröhre 80 . Zum Lagern der eine Drehbewegung ausführenden Welle 66 in der Lagerung 46 dient ein Kugellager 82. Innerhalb der Lagerung 46 überträgt ein Riemen 84 die von der Antriebswelle stammende Drehbewegung auf eine Welle 86, die in paralleler Erstreckung zu der Antriebswelle 66 angeordnet ist. Gelagert ist diese Welle 86 in Kugellagern 87 und 88. Die Drehbewegung der Welle 86 wird wiederum von einem Antriebsriemen 92 auf eine Riemenscheibe 94 übertragen, die zur Durchführung ihrer Drehbewegung in Lagern 96 gelagert ist. Die Riemenscheibe 94 ist auf der einen Seite der Querwelle 70 auf geeignete Weise mit ihr verbunden und dreht diese. Wie dargestellt, weist die Querwelle 70 ein viereckiges Längsteil 97 auf, welches in eine entsprechend geformte Ausnehmung 98 der Riemenscheibe 94 hineinpaßt.

Von der Wiekelanordnung 40 werden die Stränge 22 und 23 gesammelt, um Wickelpackungen 36 und 37 aufzubauen. Dabei reduziert die Wiekelanordnung 40 die Geschwindigkeit des Spulkopfes 42 und der Schwinganordnungen 44 und 45 zusammen in einer vorgewählten Art, um im wesentlichen eine konstante, lineare Geschwindigkeit der Stränge aufrechtzuerhalten, so daß der Durchmesser der ausgezogenen Fäden 20 im wesentlichen gleichbleibend gleichmäßig ist. Da der Spulkopf 42 und die Querwelle 70 antriebsmäßig mechanisch miteinander an der Antriebswelle 53 verbunden sind, werden sie im Hinblick auf ihre Geschwindigkeit auch zusammen von der Geschwindigkeit der Ausgangswelle 51 gesteuert. Der Geschwindigkeitsreduziermechanismus 58 fixiert dabei die beiden Geschwindigkeiten in einem festen Verhältnis. Wie weiter vorn schon erwähnt, kann man dieses Verhältnis durch Veränderung der Größe der Riemenscheibe oder durch Veränderungen in dem Geschwindigkeitsreduzier-

109829/1635

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 -

mechanismus 53 einstellen und variieren. Weiterhin ist es möglich, getrennte Antriebssysteme vorzusehen, die jedoch gegeneinander entsprechend ausgeregelt sein müssen, um eine Geschwindigkeitsreduktion für den Spulkopf 42 und die Querwelle 70 zu erzielen.

Die Drehgeschv/indigkeit an der Ausgangswelle 51 kann auf verschiedene Weise reduziert werden. Die eine Möglichkeit ist, eine Motor-/Kupplungsanordnung wie hierin beschrieben zu verwenden, wobei die Geschwindigkeit des Motors 48 im wesentlichen während des Aufbaues der Packungen 36 und 37 konstant bleibt und die Anordnung den elektrischen Fluß der Wirbelstromkupplung reduziert, um die Geschv/indigkeit der Ausgangswelle 51 in ausgewählter Weise zu verringern. Je größer die Flußdichte (magnetische Kraft) ist, um so größer ist der Anteil der Ausgangsdrehgeschwindigkeit des Motors (an der Eingangsseite der Kupplung), der auf die Ausgangswelle 51 übertragen wird. Sowie sich die Packungen in ihrem Durchmesser vergrößern, bricht die Flußdichte in der Kupplung 49 Λ nach einer vorgewählten Abhängigkeit, die über ein Regelgerät bzw. einen Programmgeber eingestellt wird, zusammen. Der Programmgeber kann von der Art sein, wie er in dem US-Patent 3 109 602 beschrieben ist.

Die Lagerung 46 ermöglicht eine im wesentlichen unendlich feine Einjustierung und Einstellung im Hinblick auf die Schwinganordnungen 44 und 45 und weist einen rückwärtigen Teil 110 und einen vorderen Teil 112 auf (gesehen von den Spulenpackungen aus). Jeder dieser Teile bewegt sich um eine eigene Achse im Abstand zu dem Spulenkopf 42 und den Packungen 36 und 37.

109829/1635

206A325

P. 38 455 m
a. - 143
23.12.1970

Der rückwärtige Teil 110 ist normalerweise an dem Gehäuse 43 der Wickelanordnung 40 montiert. Er ist mit seinem rückwärtigen Teil an der Lagerröhre 80 befestigt, die sich in horizontaler Richtung von der Wickelanordnung 40 weg erstreckt. Die Lagerröhre 80 erstreckt sich weiterhin noch in den rückwärtigen Teil 110 m hinein, dessen Drehachse mit der Achse der Röhre 80 zusammenfällt, Die Anordnung ermöglicht es dem rückwärtigen Teil 110, sich um die Längsachse der Lagerröhre 80 zu bewegen.

Der vordere Teil 112 ist an dem vorderen Teilstück des rückwärtigen Teils 110 befestigt und weist, wie Fig. 4 zeigt, zwei längliche, miteinander verbundene Elemente 117 und 118 auf, die jeweils mit Seitenhaltern 119 und 120 verbunden sind. Wie dargestellt, handelt es sich bei den länglichen Elementen 117 und 118 um röhrenförmige Anordnungen, die drehbar um eine gemeinsame Achse montiert sind. Wie der Fig. 4 entnommen v/erden kann, erstreckt sich das längliche Element 117 von der linken Seite des rückwärtigen Teils 110 aus. Dabei befindet sich die Antriebswelle 86 in diesem länglichen Element 117. Das längliche Element 118 ist kürzer und erstreckt sich, wie in Fig. 4 dargestellt, von dem rückwärtigen Teil 110 nach rechts. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das längliche Element bzw. die Röhre 118 keinen Antriebsmechanismus. Fest mit den äußeren Endteilen der länglichen Elemente 117 und 118 sind jeweils Seitenhalter 119 und 120 verbunden. Diese Halter 119 und 120 bewegen sich mit dem Element, mit welchem sie verbunden sind. Jeder Halter is ellbogenförmig ausgebildet, d.h. er erstreckt sich noch etwas in Längsrichtung des zugeordneten Elementes und verläuft dann in seitlicher Richtung zu diesem. Wie in der Fig. 4 dargestellt, führen die Halter 119 und 120 einen rechten Bogen aus. Der Antriebsriemen 92 und die Riemenscheibe 94 befinden sich in dem Halter 119.

109829/1635

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 - J* -

Die Seitenhalter 119 und 120 lagern die Welle 70 an beiden Enden. An dem einen Ende steht die Welle 70 mit der Riemenscheibe 94 in Verbindung, die sich im Halter 119 befindet. Das andere Ende der Welle ist mit einem Teil 122 verbunden, der eine Ausnehmung

121 zur Aufnahme des Schaftendes der Welle 70 aufweist. Der Teil

122 ist drehbar in Lagern 123 innerhalb des Halters 120 gelagert. A

Die länglichen Elemente 117 und 118 sind zur Ausführung einer gemeinsamen Bewegung miteinander verbunden. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein brückenartiges Teil vorgesehen, welches ein erstes schalenförmiges Verbindungsglied 126 aufweist, das an dem inneren Ende des länglichen Elementes 117 befestigt ist und das weiterhin ein zweites schalenförmiges Verbindungsglied 128 aufweist, welches mit dem inneren Ende des länglichen Elementes 118 verbunden ist. Beide schalenförmige Verbindungsglieder sind mittels Schraubbolzen 129 miteinander verbunden.

Die Lagerung 46 weist'außerdem noch Mittel auf, die die in Wirkverbindung miteinander stehenden Teile 110 und 112 in unverrück- \ barer fester Position zueinander halten, um die Schwinganordnungen 44 und 45 mit Bezug auf den Spulkopf 42 in einer gewünschten Stellung aufrechtzuerhalten. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Spannanordnung ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Wie gezeigt, sind drei Spannzonen vorgesehen, die drei Klammerteile 134, 135 und 136 umfassen. Bei diesen Klammerteilen handelt es sich um längliche Elemente mit Flanschen, die sich von ihren Längskanten ausgehend erstrecken, d.h. um Flansche 137 und 138 an den kappenförmigen Klammern 134 und 136, wie jeweils in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Jede dieser kappenförmigen Klammern weist einen konkaven Teil auf, der eich in Längsrichtung des kappenförmigen Teils erstreckt und auf das dazu gehörende längliche Element bzw. auf die dazu gehörende längliche Röhre (117, 118 bzw. 80) paßt, welches festgeklemmt werden soll. Damit übereinstimmende konkave

109829/1635

JH

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 -

Teile sind in dem rückwärtigen Teil 110 ebenfalls in Längsrichtung an den Seitenkanten ausgearbeitet (siehe auch Fig. 5). So weist das vordere Teilstück des hinteren Teiles 110 an der vorderen Kante konkave Teile zur Aufnahme der länglichen Elemente 117 und 118 auf, die rückwärtige Oberfläche des rückwärtigen Teils 110 weist eine konkave Ausnehmung zur Aufnahme der Lagerröhre 80 auf. Wenn sich die Elemente 117, 118 und die Röhre 80 in der in Fig. 5 dargestellten Position befinden, wobei sie in die konkav ausgeführten Teile des hinteren Teils 110 hineinpassen, und wenn die kappenförmigen Klammern an ihrem Platz angebracht sind und diese im wesentlichen umgeben, dann ergibt sich eine wirksame Greif- bzw. Spannanordnung, die von Schraubbolzen 129 festgehalten wird,· die sich durch die Flansche an den kappenförmigen Klammern erstrecken und in den rückwärtigen Teil 110 eingeschraubt sind. Da die kappenförmigen Klammern den von den dazu passenden konkaven Teilen in dem rückwärtigen Teil 110 gebildeten, kreisförmigen Durchlaß nicht vollständig verschließen, verbleibt ein in der Fig. 5 dargestellter kleiner Zwischenraum. Auf diese Weise ist es möglich, einen noch größeren Druck auf die verschieaenenen Elemente dadurch auszuüben, daß die Schraubbolzen noch fester in den Teil 110 eingedreht werden. Hat man sämtliche kappenförmigen Klammern fest mit den zugeordneten Gegenelementen verbunden, dann ergibt sich eine steife und feste Lagerung 46, die sicherstellt, daß die Schwinganordnungen 44 und 45 in der gewünschten Stellung verbleiben.

Die miteinander in Wirkverbindung stehenden und verbundenen rückwärtigen und vorderen Teile 110 und 112 können in eine im wesentlichen unendliche Anzahl von verschiedenen Arbeitspositionen bewegt werden. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann sich der rückwärtige Teil 110 um seine Achse bewegen, die in seinem hinteren Teilstück liegt und mit der Längsachse der Lagerröhre 80 und der Antriebswelle 66 für die Schwinganordnungen zusammenfällt. Diese

109829/1635

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 -

Achsen sind im Abstand zu dem Spulkopf 42 gehalten. Der vordere Teil 112 bewegt sich um eine getrennte Achse, die sich jedoch parallel zu der Achse des hinteren Teiles 110 erstreckt. Diese Achse fällt mit der Achse der länglichen Elemente 117 und 118 zusammen und ist ebenfalls außerhalb des Spulkopfes 42 befindlich.

Der rückwärtige Teil 110 kann sich frei um 360° um seine Achse bewegen. Aufgrund der Art der Verbindung des vorderen Teiles mit dem rückwärtigen Teil 110 kann sich der vordere Teil nicht um volle 360 um seine Achse bewegen. Beispielsweise sieht die Anordnung entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Erfindung vor, daß sich der vordere Teil 112 bis zu einem Wert von 117 über seine horizontale Stellung bewegt sowie bis zu einer Stellung von 54 unterhalb seiner horizontalen Position, so daß eine Gesamtbewegung von 171° möglich ist.

Die Wiekelanordnung 40 selbst wiederum bewegt nunmehr die Lagerung 46 in Längsrichtung zu den Spindeln 42 hin und her und weist weiterhin noch Mittel auf, um die der Lagerung 46 mitge- % teilte Hublänge der Hin- und Herbewegung zu variieren. Zu diesem Zweck arbeiten drei Komponenten innerhalb der Wickelanordnung zusammen. Diese Komponenten bestehen aus einer Spindelführung 140, einer Kupplungseinheit 142 und einer Kontaktgeberanordnung 144. Die Spindelführung 140 und die Kupplungseinheit 142 bilden die Antriebsanordnung zur Bewegung der Lagerung 46; die Kontaktgeberanordnung 144 kontrolliert die Hublänge der der Lagerung 46 mitgeteilten Hin- und Herbewegung.

109829/1635

h 38 455 m
a - 143
23.12.1970

Wie genauer der Fig. 7 entnommen werden kann, weist die Spindelführung 140 ein drehbar gelagertes längliches Element 146 auf, welches mit einem äußeren Gev/inde 148 versehen ist, und ein brückenähnliches Laufteil 150. Das längliche Gewindeelement 146 kann sich nicht in Längsrichtung verschieben und erstreckt sich parallel zu der Lagerröhre 80. Das brückenähnliche Laufteil 150 verbindet die Lagerröhre 80 mit dem länglichen Gewindeelement 146, nnd zwar dadurch, daß das brückenähnliche Laufteil 150 an seinem einen Ende fest mit der Lagerröhre 80 verbunden ist, während es mit seiner anderen Seite die Gewindesteigung des Gewindeelementes 146 umfaßt. Zu diesem Zweck weist das brückenähnliche Laufteil einen ebenfalls mit einem Gewinde versehenen Durchlaß auf, durch welchen sich das Gewindeelement 146 erstreckt. Aufgrund der Tatsache, daß sich das Gewindeelement 146 nicht in Längsrichtung verschieben kann, verschiebt das Gewinde 158 bei Drehung des Gewindeelements das brückenähnliche Laufteil 150 in Längsrichtung zu dem Gewindeelement 146. Bei seiner Bewegung über das längliche Gewindeelement nimmt dabei das brückenähnliche Laufteil 150 die Lagerröhre 80 mit. Wird also das Gewindeelement 146 in der einen Richtung gedreht, dann verschiebt sich das brückenähnliche Laufteil 150 gegen das eine Ende des Elementes 146; erfolgt eine Drehung in entgegengesetzter Richtung, dann verschiebt sich auch das brückenähnliche Laufteil 150 zum anderen Ende hin. Dementsprechend ist es möglich, durch eine abwechselnde Drehrichtung die Lagerung 46 hin- und herzubewegen.

Die Kupplungseinheit 142 weist einen Eingangsabschnitt 152 und einen Auslaßabschnitt 154 auf. Dabei umfaßt der Einlaßabschnitt einen ständig laufenden Elektromotor 156, dessen Geschwindigkeit veränderbar ist,und eine Eingangswelle 158. Der Motor 156 dreht die Einlaßwelle 158 über einen Riemen 160, welcher die Auslaßwelle 161 des Rotors 156 mit der Einlaßwelle 158 verbindet. Der Einlaßabschnitt 152 weist weiterhin noch ein Stirnzahnrad 162 auf,

103829/1635

A 38 455 m
a - 143

23,12.1970 - yr -

welches drehbar auf der Eingangswelle 158 gelagert ist; neben dem Stirnzahnrad 162 ist ein Elektromagnet 164 angebracht, der auf der Eingangswelle 158 befestigt ist und sich mit diesem dreht; schließlich ist noch eine Riemenscheibe 166 vorgesehen, die ebenfalls auf der Eingangswelle 158 befestigt ist. Sobald der Elektromagnet 164 erregt wird, gelangt er mit dem Stirnzahnrad 162 in Eingriff und hält dieses Zahnrad zur geraeinsamen Umdrehung mit f der Eingangswelle 158 fest. Der Ausgangsteil 154 der Kupplung 142 wird von dem Einlaßteil 152 angetrieben und weist eine drehbar gelagerte Ausgangswelle 158 auf, die über eine Kupplungsanordnung 169 mit dem länglichen Gewindeelement 146 verbunden ist. Der Auslaßteil 154 umfaßt weiterhin noch ein Stirnzahnrad 172, welches an der Ausgangswelle 168 befestigt ist, einen an der Ausgangswelle 168 befestigten Elektromagneten 174 und eine Riemenscheibe 176 neben dem Elektromagneten 174, die drehbar auf der Ausgangswelle 168 gelagert ist. Die Stirnzahnräder 162 und 172 sind so angeordnet, daß sie miteinander im Eingriff stehen. Die Riemenscheiben 166 und 176 liegen sich einander gegenüber und stehen über einen Treibrimen 178 in Antriebsverbindung. Sobald J der Elektromagnet 174 erregt wird, gelangt er mit der Riemenscheibe 176 in Eingriff und hält diese zur gemeinsamen Umdrehung mit der Ausgangswelle 168 fest.

Dadurch ergibt sich, daß durch Zuführung einer elektrischen Energie an die Elektromagnete die Wiekelanordnung 40 abwechselnd die Ausgangswelle 168 in einer ersten una in einer entgegengesetzten Richtung antreibt. Wird lediglich der Elektromagnet 174 erregt, dann wird die Riemenscheibe 176 fest mit der Ausgangswelle 168 verbunden. Die Drehung der Eingangswelle 158 treibt die Ausgangswelle 168 dann über den Treibriemen 178, der die.beiden Riemenscheiben 166 und 176 verbindet, an. Unter diesen Bedingungen dreht sich das Stirnzahnrad 162 auf der Eingangswelle

109829/1635

h 38 455 m
a - 143
23.12.1970

158 lediglich Deer mit. Wird demgegenüber der Elektromagnet 164 erregt, dann wird das Stirnzahnrad 162 auf der rotierenden Eingangswelle 158 festgehalten und treibt die Ausgangswelle 168 in entgegengesetzter Richtung über die im Eingriff stehende Verzahnung mit dem Stirnzahnrad 172 an. Unter diesen Umständen läuft dann die Riemenscheibe 176 leer auf der Ausgangswelle 168 mit.

Es können geeignete Mittel verwendet werden, um die Geschwindigkeit der Ausgangswelle zu verändern bzw. zu beeinflussen und damit auch die Umdrehungszahl pro Minute des länglichen Gewindeelementes 146. Beispielsweise ist es bei Verwendung eines Motors 156 mit veränderbarer Geschwindigkeit nur notwendig, die Geschwindigkeit dieses Motors zu verändern, um die Umdrehungszahl pro Minute des länglichen Gewindeelementes 146 zu beeinflussen.

Die Kontaktgeberanordnung 144 kontrolliert die Hublänge der der Lagerung 146 mitgeteilten Hin- und Herbewegung, und zwar dadurch, daß sie die Zuführung elektrischer Leistung an die beiden Elektromagnete 164 und 174 regelt. Dazu weist die Kontaktgeberanordnung 144 Geberanordnungen 180 und 182 auf, eine elektrisch leitende Geberfeder 183, eine Antriebsanordnung und eine damit in Wirkverbindung stehende Lageranordnung, die die Geberanordnungen 180 und 182 trägt. Die Antriebsanordnung weist einen Elektromotor, beispielsweise einen Schrittmotor 184 ,auf ,sowie eine Antriebsspindel 186, die über einen Treibriemen 188, welcher die Ausgangswelle 189 des Motors 184 mit dem Antrieb der Spindel verbindet, von dem Motor 184 angetrieben ist. Es ist möglich, die Wickelanordnung 40 mit stillstehendem oder mit in Betrieb gesetztem Motor 184 zu betreiben.

109829/1S35

A 38 455 m

a - 143 .

23.12.1970

Wie der Fig. 8 genauer entnommen werden kann, weist die Kontaktgeberlageranordnung zwei im Abstand zueinander gehaltene, in paralleler Erstreckung zueinander angeordnete Stangen 192 und auf, die die Geberanordnungen 180 und 182 tragen. Die Stangen .192 und 194 sind an ihrer Außenseite mit Gewinden 190 und 198 versehen. Wie dargestellt, handelt es sich bei dem Gewinde 190 um ein g linksgängiges und bei dem Gewinde 19 8 um ein rechtsgängiges Gewinde

Die Geberanordnungen 180 und 182 weisen weiterhin noch kleine Antriebsstirnzahnräder 202 und 204 auf. Diese Zahnräder sind gewindemäßig mit jeweils einer der Stangen in Eingriff und kämmen weiterhin noch mit der Antriebsspindel 186. Wie dargestellt, befindet sich das Zahnrad 202 auf der Stange 192 und das Zahnrad 104 auf der Stange 194. Wenn sich die Antriebsspindel dreht, dann drehen sich auch die Zahnräder 202 und 204 jeweils auf ihren mit einem Gewinde versehenen Stangen, so daß dementsprechend jedes Zahnrad die zu ihm gehörende Geberanordnung auf der Lageranordnung verschiebt.

Wie weiterhin dargestellt, sind die Geberanordnungen 180 und 182 mit Ausnahme der Stirnzahnräder 202 und 204 identisch. Jede Geberanordnung 180 und 182 weist einen elektrisch leitenden Geber auf, d.h. jeweils einen Geber 210 bzw.211, Der Fig. 9 kann der Aufbau der Geberanordnung 182 entnommen werden, welche aus Seitenwänden 206 und 208 besteht, einen elektrisch leitenden Geber 211 und einen Abstandshalter 212 aufweist. Jeder Seitenwandteil weist geeignete öffnungen auf, durch welche sich die Gewindestangen 182 und 184 und die Antriebsspindel 186 erstrecken. Die Kontaktfeder 183 ist auf dem brückenförmigen Laufteil 150 der Spindelführung 140 zwischen den Gebern 210 und 211 angeordnet und so ausgerichtet, daß sie die Geber kontaktieren kann, wenn sich das brückenförmige Laufteil auf dem länglichen Gewindeelament 146 verschiebt. Die Kontaktgeber-

109829/1636

P. 38 455 m
a - 143
23.12.1970

feder 183 und die Geber sind Teil einer elektrischen Schaltung, durch welche die Zufuhr elektrischer Energie an die Elektromagneten 164 und 174 gesteuert wird. Wenn die Kontaktgeberfeder 183 den Geber 210 berührt, wird ein solcher Stromkreis geschlossen, daß der Elektromagnet 164 mit Strom versorgt wird. Berührt die fe Kontaktgeberfeder 183 den Geber 211, dann unterbricht eine Schaltanordnung die weitere Zufuhr von elektrischem Strom zu dem Elektromagneten 164 und schließt den Elektromagneten 174 an eine elektrische Energiequelle an.

Beim Betrieb wird die Bewegungsrichtung der Lagerung 46 dann umgekehrt, wenn die Kontaktgeberfeder 183 einen der Geber berührt. Wenn die Ausgangswelle 168 der Kupplungseinheit 142 das längliche Gewinde 146 der Spindelführung 140 in eine Richtung dreht, so daß sich das brückenförmige Laufteil 150 mit der Kontaktgeberfeder 183 gegen einen der Geber bewegt, dann bewegt das brückenförmige Laufteil 150 gleichzeitig auch die Lagerröhre 80 und damit die Lagerung 46 mit sich. Bei Kontaktgabe zwischen dem Geber und der ^ Kontaktgeberfeder 183 erfolgt eine Umschaltung der elektrischen Energiezufuhr von dem einen Elektromagneten auf den anderen. Da sich auf diese Weise die Drehrichtung der Ausgangswelle 16 8 und des länglichen Gewindeelementes 146 umkehrt, kehrt sich auch die Bewegung des brückenförmigen Laufteils 150 auf dem länglichen Gewindeelement 146 um und dementsprechend bewegen sich Lagerung und Lagerröhre 80 in entgegengesetzter Richtung. Aufgrund der Bewegung des brückenähnlichen Laufteiles 150 in entgegengesetzter Richtung wird nunmehr die Kontaktgeberfeder 183 in Kontakt mit dem anderen Geber gebracht. Dadurch wechselt wiederum die Schaltanordnung, die Zufuhr elektrischer Energie zu den Elektromagneten und Zyklus wiederholt sich und steuert somit die Bewegung der Lagerung 46 wiederum um.

109829/1636

A 38 455 ra

23.12.1970 -

In Fig. 10 ist eine einfache Kontaktgeber-Schaltanordnung zur Verwendung und Zuleitung von Wechselstrom zu den Elektromagneten 164 und 174 dargestellt. Die in Fig. 10 gezeigte Anordnung verwendet ein Selbsthalte-Relais 213 mit Spulen 216 und 217 und einem Schaltarm 214, der schwenkbar um seinen Mittelpunkt 215 gelagert ist. über den Leiter L₁ wird von einer geeigneten Quelle | elektrische Energie dem Relais 213 zugeführt. Die Kontaktgeberfeder 183 ist elektrisch mit Masse verbunden. Bewegt sich die Kontaktgeberfeder 183 in Kontakt mit dem Geber 210, dann fließt über L₁ und über die Spule 216, dem Geber 210 und die Kontaktgeberfeder 183 ein Strom gegen Masse. Aufgrund des Stromflusses durch die Spule 216 wird diese erregt und die Spulenkräfte ziehen den Schaltarm 214 in eine Schaltstellung, bei welcher der Schaltarm einen Kontakt "A" berührt, wodurch der Elektromagnet 164, der mit seinem anderen Anschluß elektrisch an Masse liegt, unter Spannung gesetzt wird. Es fließt dann ein Strom über L₁ und den Elektromagneten 164 nach Masse. Wenn der Kontakt zwischen der Kontaktgeberfeder 183 und dem Geber 210 abgebrochen wird und sich die Kontaktgeberfeder in Richtung auf den Geber 211 bewegt, dann hält ein Permanentmagnet 218 den Schaltraum 214 weiterhin in Berührungsstellung mit dem Kontakt "A", so daß der Elektromagnet 164 unter Strom bleibt. Gelangt dann die Kontaktgeberfeder 183 in Berührung mit dem Geber 211, dann fließt ein elektrischer Strom von L₁ über die Spule 214 gegen Masse. Aufgrund dieses Stromflusöcc; wird die Spule 217 erregt und die SpulenRräfte überwiegen die Haltekraft des Magneten 218 und ziehen den Schaltarm 214 in Kontakt mit dem Kontakt "B", so daß ein Stromfluß über L₁ zu dem mit seinem anderen Anschluß elektrisch auf Masse gelegten Elektromagneten 174 stattfindet. Diese Schaltstellung ist durch die gestrichelten Linien angedeutet. Wird schließlich von der Kontaktgeberfeder 183 der Kontakt mit dem Geber 211 abgebrochen und die Rückbewegung in Richtung auf den Geber 210 findet statt,

109829/1635

206A325

A 38 455 m
a - 143
23.12.1970

dann hält ein Permanentmagnet 219 den Schaltarm 214 am Kontakt "B" geschlossen, wodurch der Elektromagnet 174 weiter erregt bleibt. Der Zyklus wiederholt sich dann.

Der Abstand zwischen den Gebern 210 und 211 bestimmt die Kublänge, die die hin- und hergeführte Lagerung 46 ausführen kann. Ist der Motor 184 nicht in Betrieb, dann verbleiben die Geber 210 und 211 in einem festgelegten Abstand zueinander und die Lagerung 46 bewegt sich mit konstanter Hublänge hin und her. Treibt jedoch der Motor 184 die Spindel 186 an, dann verändert sich der Abstand zwischen den Gebern 210 und 211 und die Lagerung 46 führt eine Hin- und Herbewegung mit veränderlicher Kublänge aus. Eine geeignete Regelung kann so arbeiten, daß der Schrittmotor 184 zunächst in einer Richtung angetrieben wird und dann in der anderen, um die Drehrichtung der Spindel 186 zu ändern und den Abstand zwischen den Gebern 210 und 211 in einer vorgewählten Art zu beeinflussen, und zwar jeweils in Richtung aufeinander zu und voneinander weg»

Die Antriebs- und Lageranordnung bewegt die Geber 210 und 211 also entweder aufeinander zu oder voneinander weg, und zwar in Abhängigkeit von der der Spindel 186 von dem Motor 184 erteilten ümdrehungsrichtung. Dementsprechend verändert sich die Hublänge der sich bewegenden Lagerung 46, d.h. sie vergrößert oder verringert sich an beiden Enden. Zwar ist es möglich, die Wickelanordnung mit einer fortschreitenden Vergrößerung bzw. auch Verkleinerung der Hublänge beim Aufbau der Packung zu betreiben, normalerweise arbeitet jedoch die Wickelanordnung so, daß die Lagerung mit sich verkleinernden und vergrößernden Hublängen hin- und hergeführt wird. Die Xnderungsrate der Hublänge kann dadurch variiert werden, daß die Geschwindigkeit des Schrittmotors 184, der die Spindel 186 antreibt, verändert wird.

109829/1Θ3Β

2Ü64325

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 -

Weiterhin ist es möglich, die Kontaktgeberanordnung 144 so zu modifizieren, daß lediglich ein Geber bewegt wird und daß sich die Änderungsgeschwindigkeit in der Stellung dieses Gebers verändert. Darüberhinaus kann die Kontaktgeberanordnung so beeinflußt werden, daß sich die Geber aufeinander zu in derselben Richtung entweder über gleiche oder ungleiche Abstände bewegen g und sich die Geber mit der gleichen oder mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen.

Schließlich ist es noch möglich, die Wickelanordnung zu betreiben und dabei den Abstand zwischen den Gebern nur während eines Teils der Aufwickelzeit zu verändern. Die Zeit, während welcher die Aufwickelanordnung 40 die Hublänge der Lagerung 46 verändert, kann relativ kurz sein oder kann den größeren Teil der Wickelzeit überdecken.

Die Inbetriebnahme geht also in Bezug auf Fig. 3 so vor sich, daß das Bedienungspersonal die Schwinganordnungen 44 und 45 in eine gewünschte Position mit Bezug auf den Spulkopf 42 einstellt und einen Schalter 220 in einem Steuerkasten 222 schließt und auf diese Weise die Zulieferung elektrischer Energie an die Wickelanordnung 40 über Leitungen L- und L₃ von einer geeigneten elektrischen Energiequelle bewirkt. Wenn der Schalter 220 geschlossen ist, läuft der Motor 48 an; die Kupplung 49 wird jedoch erst zu einem Zeitpunkt erregt, an welchem das Bedienungspersonal einen Fußschalter 224 schließt, worauf der Spulkopf 42 sich zu drehen beginnt. Als nächstes wickelt das Bedienungspersonal die Stränge 22 und 23 auf den Spulkopf 42 außerhalb der Hülsen bzw. Röhren und 35. Sobald der Spulkopf 42 und die Schwinganordnungen 44 und 45 ihre richtigen Geschwindigkeiten erreicht haben, bringt das Bedienungspersonal die durchlaufenden Stränge 22 und 23 in Verbindung mit den Schwinganordnungen. Das Aufwickeln der Packungen

109822/1636

A 38 455 m
a - 143
23.12.1970

und 37 beginnt.

Sowie die Packungen aufgebaut werden, verringert sich die Geschwindigkeit des Spulkopfes 42 und der Querwelle 70 fortschreitend aufgrund der Wirkung des Programmgebers, und zwar aufgrund des geregelten Zusamrnenbrechens der Flußdichte in der Kupplung Da sich sowohl die Geschwindigkeiten des Spulkopfes 42 als auch der Schwinganordnungen 44 und 45 reduzieren, und zwar gleichzeitig, sowie sich die Packungen in ihrem Durchmesser vergrößern, hält der Strang selbst eine im wesentlichen konstante lineare Geschwindigkeit während des Aufbaues der Packungen bei.

Sowie die Stränge 22 und 23 beim Ausziehen auf ihre jeweiligen Sammelspulen zulaufen, führen die Schwinganordnungen 44 und 45 die Stränge 22 und 23 hin und her, und zwar über eine bestimmte Zone bzw. ein bestimmtes Gebiet, um die Stränge auf den Sammelspulen zu verteilen. Darüberhinaus schiebt die Wickelanordnung das Gebiet des Aufwickeins mit sich verkleindernden und vergrößernden Hublängen durch oszillatorische Bewegung der Lagerung 46 hin und her.

Da die Wiekelanordnung 40 die Lagerung 46 mit sich verändernder Hublänge hin- und herverschiebt, wobei die Hublänge an beiden Enden modifiziert wird, um die ausgeführten Hübe an unterschiedlichen Stellen zu begrenzen, verteilt der Traversierapparat die Wickelgebiete der Stränge 22 und 23 stärker an die Enden der jeweiligen Packungen. Diese Traversierwirkuhg legt die Strangwicklungen, die auf der Packung mehr transversal orientiert sind, auf Wicklungen, die auf der Packung mehr longitudinal orientiert sind, und schließt dementsprechend Endzonen aus, die aus Seite an Seite in Berührung zueinander liegenden parallelen Strangwicklungen bestehen. Selbstverständlich tritt diese Verteilungswirkung bzw.

109829/163S

A 38 455 ία
a - 143
23.12.1970

diese Auseinandertreibwirkung hinsichtlich der Wickelgebiete der Stränge dann nur an einem Ende der Packung auf, wenn die Wickelanordnung 40 so arbeitet, daß der Hub der Lagerung nur an einem Ende modifiziert wird.

Wenn die Wickelanordnung 40 die Packungen 36 und 37 beendet hat, ä halten geeignete Unterbrechungsmittel den Spulkopf 42 fest. In Fig. 3 ist eine luftbetätigte Scheibenbreiasenanordnung dargestellt, um den Spulkopf 42 zu stoppen, wobei ein druckluftbetätigter Zylinder Spannbacken 230 in Eingriff mit einer Scheibe 232 bringt, die auf der Antriebswelle 53 für den Spulkopf angeordnet ist. Sobald der Aufbau der Packungen vollendet ist, gelangen die Spannbacken 230 in Eingriff mit der Scheibe 232 und beenden die Umdrehung des Spulkopfes 42; gleichzeitig wird die Zufuhr elektrischer Energie zu der Wirbelstromkupplung 49 unterbrochen.

Sobald der Spulkopf 42 stehen bleibt, entfernt das Bedienungspersonal die fertigen Packungen 36 und 37 und schiebt neue Hülsen * bzw. Sammelspulen auf den Spulkopf auf. ^

In der Fig. 11 ist ein anderes Ausführungsbeispiel einer geänderten Lagerung 236 und einer Schwinganordnung zur Verwendung mit der Wickelanordnung 40 dargestellt. Die in Fig. 11 dargestellte Schwinganordnung bewirkt entsprechend der weiter vorn beschriebenen Art ein ebenso schnelles Hin- und Herführen der Stränge 22 und 23. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Schwinganordnung Strangführungen 240 und 242 auf, außerdem einen zylindrischen Kurvenkörper 244, der drehbar auf einer festen Lagerwelle 246 in einem röhrenförmigen Gehäuse 248 montiert ist; das Gehäuse 248 befindet sich an der Lagerung 236. Der zylindrische Kurvenkörper 244 erstreckt sich parallel zu dem Spulkopf 42 und weist zwei getrennte Anordnungen von untereinander gleichen Führungsnuten und 252 auf. Die Strangführungen 240 und 242 stehen mit den Nuten

109829/1635

A 38 455 m
a - 143
23,12.1970

250 und 252 jeweils durch Führungsstößel 254 und 256 an den Strangführungen in Verbindung. Bei Drehung des zylindrischen Kurvenkörpers 244 schieben sich die Strangführungen 240 und 242 entlang einem Führungsschlitz 258, der sich in Längsrichtung in dem rohrförmigen Gehäuse 248 befindet, hin und her. Die gestrichelt ausgeführten Linien S und S¹ zeigen den Hub an, welcher von den hin- und hergleitenden Strangführungen 240 und 242 ausgeführt wird. Durch eine solche Anordnung kann normalerweise ein längerer, hin- und herführender Hub erreicht werden, verglichen mit den Spiraldrähten 44 und 45. Folglich kann mit einer solchen Anordnung das Hin- und Herführen eines Stranges über ein längeres Gebiet leichter durchgeführt werden.

Wie in Fig. 11 dargestellt, v/eist jede der Strangführungen 240 und 242 einen Schlitz auf, über den hinaus sich Verlängerunsteile 241 und 243 erstrecken. Wenn die Strangführungen 240 und 242 anfangs einen sich bewegenden Strang einfangen, dann bewegt sich der Strang entlang der Seite der Führung in den Schlitz hinein, wobei der verlängerte Teil eine Wegbewegung von dem Schlitz verhindert. Auf diese Art sind die dargestellten Strangführungen 240 und 242 selbst^einfadelnd.

Die Lagerung 236 weist dieselben Einstellmöglichkeiten für die Traversieranordnungen (Strangführungen) auf, wie sie die Lagerung 46 für die Schwinganordnungen 44 und 45 besitzt; die Lagerung 236 weist gleichfalls einen rückwärtigen Teil 260 und einen vorderen Teil 262 auf. Jeder dieser Teile i«*t in der Lage, sich um getrennte Achsen im Abstand zu dem Spulkopf 42 zu bewegen.

109829/1635

A 38 455 m

a - 143

23.12.1970 -

Der rückwärtige Teil 260 ist beweglich an dem Gehäuse 43 der Wickelanordnung 40 gelagert, derart, daß sein rückwärtiges Teilstück auf der Lagerröhre 80 gelagert ist, die sich in den Teil 260 hineinerstreckt. Der vordere Teil 262 ist an dem vorderen Teilstück des rückwärtigen Teils 260 montiert und weist ein röhrenförmiges Lagerelement 264 und einen Halter 266 auf. Das a röhrenförmige Lagerelement 264 erstreckt sich von der rechten Seite des vorderen Teilstückes des hinteren Teils, wie in Fig. 11 dargestellt, und ist mit dem Halter 266 verbunden, der einem der Seitenhalter 120 der Lagerung 46 ähnelt. Das röhrenförmige Gehäuse 248 erstreckt sich vom vorderen Teilstück des Halters 266 in einer parallel zu dem Spulkopf 42 und der Lagerröhre 80 verlaufenden Richtung.

Die Lagerung 236 weist Mittel auf, die die in Wirkverbindung stehenden Teile 260 und 262 in fester Verbindung zueinander halten, damit die Strangführungen 240 und 242 in der erwünschten Position mit Bezug auf den Spulkopf 42 gehalten werden. Die Lagerung 236 verwendet zu diesem Zweck Spannanordnungen, die den % im Hinblick auf die Lagerung 46 beschriebenen Spannanordnungen entsprechen und verwendet gleichermaßen kappenförmige Klammern 268 und 270. Wenn diese kappenförmigen Klammern fest an den zugeordneten Elementen befestigt sind, dann ergibt sich eine steife und verschiebungsfreie Lagerung 136, die die Strangführungen 240 und 242 in der erwünschten Position hält. Ein Antriebssystem innerhalb der Lagerung 236 dreht den zylindrischen Kurvenkörper 244, um die Strangführungen 240 und 242 zu einer Hin- und Herbewegung zu veranlassen. Innerhalb der Lagerung 236 überträgt ein Riemen 274 die Drehbewegung der Antriebswelle 66 auf eine Welle 27i

109829/1635

A 38 455 m
a - 143
23.12.1970

die sich parallel zu der Antriebswelle 66 erstreckt. Die Welle 276 ist in Kugellagern 277 und 278 gelagert. Ein weiterer Riemen 280 überträgt die Drehbewegung der Welle 276 auf eine Riemenscheibe 232, die auf der feststehenden Welle 246 mittels Kugellager 284 drehbar gelagert ist. Ein Kugellager 285 dient weiterhin an dem anderen Ende als Lagerung für den zylindrischen Kurvenkörper 244 für seine Umdrehung auf der Welle 246. Die Riemenscheibe 282 ist mit dem zylindrischen Kurvenkörper 244 verbunden. Wie dargestellt, ist die Verbindung zwischen der Riemenscheibe 282 und dem Kurvenkörper 244 mittels Schraubbolzen 286 durchgeführt. Bei einer Umdrehung der Kurvenscheibe 282 dreht sich auch der zylindrische Kurvenkörper 244, wodurch die Strangführungen 240 und 242 schnell hin- und herbewegt werden.

109829/1635

Claims (1)

1. A^iIRRn, 2Ü6A325

   a - 123
   23.12.I97O

   Patentansprüche .

   Verfahren zum Aufwickeln bzw. Aufspulen von fortschreitendem (linearem) Material, insbesondere zum Aufspulen von ausgezogenen, linearen Glasfäden, wobei dieses einer sich drehenden Sammelspule zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das lineare Material zur Verteilung auf der Sammelspule über ^ ein bestimmtes Gebiet hin- und herbewegt wird und daß das Gebiet selbst wiederum mit sich vergrößernden und verkleinernden Hublängen hin- und herbewegt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hin- und Herbewegung über dem Gebiet im allgemeinen parallel zu der Drehachse der Sammelspule verläuft und daß das Hin- und Herführen des Gebietes in einer sich allgemein parallel zu der Drehachse der Sammelspule erstreckenden Richtung mit wiederholt fortschreitend sich vergrößernden und verkleinernden Hublängen zumindest während eines bestimmten Zeitraumes während des Aufwickeins der Packung vorgenommen wird. A

   3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung in der Hublänge nur an einem Ende des Hubes vorgenommen wird.

   Ij. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung in der Hublänge abwechselnd von einem Ende zum anderen vorgenommen wird.

   109829/1635

   A 38 1*55 m · 2 0 6 A 3 25

   a - 123

   23.12.1970 . - s^ -

   5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 mit einer drehbar angeordneten Sammelspule, auf welchem das angelieferte Material in Form einer Packung aufwickelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß Schwinganordnungen (44, 45) vorgesehen sind, die das angelieferte, lineare Material auf der Sammelspule (34, 35) verteilen, und daß Verschiebeanordnungen (Lagerung 46, 236; Lagerrohr 80, Laufteil 150, Gewindelement 146) vorgesehen sind, über welche den Schwinganordnungen (44, 45) eine zusätzliche Hin- und Herbewegung mit sich vergrößerndem und verringerndem Hub erteilbar ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 5». dadurch, gekennzeichnet, daß die Verschiebung der SchwinganOrdnungen (44, 45) im wesentlichen parallel zu der Drehachse der Sammelspule (34, 35) mit wiederholt sich vergrößernder und verringernder Hublänge erfolgt.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß Anordnungen (Schrittmotor 184) vorgesehen sind, durch welche die Änderungsrate, mit welcher die Hublänge der hin- und hergeführten Schwinganordnungsbewegung sich vergrößert und verringert, veränderbar ist.

   8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die die Hublänge verringernden und vergrößernden Verschiebeanordnungen die Hublänge nur an dem einen Ende des Hubes verändern.

   1 09829/1635

   23.I2.I97O - Υ -

   9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aufbau (Wickelanordnungsgehäuse 40) vorgesehen ist, an welchem eine über Antriebsmittel drehbare Sammelspule gelagert ist, daß an dem Aufbau (40) eine die Schwinganordnungen (44, 45; 24l, 243) aufnehmende Lagerung (46, 236) angebracht ist und daß die Hublängenveränderung innerhalb gewählter Grenzen erfolgt»

   10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 9 zum Ausziehen und Aufwickeln von aus kontinuierlichen Glasfaden bestehenden Strängen, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (16, 18) zur Ausziehung Ströme geschmolzenen Glases in kontinuierliche Glasfäden vorgesehen sind, daß zum Ausziehen der Glasströme in kontinuierliche Fäden eine drehbar gelagerte, in Längsrichtung sich erstreckende Sammelspule vorgesehen ist, daß Anordnungen'(24, 25) zum Zusammenfassen der kontinuierlichen Fäden in einem Strang vorgesehen sind, der auf der Sammelspule in Form einer aufgewickelten Packung aufwickelbar ist, daß dem angelieferten Strang (22, 23) von Schwinganordnungen (44, 45) eine schnelle Hin- und Herbewegung J über einem sich in Längsrichtung über ,die Sammelspule erstreckenden Gebiet erteilbar ist und daß Anordnungen vorgesehen sind, durch welche den Schwinganordnungen eine langsame Hin- und Herbewegung erteilbar ist mit einer Hublänge, die während einer bestimmten Zeit während des Aufbaues der Packung verringerbar und vergrößerbar ist, um die Lage des Gebietes in Längsrichtung zu der Sammelspule hin- und herzubewegen, und daß die Verschiebeanordnungen für die Schwinganordnungen die Hublänge mit im wesentlichen gleichen Beträgen an beiden Enden des Hubes verändern.

   109829/1635

   A 38 455 m 2 06 A 3 2 5

   a - 123 '

   23.12.1970 . -

   11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebeanordnungen die Hublänge an beiden Enden zu ungleichen Beträgen und eu unterschiedlichen A'nderungsgeschwindigkeiten verändern.

   12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 11", dadurch gekennzeichnet, daß eine Lagerung (46, 236) mit einem in ihr drehbar gelagerten längliehen Element CQuerwelle 70, zylinderischer Kurvenkörper 244) vorgesehen ist, und daß mit dem länglichen Element (70, .244) eine Drehbewegung ausführende (44, 45) bzw. sich verschiebende Schwinganordnungen (Strangführungen 240, 242) vorgesehen sind und daß zur Hin- und Herbewegung der Lagerung (46, 32) in Längsrichtung zu der Sammelspule mit einer fortschreitend zwischen ausgewählten Grenzwerten sich vergrößernden und verringernden Hublängen Verschiebeanordnungen (80, 150, l46) vorgesehen sind.

   13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis.12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rahmen (40) und eine drehbar an dem Rahmen montierte Sammelspule (34, 35) zur Aufspulung des angelieferten linearen Materials in Form einer Packung vorgesehen ist, daß eine an dem Rahmen (40) montierte Lagerung (46, 236) und an der Lagerung zur schnellen Hin- und Herbewegung und zur Verteilung des angelieferten linearen Materials auf der Sammelspule Schwinganordnungen (44, 45; 240, 242) vorgesehen sind, daß die Verschiebeanordnung zur Ausführung einer veränderbaren Hublänge der Lagerung eine um ihre Längsachse drehbare, mit einem Außengewinde versehene Spindel (146) und ein brückenförmiges, die Spindel (146) mit der Lagerung (46, 236) verbindendes Laufglied" (150) umfaßt, daß das Laufglied (150) an der Lagerung fest angebracht und an der Spindel (146) so gelagert ist, daß aufgrund des Außengewindes bei Drehung der Spindel (146) eine Bewegung in Längsrichtung möglich ijt,

   109829/1635 bad original

   A 38 455 m

   a - 123 —

   23.12.1970 ης- -JbT-

   daß UmsGhaItanordnungen (Elektromagnet 164 mit Stirnrad l62, Stirnrad 172, Riemenübertragungsanordnung I66, 178, 175 mit Elektromagnet 174) vorgesehen sind, um die Spindel (146) in beiden Drehrichtungen zu bewegen, daß der brückenförmige Laufteil (15Ο) bei Drehung der Spindel (146) in einer Richtung in Richtung auf das eine Ende der Spindel bewegbar und bei Drehung der Spindel (146) in die andere Richtung, in Richtung ι auf das andere Ende der Spindel bewegbar ist, daß zwei bewegba- ™ re Kontaktgeber (210, 211) und Kontaktgeberanordnungen (Spindel 186, Stirnzahnräder 202, 204, Gewindeträger 192, 194 und Antriebsschrittmotor 184) vorgesehen sind, um selektiv mindestens einen der Kontaktgeber in Richtung auf oder von dem anderen Kontaktgeber wegzubewegen, daß in Ausrichtung zu den Kontaktgebern (210, 211) auf dem brückenförmigen Laufteil (150) ein Kontaktelement (Kontaktgeberfeder I83) vorgesehen ist und daß bei Berührung der Kontaktgeberfeder (I83) auf dem Laufteil (150) mit einem der Kontaktgeber (210, 211) mit den Kontaktgebern verbundene elektrische Schaltungsanordnung (Selbsthalterelais 213 mit Spule 216, 217 und Schaltarm 2l4) betätigbar sind, derart, daß die von der Spindel (146) durchge- \ führte Drehbewegung realisierbar ist. ■■"-..

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13_S dadurch gekennzeichnet, daß je nach Kontaktierung von Kontaktgeberfeder (183) mit einem der Kontaktgeber (210, 211) in der Antriebskette für die Spindel (146) befindliche Elektromagneten (174, 164) einschaltbar sind, die durch entsprechenden kupplungsmäßigen Eingriff mit benachbai ten Treib- bzw. Zahnrädern (176, 162) die Di-einrichtung reservieren.

   10 9 8 2 9/1635

   A 38 455 πι 206 A 325

   a - 123

   23.12.1970 ~ ' -

   15. Vorrichtung nach Anspruch I3 und 14_S dadurch gekennzeichnet, daß zur selektiven Bewegung mindestens einer der Kontäkgeber (2l0j 2il) ein in seiner Geschwindigkeit variabler Elektromotor (184) vorgesehen ist.

   10 9 8 2 9/1635