DE2319282A1

DE2319282A1 - Vermeidung von bildwicklungen bei oberflaechenangetriebenen, schnellaufenden spulmaschinen

Info

Publication number: DE2319282A1
Application number: DE2319282A
Authority: DE
Inventors: Frank Lee Peckinpaugh
Original assignee: Allied Chemical Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1972-04-18
Filing date: 1973-04-17
Publication date: 1973-11-08
Also published as: ATA341073A; CA995647A; JPS4919140A; US3799463A; NL177101C; AT332262B; LU67450A1; CH557291A; IT984862B; DE2319282B2; DE2319282C3; FR2181384A5; BE798398A; GB1379006A; ES413597A1; NL7305474A

Description

ALLIED CHEMICAL CORPORATION, Morristown, N.J. (U.S.A.) Ad/Wi. Morristown, N.J., April 12, 1973

Vermeidung von Bildwicklungen bei oberflächenangetriebenen, schneilaufenden Spulmaschinen

Gegenstand der Erfindung ist das Kreuzspulen von Garnen, insbesondere die verbesserte Bildstörung für oberflächenangetriebene, Schnellaufende Spulmaschinen.

Nach dem bekannten Stand der Technik auf dem Gebiet der oberflächenangetriebenen Spulmaschinen für synthetische Fasern wird das Bildern dadurch verhindert, daß die Geschwindigkeit des Hubelementes in Abhängigkeit zur Garnzuführung geändert wird. Zu diesem Zweck wird die gering modulierte, elektrische Ausgangsfrequenz und Ausgangsspannung eines Umformers zum Antrieb des Hubmotors verwendet. Gemäß dieser Methode wird die Ausgangsfrequenz des Umformers um einen festgelegten Prozentsatz, bezogen auf einen vorgegebenen Sollwert, mit definierter Schwingungsperiode moduliert.

Bedingt durch die Geometrie der Wicklung werden trotzdem bei der geradlinig vorgegebenen geringen Modulation der Umformer-Ausgangsfrequenz zu verschiedenen Zeiten während des Aufwindens Bildwicklungen erzeugt. Bildwicklungen werden werden dadurch erzeugt, daß in aufeinanderfolgenden Windungsschichten das Garn genau übereinander abgelegt wird.

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Auf diese ,Weise entstehen Wülste oder Streifen, die für unrunde Wicklungen, Überbelastungen des Hubmotors und" Garnschädigungen verantwortlich sind. Erfolgreiche Bildstörung darf im übrigen nicht den senkrechten Kantenaufbau der zylindrischen Wicklungen beeinflussen. Die Wicklungen müssen frei sein von Fehlern, wie Ausbuchtungen, Schultern, umgestürzten Enden (stitches), "Augenbrauen" (eyebrows) und ähnlichen Defekten, wie sie beispielsweise in der U.S.-Patentschrift 3 638 872 beschrieben werden.

Ein anderes Verfahren zur Bildstörung wird in der U.S.Patentschrift 3 241 779 beschrieben. Gemäß dieser Vorveröffentlichung wird bei ganzzahligen Aufwickelverhältnissen (Hubverhältnissen) bzw. bei gewissen Bruchteilen dieser ganzzahligen Verhältnisse die Bildwicklung derart vermieden, daß ein Anfangshub vorgegeben wird. Dieser Anfangshub wird anschließend vermindert, wobei dem Anfangshub und dem verminderten Hub eine fortgesetzte, kurzzeitige Schwankung überlagert wird.

Es ist Aufgäbe der vorliegenden Erfindung, die geschilderten Nachteile zu vermeiden. Dabei bezieht sich die Erfindung in ihrem Umfang auf die bereits obengenannten U.S.-Patente 3 638 872 und 3 241 779.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Vermeidung von Bildwicklungen bed der Herstellung von zylindrischen, schrauben- und schicfatförmigen Garnwicklungen mit flachem Kantenaufbau auf oberflächenangetriebenen Garnwicklern unter Einhaltung im wesentlichen konstanter Garnzufuhr und im wesentlichen konstanter Umfangsgeschwindigkeit des Garnwicklers bei gleichzeitiger, periodischer Hubbewegung des Garns in Richtung der Längsachse des Garn-Al 41 - 2 -

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Wicklers, das dadurch gekennzeichnet ist, daß sich die Frequenz der Hubbewegung, dargestellt als Frequenz/ Zeit-Funktion der dem Hubmotor zugeführten elektrischen Spannung, aus einer Sollwert-Hubfrequenz, einer niedermodulierten Hubfrequenz und einer höher-modulierten Hubfrequenz zusammensetzt und die nieder-modulierte Hubfrequenz der höher-modulierten Hubfrequenz überlagert ist, während die höher-modulierte Hubfrequenz der Sollwert-Hubfrequenz überlagert ist.

Die Verbesserung der Bildstörung wird somit durch Modulation der Hubfrequenzen erreicht, wobei sich die Gesamtmodulation aus zwei unterschiedlichen, überlagerten Modulationen zusammensetzt, die wiederum einem Sollwert überlagert sind. Nach dem Stand der Technik wurde bisher eine konstante, vorgegebene Hubbewegung überlagert durch eine nieder-modulierte Bewegung. Der Unterschied des erfindungsgemäßen Verfahrens zu einer derartigen Verfahrensweise besteht darin, daß nunmehr die vorgegebene Sollwert-Hubbewegung ebenfalls nicht mehr konstant gehalten wird, sondern in einem bezüglich der überlagerten Bewegung höheren Maße moduliert wird. Diese Überlagerung läßt sich als Kurvenzug darstellen, der sich aus der Auftragung der Frequenz der dem Hubmotor zugeführten elektrischen Spannung (electric input) gegen die Zeit ergibt. Beispiele für diese Nieder-Modulation entläng einer höher-modulierten Kurve werden in den Figuren 4 und 7 gezeigt. Gemäß Fig. verläuft die Höher-Modulation sinusförmig, während sich die Nieder-Modulation als sägezahnförmig im höhermodulierten Kurvenzug darstellt. Fig. 7 zeigt die höhermodulierte Kurvenform in Säge zahnform. In beiden Kurven ist die Nieder-Modulation sägezahnförmig. Beide Kurvenzüge wiederholen sich unbegrenzt.

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Die Zeichnungen der Figuren 4 und 7 zeigen, daß es nach der vorliegenden Erfindung nicht notwendig ist, die Antriebsrollengeschwindigkeit zwecks Übereinstimmung mit der modulierten Hubbewegung zu modulieren. Außerdem kann eingesehen werden, daß es im Einklang mit dem Erfindungsgedanken steht, wenn man die unterlagerte Hubbewegung in dem gewünschten Bereich während der kontinuierlichen Überlagerung durch die Nieder-Modulation moduliert. Es ist also nicht notwendig, diesen Bereich zunächst vorzugeben oder ihn vorzugeben und dann zu erniedrigen. Das bedeutet, daß das nach bekannten Verfahren notwendige, sehr komplexe Timing entfällt. Es ist nicht mehr erforderlich, die Aufwickelgeschwindigkeit mit der Hubfrequenz zu koordinieren. Ebenso muß beachtet werden, daß nach dem bekannten Verfahren jeder Wickler einen Umformer benötigte. Nach der vorliegenden Erfindung wird dagegen für mehrere Motoren nun ein Umformer (inverter) gebraucht. Die Hubbewegung braucht nicht mehr zeitlich mit der Wickelgröße während des Wickelaufbaus abgestimmt zu werden.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, daß die Amplitude der nieder-modulierten Hubfrequenz 1 bis 6 %, vorzugsweise 2%, der Sollwert-Hubfrequenz beträgt. Die Sollwert-Hubfrequenz liegt in der für die üblichen Aufwickelvorgänge verwendeten Größenordnung. Die Schwingungsperiode der nieder-modulierten Hubfrequenz soll 0,5 bis 5*0 Sekunden, vorzugsweise etwa 2 bis 3 Sekunden, betragen. Die Amplitude der höher-modulierten Hubfrequenz beträgt 2 bis 12 %, vorzugsweise 8 %t der Sollwert-Hubfrequenz. Die Schwingungsperiode der höher-modulierten Hubfrequenz beträgt 0,25 bis 2 Minuten, vorzugsweise 0,5 bis T Minute. Die Amplitude der nieder-modulierten Frequenz sollte nicht größer sein als 50 % der Amplitude der höher-modulierten Frequenz.

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Fig. 1 zeigt das Schema eines typischen oberflächenangetriebenen Aufwicklers, der mit Umformern für die Druckrolle und den Hubmotor ausgestattet ist.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform zur Modulation des Sollwertes der elektrischen Eingangsspannung für den Hubmotor.

Fig. 3 zeigt eine unmodifizierte Drehzahl-Verstellvorrichtung.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für die erfindungsgemäße Hubfrequenz/Zeit-Funktion in einem Diagramm.

Fig. 5 zeigt die Hubfrequenz/Zeit-Funktion gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 6 zeigt in einem Strichdiagramm die Anzahl der Bildwicklungen, die bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auftreten.

Fig. 7 zeigt einen Kurvenzug, demgemäß der Hubmotor während der Zeit angetrieben wurde, während die Daten für Fig. 6 ermittelt wurden.

Fig. 8 ist ein Strichdiagramm, welches die Bildwicklungen zeigt, die nach dem Stand der Technik erhalten werden.

Fig. 9 zeigt den Kurvenzug gemäß dem Stand der Technik, mit dem der Hubmotor gefüttert wurde, während gleichzeitig die Daten für Fig. 8 entnommen wurden.

In den Figuren 7 und 9 ist die Abzisse als Basis, d.h. als Sollwert-Hubfrequenz anzusehen.

In den Figuren 4 und 5 liegt die Sollwert-Hubfrequenz genau zwischen den Punkten 20 und 20. ,

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Gemäß Fig. 1 wird ein Garn (1) über eine durch den Hubmotor (3) angetriebene Hubvorrichtung (2) und eine Druckrolle (4) auf eine Spule (5) überführt. Die elektrische Spannung für den Hubmotor (3) kommt vom Hubumformer (7) über die Leitung (9)· Die elektrische Spannung für den Druckrollenmotor hinter oder in der Druckrolle (4) kommt vom Druckrollenumformer (6) über die Leitung (8). Das Schema im Kasten (10) stellt einen typischen oberflächenangetriebenen Aufwickler dar. Die Umformer haben Blocktasten (11) und (12) zur Einstellung der Geschwindigkeit.

Fig. 2 zeigt ein Verfahren zur Modulierung der Sollwert-Hubfrequenz, wobei ein Potentiometer (17) zur Regulierung der Geschwindigkeit mit dem Umformerschaltkreis (13) verbunden ist. Bin um 360 ° rotierendes Potentiometer (14) ist über die elektrischen Leitungen (18) und (19) mit dem Schaltkreis verbunden. Ein kleiner Motor (15)» beispielsweise ein Uhrenmotor, dreht das Potentiometer (14). Der Motor (15) wird durch eine 110 Volt Stromquelle (16) angetrieben.

Im Gegensatz zu Fig. 2 zeigt Fig. 3 den Stand der Technik, demgemäß in einfacher Weise ein Umformerschaltkreis (13) mit einem Potentiometer (17) zur Regulierung der Geschwindigkeit verbunden ist.

Fig. 4 zeigt eine erfindungsgemäße Kurvenform, bei der die Ausgangsfrequenz, welche identisch ist mit der Eingangsfrequenz für den Hubmotor, gegen die Zeit aufgetragen ist. Die Amplitude der nieder- bzw. höher-modulie r ten Hub frequenz wird durch die beiden Pfeile 20 bis 21 markiert.

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Neben einem Uhrenmotor können auch andere Motoren mit konstanter Umdrehungsgeschwindigkeit verwendet werden, um das um 360 ° rotierende Potentiometer, welches in Fig. 2 gezeigt wird, anzutreiben. Außerdem kann die höhermodulierte Hubfrequenz auch erzeugt werden, indem man elektronische, integrierte Schaltungen, z.B. solche mit Kondensatoren, verwendet. In Sonderfällen kann für einen einzigen Aufwickler das Potentiometer auch mit der Hand gedreht werden.

Beispiel

Te'xturiertes 2600 den-Garn wurde mit einer Geschwindigkeit von 1350 m/min unter Verwendung sowohl der bekannten als auch der erfindungsgemäßen Technik aufgewunden. Das Garn hatte eine Standardausrüstung, 36 Ve rwirbelungsstellen pro Meter und 12 Kräusel pro 2,54 cm. Der erhaltene Spulendurchmesser betrug 24,1 cm und wog 0,498 kg. Die Aufwickelzeit betrug 15,5 Minuten.

Die erfindungsgemäße Modulation der Hubfrequenz wird in Fig. 7 gezeigt. Die Anzahl der Bildwicklungen, die in 30 sek.-Intervallen auftreten, werden in Fig. 6 gezeigt.

Die Modulation der Hübfrequenz nach dem. Stand der Technik wird in Fig. 9 gezeigt. Die Ergebnisse bezüglich der Bildwicklungen in 30 sek.-Intervallen werden in Fig. 8 gezeigt. Vergleiche der Strichdiagramme zeigen deutlich, daß die Bildwicklungen nach dem Verfahren der vorliegenden Ahmeldung erfolgreich reduziert werden. Die erhaltenen Aufwicklungen zeigten sich überdies vorteilhaft im Hinblick auf andere Parameter, wie sie beispielsweise oben bei der Diskussion des Standes der Technik genannt werden. ^φ

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Vermeidung von Bildwicklungen bei der Herstellung von zylindrischen, schrauben- und schichtförmigen Garnwicklungen mit flachem Kantenaufbau auf oberflächenangetriebenen Garnwicklern unter Einhaltung im wesentlichen konstanter Garnzufuhr und im wesentlichen konstanter Umfangsgeschwindigkeit des Garnwicklers bei gleichzeitiger, periodischer Hubbewegung des Garns in Richtung der Längsachse des Garnwicklers, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Frequenz der Hubbewegung, dargestellt als Frequenz/Zeit-Funktion der dem Hubmotor zugeführten elektrischen Spannung, aus einer Sollwert-Hubfrequenz, einer nieder-modulierten Hubfrequenz und einer höher-modulierten Hubfrequenz zusammensetzt und die nieder-modulierte Hubfrequenz der höher-modulierten Hubfrequenz überlagert ist, während die höher-modulierte Hubfrequenz der Sollwert-Hubfrequenz überlagert ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nieder-modulierte Hubfrequenz eine Amplitude von 1 bis 6 %t die höher-modulierte Hubfrequenz eine Amplitude von 2 - 12 9ό, bezogen auf die Sollwert-Hubfrequenz, aufweist, die Schwingungsdauer der nieder-modulierten Hubfrequenz 0,5 bis 5 see. und die Schwingungsdauer der höher-modulierten Hubfrequenz 0,25 bis 2,0 min. beträgt und die Amplitude der nieder-modulierten Hubfrequenz weniger als halb so groß wie die Amplitude der höhermodulierten Hub frequenz ist.

3* Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der nieder-modulierten Frequenz 2 % und die Amplitude der höher-modulierten Frequenz 8 %_t be-

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zogen auf die Sollwert-Hubfrequenz, betragen, die Schwingungsdauer der nieder-modulierten Frequenz 2 bis 3 see. und die Schwingungsdauer der höhermodulierten Hubfrequenz 0,5 bis 1 min. betragen.

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