DE2649780A1

DE2649780A1 - Wickelmaschine fuer textilgarne mit reibwalzenantrieb der kreuzspule

Info

Publication number: DE2649780A1
Application number: DE19762649780
Authority: DE
Inventors: Gelli Dr Ing Spescha
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1975-11-05
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-05-18
Also published as: FR2330632A1; GB1555248A; DE2649780C3; NL7611264A; DE2649780B2; NL179892C; FR2330632B1; NL179892B; IT1074146B; US4049211A; CH603469A5

Description

PATENTANWÄLTE

MANITZ, FINSTERWALD & GRÄMKOW

München, den 29. Okt. 1976 S/ri - R 2086

Maschinenfabrik Eieter AG CH-8406 Vinterthur, Schweiz

Wickelmaschine für Textilgarne mit Reibwalzenantrieb

der Kreuzspule

Die vorliegende'Erfindung "betrifft eine Wickelmaschine für Textilgarne mit Reibwalzenantrieb der Kreuzspule, wie sie für die Aufwicklung "besonders von endlosen Filamenten in der Textilindustrie verwendet wird.

Es sind in der Praxis zwei Typen von Wickelmaschinen für die Herstellung von Kreuzspulen bekannt. Ein erster Typ ist für die Herstellung von Kreuzspulen mit einer sogenannten wilden Wicklung geeignet. Diese Wickelmaschinen weisen eine Reibwalze, welche die Oberfläche der auf einem frei rotierenden

DR. C. MANITZ ■ DIPL.-INC. M. FINSTERWALD DIP L. -IN G. W. CRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN

MÖNCHEN 22. ROBERT-KOCH-STRASSE I 7 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) MO NCH EN. KONTO-N UMMER 72 7

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Spulendorn sitzenden Kreuzspule reibungsschlüssig antreibt, und einen sich parllel zur Achse der Spule hin- und herbewegenden, den Faden auf die Oberfläche der Spule verteilenden Fadenführer auf. Als Variante dieses ersten Types sind weiter die Wickelmaschinen bekannt, bei welchen die Reibwalze selber die Funktion des Fadenführers übernimmt und als sogenannte Nutentrommel den zu wickelnden Faden mittels einer Nut längs der Oberfläche der Spule changiert.

Diese Art von bekannten Wickelmaschinen weist jedoch den Nachteil auf, daß sie nur für die Herstellung von Kreuzspulen mit sogenannter "wilder Wicklung" verwendet werden kann, d.h. von Spulen bei welchen das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Kreuzspule und der Anzahl Doppelhübe des Fadenführers pro Zeiteinheit (Übersetzungsverhältnis) ständig variiert. Das ist die Folge des wachsenden Durchmessers und Sinken der Drehzahl der Kreuzspule bei konstanter Anzahl Doppelhübe des Fadenführers. Auch die Distanz zwischen dem Faden einer Windungslage und dem Faden der nächstfolgenden Windungslage kann sich im Laufe der Zeit ändern und sogar Null werden, womit dann die Lage des Fadens einer Windungslage mit der Lage des Fadens der nächstfolgenden Windungslage übereinstimmt. Dies führt zur Bildung der in der Praxis sehr gefürchteten "Bilder" auf der Oberfläche der Spule. Es sind eine ganze Reihe von Maßnahmen bekannt, um diese Erscheinung zu bekämpfen (sogenannte Bildstörungen).

Es gelingt besonders bei den schneilaufenden Wickelmaschinen für die Chemiefaserindustrie, mit sehr komplizierten Steuerungssystemen für Reibwalze und Fadenführer, die Bildung von "Bildern" zu vermeiden, was jedoch nur mit anderen Nachteilen, z.B. unregelmäßigen Aufwinde spannungen im aufzuwickelnden G-arn, erkauft wird. Solche SpannungsSchwankungen im Faden der Kreuzspule können Schwierigkeiten in der Weiterverarbeitung hervorrufen. Weiter ist die wilde Wicklung für die Aufwicklung von rundem

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Querschnitt aufweisenden Fäden ungeeignet, da diese infolge der unregelmäßigen Windungsablage auf die Kreuzspulenoberflache zur Abrollung neigen. Ein weiterer Nachteil der wilden Wicklung ist, bei groben, voluminösen Fäden, wie z.B. Teppichgarnen, nur Kreuzspulen mit rel. geringem Gewicht und tiefer Härte herstellen zu können. Solche Kreuzspulen sind für die nächsten Verarbeitungsoperationen sehr nachteilig und oft sogar unbrauchbar.

Diese wicklungstechnischen Nachteile der Wickelmaschine für "wilde Wicklung" können durch einen zweiten Typ von Wickelmaschinen, nämlich demjenigen für die Herstellung von sogenannten Kreuzspulen mit Präzisionswicklung, überwunden werden.

Eine "Präzisionswicklung" ist diejenige, bei welcher das oben definierte Übersetzungsverhältnis, manchmal in der Literatur auch "Spulverhältnis" bezeichnet, im wesentlichen während des Spulenaufbaus konstant bleibt.

Um dies zu erreichen, muß die Hin- und Herbewegung des Faden- ■ führers mit der Drehbewegung des Spulendornes streng synchronisiert verlaufen. Aus diesem Grund weisen die bekannten Wickelmaschinen für Präzisionswicklung anstelle des Reibantriebes für die Kreuzspule angetriebene Spulendorne auf. Die Synchronisation zwischen Spulendorn und Fadenführer wird bei den bekannten Wickelmaschinen dieser Art durch mechanische Kopplung beider Elemente erreicht.

Der Kreuzungswinkel der Windungen nimmt deshalb mit größer werdendem Durchmesser der Spule laufend ab. Damit er am Ende nicht zu klein wird, ist man gezwungen, am Anfang des Spulenaufbaus mit einem relativ kleinen Übersetzungsverhältnis zu arbeiten, was eine tiefe Anzahl Spulendrehungen pro Doppelhub des Fadenführers bedeutet, d.h. der Fadenführer muß am Anfang

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der Spulenbildung eine relativ hohe Anzahl Doppelhübe pro Zeiteinheit durchführen, welcher jedoch mechanische Grenzen gegeben sind.

Die bekannten Wickelmaschinen dieses Typs für die an und für sich ideale Präzisionswicklung weisen daher den großen Nachteil auf, daß sie nicht für die heute in der Chemiefaserindustrie vorkommenden sehr hohen Wickelgeschwindigkeiten von 5OOO m/min und mehr brauchbar sind, da dann die zulässige Grenze für die Doppelhubzahl überschritten wird.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile der bekannten Wickelmaschine mit Reibwalzenantrieb der Kreuzspule für wilde und für Präzisionswicklung zu eliminieren und eine Wickelmaschine zu schaffen, bei welcher wahlweise sowohl die Präzisions- als auch die wilde Wicklung ermöglicht ist. Die erfindungsgemäße Wickelmaschine soll weiter auch für die Herstellung von Kreuzspulen mit Präzisionswicklung bei Wickelgeschwindigkeiten von bis 5OOO m/min und mehr brauchbar sein.

Diese Ziele werden erreicht mit einer Wickelmaschine für Textilgarne mit Reibwalzenantrieb der Kreuzspule, mit einem Spulendorn, einer Reibwalze, einem mittels einer Kehrgewindewelle changierenden Fadenführer und mit ge einem separaten drehzahlgeregelten Antrieb für die Reibwalze und für die Kehrgewindewelle des Fadenführers sowie mit einer elektronischen Steuerung für diese Antriebe, welche sich dadurch kennzeichnet, daß die Steuerung für den Antrieb der Reibwalze einen die Drehzahl der Reibwalze f-n als Funktion der Fadengeschwindigkeit v™ nach einer exakten oder zumindest bis auf einen vernachlässigbaren Faktor angenäherten mathematischen Formel errechnenden Rechner enthält, welcher mit dem momentanen Wert der Fadengeschwindigkeit v™ und mit dem momentanen Wert der Drehzahl der Kehrgewindewelle des Fadenführers f^ gespeist wird.

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Die wichtigsten Vorteile der erfindungsgemäßen Wickelmaschine sind:

1. Die vollkommene Beherrschung der Fadenspannungsprobleme
beim Aufwickeln wegen der theoretisch exakten Steuerung
der Geschwindigkeit der Aufwiekelelemente.

2. Die Möglichkeit, auf der gleichen Aufwickelmaschine einfach, rasch und ohne mechanische Änderungen die Form der Wicklung zu ändern und insbesondere von einer Präzisions wicklung auf eine wilde Wicklung und umgekehrt umstellen zu können und somit Kreuzspulen mit idealer Aufwicklung
für die Verarbeitung von jedem Material herzustellen.

3. Die Möglichkeit, eine weitgehende Präzisionswicklung der Kreuzspule auch bei sehr hohen Werten der Fadengeschwindigkeit v^ zu realisieren.

4. Die Möglichkeit, die erfindungsmäßigen Lösungen auch auf bereits vorhandenen Aufwickelmaschinen mit Reibwalzenantrieb und separatem, drehzahlregulierbarem Antrieb für die Reibwalze und für den Fadenführer einfach und billig durch den nachträglichen Einbau der nötigen zusätzlichen Steuerelemente verwenden zu können.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der
Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Aufwickelmaschine in einer
schematischen, perspektivischen Darstellung,

Fig.' 2 das Prinzipschaltbild der Steuerung für die erfindungsgemäße Aufwickelmaschine nach Fig. 1,

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Fig. 3 ein Diagramm der Changierdrehzahl £q und des Übersetzungsverhältnisses ii als Funktion des Spulendurchmessers dg "bei einer mit der erfindungsgemäßen Wickelmaschine hergestellten Kreuzspule mit weitgehender Präzisionswicklung.

Ein aus zwei Armen 1 und 2 (Fig. 1) und einer Schwenkachse 3 gebildeter Spulenrahmen trägt einen zwischen den zwei Armen 1 und 2 im wesentlichen parallel zur Achse 3 gelagerten Spulendorn 4-. Die Achse 3 ist ortsfest in einem nicht gezeigten Teil der Maschine drehbar gelagert, so daß der Spulenrahmen samt Spulendorn 4- eine Schwenkbewegung um die Achse 3 ausführen kann. Auf den Spulendorn 4- wird eine Hülse 5 aufgeschoben, auf welche der zu wickelnde Faden in der Form eines Garnkörpers 6 mit zylindrischer Gestalt aufgewunden wird. Der Garnkörper 6 bildet mit der Hülse 5 die sogenannte Kreuzspule 7. Die Kreuzspule 7 ruht durch Eigengewicht auf einer untenliegenden angetriebenen Reibwalze 8, welche sie durch Reibungsmitnahme in Rotation versetzt. Es können auch in Fig. 1 nicht gezeigte Anpreßorgane, welche die Kreuzspule 7 gegen die Reibwalze andrücken, um die Mitnahme der Kreuzspule 7 durch die Reibwalze 8 zu verbessern, vorgesehen sein. Die Lage der Reibwalze 8 gegenüber der Kreuzspule 7 kann in einem solchen Fall beliebig gewählt werden. Die Reibwalze 8 weist eine Drehachse 9 auf, welche ortsfest in einem nicht gezeigten Teil der Maschine drehbar gelagert ist. Ein Elektromotor 10, z.B. ein Asynchronmotor, treibt die Reibwalze 8 an. Auf der Welle 9 der Reibwalze 8 ist weiter ein Drehzahlmesser 11, z.B. ein Digitaltachometer, eingebaut, dessen Funktion später im Detail erklärt wird.

Weiter ist nahe der Kreuzspule 7, jedoch nicht unbedingt die Kreuzspule 7 berührend, ein sich parallel zum Spulendorn 4- hin- und herbewegender Fadenführer 12 vorgesehen, welchem die Funktion

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zukommt, den Faden in axialer Richtung längs der Spulenoberfläche hin- und her zu "bewegen. Der Fadenführer 12, welcher die Form eines offenen Schlitzes (Fig. 5) oder einer geschlossenen öse (nicht gezeigt) haben kann, wird in einer nicht gezeigten Längsführung geführt und erhält seine Längsbewegung durch Eingreifen in einer Changiernut 13 einer sogenannten Kehr gewindewelle 14-, welche auf einer ortsfest in einem nicht gezeigten Teil der Wickelmaschine drehbar gelagerten Achse sitzt. Die Achse 15 wird durch einen Elektromotor 16, z.B. einen Asynchronmotor, in Rotation versetzt und trägt einen zweiten Drehzahlmesser 17, z.B. einen Digitaltachometer, welcher die Drehzahl der Kehrgewindewelle 14 und somit die Anzahl Doppelhübe des Fadenführers 12 pro Zeiteinheit bestimmen kann und dessen Funkton später im Detail erklärt wird.

Auf dem Spulendorn 4 sitzt weiter ein dritter Drehzahlmesser 18, z.B. ein Digitaltachometer, welcher die Drehzahl des Spulendornes mißt und dessen Funkton ebenfalls später im Detail erklärt wird. Die Motoren 10 und 16 sind mittels elektrischer Leitungen 19 bzw. 20 mit einem Steuergerät 21 der Wickelmaschine verbunden und werden über diese Leitungen sowohl gespeist als auch gesteuert. Die Drehzahlmesser 11, 17 "und 18 sind mittels elektrischer Leitungen 22, 23 und ebenfalls mit dem Steuergerät 21 verbunden. Durch diese Leitungen wird dem Steuergerät 21 die momentane Drehzahl der Reibwalze 8, bzw. der Kehrgewindewelle 14 bzw. des Spulendornes 4, vermittelt.

Der von einem Lieferwerk, in Fig. 1 durch die Rolle 25 mit Umlenkrolle 26 angedeutet, kommende Faden 27 wird durch den Fadenführer 12 erfaßt und unter Ausführung einer hin- und hergehenden Bewegung auf der Oberfläche des Garnkörpers 6 der Kreuzspule 7 angelegt, wo er in Form von sich kreuzenden Windungen aufgewickelt wird. Durch die gegenseitigen Verhältnisse zwischen der Drehzahl der Reibwalze 8, dem momen-

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tanen Durchmesser der Kreuzspule 7 und der Anzahl Doppelhübe pro Zeiteinheit des Fadenführers 12 wird die Form der vom Faden 27 auf der Kreuzspulenoberfläche gebildeten Wicklung, d.h. das momentane Übersetzungsverhältnis, bestimmt.

Durch Steuerung der Drehzahlen der Reibwalze 8 und der Kehrgewindewelle 14 mittels des Steuergerätes 21, unter Berücksichtigung der naturgemäß wachsenden Kreuzspulendurchmesser, bezweckt die vorliegende Erfindung die komplette Beherrschung der Wickelverhältnisse, d.h. der Form der auf die Spulenoberfläche aufgewundenen Wicklungen.

Ein ebenfalls wesentlicher Faktor, nämlich die Anzahl Windungen der Hut der Kehrgewindewelle 14, mit welcher ebenfalls die Wickelverhältnisse beeinflußt werden können, ist für eine bestimmte Wickelmaschine gegeben, d.h. als eine Konstante zu betrachten. Um die Regelfunkton des Steuergerätes 21 zu beschreiben ist nun notwendig, die mathematischen Beziehungen zwischen den verschiedenen Einflußgrößen abzuleiten.

Folgende Bezeichnungen werden eingeführt:

Vg, Fadengeschwindigkeit in m . see"

d-p Durchmesser der Reibwalze 14 In m

drr- Durchmesser der Kreuzspule 7 in a

1 Länge der Kreuzspule 7 in m

cT Verlegung des Fadens, d.h. Abstand von Fadenmitte zu Fadenmitte zwischen den Fäden von zwei nacheinanderfolgenden Windungslagen, σ wird senkrecht zur Fadenachse bestimmt und in m angegeben.

fj£ Drehzahl der Kreuzspule in see"

fp Drehzahl der Kehrgewindewelle (=Changierwalze) in see"

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—1 Drehzahl der Reibwalze in see

Übersetzungsverhältnis (=SptLlverhältnis) ü=konstant ergibt eine Präzisionswicklung, während ü = variabel für eine wilde Wicklung bezeichnend ist.

Anzahl Windungen der Nut 13 der Kehrgewindewelle 14, d.h. Anzahl Umdrehungen der Kehr gewindewelle pro Doppel hub des Fadenführers 12. In Fig. 1 ist z.B. w=3

Ii¹Ur eine gegebene Wickelmaschine sind d^, 1 und w mechanisch gegeben, d.h. als konstante Werte zu betrachten.

v-g» ist die Führungsgröße, welche entweder fest gewählt oder durch die Lieferung des Lieferwerkes 25, 26 gegeben sein

kann.

Weiter sind ü und <P wählbare Parameter, d.h. Größen, welche nach der Wicklungsart (wilde oder Präzisionswicklung) und dem zu wickelnden Faden (Dicke, Weichheit, Volumen, usw.) gewählt werden können.

Zwischen den hier aufgeführten Größen gelten, wie man beweisen kann, folgende mathematische Beziehungen:

vy

f =: ^Vf ■ ^W

IR.-LlL-.)

4-

9 O

(2)

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In der Gleichung 1 ist ein außerordentlich kleines Korrektur glied, welches von der F ad env er legung cf herrührt, vernachlässigt worden. Deshalb gilt die Gleichung nur angenähert. Der dadurch entstandene Fehler ist jedoch vernachlässigbar.

Weiter gilt:

ei.

Gleichung (3) in den Gleichungn (1) und (2) eingesetzt ergibt die neuen Gleichungen für fp und f,-,:

Tc

Anhand dieser Gleichungen für fg, und f~ kann somit ein analoger oder digitaler elektronischer Rechner gebaut werden, welcher als Bestandteil des in Fig. 1 mit der Zahl 21 bezeichneten Steuergerätes in jedem Zeitpunkt die für die gewählten Parameter ü, cP und ν™ korrekten Sollwerte von f-o und f^ in Funktion von f^· (bzw. dg-) ermittelt.

Die Gleichungen (4) und (5) können weiter vereinfacht werden, wenn man berücksichtigt, daß unter realen Betriebsbedingungen für die Werte f_R und f_c folgende angenäherte Beziehungen gelten:

Tc ^ fk

w Ld

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-vr -13

Man kann somit die Gleichungen (4-)und (5) durch folgende angenäherte, jedoch genügend genaue Gleichungen ersetzen:

Tr

^3f*-£

(8) (9)

Weiter ist es schaltungstechnisch im Hinblick auf die praktische Auslegung des Rechners, bzw. um eine einfache Umschaltbarkeit der Steuerung von der Präzisionswicklung auf eine wilde Wicklung zu realisieren, vorteilhaft, das Korrekturglied von f_R als Funktion von f^ statt von f-g- darzustellen.

Durch Einsetzung von Gleichung (7) in Gleichung (8) bekommt man die neue Gleichung für 'f_p:

(10)

In dieser Gleichung ist auch der wählbare Parameter ü eliminiert, was, wie später gezeigt wird, schaltungstechnische "Vorteile bringt.

Fig. 2 zeigt als Beispiel ein Prinzipschaltbild der Steuerung für die erfindungsgemäße Aufwickelmaschine nach i"ig. 1. Die in Fig. 2 enthaltenen Elemente der Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Im gestrichelten Feld der Fig. 2 sind die für die Durchführung dieses Verfahrens nötigen Steuerelemente enthalten, welche in Fig. 1 im Steuergerät 21 vorgesehen sind. Die Bezugszeichen bezeichnen im einzelnen folgende Elemente:

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28 Umrichter für den Reibwalzenantrieb

29 Segler für den Reibwalzenantrieb

30 Umrichter für den .Antrieb der Kehrgewindewelle, d.h. des Fadenführers 12 (Fig. 1)

31 Regler für den Antrieb des Fadenführers

32 Rechnerteil

36 Programmgeber für das Übersetzungsverhältnis ü

37 Sollwertgeber für die Fadengeschwindigkeit v™

38 Sollwertgeber für die Fadenverlegung <f

39 Sollwertgeber für die Drehzahl der Kehrgewindewelle bei wilder Wicklung f^

40 Umschalter für PräzisionsicLcklung P und wilde Wicklung W

£qj Istwert der Drehzahl der Kehrgewindewelle 14- (Fig. 1) vom Drehzahlmesser 17 abgegeben,

f_Cg Sollwert der Drehzahl der Kehrgewindewelle 14 (Fig. 1) vom Rechnerteil 35 oder vom Sollwertgeber 39 abgegeben,

f-gj Istwert der Drehzahl der Reibwalze δ (Fig. 1), vom Drehzahlmesser 11 abgegeben,

f-gg Sollwert der Drehzahl der Reibwalze 8 (Fig. 1), vom Rechnerteil 33 abgegeben.

Wie aus dem Prinzipschaltbild der Fig. 2 ersichtlich ist, sind die beiden separaten Antriebe für die Reibwalze 8 (Fig. 1) (Asynchronmotor 10, Digitaltachometer 11, Umrichter 28 und Regler 29) und für die in Fig. 1 gezeigte Kehrgewindewelle

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(Asynchronmotor 16, Digitaltachometer 17, Umrichter 30 Regler 31) sogenannte starre drehzahlgeregelte Systeme mit Rückführung, d.h. solche, hei welchen der Istwert der Drehzahl mit einem "bestimmten (hier rechnerisch ermittelten) Sollwert laufend verglichen (im Regler 29 "bzw. 3Ό und angepaßt wird. Somit wird eine absolut genaue Einhaltung der Drehzahl der Reibwalze 8 und der Kehrgewindewelle 14 (5¹Xg. 17) gewährleistet, was für die Herstellung von dem Rechnerprogramm entsprechenden Kreuz spulen von primärer Bedeutung ist.

Es können auch andere Antriebsarten für die Reibwalze 8 und die Kehrgewindewelle 14 (Fig. 1) vorgesehen werden. So kann z.B. ein Antrieb mit Synchronmotor oder ein hochgenauer Gleichstromantrieb (beide nicht gezeigt) verwendet werden, wobei in diesen Fällen die "Verwendung des Reglers 29, bzw. 31, und des Drehzahlmessers 11, bzw. 17, entfällt.

Es sei hier noch bemerkt, daß die angenäherten Gleichungen (9) und (10) für £q bzw. f_R sowohl im Fall der Präzisionswicklung als auch bei wilder Wicklung gültig sind. Durch die freie Wahl eines konstanten Übersetzungsverhältnisses ü und einer konstanten Fadenverlegung ςΓ können dann die Bedingungen für die Realisierung einer Präzisionswicklung erfüllt werden. Bei variablem ü und/oder bei variablem σ kann nur eine wilde Wicklung entstehen.

Die im Prinzip schaltbild der Fig. 2 dargestellte Steuerung für die erfindungsgemäße Wickelmachine enthält beispielsweise vier Rechnerteile 32 bis 35· Die Rechnerteile 32 und 33 sind in Serie geschaltet und dienen der Berechnung von f^, nach der Gleichung (10). Zu diesem Zweck wird der Rechnerteil 32 durch den Sollwertgeber 37 mit dem Sollwert der Fadengeschwindigkeit v-jp und mit dem Sollwert der Drehzahl der Kehrgewinde f^ gespeist. Dieser letztere wird entweder durch die in Serie geschalteten, der Berechnung von £q nach Gleichung (9) dienenden Rechnerteile

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34- und 35 oder über den Sollwertgeber 39 für die wilde Wicklung oder direkt vom Drehzahlmesser 17 geliefert- Die Bedeutung des Sollwertgebers 39 wird später näher erklärt. Es sei hier zuerst der Pail beschrieben, bei welchem der Umschalter 40 in die in Pig. 2 gezeigte Lage geschaltet ist, d.h. wenn sein Kontakt P geschlossen ist, während der Eontakt V offen ist. Die Berechnung der Gleichung (10) für fn erfolgt im gezeigten Beispiel zweistufig, indem der erste Hechnerteil 32 zuerst eine Zwischenfunktion liefert, welche im zweiten Rechnerteil 33 fertig gerechnet wird. Der Rechnerteil 33 muß zu diesem Zweck noch mit dem Sollwert der Padengeschwindigkeit v-g, gespeist werden.

In Gleichung (9) für f_G kommen die Parameter ü und (T vor, welche frei wählbar sind. Zu diesem Zweck enthält das Prinzipschaltbild nach Pig. 2 einen Programmgeber 36 für ü, auf welchem der Verlauf von ü in Punktion der Drehzahl der Kreuzspule fgprogrammiert werden kann und ein Sollwertgeber 38 für die Padenverlegung a . Dieser Sollwertgeber 38 ist in Pig. 2 als Geber für einen konstanten Wert von cT vorgesehen. Es wäre jedoch ohne weiteres möglich, auch für cT einen Programmgeber vorzusehen, welcher, ähnlich wie 36 für ü, <T in Punktion von f^- geben könnte. Wenn ü= f(f-g-)= konst. und <j = f(fg-)= konst. sind, bekommt man dann automatisch eine Präzisionswicklung.

Wenn ü = f (fjr) ^ konst. sein muß, dann bekommt der Programmgeber 36 für ü den momentanen Wert (Istwert) der Spulendrehzahl fg vom Drehzahlmesser 18 über die elektrische Leitung 24-, Der gleiche Istwert fg- wird für die zweite Stufe der Berechnung von Gleichung (9) im Rechnerteil 35 verwendet.

Die berechneten Sollwerte f-ng und f^o werden weiter den Reglern 29 bzs. 31 zugeführt, wo sie mit den von den Drehzahlmessern 11 bzw. 17 kommenden Istwerten f_R-j- bzw. f^-j- verglichen werden.

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Über den Umrichter 28 bzw. 31, wird dann die Frequenz des Speisestromes für die Asynchronmotoren 10 bzw. 16 so geregelt, daß die Istwerte mit dem entsprechenden Sollxirert übereinstimmen.

Mit dem Umschalter 40 kann weiter die aus den beiden Rechnerteilen 34- und 37 gebildete Rechnersektion für die Berechnung von fßg nach der Gleichung (9) ausgeschaltet und sowohl für die Steuerung von Motor 16 als auch von Rechner 32 ein durch den Sollwertgeber 39 für eine Drehzahl der Kehrgewindewelle bei wilder Wicklung f^ gegebene Wert verwendet werden. Durch Umschaltung von Umschalter 40 von P auf W wird jede Synchronisation zwischen dem Motor 10 der Reibwalze und dem Motor 16 der Kehrgewindewelle verunmöglicht, so daß das entstehende Übersetzungsverhältnis ü variabel werden muß, was eine wilde Wicklung der Kreuzspule ergibt. Der Sollwertgeber 39 für t^u kann so ausgelegt werden, daß f^y im Hinblick auf die Vermeidung von "Bildern" auf der Oberfläche der Kreuzspule mit wilder Wicklung entsprechend zeitlich variabel ist. Durch die gezeigte Steuerung für die erfindungsgemäße Wickelmaschine kann somit wahlweise Präzisionswicklung oder wilde Wicklung erzeugt werden. Im ersten Fall muß ü = f (fxr) = konstant und der Umschalter 40 in der in Fig. 2 gezeigten Lage P sein. Im zweiten Fall muß der Umschalter in der in Fig. 2 nicht gezeigten Lage W sein.

Die in Fig. 2 gezeigte Steuerung gestattet weiter, eine wilde Wicklung auch dadurch zu erzeugen, daß beim Umschalter 40 in Lage P ein Verlauf der Kurve ü=f (fg;) im Programmgeber 36 gewählt wird, bei welchem ü variabel ist. ü kann nämlich nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit während des ganzen Spulenaufbaus gesteuert werden. Die vom Rechner 32 bis 35 errechneten Vierte für f-o und f^ geben dann ideale Arbeitsverhältnisse her für die Wickelmaschine bei einer bestimmten v/ilden Wicklung, so daß keine "Bilder" und auch keine Schwankungen der Fadenspannung entstehen können.

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Weiter kann mit Programmgeber 36 für ü = f(fg-) ein gewünschter Verlauf gewählt werden, bei welchem ü zeitweise konstant bleibt und zeitweise, vorzugsweise sprungweise, variabel ist. Während der Zeitintervalle, in denen ü = konstant ist, bekommt man eine Schicht Windungen auf der Spule mit Präzisionswicklung, während in den Zeiten, in denen ü variiert, die Wicklung wild wird. Diese Möglichkeit ist von besonderer Bedeutung, da sie gestattet, auch bei sehr hoher Fadengeschwindigkeit v-g,., Kreuzspulen mit weitgehender Präzisionsxficklung herzustellen, eine Aufgabe, welche von den bekannten Wickelmaschinen für Präzisionswicklung wegen nötiger zu hoher Anzahl Doppelhübe des Fadenführer bei kleinem Durchmesser dg- der Kreuzspule nicht gelöst werden kann.

Bei der hier gezeigten Lösung genügt es dagegen, Am Anfang der Kreuzspule, wenn dg- klein ist, ü hoch zu wählen. Somit reduziert sich die nötige Anzahl Doppelhüte bis innerhalb tragbarer Grenzen. Bei größer werdendem Spulendurchmesser dg- ist es weiter kein Problem, sprunghaft ü ein- oder mehrmals zu verkleinern. Damit wird erreicht, daß der Kreuzungswinkel des Fadens auf der Kreuzspulenoberfläche nicht zu klein wird, was ein Abrutschen von Windungen zur Folge haben könnte. Dank dieser Möglichkeit läßt sich also mit der erfindungsgemäßen Wickelmaschine auch bei sehr hohem Vg, eine schichtweise mit Präzisionswicklung aufgewundene Kreuzspule produzieren mit allen in der Einleitung erwähnten Vorteilen dieser Windungsart.

Diese Möglichkeit soll nun noch anhand eines Zahlenbeispiels näher erläutert werden.:

Anhand der mathematischen Beziehungen wurde der Verlauf der Kurve fr, als Funktion des Spulendurchmessers dg- mit dem Übersetzungsverhältnis ü als Parameter gerechnet. Die Ergebnisse sind im Diagramm der Fig. 3 enthalten. Die Berechnung wurde als Beispiel für folgenden praxisnahen Fall gemacht:

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ν-π, = 5°OO m min" ^

1 = 0,26 m

w =6

d_R = 0,12m

cT = 0,002 m

Als Parameter wurden ü =6,8,^0,12,14 gewählt. Die einzelnen Kurven zeigen den Abfall von f_c, d.h. die Verlangsamung der Changierbewegung des Fadenführers, bei größer werdendem Spulendurchmesser dg· und konstantem Übersetzungsverhältnis ü. Ein solcher Verlauf von f_G = f(dg-) ist ungünstig, da am Anfang f^ sehr hoch liegen muß. Deshalb ist es vorteilhaft, nicht mit konstantem ü während des ganzen Spulenaufbaues zu arbeiten, sondern, was durch den Programmgeber 36 ohne weiteres möglich ist, ü stufenweise in Funktion des Spulendurchmessers dg zu verkleinern. Im Diagramm der Fig. 3 ist also gestrichelt der gewählte Verlauf von ü = f(d-jr) eingetragen, ü wurde in 3 Stufen geändert: 14, 10, 8 und 6. Mit dieser Veränderung des Übersetzungsverhältnisses ändert sich, wie das Diagramm der Fig. 3 ebenfalls zeigt, auch die entsprechende Kurve f_c = i(dg-), welche ebenfalls unstetig x^ird und im Diagramm der Fig. 3 als dicke ausgezogene Linie erscheint. Wie man sieht, gelingt es in dieser Weise, die Variation von Iq während des ganzen Spulenaufbaus in sehr engen Grenzen zu behalten, so daß trotz der hohen Fadengeschwindigkeit v™ von 5OOO m min die Drehzahl f« der Kehrgewindewelle auch am Anfang der Kreuzspule (beide d^ = 0,080 m, und wo ü = 14 gilt)

—1 nicht höher als ca. 140 Umdrehungen see liegen muß, was einer durchaus möglichen Anzahl Doppelhübe pro see. von ca. 24 entspricht.

Wenn dg- den Wert 0,11.m erreicht hat und f_c, der Kurve f_c = bei 'ü = 14 folgend, nur noch gleich ca. 105 Umdrehungen

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sec ist, wird durch den Programmgeber 36 ü von 14 auf 10 reduziert, f^ muß sich anpassen und springt auf den entsprechenden Wert f^= ca. 144 auf der Kurve f_c= f(dg) bei ü = 1O, ein Wert, welcher ebenfalls durchaus eine zulässige Anzahl Doppelhübe des Fadenführers ergibt. Während der kurzen Zeit, in welcher ü nicht konstant bleibt, entsteht auf der Kreuzspuloberfläche eine dünne Schicht von mit einer wilden Wicklung aufgewundenen Fadenwindungen, welche jedoch für die Weiterverarbeitung der Kreuzspule bedeutungslos ist. Dieser Regelvorgang von ü kann mehrmals wiederholt werden (im Beispiel des Diagrammes der Fig. 3, z.B. dreimal), wobei auch nicht ganzzahlige Werte von ü ohne weiteres gewählt werden können. Die entstehende Kreuzspule zeigt eine weitgehende Präzisionswicklung, wobei unter dem Ausdruck "weitgehend" die Tatsache verstanden werden muß, daß die Kreuzspule aus einer Mehrzahl (in Beispiel = 4) von mit Präzisionswicklung aufgewundenen Fadenschichten besteht, welche durch dünne, mit wilder Wicklung aufgewundene Zwischenschichten getrennt sind.

- Patentansprüche -

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Claims

Patentansprüche

1. Wickelmas chine für Textilgarne mit Reibwalzenantrieb der Kreuzspule mit einem Spulendorn, einer Reibwalze, einem mittels einer Kehrgewindewelle changierenden Fadenführer und mit je einem separaten drehzahlgeregelten Antrieb für die Reibwalze und für die Kehrgewindewelle des Fadenführers, sowie mit einer elektronischen Steuerung für diese Antriebe, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuerung für den Antrieb der Reibwalze einen die Drehzahl der Reibwalze f_R als Funktion der Fadengeschwindigkeit v-™ nach einer exakten oder zumindest bis auf einen vernachlässigbaren Faktor angenäherten mathematischen Formel errechnenden Rechner enthält, welcher mit dem momentanen Wert der Fadengeschwindigkeit v™ und mit dem momentanen Wert der Drehzahl der Kehrgewindewelle des Fadenführers fß gespeist wird.

2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der momentane Viert der Drehzahl der Kehrgewindewelle des Fadenführers f^ mittels eines zweiten, diese Drehzahl als Funktion der Drehzahl der Spule f-g- nach einer exakten oder zumindest bis auf einen vernachlässigbaren Faktor angenäherten mathematischen Formel errechnenden Rechner, welcher mit frei wählbaren momentanen Werten des Übersetzungsverhältnisses ü und der Zerlegung des Fadens cT gespeist wird, errechnet wird.

3. Wickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch g e k en η zeichnet , daß der momentane Wert des Übersetzungsverhältnisses ü mittels eines programmierbaren Sollwertgebers (Programmgebers) festgelegt wird.

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4. Wickelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Programmgeher auf eine Funktion von ü = f (fgO programmierbar ist und daß er mit dem momentanen Wert der Drehzahl der Spule fg gespeist Ist.

5. Wickelmaschine nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß der Faktor ü = f (f-g·) mindestens während eines Teils des ganzen Spulenaufbaus konstant ist.

6. Wickelmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen zwei Teilen des ganzen Spulenaufbaus, bei Vielehen ü = konst. ist, ü von einem ersten höheren Wert auf einen zweiten tieferen Wert verändert wird.

7. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der momentane Wert der Drehzahl der Kehrgewindewelle des Fadenführers f^ mittels eines separaten Sollwertgebers angegeben wird.

8. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Rechner für f_c und der Sollwertgeber für f_c mittels eines Umschalters in die Steuerung alternativ einschaltbar bzw. ausschaltbar sind.

9. Wickelmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Rechner mehrere in Serie und/oder parallel geschaltete Rechnerteile enthält.

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