DE2735974A1

DE2735974A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln von faeden auf einen rotierenden spulkopf

Info

Publication number: DE2735974A1
Application number: DE19772735974
Authority: DE
Inventors: Dale Rolland Mueller
Original assignee: Owens Corning Fiberglas Corp
Current assignee: Owens Corning
Priority date: 1976-09-20
Filing date: 1977-08-10
Publication date: 1978-03-23
Also published as: FI61851C; US4046330A; JPS5338718A; ZA773746B; FR2364843A1; FI61851B; GB1568181A; NO143791C; SE7709596L; IT1085613B; FI772568A; NL7708042A; FR2364843B3; BE857693A; CA1030127A; DK382177A; AU508631B2; AU2663277A; BR7705305A; SE437817B

Description

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DR.-INCi. DlPL.-ING. M "C. DIPL-PHYi. OK Dl PU.- PHVS.

HÖGER - STELLRECHT - GRIKSSBACH - HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

^A 1^197^ ^m Anmelder: Owens-Corning

Y ~ . „m-. Fiberglas Corporation

4. August 1977 Toledo, Ohio 43659, USA

Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von Fäden auf einen rotierenden Spulkopf

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln von Foden auf einen rotierenden Spulkopf, bei dem man die Fäden vor dem Aufwickeln auf den Spulkopf mittels einer hin- und herbewegten Querführung parallel zur Spulkopfdrehachse hin- und herführt und bei dem man die Fäden vor der Querführung mit Hilfe eines ebenfalls hin- und herbewegten Führungsolementes führt.

Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem rotierenden Spulkopf zum Aufwickeln eines Fadenstranges, mit einer mittels eines Antriebes parallel zur Drehachse des Spulkopfes hin- und herbewegten Querführung und mit einem den Strang zur Querführung führenden, ebenfalls mittels eines Antriebes parallel zur Drehachse des Spulkopfes hin- und herbewegten Führungselements.

Ir.sbiso.iüar j bena:it sich .via Err'incun;.r rai ζ ^<~~ Aufvic::c: Ln vcn Strrinaor! cus Gl/istascrn oder Clns tr'J.ar. in Fo r:^ von wicr-·;!- packungen, jedoch kann die Erfindung auch beim Aufwickeln von Fäden aus anderen Materialien eingesetzt werden, z.B. bei F?den

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aus Mineralien oder svnthetischen Harzen.

Zum Sammeln von Strängen werden üblicherweise rotierende Trommeln oder Spulköpfe eingesetzt, auf die man die Stränge in Form von Wickelpackungen aufwickelt. Das Aufwickeln erfolgt dabei vorzugsweise in Form einer Wendel, da man hierdurch verhindern kann, daß nebeneinander liegende Lagen des Stranges miteinander verkleben, falls sie durch das Aufbringen einer Schutzschlichte noch naß sind. Das wendeiförmige Wickelmuster wird mit Hilfe einer Querführung erzeugt, die parallel zur Drehachse des Spulkopfes hin- und herbewegt wird.

Im US-Patent 2 391 870 (Beach) ist eine Querführung mit einem spiralförmigen Draht beschrieben. Es hat sich herausgestellt, daß mit einer solchen Quer-führung der Strang auch bei hohen Geschwindigkeiten zuverlässig geführt v/erden kann.

Es ist bekannt, die Querführung auch noch parallel zur Drehachse des Spulkopfes hin- und herzubewegen. Durch diese oszillierende Bewegung kann man längere und größere Wickelpackungen erzeugen. Die Oszillationsbewegung der Querführung kann typischerweise eine Periode von zehn Sekunden haben.

Weiterhin hat man zusätzlich bereits ein Führungselement ver-•.•er.ciot, das .lieh pho.senqlaich :nit dsr Oaerftihrung hin- und ■lorba'./ear. und dan Sfcranrr ^u der CvuTführur.a führt.. In u·??" JS-l'acnnc 2 501 453 {Inri: nl::) ist sirsr? Vorrichtung tciscririebor, in vrlchcr -τίη Führurg-flieinent und ciiio ^uorfjhrung phasengleich hin- und herbewegt v/erden.

Auch in der US-PS 3 O41 664 (Green) wird eine solche Vorrich-

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tung beschrieben. Dabei sind die Querführung und das Führungselement mechanisch miteinander verbunden, so daß die Bewegung immer phasengleich erfolgt.

Bei manchen Vorrichtungen sind Führungselement und Querführung nicht mechanisch miteinander verbunden, sondern elektrisch miteinander gekoppelt. Beispielsweise kann das Führungselement entsprechend einem durch die Oszillationsbev/egung der Ouertiihrung erzeugten Signal bewegt werden. Es ist auch möglich, sowohl das Führungselement als auch die Ouerführunq durch exri Signal einer gemeinsamen Signalquelle zu steuern. Eine solche elektrische Kopplung kann dann nötig werden, wenn man das Führungselement und die Querführung wegen beengter Raumverhältnisse nicht mechanisch miteinander verbinden kann.

Es hat sich nun herausgestellt, daß bei einer elektrischen Kopplung der Führungselementbev.'egung und der Querführungsbewegung die Phasengleichheit der Bewegungen schwer zu erhalten ist. Nach einer Laufzeit von Stunden oder Tagen haben sich bei bekannten Vorrichtungen dieser Art Phasenunterschiede gezeigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei bewegten Teilen einer Aufwickelvorrichtung, insbesondere bei einem FührungsolGm-snt und oir.or Ouorfiihrur.a, dcr:;n 3i'.7e-3ur.r^r. elektrisch gekoppelt sind, rhasenunifirschic-di .zu verteilen.

Diese Aufgabe wird bei einem Verführer, der oim.Tnan beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die oszillierende Bewegung der bewegten Teile, also der Querführung und

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des Führungselementes, auf Phasenunterschiede überprüft und die Bewegung eines der beiden bewegten Teile abhängig von einem auftretenden Phasenunterschied verändert, so daß die Bewegungen der beiden Teile phasengleich bleiben.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß man zur Beseitigung von Phasenunterschieden die Bewegung des voreilenden Teils an Ende der Bewegungsbahn so lange unterbricht, bis auch das andere Teil air, Fnde seiner Bewegungsbahn angelangt ist.

Ferner kann vorgesehen sein, daß man bei der Bewegung in einer Richtung die Bewegungsrichtung beider Teile umkehrt, sobald das voreilende Teil das Ende der Bewegungsbahn erreicht, so daß bei der Bewegung in Gegenrichtung das andere Teil voreilt und daß man die Bewegung des nunmehr voreilenden Teils am Ende der Bewegung in Gegenrichtung so lange unterbricht, bis das nunmehr nacheilende Teil seine Bewegung in Gegenrichtung beendet.

Vorrichtungsgemäß wird diese /Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zur Überprüfung der gegenseitigen Phasenlage der Bewegungen der beiden Teile (Querführung und Führungselement) sowie eine Einrichtung zur Veränderung der Bewegung eines der beiden Teile in Abh^naigkeit vor. einer z.-j.~tz:-ofiC;n ^nasenuaterseniee vorgesehen sinn, rrit welcher ·■:!:: Z^vo.iurvr der b-eidon 'T.rilr- ph.issnglaich haltbar ist.

Insbujcndare kann vorgesehen sein, daß die Einrichtung zur Überprüfung der Phasenlage Fndumschalter umfaßt, die von einem der beiden Teile beti^;tigbar sind. Ferner ist es vorteil-

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haft, wenn das die Endumschalter betätigende Teil von einem umsteuerbaren Synchronisationsmotor angetrieben ist, dessen Betrieb durch Betätigung der Endumschalter unterbrochen wird. Das andere Teil kann dann ebenfalls von einem umsteuerbaren Synchronisationsmotor angetrieben sein, wobei diesem anderen Teil Endumschalter zugeordnet sind, bei deren Betätigung durch das andere Teil die Bewegungsrichtung beider Synchronisationsmotoren umgekehrt wird.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und in diesen niedergelegt.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Ansicht einer Strangaufwickelvorrichtung mit einem drehbaren Spulkopf, einem hin- und herbeweglichen Führungselement und einer hin- und herbeweglichen Querführung und

Figur 2 eine Steuerschaltung für die Vorrichtung der Figur 1.

Im folgenden wird als bevorzugtes Ausführungsbeispiel eine Aufwickelvorrichtung beschrieben, mit welcher Glasfasern oder Glasfäden aufgewickelt werden. Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das Aufwickeln von Glasfäden beschränkt, sondern kann auch für Vorrichtungen zum Aufwickeln anderer Fäden verx>rendet werden.

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Wie aus Figur 1 ersichtlich, werden Fäden 24 aus einer Düse 16 ausgezogen und in Form eines Stranges auf einen Spulkopf 28 aufgewickelt, der durch einen geeigneten Antrieb 32 gedreht wird. Beim Aufwickeln des Stranges auf den Spulkopf wird eine Wickelpackung 36 ausgebildet . Vor dem Aufwickeln auf den Spulkopf werden die Fäden des Stranges an einem Schlichteapplikator 40 vorbeigeführt, der eine Schutzschlichte auf sie aufbringt.

Vor dem Aufwickeln auf den Spulkopf wird der Strang durch eine Querführung 52 parallel zur Längsachse des Spulkopfes hin- und herbewegt, so daß sich ein wendeiförmiges Wickelmuster auf der Wickelpackung ergibt. Die Querführung wird von einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb auf einer Querführungswelle 56 gedreht. Ein umschaltbarer Synchronisationsmotor 60 bewegt die Querführung und deren Welle in horizontaler Richtung hin und her, wie es durch den Doppelpfeil in Figur 1 angedeutet ist. Die Querführung wird dadurch parallel zur Drehachse 80 des Spulkopfes hin- und herbewegt. Bei dieser oszillierenden Bewegung der Querführung gelangt eine Schaltnase 61 periodisch und abwechselnd zur Anlage an Endumschaltern 71 und 72, die ortsfest gelagert sind. Die periodische Betätigung dieser Endumschalter schaltet die Laufrichtung des Motors 60 um, wodurch die Querführung ihre oszillierende Bewegung erhält. Der genaue Vorgang beim Umschalten des Motors wird weiter unten ausführlich erläutert.

Neben dem Spulkopf ist ferner ein Strangführungselement 64 angeordnet, welches den Strang vor der Querführung führt. Das Strangführungselement kann beispielsweise ein Strangteiler sein, wie es in dem US-Patent 3 901 455 (Carlisle) beschrieben

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ist. Das Führungselement kann aber auch ein entsprechend geformtes Organ sein, das die Fäden in einem einzigen Strang zusammenfaßt. Das Strangführungselement ist auf einer Welle 66 befestigt, die parallel zur Oszillierungsrichtung der Querführung hin- und herverschieblich ist. Diese Bewegung wird von einem umschaltbaren Synchronisationsmotor 68 erzeugt.

Eine einzige Versorgungsschaltung kann sowohl den Motor 68 des Führungselementes als auch den Motor 60 der Querführung versorgen. Wenn die Polarität der an die Motoren angelegten Spannung umgekehrt wird, wechseln die Motoren ihre Drehrichtung und bewegen das Führungselement und die Querführung in der entgegengesetzten Richtung.

Am besten ist es, wenn Führungselement und Querführung in Phase hin- und herbewegt werden. Bei der oszillierenden Bewegung betätigt eine Schaltnase 70 periodisch Endumschalter 73 und Die Betätigung eines der beiden Endumschalter 73 oder 74 führt dazu, daß das Führungselement seine oszillierende Bewegung unterbricht. Wenn das Führungselement phasenmäßig der Querführung voraus ist und die Endumschalter 71 und 72 ausgelöst sind, dann bleibt das Führungselement in der Haltestellung, bis die Querführung wieder in Phase mit dem Führungselement ist, wie weiter unten ausführlich erläutert wird.

Im folgenden wird die Betriebsweise der Vorrichtung anhand des Schaltbildes der Figur 2 erläutert. Wenn die Querführung und das Führungselement ihre Oszillationsbewegung beginnen und sich von den beiden Motoren entfernen, dann befinden sich die Endumschalter 71 und 74 im eingeschalteten, die Endumschalter 72 und 73 im ausgeschalteten Zustand. Der eingeschaltete End-

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umschalter 71 erregt eine Spule S1, die den Schaltarm 75 eines Sperrelais 76 verschiebt und einen Kontakt C1 schließt. Dadurch kann ein Strom zu den Anschlüssen der beidenMotoren 60 und 68 fließen. Wenn Führungselement und Querführung in Phase arbeiten, dann wird der Endumschalter 74 am Ende der oszillierenden Bewegung durch die Schaltnase 70 im selben Augenblick betätigt wie der Endumschalter 72 durch die Schaltnase 61. Dabei wird der Endumschalter 72 in Einschaltstellung gebracht; Endumschalter 71 ist dann ausgeschaltet. Der Endumschalter 74 wird dabei in Ausschaltstellung gebracht, während der Endumschalter 73 eingeschaltet wird. Das Einschalten des Endumschalters 72 führt zu einer Erregung einer Spule S2, die den Arm des Sperrelais umlegt und dabei einen Kontakt C2 schließt sowie den Kontakt C1 öffnet. Dadurch fließt der Strom zu den Anschlüssen der beiden Motoren. Am Ende der Oszillationsbewegung werden die Endumschalter 71 und 72 betätigt und die Spule S1 erregt, so daß der beschriebene Zyklus erneut abläuft.

Wenn das Führungselement gegenüber der Querführung phasenmäßig vorläuft, dann wird der Endumschalter 74 in Ausschaltstellung gebracht, ehe der Endumschalter 72 umgeschaltet wird. In diesem Falle bleibt das Führungselement am Ende seiner Oszillationsbewegung solange stehen, bis die Querführung ihrerseits ihre Oszillationsbewegung beendet hat und den Endumschalter 72 umschaltet. Bei der Umschaltung wird der Endumschalter 72 in Einschaltstellung gebracht, die Spule S2 wird erregt, der Kontakt C2 wird geschlossen und beide Motoren beginnen im gleichen Augenblick zu arbeiten. Eine ähnliche Phasenkorrektur wird vorgenommen, wenn das Führungselement bei der Rückbewegung der Querführung phasenmäßig vorauseilt. Dann wird der Endumschalter 73 zuerst betätigt und hält das Führungselement

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solange an, bis der Endumschalter 71 von der nachlaufenden Querführung umgeschaltet wird.

Wenn das Führungselement gegenüber der Querführung nacheilt, danijwird der Endumschalter 72 vor dem Endumschalter 74 betätigt, d.h. bevor das Führungselement seine Verschiebung beendet hat. Die Umschaltung des Endumschalters 72 kehrt die Laufrichtung beider Motoren um, so daß das Führungselement nunmehr gegenüber der Querführung voreilt und seine Bewegung beendet, bevor die Quer führung ihre Bev/egung beendet. Man erhält damit also die oben beschriebene Situation, in der das Führungselement seine Bewegung vor der Querführung beendet. Der Endumschalter 73wird dabei zuerst betätigt und hält das Führungselement so lange an, bis auch die Querführung ihre Bewegung beendet hat.

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Claims

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DR.-ING. DIPL.-ING. M. -.C. ) PL-PÜT. CF. DIPL.-PHYS.

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Patentansprüche :

1. Verfahren zum Aufwickeln von Fäden auf einen rotierenden Spulkopf, bei dem man die Fäden vor dem Aufwickeln auf den Spulkopf mittels einer hin- und herbewegten Querführung parallel zur Spulkopfdrehachse hin- und herführt und bei dem man die Fäden vor der Querführung mit Hilfe eines ebenfalls hin- und herbewegten Führungselementes führt, dadurch gekennzeichnet, daß man die oszillierende Bewegung der bewegten Teile, also der Querführung und des Führungselementes, auf Phasenunterschiede überprüft und die Bewegung eines der beiden bewegten Teile abhängig von einem auftretenden Phasenunterschied verändert/ so daß die Bewegungen der beiden Teile phasengleich bleiben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Führungselement einen Strangteiler verwendet.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Beseitigung von Phasenunterschieden die Bewegung des voreilenden Teils am Ende der Bewegungsbahn so lange unterbricht, bis auch das andere Teil am Ende seiner Bewegungsbahn angelangt ist.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Bewegung in einer Richtung

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die Bewegungsrichtung beider Teile umkehrt, sobald das voreilende Teil das Ende der Bewegungsbahn erreicht, so daß bei der Bewegung in Gegenrichtung das andere Teil voreilt, und daß man die Bewegung des nunmehr voreilenden Teils am Ende der Bewegung in Gegenrichtung solange unterbricht, bis das nunmehr nacheilende Teil seine Bewegung in Gegenrichtung beendet.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Führungselement und die Querführung gegen Endumschalter laufen läßt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die bewegten Teile mit umsteuerbaren Synchronisationsmotoren antreibt und deren Laufrichtung gemeinsam bei Betätigung der einem der beiden bewegten Teile zugeordneten Endumschalter umkehrt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man bei Betätigung der dem anderen bewegten Teil zugeordneten Endumschalter die Bewegung des anderen Teils unterbricht, bis dessen Bewegungsrichtung durch das eine Teil umgeschaltet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Ansprüche 1 bis 7 mit einem rotierenden Spulkopf zum Aufwickeln eines Fadenstranges, mit einer mittels eines Antriebes parallel zur Drehachse des Spulkopfes hin- und herbewegten Querführung und mit einem den Strang zur Querführung führenden, ebenfalls mittels eines Antriebes parallel zur Drehachse

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des Spulkopfes hin- und herbewegten Führungselement, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur überprüfung der gegenseitigen Phasenlage der Bewegungen der beiden Teile (Querführung und Führungselement 64) sowie eine Einrichtung zur Veränderung der Bewegung eines der beiden Teile (52 oder 64) in Abhängigkeit von einem auftretenden Phasenunterschied vorgesehen sind, mit welcher die Bewegungen der beiden Teile phasengleich haltbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungselement (64) als Strangteilerausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur überprüfung der Phasenlage Endumschalter (73, 74) umfaßt, die von einem der beiden Teile (64) betätigbar sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das die Endumschalter (73, 74) betätigende Teil (64) von einem umsteuerbaren Synchronisationsmotor (78) angetrieben ist, dessen Betrieb durch Betätigung der Endumschalter (73, 74) unterbrochen wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Teil (52) ebenfalls von einem umsteuerbaren Synchronisationsmotor (60) angetrieben ist, und daß diesem anderen Teil (52) Endumschalter (71, 72) zugeordnet sind, bei deren Betätigung durch das andere Teil (52) die Bewegungsrichtung beider Synchronisationsmotoren (60, 68) umgekehrt wird.

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