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"Spulvorrichtung zum gleichzeitigen Aufspulen
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von mchreren Fäden auf eine Spulspindel"
Die Erfindung
betrifft eine Spulvorrichtung Zu. gleichzeitigen Aufspulen von mehreren Fäden auf
einer Spulspindel it einer oder mehreren Spulen und einer aus Tänzerarsen sit zugeordneten
Tänzerrollen bestehenden Einrichtung zus Regeln der Fadenspannung sowie ein Verfahren
zu Betreiben einer derartigen Vorrichtung.
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Spulvorrichtungen der vorgenannten Art sind in einer Anzahl von Ausführungsformen
bekannt. Nachteilig bei den bekannten Einrichtungen und Verfahren ist es daß die
Regelung der Fadenspannung insbesondere dann nicht einwandfrei funktioniert, wenn
Fäden bzw. Folienbändchen mit unterschiedliches Querschnitt bzw. Titerschwankungen
auf nebeneinander auf einer Spulspindel angeordnete Spulenträger aufzuspulen sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Spulvorrichtung
der eingangs genannten Art it einer zufriedenstellenden Regelung der Fadenspannung
zu schaffen. die insbesondere auch dann noch einwandfrei funktioniert, wenn Fäden
oder Folienbandchen mit unterschiedlichen Querschnitt oder schwankende Titer zu
in ihreo Durchnesoer gleich großen Spulen aufzuspulen sind.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst. daß der eine
Tänzerarm sit seiner zugeordneten Tänzerrolle auf einer Schwenkachse drehfest gelagert
ist, daß sit der Schwenkachse Anschläge fest verbunden sind die in Umfangsrichtung
der Schwenkachse mit Abetand voneinander angeordnet aind,und daß durch den Abstand
der Anschläge voneinander ein freier Bewegungsraus für mindestens einen zweiten,
auf der Schwenkachse frei drehbar gelagerten Tänzerarm mit seiner zugeordneten Tänzerrolle
vorliegt.
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Iu weiterer Ausgestaltung der Erfindung greifen an den Tänzerarmen
jeweils individuell einstellbare Zugkräfta an die vorzugsweise durch einstellbare
federn verändert werden konnen. Mit
Vorteil ist die Spulvorrichtung
weiter eo ausgestaltet, daß einem von dem ersten Tänzerarm aufgebrachten Drehmoment
ein durch ein mit der Schwenkachse fest verbundenes Gegengewicht oder durch eine
vorspannbare Spiralfeder bewirktes Drehmoment entgegengesetzt gerichtet ist. In
zweckmäßiger Weise ist schließlich durch den Ausschlag des auf der Schwenkachse
drehfest gelagerten Tänzerarms ein Verschiebeankermotor oder die Funktionsgebereinheit
für den Drehantrieb der Spulspindel steuerbar. Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung sind die Anschläge zur Einstellung bzw. Festlegung der Grenzverte
der Fadenspannungsdifferenz, bei der die Regelung anspricht, als achsparallel zur
Schwenkachse sich erstreckende Stifte ausgebildet und starr mit der Schwenkachse
verbunden.
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Das Verfahren zum Betreiben einer Spulvorrichtung nach der Erfindung
ist derart ausgestaltet, daß beim Erreichen bzw. Uberßchreiten eines vorgegebenen
Grenzwertes der Fadenspannung das an dem ersten auf der Schwenkachse drehfest gelagerten
Tänzerarm aufgebrachte Drehmoment durch ein entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment
geändert wird, wobei diese Änderung des Drehmomentes beim Erreichen des vorgegebenen
Grenzwertes der Fadenspannung durch Belastung oder Entlastung es einen der beiden
Anschläge belastenden, frei drehbar gelagerten Tänzerarmes bewirkt wird.
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Hierbei greift bei einem entsprechenden Ausschlag des auf der Schwenkachse
drehfest gelagerten Tänzerarmes die Regelung in bekannter Weise derart ein, daß
beim Anheben des Tänzerarmes die Drehzahl des Drehantriebs fLir die Spulspindel
verringert wird, so daß die Fadenspannung bei konstanter Lieferung verringert wird
und der Tänzerarm wieder zurückfällt bzw bei fallendem Tänzerarm (Vergrcißerung
der Faderlschleife) die Drehzahl des Drehnntriebs ftir die Spulripindel erhöht wird,
so daß die Fadenspannung bei konstanter Liaferung ansteigt und der Trinzerarm wieder
arigehoben wird (Verringerung der Fadenschleife)
Die Vorteile der
Erfindung gegenüber dem Stand der Technik sind insbesondere darin zu schen, daß
nunmehr auch drnn noch eine einwandfrei funktionierende Regslung der Fadenspannung
gegeben ist.
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wenn Fäden eit unterschiedlichem Querschnitt auf Spulen der gleichen
Spulspindel zu wickeln sind. Dabei können entweder mehrere F£den Zadenspannungageregelt
auf nebeneinander auf einer Spulspindel angeordnete Spulenhülsen u is Durchzesser
gleich großen Spulen aufgespult werden, wobei in keine. der Einzelfäden ein oberer
und ein unterer Grenzwert der Fadenspannung über- bzw. unterschritten wird, oder
es können individuelle Fäden it etwa gleicher Fadenepannung getrennt geführt und
dan zusammengefaßt und sit einer gemeinsamen Changiereinrichtung swel- oder mehrfädig
aufgespult werden. Auch hierbei ist sichergestellt, daß in keine. der Fäden eine
zur Wicklerneigung führende Fadenverschlappung oder ein Fadenbruch durch eine zu
stark ansteigende Faden Spannung auftritt.
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Bei der Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird die Steuerung
der Spulenumfangsgeschwindigkeit ausschließlich von dr ersten, mit der Schwenkachse
drchfest verbundenen Tänzerarm übernommen, wobei der zweite frei drehbar gelagerte
Tänzerarm sich im Rahmen der festgelegten Fadenspannungsgrenzwerte (freier Bewegungsspielraum
zwischen den Anschlägen) relativ zum ersten Tänserarn bewegen kann und keine Funktion
ausübt. Erst beis Überschreites des oberen bzw. Unterschreiten des unteren Grenzwertes
berührt der zweite Tänzerarm einen der beiden Anschläge und greift duit im die Steuerungder
Drehzahl des Drehantriebs der Spulepindel ein, indem er das vom ersten Tänzerarm
aufgebrachte Drehmoment erhöht oder vermindert.
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Die Wickeleinrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung nhand
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert, wobei die Fig. 1 den schematischen
Aufbau einer fadenspannungsgeregelten Spulvorrichtung und Fig. 2 eine perspektivische
Ansicht der Tänzerarme sit ihren Tänzerrollen und der Stelleinrichtung in vergrößertem
Maßstab zeigen.
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Gesäß Fig. 1 ist auf eines Getriebekasten 1 ein steuerbarer Motor
2 angeordnet, der auf einer gemeinsamen Spulspindel 3 neben.
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einander angeordnete Spulen 4 in bekannter Weise antreibt; von diesen
Spulen 4 ist in Fig. 1 nur eine einzelne dargestellt. Der auf die Spule 4 aufzuwickelnde
Faden 5 wird in Richtung des Pfeiles 6, von einer nicht dargestellten Lieferstelle
kommend, durch ein Lieferwerk, beispielsweise Walzen 7, 8, über eine an eines Tänzerars
9 angeordnete Tänzerrolle 10 und eine Leitrolle t1 des Wickel 4 zugeführt. Mittels
einer in bekannter Weise durch den Motor 2 angetriebenen Changiereinrichtung 110,
beispielsweise einer Kurvenscheibe oder Kehrgewindewelle1 wird bei jeder Umdrchung
der Spule 4 ein Fadenführer 12 für die Verlegung des Fadens 5 auf der Spule 4 hin-
und herbewegt. Der Fadenführer 12 ist beispielsweise in eines Schwenkhebel 13 gelagert,
der sich beim Anwachsen der Spule 4 is Uhrzeigersinn dreht.
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Uber die die Spannung des Fadens 5 in einer Fadenschleife abtastende
Tänzerrolle 10 und den Tänzerarm 9 wird die Drehzahl des Motors 2 in Abhängigkeit
von einen Fadenspannungsscllwert durch Beeinflussung des Kraftlinienflueses is Motor
2 in bekannter Weise gesteuert. Dies kann beispielsweise durch die Verschiebung
des Läufers des Motore 2 durch den Tänzerars 9 erfolgen. Hierbei ist der Motor als
Verschiebeankermotor gemäß DE-PS 10 28 669 zusgebildet.
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Andererseits ist es jedoch eine bevorzugte Alternative, durch den
Ausschlag des auf der Schwemkachme 16 der Stelleinrichtung drehfest gelagerten Tänserarm
9 die Funktionsgebereinheit für einen elektronisch gesteuerten Drehantrieb der Spulspindel
zu verstellen.
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Die Fadenspannung, sit der die Spule hergestellt wird, wird durch
eine an des Tänzerars 9 angreifende Kraft P, z. B. eine einetellbare Feder 14 oder
ein auf dem Tänzerarm verschiebliches Gewicht bestimmt.
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Wie aus Fig. 2, in der die Fadenschleife sit dem Tänzerarm in torgrößertes
Maßstab dargestellt ist. hervorgeht ist der Tänserarm 9 sit der Tänserrolle 10 starr
sit einem Bund 15 verbunden, der ebenfalls
dreh fest auf einer
mit dem Hotor 2 verbundenen Schwenkachse 16 angeordnet ist. Die bereits erwähnte,
ton der Feder 14 auf den Tänzerarm 9 ausgeübte Kraft, ist in Fig. 2 mit P1 bezeichnet.
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Sind paarweise nebeneinander auf einer Spindel 3 angeordnete Spulen
4 mit je einem Faden 5 bzw. 19 zu bewickeln, so ist zus Steuern der Drehzahl des
Motors 2 - unter Beachtung vorgegebener Fadenspannungegrenzverte - ein weiterer
Tänzerarmt 17 mit Tänzerrolle 18 vorgesehen, um welche der zweite Faden 19 in gleicher
Weise wie der erste Faden 5 in einer Schleife geführt ist. An dem Tänzerarm 17 greift
zur Vorgabe der Fadenepannung des Fadens 19 in gleicher Weise eine Kraft P2 an,
die wiederum beispielsweise durch eine einstellbare Feder oder ein auf des Tänzerarm
verschiebliches Gewicht ausgeübt wird. Der Tänzerare 17 ist an einem Ringelement
20 starr befestigt, welches selbst frei drehbar auf der Schwenkachse 16 gelagert
ist. Weiterhin ist ein Gegengewicht 23, beispielsweise an einem Bund 24 der Schwenkachse
16 betestigt, durch welches ein Drehmoment auf die Schwenkachse ausgeübt wird, welches
das aus dem Gewicht der Tänzerarme 9 und 17 sowie der Tänzerrollen 10 und 18 resultierende
Drehmoment kompensiert. In dem im Außendurchmesser gegenüber des Bund 15 grö-ßeren,ortsfesten
Bund 24 eind zwei axiale Stifte 21, 22 ortsfest angeordnet, die sich in axialer
Richtung der Schwenkachse bis zum Ringelement 20 erstrecken und in Umfangerichtung
einen wählbaren Abstand voneinander aufweisen. Durch diesen Abstand der Stifte 21,
22 in Uetangerichtung ist ein freier Bewegungsraum für den zweiten Tänzerare 17
vorgegeben, der auf der Schwenkachse 16 frei drehbar gelagert ist.
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Im einfachsten Fall ist die Fadenspannung der aufzuwickelnden Fäden
5 und 19 gleich. Die Umfangsgeschwindigkeit der Spulen 4 bzw. die Drehzahl der Spulspindel
3 wird dann ausschlleßlich durch die Stellung des über den Bund 15 uit tier Schwenkachse
16 drehfest verbundenen ersten Tänzerarms 9 gesteuert; der Zweits Tänzerarm 17 ist
in dieses Fall funktionslos Bei geringen Faden.pannungsschwankungen im Faden 19
kann sich hierbei der Tänzerarm 17 mit der
Tänzerrolle 18 im Rahmen
des Abstandes zwischen den Anschlagen 21, 22 relativ zus Tänzerarm 9 bewegen, ohne
daß sich dies auf die Drchzahlsteueung der Spulspindel auswirken würde.
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Wird dagegen ein vorgegebener unterer oder oberer Grenzwert der Fadenspannung
im Faden 19 überschritten, so berührt der zweite frei gelagerte Tänzerarm 17 einen
der Stifte 21 oder 22, vodurch das von des ersten Tänzerarm 9 in die Schwenkachse
16 eingeleitete Drehmoment erhöht oder erniedrigt wird, Je nachdem, ob das Moment
auf den Anschlag 21 oder 22 virkt. Infolge des nun auf die Schvenkachse 16 zusätzlich
einwirkenden Momentes welches den Drehwinkel der Schwenkachse bei gleichgerichtetem
Moment vergrößert und bei entgegengesetztem Moment verringert, wird die Drehzahl
der Spulapindel 3 kurzzeitig so lange nachgesteueri, d h. erhöht bzw. herabgesetzt,
bis die Fadenspannung im Faden 19 wieder in den torgegebenen Grenzen liegt und der
Tänzerarm 17 wieder von des Anschlag wegwandert, an des er zuvor anlag.
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Beim Betrieb der zuvor beachriebenen fadenspannungsgeregelten Drehzahlsteuerung
des Antriebmotors 2 der Spulapindel 3 können die tolgenden wichtigen Betriebszustände
unterschieden werden.
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1. Die Drehzahl der Spulspindel wird bei konstanten Fadenmpannungen
in den Fäden 5 und 19 sowie bei gleichmäßiger Verminderung bzu.
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Vergrößerung dleser Fadenspannungen ausschließlich vom Tänzerarm
9 gesteuert, wobei dieser drehfest mit der Schwenkachse 16 verbunden ist und Jede
Spannungsänderung dirakt auf die Schwenkachse überträgt. Der Tänzerarm 17 liegt
unter diesen Bedingungen zwischen den Anschlägen 21 und 22, wobei er sich zvischen
den hierdurch gegebenen Spannungsdifferenzgrenzwerten frei gegenüber der Schwenkachse
16 bewegen kann, ohne in die Drehzahlsteuerung der Spulspindel einzugreifen.
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2. Vergrößert sich die Fadenspannung in beiden Fäden 5 und 19 gleichmaßlg,
d.h. beispielsweise,wenn bei gleicher Drehzahl der Spulspindel 3 der Spulendurchmesser
größer wird und die Spulgeschwindigkeit
wegen der größeren Spulenumfangsgeschwindigkeit
zunismt, so wird die Drehzahl der Spulapindel wie folgt nachgesteuert. Der Tänzerarm
9 hebt sich zunächst etwas an, vodurch die Schwenkachse 16 leicht verstellt wird.
Dies löst einen Impuls aus, wobei der neue Istwert der Schwenkstellung mit einem
vorprogrammierten Sollwert veglichen und die Abweichung festgestellt wird. Durch
mechanische oder elektronimche Stellglieder wird nun die Drehzahl des Motors 2 herabgesetzt,
wodurch die Fadenspannung in den Fäden 5 und 19 absinkt und der Tänzerarn 9 wieder
in seine Ausgangslage zurückfällt.
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3. Erhöht sich die Fadenspannung nur in eines der Fäden, beispielsweise
im Faden 5 - vobei der Grund hierfür ein gröberer Titer des aufzuspulenden Fadens
sein kann, der bei gleicher Lieferlinge zu einer dickeren Spule und einer größeren
Spulenumfangsgeschwindigkeit führt - dann wird der Tänzerarn 9 leicht angehoben,
worauf die Motordrehzahl der Spulepindel 3 abgesenkt wird. Infolgedessen sinken
die Fadenspannungen in beiden Fäden 5 und 19. Der Tänzerarm 17 fällt daraufhin auf
den Anschlag 22 und belastet den Tänzerarm 9 noch stärker bzw. verschwenkt die Schwenkachse
16 infolge des zusätzlichen Drehmomentes. Im Normalfall steigt die Spsnnung im Faden
5 jedoch nicht so stark, daß beide Tänzerarme angehoben werden. Vielmehr wird die
Spule, auf die der Faden mit der erhöhten Fadenspannung mufgespult wird, gegenüber
der anderen härter gewickelt. Dadurch gleichen sich die Spulendurchmesser wieder
aneinander an und die Fadenspannungsunterachi.de werden verzindert.
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4. Liegt a Faden 19 dagegen eine höhere Fadenspannung vor, so bewegt
sich der Tänzerarm 17 zunächst in Richtung auf den Anschlag 21 zu, ohne in die Drehzahlsteuerung
der Spulspindel 3 einzugreifen.
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Bei Berührung des Anschlages 21 wird die am Tänwerarm 9 angreifende
Kraft P1 von der am Tänzerarm 17 angreifenden Kraft P2 mehr und sehr entlastet.
Hierdurch wird die Spule, auf der der
Faden 5 aufgespult wird.
mit verringerter Fadenspannung aufgewickelt, während die andere Spule mit dem Faden
19 im Vergleich hierzu fester gevickelt wird. Dies dauert so lange, bis die Spulenaußendurchmesser
wieder angeglichen sind.
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Wenn andererseits die Fadenspannung so stark ansteigt, daß der Tänzerarm
9 angehoben wird, verringert eich die Drehzahl der Spulspindel 3 gemäß der beschriebenen
Drehzahlsteuerung, vodurch die Fadenspannung in beiden Fäden absinkt und bei Vergleichmäßigung
der beiden Spulendurchmesser wieder annähernd gleich groß wird.