DE3307667A1 - Praezisionskreuzspulmaschine - Google Patents

Praezisionskreuzspulmaschine

Info

Publication number
DE3307667A1
DE3307667A1 DE19833307667 DE3307667A DE3307667A1 DE 3307667 A1 DE3307667 A1 DE 3307667A1 DE 19833307667 DE19833307667 DE 19833307667 DE 3307667 A DE3307667 A DE 3307667A DE 3307667 A1 DE3307667 A1 DE 3307667A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
winding
thread
motor
precision cross
traversing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19833307667
Other languages
English (en)
Inventor
Manfred Dr.-Ing. 5630 Remscheid Mayer
Werner 5630 Reimscheid Schiminsky
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Barmag Barmer Maschinenfabrik AG filed Critical Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Priority to DE19833307667 priority Critical patent/DE3307667A1/de
Publication of DE3307667A1 publication Critical patent/DE3307667A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/06Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers for making cross-wound packages
    • B65H54/08Precision winding arrangements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40Arrangements for rotating packages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00Handled material; Storage means
    • B65H2701/30Handled filamentary material
    • B65H2701/31Textiles threads or artificial strands of filaments

Landscapes

  • Winding Filamentary Materials (AREA)

Description

  • Präz isionskreuz spulmaschine
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Präzisionskreuzspulmaschine zum Aufspulen von mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit sehr langsam angelieferten Endlosfäden nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Eine derartige Präzisionskreuzspulmaschine besteht aus einer von einem drehzahlsteuerbaren Drehstommotor achsangetriebenen Spulspindel mit einem Spannfutter zum Aufspannen einer Spulenhülse, welche mit einem Changierantrieb, insbesondere einer Kehrgewindewelle mit Changierfadenführer, getrieblich in einem festen wählbaren Drehzahlverhältnis steht.
  • Die Antriebsmotoren der genannten Präzisionskreuzspulköpfe sind bevorzugt durch Tänzerarme fadenzugkraftgesteuert.
  • Sie haben sich zum Aufspulen vonFilamentfäden, Bändchen aus Folienmaterial und ähnlichen linienförmigen Gebilden mit unbestimmter Länge bis zu Spulgeschwindigkeiten von etwa 1.000 m/min bewährt, da sich durch die Steuerung der Fadenzugkraft bzw. der Fadenspannung auf einen materialabhängigen Festwert Spulen gleichbleibender Härte mit guten Ablaufeigenschaften für die Weiterverarbeitung bilden lassen.
  • Aufgabe der vorliegenden erfindung ist es, eine Präzisionskreuzspulmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, mit der es gelingt, Endlosfäden, insbesondere tote, d.h. praktisch völlig unelastische Endlosfäden, die nach einem vorangegangenen Behandlungsverfahren mit extrem niedriger Geschwindigkeit angeliefert werden, mit einer für dieses Material erforderlichen und im wesentlichen konstanten Fadenzugkraft zu einem kompakten Wickelkörper aufzuspulen.
  • Derartige erschwerte Bedingungen sind beispielsweise insbesondere beim Aufspulen von endlosen Kohlenstoff-Fäden gegeben, die nach dem Pitch- oder PAN-Verfahren hergestellt und beispielsweise nach dem Graphitierungsprozeß (Chemie-Ing.-Techn. 1971, Seite 923 bis 931) mit äußerst niedrigen Geschwindigkeiten zwischen 0,05 und 30 m/min angeliefert werden und beim Aufspulen besonders schwierig zu handhaben sind, da sie zwar äußerst hohe Zugkräfte aber nur sehr geringe Biegewechselbeanspruchungen -wie beispielsweise beim Umlenken an einem Tänzerarm -aufnehmen können. Daher ist es sehr schwierig, Kohlenstoff-Fasern, die annähernd keine elastische Dehnung aufweisen, mit annähernd konstanter Fadenzugkraft zu Spulen für die spätere Weiterverarbeitung aufzuspulen. Bei einem Verschlappen des Fadens besteht nämlich das Problem, daß die abyelegten Fäden zu locker aufliegen und ganze Fadenlagen abrutschen können. Andererseits besteht durch ein Verrutschen einzelner Fäden die Gefahr des Überwickelns einzelner Windungen, was beim Abarbeiten der Spule zu Störungen und wegen zu scharfer Umlenkungen zu Fadenbrüchen führt.
  • Da die bisher verwendeten Drehstrommotoren für sehr niedrige Aufspulgeschwindigkeiten nicht geeignet sind, besteht das spezielle technische Problem der Erfindung darin, einen Antrieb für einen Präzisionskreuzspulkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, der für sehr niedrige Geschwindigkeitsbereiche geeignet ist und der in dem gewünschten Nutzbereich zwischen einer maximalen Anfangsdrehzahl bei einer leerenSpulenhülse und einer minimalen Enddrehzahl bei dem gewünschten Spulendurchmesser mit einer im wesentlichen konstanten, einstellbaren Fadenzugkraft belastet werden kann.
  • Schließlich ist es eine spezielle Aufgabe der Erfindung, die Biegewechselbeanspruchungen der aufzuspulenden Fäden mit der Folge von Fadenbrüchen zu vermeiden.
  • Die Lösung der genannten Aufgabe ergibt sich für eine Präzisionskreuzspulmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aus dem Kennzeichenteil dieses Anspruchs. Dabei ist der Antriebsmotor als Kurzschlußläufermotor mit erhöhtem Innenwiderstand und insbesondere mehreren Polpaaren der Ständerwicklung ausgebildet, der in seinem Nutzbereich zwischen der größten und kleinsten Drehzahl der Motorwelle mit einer solchen Drehmoment-Charakteristik ausgelegt ist, daß bei Vorgabe einer bestimmten Frequenz das Drehmoment mit steigender Drehzahl nach der im Anspruch angegebenen Funktion bzw. mit einer zugelassenen Abweichung von nicht mehr als 20% hiervon abnimmt. Ein Antriebsmotor mit einem solchen Kennfeld wird - um eine bestimmte, im wesentlichen konstante Fadenzugkraft bei wachsendem Spulendurchmesser bzw. fallender Drehzahl zu gewährleisten - mit fallender Drehzahl verstärkt in den Schlupf gezwungen (Schlupfläufer). Dies bedeutet, daß die bisherige mechanische Änderung der Fadenzugkraft am Tänzerarm, die elektrisch in eine Änderung des Läuferwiderstandes umgesetzt wurde (z.B. Verschiebeankermotor nach den US-PSen 2,915,254; 3,090,571), nunmehr durch eine definierte elektrische Auslegung des Motors hinsichtlich seiner Drehmomentcharakteristik in Abhängigkeit von der Motordrehzahl erfolgt.
  • Als weitere Maßnahme zur Erzielung einer extrem niedrigen Aufspulgeschwindigkeit ist die Motorwelle nach Anspruch 2 durch ein Reibradgetriebe mit großem Untersetzungsverhältnis mit der Spulspindel verbunden. Dies verbindet den Vorteil einer sicheren und praktisch schlupffreien Drehmomentübertragung von der Motorwelle auf die Spulspindel bei geringem baulichen Aufwand für die getriebliche Verbindung mit einem hohen mechanischen Wirkungsgrad.
  • In Anspruch 3 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung hinsichtlich des Reibradgetriebes angegeben. Um eine möglichst kompakte Bauweise zu erhalten, ist hier die Spulspindel an ihrem einen Ende als Topfscheibe ausgebildet, in welche die Welle des Antriebsmotors hineinragt. Ein auf einer Schwinge drehbar gelagertes Zwischenrad wird vorzugsweise unter Federkraft zwischen die Motorwelle und den randförmigen Innenumfang der Topfscheibe reibschlüssig angepreßt, so daß das erforderliche Drehmoment schlupflos auf die Spulspindel übertragen wird.
  • Der Antrieb des Präzisionskreuzspulkopfes ist insbesondere so ausgelegt, daß Spulgeschwindigkeiten von 0 bis 30 m/min und insbesondere zwischen 0,05 und 20 m/min stufenlos einstellbar sind. Dies erfolgt nach Anspruch 5 vorzugsweise dadurch, daß die Speisespannung des Kurz schlußläufermotors an einem Stelltransformator in Abhängigkeit von der gewünschten Fadenzugkraft eingestellt werden kann. Dabei ergibt sich mit höherer Speisespannung des Motors ein höheres Drehmoment bzw. eine höhere Fadenzugkraft. Gemäß einer Weiterbildung dieser Steuerung wird eine Feineinstellung der Fadenzugkraft am einzelnen Präzisionskreuzspulkopf dadurch erreicht, daß nach Anspruch 6 zusätzlich zur Einstellung der Speisespannung auf der Sekundärseite des Stelltransformators eine der drei Phasen der das Drehfeld induzierenden Spannungen mittels eines in die Stromzuführung eingeschalteten Widerstandes,vorzugsweise durch ein einstellbares Potentiometer, geschwächt wird.
  • Beim Aufspulen von spröden Endlosfäden wie insbesondere Kohlenstoff-Fäden ergibt sich als weiteres Problem, daß durch Berührung und Abrieb an den Fadenleitorganen Staub entsteht und in die Maschine eindringt und sich insbesondere an bewegten Teilen absetzt. Auch wenn Graphit gewisse Schmier- und Notlaufeigenschaften aufweist, so ist im Dauerbetrieb die ständige Einwirkung von Kohlenstoff-Faserstaub auf die im ölbad umlaufende Kehrgewindewalze, auf die geschmierte Schlittenführung, Gelenke und dergleichen unerwünscht und schädlich. Gemäß Anspruch 7 wird daher vorgeschlagen, bei einer Präzisionskreuzspulmaschine die Changierfadenführer in ihren Geradführungen gegenüber den Changiergehäusen abzudichten. Eine derartige Abdichtung erhöht die Lebensdauer der Spulköpfe wesentlich und verringert die Intervalle für die Maschinenwartung, indem das Schmieröl im Changiergehäuse weniger oft gewechselt werden muß und das Schiffchen des Changierfadenführers durch geringere Verschmutzung der Kehrgewindewelle-infolge von Fremdkörperablagerungen in den Kehrgewindenuten-weniger verschleißt und ersetzt werden muß.
  • In Anspruch 8 wird eine mit dem Changiergehäuse verfahrbare Faltdichtung am Spulkopfgehäuse vorgeschlagen, um das Getriebe zwischen Spulspindel und Changierantrieb sowie die Führungen für die Bewegung des Changiergehäuses gegen eindringenden Staub oder Fremdkörper zu schützen und hermetisch abzudichten.
  • Die Ansprüche 9 bis 11 beziehen sich auf eine Präzisionskreuzspulmaschine, die aus einer Mehrzahl von Präzislonskreuzspulköpfen mit Merkmalen der vorangehenden Ansprüche zusammengebaut ist. Eine derartige Maschine zeichnet sich dadurch aus, daß sie aus seulenartigen Ilontageeinllleiten besteht, in welche die Präzisionskreuzspulköpfe in mehreren Etagen eingebaut und verkabelt sind, wobei bevorzugt mehrere solcher Montageeinheiten zu einer vorzugsweise zweiseitigen Präzisionskreuzspulmaschine zusammengesetzt werden. Ein weiteres wesentliches Merkmal der Maschine ist die Art der Fadenführung oberhalb der Präzisionskreuzspulköpfe und die Verteilung der Fadenschar auf die einzelnen Spulstellen.
  • Die Fäden werden jeweils mit einem Umschlingungswinkel von weniger als 600 über an den Säulen befestigte Umlenkrollen mit einem solchen Biegeradius geführt, daß keine scharfen Umlenkungen auftreten. Ein zusätzliches Merkmal der Präzisionskreuzspulmaschine besteht nach Anspruch 11 darin, daß ein einziger Stelltransformator für die Spannungseinstellung an den Antriebsmotoren sämtlicher Präzisionskreuzspulköpfe vorgesehen ist und daß an jedem Einzelmotor zusätzlich ein Potentiometer zur Feinabstimmung der Fadenzugkraft - durch Schwächung der Spannung einer einzelnen Phase - angebracht ist.
  • Es sind im Stand der Technik Präzisionskreuzspulmaschinen bekannt, bei denen der Changierantrieb bei wachsendem Spulendurchmesser um eine zur ortsfest gelagerten Spulspindel parallele Schwenkachse auf einem Kreisbogen weggeschwenkt wird. Andererseits sind auch Präzisionskreuzspulmaschinen bekannt geworden, bei denen der Changierantrieb senkrecht zur Spulspindel geradlinig auf einer Führung parallel zu sich selbst verschiebbar gelagert ist (DE-OS 29 37 600, DE-OS 29 47 261). Die zuletzt genannten Präzisionskreuzspulmaschinen gelten nach Anspruch 12 als bevorzugt, da sie eine geringere vertikale Teilung benötigen und sich bei ihnen außerdem der Fadenzulaufwinkel am Changierfadenführer und damit die Spulverhältnisse während der gesamten Spulreise nur unwesentlich verändern. Um bei einem derartigen Präzisionskreuzspulkopf ein festes, jedoch an die Spulverhältnisse angepaßtes Drehzahlverhältnis zwischen der Spulspindel und der Antriebswelle der Changiereinrichtung einstellen zu können, wird die Ausführung der getrieblichen Verbindung nach der Merkmalskombination von Anspruch 13 bevorzugt, die sich im Hinblick auf das Aufspulen von Kohlenstoff- Faden und die Dämpfung der Bewegung des Changiergehäuseschlittens besonders bewährt hat.
  • Die erfindungsgemäße Präzisionskreuzspulmaschine hat wegen der stufenlos einstellbaren niedrigen Aufspulgeschwindigkeiten bei im wesentlichen konstanten,einstellbaren Fadenzugkräften ihr spezielles Anwendungsgebiet beim Aufspulen von Kohlenstoff-Fäden gemäß Anspruch 14. Ebenso lassen sich aber auch andere Endlosfäden, die nach einem Behandlungsverfahren mit extrem niedriger Geschwindigkeit anfallen, mit den erfindungsgemäßen Präzisionskreuzspulköpfen aufwinden.
  • Als Beispiel hierfür seien Prozesse erwähnt, bei denen Fäden beispielsweise umsponnen, latexiert oder andersweitig behandelt werden und in der vorhergegangenen Behandlungsstufe relativ lange Verweilzeiten verlangen.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung erläutert.
  • Im einzelnen zeigen: Fig. 1 die schematische Anordnung eines Spulkopfes einer Präzisionskreuzspulmaschine nach der Erfindung; Fig. 2 die Anordnung des Spulkopfes nach Fig. 1 von der Antriebsseite her; Fig. 3 den Querschnitt des Changiergehäuses eines Spulkopfes nach Fig. 1; Fig. 4 das Kennfeld eines Kurzschlußläufermotors Md = f (not) gemäß der Erfindung für eine festeingestellte Netzfrequenz; Fig. 5 das Schaltbild für die Einstellung der Fadenzugkraft des Antriebsmotors bei einer bestimmten Fadenliefergeschwindigkeit; Fig. 6 den Querschnitt einer Präzisionskreuzspulmaschine mit in Etagen angeordneten präzisionskreuzspulköpfen; Fig. 7 die Seitenansicht der Präzisionskreuzspulmaschine nach Fig. 6.
  • Die schematische Darstellung eines Präzisionskreuzspulkopfes nach Fig. 1 zeigt als wesentliche Elemente die Spulspindel 1, auf der am aus der Gehäusewand 2 der Präzisionskreuzspulmaschine auskragenden Ende ein Hülsenspannfutter sitzt, welches die Spulhülse 3 und die darauf gebildete Präzisionskreuzspule 4 trägt. Das andere Ende der Spulspindel 1 ist drehfest mit einer Topfscheibe 5 verbunden, über welche das erforderliche Drehmoment eingeleitet wird. In die Topfscheibe 5 ragt die Antriebswelle 6 des Antriebsmotors 7 hinein und treibt das Reibrad 8 an, das auf einer Schwinge 9 (Fig. 2) frei drehbar gelagert ist. Die Schwinge 9 ist in einem Langloch 10 radial verschiebbar und wird durch einen Kraftgeber 11 ausgelenkt. Dadurch wird das Reibrad 8 zwischen die Antriebswelle 6 des Motors 7 und den Innenrand 12 der Topfscheibe 5 gepreßt, so daß es das Drehmoment (Md) des Motors 7 reibschlüssig und praktisch schlupffrei überträgt, wobei die Motordrehzahl nmot über die Topfscheibe 5 mit einem großen Untersetzungsverhältnis auf die Spulspindel 1 übertragen wird. Der Antrieb der Kehrgewindewelle 13 im Changiergehäuse 14 steht in einem festen, über die gesamte Spulreise unveränderten Drehzahlverhältnis zur Spulspindel 1. Er erfolgt von einem auf der Spulspindel 1 drehfesten Getrieberad 15 mittels eines ersten Zahnriemens 16 auf eine frei drehbar gelagerte Zwischenwelle 17 mit den beiden drehfest verbundenen Getrieberädern 18 und 19. Die Zwischenwelle 17 ist bei der vorliegenden Ausführung an einem Träger 20 gelagert und auf einem Kreisbogen um die Spulspindel 1 zwangsgeführt. Die zweite Anlenkung der Zwischenwelle 17 erfolgt durch einen zweiten Träger 21, an dessen einem Ende das Getrieberad 19 auf der Zwischenwelle 17 und an dessen anderem Ende ein weiteres Getrieberad 22, das drehfest mit der Antriebswelle 23 der Kehrgewindewelle 13 verbunden ist, drehbar gelagert ist. Die Kraftübertragung zwischen den beiden Getrieberädern 19 und 22 erfolgt über einen zweiten Zahnriemen 24.
  • Aufgrund der beschriebenen getrieblichen Verbindung kann das Changiergehäuse 14 beim Anwachsen der Spule senkrecht zur Spulspindel 1 und geradlinig auf einer nicht näher dargegestellten Führung ausweichen. Die Bewegung der Changiereinrichtung ist schematisch durch den Pfeil 25 angedeutet.
  • Entsprechend der Bewegung der Antriebswelle 23 der Kehrgewindewelle 13 hat die Gehäusewand 2 einen entsprechenden Ausschnitt 26. Dieser ist durch eine Faltenbalgdichtung 27, die mit der Antriebswelle 23 hin- und herbewegt wird, abgedeckt. Dadurch wird verhindert, daß Staub, Schmutz oder irgendwelche Fremdkörper in den Raum hinter die Gehäusewand 2 gelangen. Dies ist besonders wichtig beim Aufspulen von Kohlenstoff-FädenE weil diese sehr spröde sind und an den Fadenführungsorganen zu Staubentwicklung durch Abrieb neigen, der sich bevorzugt an den geschmierten, drehenden Teilen absetzt.
  • Fig. 3 zeigt einen Querschnitt des Changiergehäuses 14.
  • Dargestellt ist die Kehrgewindewelle 13 und das von der Kehrgewindenut 28 angetriebene Schiffchen 29 des Changierfadenführers 30, der in einer Geradführung 31 hin- und herbewegt wird. Außerdem ist am Changiergehäuse 14 noch eine Weichwickelwelle 32 drehbar gelagert, die an den Umfang der Spule 4 angedrückt ist und dafür sorgt, daß der zulaufende Faden gleichmäßig auf den Umfang der von der achsangetriebenen Spulspindel 1 gebildeten Präzisionskreuzspule 4 und insbesondere zwischen den Hubumkehrbereichen abgelegt wird. Dazu wird die Schlepplänge des Fadens zwischen dem Fadenführungsorgan 33 des Changierfadenführers 30 und dem Ablagepunkt des Fadens am Spulenumfang durch die Anordnung der Weichwickelwelle 32 über die Spulreise konstant gehalten und ein gleichmäßiger Spulenaufbau erzielt.
  • Hervorzuheben ist insbesondere die Abdichtung des an der Geradführung 31 gebildeten Spaltes gegenüber dem Changierfadenführer 30 durch zwei flexible Dichtlippen 34, die diesen Spalt verschließen und an dem vorbeifahrenden Changierfadenführer 30 dichtend anliegen, so daß kein Staub oder Faserflug oder dergleichen in das Changiergehäuse 14 eindringen und zu Störungen führen kann.
  • Fig. 4 zeigt das Kennfeld mit der Drehmomentcharakteristik des erfindungsgemäßen Antriebsmotors 7, wobei das Drehmoment Md über der Drehzahl n des vorgesehenen Nutzbereiches während der Spulreise dargestellt ist. Diese Drehzahlen der Motorwelle 6 betragen im Höchstfall nmax - beim Anlegen des Fadens an eine auf dem Spannfutter frisch aufgespannte Leerhülse 3 mit dem Durchmesser hülse - und als niedrigste Drehzahl nmin - bei Fertigstellung einer Präzisionskreuzspule 4 mit dem gewünschten Spulendurchmesser dSpule Die zugehörigen Drehmomente Md liegen gleichzeitig auf der Kurve C . P . v Md = c'P.v n die bei vorausgesetzter, konstanter Fadenzugkraft P und Fadenliefergeschwindigkeit v und einer Konstanten c eine im wesentlichen hyperbolische Funktion - in Abhängigkeit von der MotordrehzS l - ist. Das Kennfeld des Motors 7 ist nun dadurch gegeben, daß das Drehmoment Md mit steigender Drehzahl nmot nach der durch die von der hyperbolischen Kurve gegebenen Momente Md bei den ausgewählten Drehzahlen nmax und nmin festgelegten Geraden abnimmt. Bei sämtlichen Betriebsdrehzahlen nmot zwischen den ausgewählten Drehzahlen nmax und nmin liegt eine Abweichung der zulässigen Momente d von nicht mehr als 20% nach oben und nach unten vor. Das durch die vier Punkte A, B, C und D definierte Kennfeld des Motors 7 ist in Fig. 4 schraffiert hervorgehoben.
  • Der Motor 7 mit einer Drehmomentcharakteristik entsprechend Fig.4 wird dadurch gesteuert, daß er bei einer bestimmten, im wesentlichen konstanten Fadenliefergeschwindigkeit bei mit dem Spulendurchmesser abnehmender Drehzahl der Spulspindel 1 die Fadenzugkraft selbsttätig auf einem im wesentlichen konstanten, durch die Ilotorspannung bestimmten Festwert hält, indem der Läufer des Motors 7 mit wachsendem Spulendurchmesser stärker in den Schlupf gezwungen wird.
  • Fig. 5 zeigt einen Schaltplan für den Anschluß des Antriebsmotors 7 eines Präzisionskreuzspulkopfes. Dabei ist mit der Bezugszahl 35 ein Drehstrom-Stelltransformator bezeichnet, der primärseitig mit der Netzspannung, beispielsweise 380 V, gespeist wird. Auf der Sekundärseite kann eine reduzierte Spannung von beispielsweise 0 bis 270 V eingestellt werden, wofür die material- und prozeßabhängige Fadenzugkraft P maßgebend ist und die Spannung um so höher gewählt wird, je größer die gewählte Fadenzugkraft P zum Aufspulen der Fäden ist An einem solchen Drehstrom-Stelltransformator 35 kann somit die Grundeinstellung der Fadenzugkraft P für die Gesamtheit der in einer Präzisionskreuzspulmaschine zusammengefaßten Spulköpfe 37 (Fig. 6) vorgenommen werden, so daß die Fadenzugkraft P und die Aufwickelgeschwindigkeit v sämtlicher Fäden an allen Spulstellen ungefähr gleich groß ist. Eine Feineinstellung erfolgt über einen verstellbaren Widerstand oder ein Potentiometer 36, das sekundärseitig jedem einzelnen Präzisionsspulkopf zugeordnet ist und mit dem durch Schwächung einer einzelnen Phase der Stromzuführung eine individuelle Abgleichung von Fadenspannungen an der Präzisionskreuzspulmaschine vorgenommen werden kann.
  • Fig. 6 zeigt den Querschnitt einer Präzisionskreuzspulmaschine mit in mehreren Etagen übereinander angeordneten Präzisionskreuzspulköpfen 37, die in säulenartigen, durch Bleche 38 verkleideten Maschinenständern 39 angeordnet sind. Aus diesen kragen über die seitlichen Gehäusewände 2 im wesentlichen nur die Spulspindeln 1 mit den aufgespannten Spulenhülsen 3, den Präzisionskreuzspulen 4 und den Changiergehäusen 14 seitlich heraus, während sämtliche Antriebselemente hinter den Seitenwänden 2 - wie bei Fig. 1 beschrieben - gegen Eindringen von Schmutz gekapselt angeordnet sind.
  • Im vorliegenden Fall ist die Anordnung so getroffen, daß aufgrund der horizontalen Führung des Changiergehäuses 14 und der daraus resultierenden kompakten Bauform des Präzisionskreuzspulkopfes 37 fünf derartige Spulköpfe im einfach zugänglichen, vertikalen Arbeitsbereich des Bedienungspersonals angeordnet sind. Diese Spulköpfe sind auf gleichen horizontalen Ebenen in Rücken-an-Rücken-Anordnung montiert, so daß bei gleichartiger Bauweise der Spulköpfe 37 im Bedienungsgang rechts neben der Präzisionskreuzspulmaschine - von vorne gesehen - die Spulspindeln 1 beispielsweise hinter den Changiergehäusen 14 und im linken Bedienungsgang vor den Changiergehäusen 14 liegen.
  • Oben auf den Maschinenständern 39 sind für die einzelnen Maschinenfelder T-förmig auskragende Konsolen 40 montiert, auf denen die Fadenleitorgane 41, vorzugsweise frei drehbar gelagerte Uberlaufrollen, für die auf einer Maschinenseite aufzuspulende Fadenschar 43, befestigt sind.
  • Die Seitenansicht der Präzisionskreuzspulmaschine nach Fig.
  • 6 ist in Fig. 7 schematisch in Form eines Maschinenfeldes gezeigt. Dieses erstreckt sich zwischen zwei Maschinenträgern 39 und umfaßt z.B. in drei von Rohren gebildeten, säulenartigen Montageeinheiten 42 zu jeweils fünf übereinander angeordneten Präzisionskreuzspulköpfen 37 auf jeder Maschinenseite insgesamt 15 Spulköpfe.
  • Fig. 7 zeigt außerdem, wie die über die Fadenleitorgane 41 geführte Fadenschar 43 vereinzelt und die Fäden 44 zu den Präzisionskreuzspulköpfen 37 hingeführt werden. Bei Kohlenstoff-Fäden haben die Einzelfäden 44 nach dem PAN-Prozeß, bei dem diese aus Polyacrylnitril-Endlosfilamenten gewonnen werden, Gesamttiter zwischen 1.600 und 20.000 dtex bei einer Zahl von 3.000 bis 36.000 Filamenten. Diese Zahlen schwanken von Hersteller zu Hersteller. Beim Pitch-Prozeß liegen die Gesamtti der aufzuspulenden Fäden bei 2.800 und 5.600 dtex, wobei jeweils 2.000 bzw. 4.000 Filamente zu einem Kohlenstoff-Faden 44 aufgespult werden.
  • Die Verteilung der einer Montageeinheit 42 zugeführten Fadenschar 43 erfolgt über mehrere Umlenkrollen 45, die untereinander und seitlich auskragend an den Maschinenständern 39 bzw. an den vertikalen Trägern der Montageeinheiten 42 befestigt sind. Diese Umlenkrollen 45 haben einen relativ großen Durchmesser von etwa 50 mm oder darüber und sind hinsichtlich der jeweils zugeordneten Spulspindeln 1 derart gestaffelt, daß der Umschlingungswinkel der letzten ° Umlenkrolle 45 vorzugsweise unter 60 liegt, so daß an den Fadenleitorganen bis hin zum Changierfadenführer 30 und zur Weichwickelwelle 32 kerne scharfe Umlenkung entsteht, insbesondere weil auch der Fadeneinlaufwinkel am Changierfadenführer 30 - wegen der im wesentlichen horizontalen Bewegung des Changiergehäuses 14 - sich während der gesamten Spulreise nur unwesentlich ändert.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der beschriebenen Präzisionskreuzspulmaschine für Kohlenstoff-Fäden wurde die Anordnung der Spulköpfe 37 wie in den Figuren 6 und 7 getroffen.
  • Der vertikale Teilungsabstand der Spulspindeln 1 betrug 250 mm, wobei davon ausgegangen wurde, daß auf Spannfuttern mit 75 mm Durchinesser (~innerer Spulenhülsendurchmesser) Präzisionskreuzspulen 4 mit 220 mm max. Außendurchmesser hergestellt werden können. Der Teilungsabstand der Montageeinheiten 42 betrug jeweils 370 mm bzw. der Mittenabstand zwischen den Maschinenträgern 39 eines Maschinenfeldes etwa 1.260 mm. Die Umlenkrollen 45 hatten einen Durchmesser von 60 mm. Die Präzisionskreuzspulköpfe 37 wurden so ausgelegt, daß die anfallenden Kohlenstoff-Fäden 44 - nach dem PAN-Prozeß - mit Geschwindigkeiten v zwischen etwa 0,5 und 10 m/min geliefert werden können und - je nach Filamentzahl und Gesamttiter des Fadens 44 - mit einer annähernd konstanten Fadenzugkraft P zwischen 300 und 1.000 cN aufgespult werden. Die hierbei auftretenden Drehzahlen der Spulspindel 1 liegen beim Anlegen der Fäden bei Höchstwerten zwischen 2 und 40 min 1 bzw. bei Kleinstwerten bei Spulengrößen von ca.
  • 220 mm Durchmesser von 0,8 und 15 min 1. Bei einem Ubersetzungsverhältnis des Reibradgetriebes zwischen Motorwelle 6 und Spulspindel 1 von i = 23 ergeben sich maximale Drehzahlen der Welle 6 des Antriebsmotors 7 zwischen 46 und 920 min und minimale Drehzahlen zwischen 18 und 345 min weshalb polumschaltbare Motoren mit 4 bzw. 8 Polpaaren verwendet werden. Für die extrem niedrigen Drehzahlen der Spulspindel wurde konstruktiv die Möglichkeit des Einbaus einer Zusatzuntersetzung vorgesehen. Die verwendeten Kurzschlußläufermotoren 7 erfüllten die Anforderungen des in Fig. 4 näher bezeichneten Kennfeldes und konnten im Spulbetrieb so eingestellt werden, daß die Fadenspannung P -auch ohne Verwendung einer Tänzerarmsteuerung und aufwendiger Regelmotoren - in hinreichend engen Grenzen konstant gehalten werden konnte. Durch die Robustheit und Wartungsfreiheit der Motoren 7 in Verbindung mit der Abdichtung der angetriebenen Maschinenteile (Changierung) gegenüber den Antriebselementen erwies sich die beschriebene Präzisionskreuzspulmaschine zum Aufspulen von Kohlenstoff-Fäden im Dauerbetrieb als sehr gut geeignet.
  • BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Spulspindel 2 Gehäusewand, Slaschinenseitenwand 3 Spulenhülse 4 Präzisionskreuzspule 5 Topfscheibe 6 Antriebswelle, Motorwelle 7 Antriebsmotor, Kurzschlußläufermotor 8 Reibrad 9 Schwinge 10 Langloch 11 Kraftgeber 12 Innenrand der Topfscheibe 5 13 Kehrgewindewelle 14 Changiergehäuse 15 Getrieberad (auf Spulspindel 1) 16 Zahnriemen 17 Zwischenwelle 18 Getrieberad auf Zwischenwelle 17 1-9 Getrieberad auf Zwischenwelle 17 20 Träger zwischen Spulspindel und Zwischenwelle 21 Träger zwischen Zwischenwelle und Kehrgewindewelle 22 Getrieberad 23 Antriebswelle der Kehrgewindewelle 24 Zahnriemen 25 Pfeil, Bewegung der Changiereinrichtung 26 Schlitz, Ausschnitt in Gehäusewand 2 27 Faltenbalgdichtung 28 Kehrgewindenut in Kehrgewindewelle 13 29 Schiffchen 30 Changierfadenführer 31 Geradführung 32 Weichwickelwelle 33 Fadenführungsorgan 34 Dichtlippe 35 Drehstrom-Stelltransformator 36 Potentiometer, einstellbarer Widerstand 37 Präzisionskreuzspulkopf, Spulkopf 38 Blech, Verkleidung 39 Maschinenständer 40 Konsole 41 Fadenleitorgan 42 Montageeinheit 43 Fadenschar 44 Faden, Einzelfaden 45 Umlenkrolle Leerseite

Claims (14)

  1. Ansprüche 1. Präzisionskreuzspulmaschine zum Aufspulen von mit konstanter Geschwindigkeit, sehr langsam angelieferten Endlosfäden, die mit Geschwindigkeiten von weniger als 50 m/min anfallen und mit im wesentlichen konstanter Faden zum kraft von einer durch einen Drehstrommotor achsangetriebenen Spulspindel auf einer darauf aufgespannten Spulenhülse aufgewickelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehstrommotor ein Kurzschlußläufermotor (7) mit erhöhtem Innenwiderstand ist, der in seinem Nutzbereich zwischen der größten Drehzahl nmax und der kleinsten Drehzahl nmin der Motorwelle (6) mit einer solchen Drehmomentcharakteristik ausgelegt ist, daß bei Vorgabe einer bestimmten Frequenz das Drehmoment Md mit steigender Drehzahl n nach der Funktion abnimmt, und zwar mit einer Abweichung von nicht mehr als 20%, vorzugsweise nicht mehr als 15%, wobei Md das Drehmoment an der Motorwelle, P die gewünschte Fadenzugkraft, v die Fadenliefergeschwindigkeit, k eine von der Frequenz und sonstigen Spulparametern abhängige Konstante, n die Drehzahl der Motorwelle im Nutzbereich des Motors, nmax die größte Drehzahl der Motorwelle (beim Anlegen des Fadens an die Spulenhülse) und nmin die geringste Drehzahl der Motorwelle (bei Fertigstellung einer Spule mit bestimmtem Durchmesser) sind.
  2. 2. Präzisionskreuzspulmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorwelle (6) mit der Spulspindel (1) durch ein Getriebe mit großem Untersetzungsverhältnis, insbesondere ein Reibradgetriebe (1, 5; 6, 8), verbunden ist.
  3. 3. Präzisionskreuzspulmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulspindel (1) an ihrem dem auskragenden Hülsenspannfutter gegenüber liegenden Ende eine drehfest montierte Topfscheibe (5) trägt, an deren randförmigen Innenumfang (12) ein auf einer Schwinge (9) gelagertes und von der Motorwelle (6) angetriebenes Zwischenrad (8) reibschlüssig angepreßt ist und das Drehmoment des Motors (7) auf die Spulspindel (1) überträgt.
  4. 4. Präzisionskreuzspulmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulgeschwindigkeit sich bei konstantem Drehmoment Md zwischen 0 und 30 m/min, insbesondere zwischen 0,05 und 20 m/min auf einen im wesentlichen konstanten Festwert stufenlos einstellen läßt.
  5. 5. Präzisionskreuzspulmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Kurzschlußläufermotors (7), insbesondere hinsichtlich der Grundeinstellung der Fadenzugkraft P bei einer bestimmten Fadenliefer- geschwindigkeit v, durch einen Stelltransformator (35) erfolgt, indem die Speisespannung für den Motor (7) verändert wird.
  6. 6. Präzisionskreuzspulmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Kurzschlußläufermotors (7)durch eine zusätzliche Schwächung einer der drei Phasen des Netzanschlusses des Motors (7) erfolgt, indem ein veränderbarer Widerstand (36) in einer der Stromzuführungen vorgesehen ist.
  7. 7. Präzisionskreuzspulmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, insbesondere mit einem aus einer Kehrgewindewelle und einem von dieser angetriebenen Changierfadenführer bestehenden Changierantrieb, die in einem Changiergehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Changiergehäuse (14) herausragende und von der Kehrgewindewelle (13) in einer Geradführung (31) hin- und herbewegte Changierfadenführer (30) durch flexible Dichtlippen (34), die sich längs der Geradführung (31) erstrecken, gegenüber dem Innenraum des Changiergehäuses (14) abgedichtet ist.
  8. 8. Präzisionskreuzspulmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe des mit der Spulspindel (1) reibschlüssig verbundenen Changierantriebs (13, 23) durch eine am Spulkopfgehäuse oder einer Gehäusewand (2) befestigte und mit dem Changierantrieb (13, 23) verfahrbare Faltdichtung (27), wie beispielsweise einen Faltenbalg oder dgl. gegen Eindringen von Staub oder Fremdkörpern abgedichtet ist.
  9. 9. Präzisionskreuzspulmaschine mit Präzisionskreuzspulköpfen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl, vorzugsweise vier bis sechs Spulköpfe (37), von Einzelmotoren (7) angetrieben und in mehreren Etagen übereinander in säulenartigen Montage einheiten (42) eingebaut und verkabelt sind, die insbesondere nebeneinander sowie Rücken an Rücken in Maschinenständern (39) zu einer Spulmaschine zusammengesetzt sind, und daß die oberhalb der Spulköpfe (37) als Schar (43) geführten Fäden (44) von T-förmig auskragenden, am Kopf jedes Maschinenfeldes angeordneten Fadenleitorganen (41) verteilt werden, indem die einzelnen Fäden (44) mit kleinem Umschlingungswinkel über an den senkrechten Säulen der Montageeinheiten (42) oder der Maschinenständer (39) befestigte Umlenkrollen (45) mit großem Umlenkradius zu den zugeordneten Spulstellen geführt werden.
  10. 10. Präzisionskreuzspulmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen (45) einen Durchmesser von mehr als 50 mm aufweisen und der Umschlingungswinkel weniger ° als 90 , vorzugsweise weniger als 60 beträgt.
  11. 11. Präzisionskreuzspulmaschine, insbesondere mit Präzisionskreuzspulköpfen nach den Ansprüchen 5 rund'6, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziger Stelltransformator (35) für die Gesamtheit der Motoren (7) der Spulköpfe (37) und an jedem Einzelmotor (7) ein Potentiometer (36) zur Feinabstimmung der Fadenzugkraft P bei einer bestimmten Fadenliefergeschwindigkeit v vorhanden ist.
  12. 12. Präzisionskreuzspulmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulspindel (1) ortsfest auskragend gelagert und der mit ihr getrieblich verbundene Changierantrieb (13, 23) senkrecht zur Spulspindel (1) auf einer geraden Führungsbahn (25) und parallel zu sich selbst verschiebbar gelagert ist.
  13. 13. Präzisionskreuzspulmaschine insbesondere nach Anspruch 12p dadurch gekennzeichnet, daß die getriebliche Verbindung zwischen Spulspindel (1) und Kehrgewindewelle (13) der Changiereinrichtung (13, 29 bis 30) über ein an einem Träger (20) auf einer Zwischenwelle (17) frei drehbar gelagertes Getrieberad (18) erfolgt, daß der Träger (20) auf einem Kreisbogen um die Spulspindel (1) einerseits und die Zwischenwelle (17) andererseits auf einem Kreisbogen um die in einer geradlinigen Führung (25) parallel zu sich selbst bewegte Kehrgewindewelle (13) zwangsgeführt ist, die mit dem Getrieberad (18 bzw. 19) durch einen zweiten Träger (21) mit festem, einstellbarem Abstand verbunden ist, und daß die Kraftübertragung von der Spulspindel (1) zu dem Getrieberad (18) und von dem Getrieberad (19) zu der Kehrgewindewelle (13) durch Zahnriemen (16, 24) formschlüssig erfolgt.
  14. 14. Anwendung einer Präzisionskreuzspulmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 zum Aufspulen von Rohlenstoff-Fden bei Fadenliefergeschwindigkeiten von weniger als 30 m/min, insbesondere weniger als 20 m/min und Fadenzugkräften von weniger als 1 000 cN, vorzugsweise weniger als 400 cN.
DE19833307667 1982-03-10 1983-03-04 Praezisionskreuzspulmaschine Withdrawn DE3307667A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19833307667 DE3307667A1 (de) 1982-03-10 1983-03-04 Praezisionskreuzspulmaschine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3208549 1982-03-10
DE19833307667 DE3307667A1 (de) 1982-03-10 1983-03-04 Praezisionskreuzspulmaschine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3307667A1 true DE3307667A1 (de) 1983-09-22

Family

ID=25800181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19833307667 Withdrawn DE3307667A1 (de) 1982-03-10 1983-03-04 Praezisionskreuzspulmaschine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3307667A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103266412A (zh) * 2013-05-31 2013-08-28 常州市润源经编机械有限公司 经编机碳纤维纱用导向辊结构
CN111575897A (zh) * 2020-05-25 2020-08-25 嘉兴万邦宏新材料科技有限公司 经编机纱线张力器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103266412A (zh) * 2013-05-31 2013-08-28 常州市润源经编机械有限公司 经编机碳纤维纱用导向辊结构
CN103266412B (zh) * 2013-05-31 2014-08-06 常州市润源经编机械有限公司 经编机碳纤维纱用导向辊结构
CN111575897A (zh) * 2020-05-25 2020-08-25 嘉兴万邦宏新材料科技有限公司 经编机纱线张力器
CN111575897B (zh) * 2020-05-25 2021-08-17 嘉兴博睿创业服务有限公司 经编机纱线张力器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0114642B1 (de) Aufspulmaschine
EP0302461B1 (de) Vorrichtung zur Fadenverlegung auf einer Kreuzspule
AT502782B1 (de) Bandaufwickelverfahren
EP0950627A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln eines mit konstanter Geschwindigkeit gelieferten Fadens auf eine Spule
EP0055849A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Garnspulen
DE102011114025A1 (de) Aufspulmaschine
DE2038067A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Texturieren von Garnen
DD158636A5 (de) Vorrichtung zum aufspulen eines fadens oder dergleichen auf eine spulenhuelse mittels einer kehrgewindewalze
DE3307667A1 (de) Praezisionskreuzspulmaschine
DE3513796C2 (de)
DE19916669A1 (de) Vorrichtung zum Aufspulen von Fäden auf Spulen mit wilder Kreuzwicklung
EP0088993B1 (de) Verseileinrichtung für Verseilmaschinen, insbesondere Vorverdrall- und Abzugeinrichtung
DE3045713C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines optischen Kabels
DE2159646A1 (de) Vorrichtung zum Verdrillen von Drahten
DE2144282A1 (de) Vorrichtung zum Verstrecken von Fäden
EP1209114B1 (de) Vorrichtung zur Fadenverlegung beim Aufwickeln eines Fadens auf eine Spule
EP2625128B1 (de) Aufspulmaschine und zahnriemen
EP0732441A2 (de) Verseilmaschine
DE1816271A1 (de) Schnellaufende Kreuzspuleinrichtung
DE8206582U1 (de) "praezisionskreuzspulmaschine"
EP1626024A1 (de) Changiervorrichtung an Spinnmaschine
DE2406641A1 (de) Aufwickelvorrichtung mit automatischem wechsel von huelsen
EP0752385B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Changieren von faden- oder bändchenförmigem Spulgut
EP1219559B1 (de) Fadenverlegung für eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens auf eine Spule
DE3307915A1 (de) Aufspulmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: BARMAG AG, 5630 REMSCHEID, DE

8139 Disposal/non-payment of the annual fee