DE3616362A1 - Verfahren zum aufwickeln eines fadens zu einer kreuzspule - Google Patents
Verfahren zum aufwickeln eines fadens zu einer kreuzspuleInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
einer zylindrischen Kreuzspule in wilder Wicklung aus einem
Faden, insbesondere aus einem texturierten, insbesondere
falschzwirn-texturierten Faden. Dabei können die Stirn
flächen derartiger zylindrischer Kreuzspulen in einer
Normalebene liegen (Wicklung mit geraden Stirnflächen) oder
relativ zu dieser Normalebene abgeböscht sein (bikonische
Wicklung).
Als Kreuzspule in wilder Wicklung wird in dieser Anmeldung
eine Kreuzspule bezeichnet, deren Spulverhältnis im Verlauf
der Spulreise stetig oder in Sprüngen variabel ist. Mit
"Spulverhältnis" wird dabei das Verhältnis der Spuldrehzahl
NS (Umdrehungen der Spule pro Minute) zu der Changier
geschwindigkeit DH (Anzahl der Doppelhübe pro Minute)
bezeichnet.
Spulen der eingangs definierten Art sind in DIN 61800
beschrieben. Sie werden auf Kreuzspulvorrichtungen von
Texturiermaschinen hergestellt. Die Fäden haben dort auf
grund ihrer Behandlung, insbesondere Falschzwirntexturier
behandlung kräuselelastische Eigenschaften.
Die gegenwärtige technische Entwicklung zielt auf größere
Spulen sowie auf die Erhöhung der Ablaufgeschwindigkeit in
den Weiterverarbeitungsmaschinen ab.
Zur Vermeidung der Wülste an den Spulenenden ist es bekannt,
den Changierhub durch Atmung, d.h. periodische Verkürzung
und Verlängerung im Endbereich dieser Wülste zu modifi
zieren.
Bekannt ist auch, daß bei der Herstellung von Kreuzspulen
eine Spiegelstörung erfolgen sollte. Als Spiegel wird die
Erscheinung der Spule bezeichnet, bei der sich in aufein
anderfolgenden Wicklungslagen des Fadens gleichgerichtete
Fadenstücke mehr oder weniger genau aufeinanderlegen. Die
Symptome derartiger Spiegel werden üblicherweise dadurch
vermieden, daß die Changiergeschwindigkeit, die als Anzahl
der Hin- und Herbewegungen (Doppelhübe) des Changierfaden
führers pro Zeiteinheit angegeben wird, zwischen einer Ober
und Untergrenze ständig verkleinert und vergrößert wird.
Bekannt ist auch, daß die Zugkraft, mit der der Faden auf
die Spule aufgewickelt worden ist, ein besonderes Kriterium
für gute Ablaufeigenschaften ist. Es kommt insbesondere auf
die Gleichmäßigkeit dieser Zugkraft über die Fadenlänge und
über die Länge der Spule an. Um eine gleichmäßige Fadenspan
nung zu gewährleisten, ist auch bekannt, daß Atmung und
Spiegelstörung derart synchron erfolgen, daß Änderungen der
Changiergeschwindigkeit, die durch Änderungen des Faden
führerhubes erfolgen, durch die Änderungen zum Zwecke der
Spiegelstörung kompensiert werden.
Bei systematischen Untersuchungen zum Ablaufverhalten von
Spulen wurde überraschend herausgefunden, daß eine
Abflachung des zylindrischen Mantelflächenbereichs der
Kreuzspule auf der von der Abzugsseite des Fadens abge
wandten Seite eine wesentliche Verbesserung der Ablaufeigen
schaften des Fadens mit sich bringt. Dagegen hatten wulst
förmige Verdickungen der Spule auf der Fadenabzugseite,
insbesondere durch unvermeidliche Ablage einer zu großen
Fadenmenge im Bereich der Hubumkehr keine nachteiligen
Folgen. Dieses Ergebnis war völlig unerwartet, und zwar
deshalb, weil aufgrund der bekannten Erfahrungen mit dem
Ablaufverhalten der Fäden von kegeligen Spulen gerade mit
dem entgegengesetzten Ergebnis gerechnet worden war.
Es sei erwähnt, daß es sich bei der Abflachung des zylin
drischen Mantelflächenbereichs der Kreuzspule nicht um eine
schräge Stirnfläche handelt, wie sie bei der Herstellung
einer bikonischen Kreuzspule durch eine gleichmäßige
Verringerung des Fadenführerhubs erhalten wird, sondern um
eine bewußt herbeigeführte, insbesondere stetige Durchmes
serverringerung an zumindest dem Ende des zylindrischen
Spulbereichs, das der Fadenabzugseite gegenüberliegt.
Bei Spulen, die eine Fadenreservewicklung zum Verbinden des
Fadenanfangs einer Spule mit dem Fadenende einer Folgespule
haben, liegt die Abflachung auf der Seite der Spule, auf der
die Fadenreserve liegt.
Die Fadenabzugseite einer Spule ist ferner dadurch defi
niert, daß die Spulenhülsen auf ihrer der Fadenabzugseite
zugewandten Stirnseite eine abgerundete Kante aufweisen.
Die Herstellung derartiger Spulen läßt sich vor allem
dadurch bewerkstelligen, daß bei Kreuzspulvorrichtungen,
deren Changiereinrichtungen neben der Möglichkeit der Bild
störung zur Verbesserung des Kantenaufbaus Einrichtungen zur
zyklischen Verkürzung und Verlängerung des Fadenführungshubs
(Atmung) aufweisen, die Länge der Atmungshübe wesentlich
erhöht wird, beispielsweise auf etwa 20 mm Hubminderung an
einem oder beiden Hubenden bei einem Grundhub des Changier
fadenführers von 250 mm.
Spulen, die auf diese Weise erzeugt werden, hatten jedoch
relativ weiche Stirnflächen. Das ist je nach Art der Weiter
bearbeitung unerwünscht, da weiche Spulen leichter beschä
digt werden als harte Spulen. Somit erwiesen sich die Spulen
mit abgeflachten Enden in vielen Fällen, insbesondere wegen
der entstehenden Transport- und Handling-Probleme, trotz
ihrer günstigen Ablaufeigenschaften als ungünstig.
Durch die EP-Anmeldung 85 1 09 799.8 konnten die Vorteile der
Spulen mit abgeflachten Enden aufrechterhalten und gleich
zeitig eine zu große Weichheit der Spulenenden vermieden und
eine Spule mit erwünschter, einstellbarer Härte bei gleich
wohl hervorragenden Ablaufeigenschaften erzeugt werden.
Dabei geht die EP-Anmeldung 85 1 09 799.8 von dem durch EP-PS
27 173 = US-PS 43 25 517 bekannten Verfahren aus, bei dem
der Atmungshub als Differenz zwischen der maximalen und der
geringsten Hublänge von einem Atmungszyklus zum anderen
synchron mit der Spiegelstörung fortlaufend verändert wird
(Bag. 1157). Dieses Verfahren hat eine wesentliche Ver
gleichmäßigung des Spulenaufbaus und Verbesserung der
Ablaufeigenschaften gebracht.
Durch Anspruch 1 wird die Aufgabe gelöst, Spulen mit großem
Durchmesser und großer Spulenlänge herzustellen, die bei
hohen Abzugsgeschwindigkeiten von 1000 m/min und mehr einen
störungsfreien Ablauf des Fadens über Kopf gewährleisten,
die überdies eine stabile zylindrische Form haben und die
mit gleichmäßiger, von der Changierbewegung und der Spiegel
störung unabhängiger Fadenspännung aufgewickelt sind.
Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können an zylindrischen
Kreuzspulen mit geraden Stirnflächen und solchen mit im
Längsschnitt schrägen Stirnflächen (bikonische Spulen) ange
wandt werden.
Das Verfahren nach dieser Erfindung zeichnet sich dadurch
aus, daß allenfalls zwei Atmungshübe von unterschiedlicher
Größe, vorzugsweise aber nur gleich große Atmungshübe in
ständigem Wechsel durchgeführt werden. Dabei folgt die
Atmungskurve zwischen den inneren Endpunkten und den äußeren
Endpunkten des Changierhubes einem Wellenverlauf mit para
belähnlichen Tälern, wobei der Scheitelpunkt der Atmungs
kurve auf dem äußeren Endpunkt des Changierhubes liegt und
dort die Steigung Null hat. Die Umkehr der Atmungskurven in
den inneren Endpunkten erfolgt im wesentlichen unstetig,
indem die parabelförmigen Äste der Atmungskurve mit abneh
mendem Changierhub und die Aste der Atmungskurve mit zuneh
mendem Changierhub in dem jeweiligen inneren Endpunkt des
Changierhubes spitz ineinanderlaufen.
Unter Atmungskurve wird im Rahmen dieser Anmeldung das zeit
liche Bewegungsgesetz des Endpunktes des Changierhubes mit
der Verkürzung des Changierhubs (Atmungshub) als Ordinate
und der Zeit als Abszisse bezeichnet. Der Atmungshub ist die
an einem Ende der Spule durchgeführte, zeitweilige Verkür
zung des Changierhubs gegenüber dem Grund-Changierhub, so
daß bei Atmung an beiden Enden der Spule die Gleichungen
gelten:
2×maximaler Atmungshub= (Changierhub zwischen den äußeren Endpunkten)
- (Changierhub zwischen den inneren Endpunkten) 2×maximaler Atmungshub= maximaler Changierhub - minimaler Changierhub und 2×Atmungshub= maximaler Changierhub - aktueller Changierhub
- (Changierhub zwischen den inneren Endpunkten) 2×maximaler Atmungshub= maximaler Changierhub - minimaler Changierhub und 2×Atmungshub= maximaler Changierhub - aktueller Changierhub
Dabei wird der Changierpunkt zwischen den äußeren Endpunkten
als Grund-Changierhub bezeichnet. Zur Herstellung einer
bikonischen Spule wird auch der Grund-Changierhub ständig
verkleinert gegenüber dem Anfangs-Changierhub. Der Anfangs-
Changierhub ist der größte Changierhub der Spulreise. Er
wird zu Anfang der Spulreise gefahren und bestimmt die Länge
der Spule.
Die Atmungskurve hat also im Atmungshub-Zeit-Diagramm einen
parabelähnlichen Verlauf und dieser Verlauf ist so bestimmt,
daß die im Umkehrbereich der Changierung abgelegte Faden
menge über den Umkehrbereich gleichmäßig verteilt wird. Es
entsteht mithin an den Spulenenden, an denen die Atmung
durchgeführt wird, ein - theoretisch - geringfügig verdick
tes Spulenende, das jedoch nicht - wie bisher - die Form
einer Ringwulst hat, sondern genau zylindrisch ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs
beispielen und anhand von Vorrichtungen, mit denen die
Erfindung ausgeführt werden kann, erläutert.
Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens
auf eine Spule nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Bei
dieser Figur wird Bezug genommen auf die US-PS 37 30 448,
die mit Fig. 3 des deutschen Patents 19 16 580 im wesent
lichen übereinstimmt. Zu den Bezugsziffern in Fig. 3 der
US-PS 37 30 448 wurde jeweils 100 zur Kennzeichnung iden
tischer Teile in Fig. 7 dieser Erfindung hinzugezählt.
Kurze Beschreibung:
In Fig. 7 wird auf Spulenhülse 101 eine Spule 102 gebildet. Die Spule wird von Reibwalze 105 auf Welle 106 angetrieben. Die Welle wird von Motor 50 über einen Frequenzwandler 51 angetrieben. Die Changiereinrichtung 107 besteht aus einem Fadenführer 108 mit Winkelhebel 109, der auf Zapfen 110 drehbar gelagert ist. Der Zapfen 110 ist an einem Schlitten 111 befestigt, der von Gleitschuh 113 angetrieben wird. Der Gleitschuh 113 bewegt sich in einer schrauben- oder spiral förmigen Nut 114 auf Kurventrommel 115. In der Führungs schiene 118 wird der Kulissenstein 117 geführt, der am Zapfen 116 am anderen Ende des Winkelhebels 109 drehbar gelagert ist. Die Führungsschiene 118 ist im Drehpunkt 120 drehbar gelagert. Der Changierhub des Fadenführers 108 ist von der Schräglage der Führungsschiene 118 abhängig.
In Fig. 7 wird auf Spulenhülse 101 eine Spule 102 gebildet. Die Spule wird von Reibwalze 105 auf Welle 106 angetrieben. Die Welle wird von Motor 50 über einen Frequenzwandler 51 angetrieben. Die Changiereinrichtung 107 besteht aus einem Fadenführer 108 mit Winkelhebel 109, der auf Zapfen 110 drehbar gelagert ist. Der Zapfen 110 ist an einem Schlitten 111 befestigt, der von Gleitschuh 113 angetrieben wird. Der Gleitschuh 113 bewegt sich in einer schrauben- oder spiral förmigen Nut 114 auf Kurventrommel 115. In der Führungs schiene 118 wird der Kulissenstein 117 geführt, der am Zapfen 116 am anderen Ende des Winkelhebels 109 drehbar gelagert ist. Die Führungsschiene 118 ist im Drehpunkt 120 drehbar gelagert. Der Changierhub des Fadenführers 108 ist von der Schräglage der Führungsschiene 118 abhängig.
Zur Einstellung der Schräglage der Führungsschiene 118 dient
Nockenkopf 135, der an der Stange 126 befestigt ist. Stange
126 ist einer Reihe von nebeneinander angeordneten Aufwik
keleinheiten zugeordnet und besitzt einen Zentralantrieb,
der weiter unten beschrieben wird. Die Arbeitsfläche 136 des
Nockenkopfes 135 wirkt auf Führungsschiene 118 über Übertra
gungsnocken 128 und Übertragungsglied 129 und bestimmt somit
die Schräglage der Führungsschiene 118 und folglich die
Länge des Changierhubs. Mit Hilfe des Übertragungsgliedes
129 werden Spulen 102 mit bikonischen Enden hergestellt,
indem der Changierhub in Abhängigkeit vom wachsenden Durch
messer der Spule 102 verkürzt wird. In diesem Zusammenhang
wird auf die Beschreibung der obengenannten US-Patentschrift
37 30 448 Bezug genommen. Zur Herstellung von Spulen mit
geraden Kanten wird die Führungsschiene 118 nach links
bewegt und arretiert (hierauf wird später eingegangen), so
daß Nockenkopf 123 über seine Arbeitsfläche 137 mit Schulter
138 an Führungsschiene 118 in Wirkverbindung steht. In
dieser Stellung ist das Übertragungsglied 129 aufgrund der
stärkeren Schräglage der Führungsschiene 118 außer Betrieb.
Zusätzlich zu dem, was in Fig. 3 der US-PS 37 30 448 gezeigt
wird, werden im linken Teil der Fig. 5 dieser Beschreibung
Vorrichtungen zum Antrieb und zur Einstellung der Schiene
126 dargestellt. Diese (schematisch dargestellten) Vorrich
tungen bestehen aus einer Programmeinheit 18, einem
Signal/Stromwandler 19, einem Elektromagneten 20, dessen
Magnetkraft auf ein hydraulisches Steuerventil 21, eine
Feder 22 und auf den Kolben der Zylinder-Kolben-Einheit 23
übertragen wird. Die Kolbenstange 24 ist mit dem Ende der
Verstellstange 126 verbunden. Die aus Magnet 20, Steuer
ventil 21, Feder 22 und Zylinder-Kolben-Einheit 23 bestehen
de Gruppe ist auf Schlitten 25 angeordnet. Diese Gruppe wird
als Einheit 26 in Fig. 6 im Detail dargestellt.
Die Einheit 26 umfaßt den Elektromagneten 20, das hydrau
lische Steuerventil 21, die Feder 22 und die Zylinder-
Kolben-Einheit 23. Der Eisenkern 27 des Magneten 20 wirkt
auf Kolbenstange 28 des Steuerventils 21. Die Kolbenstange
28 besitzt drei Steuerbünde 29, 30, 31, die zur Steuerung
der Verbindungsleitungen zwischen Pumpe 32, Tank 33 und der
Rückseite 34 der Zylinder-Kolben-Einheit 23 dienen. Die
Feder 22 wirkt über eine entsprechende Federplatte 35 auf
die andere Seite der Kolbenstange 28. Das andere Ende der
Feder 22 wirkt auf die Federplatte 36 und den Kolben 37 der
Zylinder-Kolben-Einheit 23. Der Kolben 37 ist ein Differen
tialkolben, da seine Stirnfläche 38 durch die Fläche der
Kolbenstange 24 verkleinert wird. Die Stirnfläche 38 des
Kolbens 37 ist mit der Pumpe 32 über Kanal 39 ständig
verbunden. Die Rückseite 34 des Kolbens 37 ist sowohl mit
der Pumpe 32 über Kanal 40 als auch mit dem Tank 33 über
Kanal 41 verbunden. Diese Verbindung wird durch Verschieben
des Steuerbundes 30 gesteuert, der den Kanal 41 sowohl mit
Kanal 40 als auch mit Kanal 42 verbindet.
Der eine Arm 43 des Kanals 42 führt zur Rückseite 34 der
Zylinder-Kolben-Einheit 23. Der andere Arm 44 dient zum
Ausgleich des Druckes, der auf beiden Seiten des hydrau
lischen Steuerventils herrscht. Es sei bemerkt, daß Kolben
37 in seiner äußeren, linken Stellung an einer Schulter 45
des Zylinders anliegt. Hierdurch werden die äußersten Hub
enden der Spule mechanisch festgelegt.
In Fig. 6 ist außerdem zu sehen, daß die Einheit 26 auf
einem Schlitten 25 gelagert ist. Der Schlitten ist auf zwei
parallelen Stangen 49 befestigt, die in Gleitlager 46 glei
tend gelagert sind. Der Schlitten 25 ist zwischen zwei
Stellungen verschiebbar, wobei die eine Stellung durch
Anschlag 47 und die andere Stellung durch Anschlag von
Flansch 48 auf Gleitlager 46 begrenzt wird.
In Betrieb ist eines der in den vorhergehenden Zeichnungen
und Diagrammen gezeigten Aufspulprogramme in der Programm
einheit 18 gespeichert. Die Programmeinheit erzeugt ein
Ausgangssignal, das einer bestimmten Changierhublänge ent
sprechend einem der Changierprogramme nach dieser Erfindung
entspricht. Dieses Ausgangssignal wird von dem Wandler 19 in
einen elektrischen Strom umgewandelt, der den Magneten 20
aktiviert. Die Magnetkraft wird auf die Kolbenstange 28 des
Steuerventils 21, auf Feder 22 und auf Kolben 38 sowie
Kolbenstange 24 übertragen.
Die Funktion der Einheit 26 wird unter Bezugnahme auf die in
Fig. 6 gezeigte Stellung des Steuerventils 21 beschrieben.
Ein bestimmtes Ausgangssignal wird in einen Strom umgewan
delt, der eine Kraft auf den Eisenkern 27 ausübt, welcher
hierauf Kolbenstange 28 mit Steuerbund 30 in die gezeigte
Stellung schiebt. In dieser Stellung ist Kanal 42 geschlos
sen. Folglich wird die Stirnfläche der Zylinder-Kolben-
Einheit 23 von dem von der Pumpe 32 kommenden Flüssigkeits
strom beaufschlagt. Die Rückseite 34 ist geschlossen.
Infolgedessen werden Kolben 37 und Kolbenstange 24 in der
gezeigten Stellung arretiert.
Wird das Ausgangssignal der Programmeinheit derart verän
dert, daß auf den Elektromagneten 20 ein stärkerer Strom
wirkt, so wirkt wiederum eine stärkere Kraft auf den Eisen
kern 27, die den Eisenkern 27 nach rechts bewegt. Hierauf
öffnet sich Kanal 42 zu Kanal 41 hin, welcher zum Tank 33
führt. Es entsteht nunmehr auf der Rückseite 34 der
Zylinder-Kolben-Einheit 23 ein Druckabfall, und der auf die
Vorderseite 38 wirkende Pumpendruck verschiebt Kolben 37 und
Kolbenstange 24 nach links. Hierdurch wird die Feder 22
zusammengepreßt, und die resultierende Federkraft bewirkt
ein Verschieben der Kolbenstange 28 des Steuerventils 21
nach links, woraufhin Steuerbund 30 die Verbindung des
Kanals 42 zum Kanal 41 und somit zum Tank unterbricht. Somit
wird die Kraft des Eisenkerns 27 durch die Feder 22 ausge
glichen. Wenn im umgekehrten Falle der Strom verringert
wird, verschiebt die Feder 20 die Kolbenstange 28 nach
links, und Bund 30 öffnet den Kanal 42 zu dem zur Pumpe
führenden Arm 40 hin. Nunmehr werden beide Seite des Kolbens
37 mit dem Pumpendruck beaufschlagt. Da die aktive Fläche
auf der Rückseite 34 größer ist als die aktive Fläche auf
der Vorderseite 38, wird Kolben 37 nach rechts bewegt. Hier
durch dehnt sich Feder 22, und die auf die Kolbenstange 28
wirkende Federkraft läßt nach. Durch die auf den Eisenkern
27 wirkende Magnetkraft wird nun die Kolbenstange 28 nach
rechts bewegt, so daß Bund 30 die Verbindung zwischen Kanal
42 und Pumpenkanal 40 verschließt.
Aus dieser Beschreibung wird ersichtlich, daß der auf den
Elektromagneten 20 wirkende Eingangsstrom eine bestimmte
Stellung des Kolbens 37, der Kolbenstange 24 und folglich
der Stange 126 und somit die Schrägstellung der Führungs
schiene 118 bewirkt. Somit wird die Changierhublänge des in
Fig. 7 gezeigten Fadenführers 108 durch das Ausgangssignal
der Programmeinheit 18 gesteuert.
Wie bereits erwähnt, ist Einheit 26 auf Schlitten 25 gela
gert. In der dargestellten Stellung, in der der Flansch 48
an Anschlag 37 anliegt, werden Einheit 26 und Stange 126
derart positioniert, daß nunmehr die Schräglage der
Führungsschiene 118 über Nockenkopf 135 auf Stange 125
bestimmt wird. Befinden sich Schlitten 25 und Einheit 26 in
dieser Stellung, so werden bikonische Spulen 102 herge
stellt. Befindet sich der Schlitten in der anderen Stellung,
in der der Flansch 48 an Gleitlager 46 anliegt, so steht der
Nockenkopf 123 der Stange 126 mit der Schulter 138 an der
Führungsschiene 118 in Wirkverbindung, wodurch Spulen 102
mit abgeflachten Endbereichen gebildet werden.
Fig. 7 zeigt außerdem, daß Welle 106 auf Reibwalze 105 durch
Motor 50 angetrieben wird. Motor 50 wird durch das Ausgangs
signal des Frequenzwandlers 51 gesteuert. Die Kurventrommel
115 wird durch Motor 52 angetrieben. Motor 52 wird über die
Programmeinheit 53 gesteuert, wodurch die Changiergeschwin
digkeit zur Verhinderung unerwünschter Spiegel auf dem
gebildeten Wickel verändert wird. Der Frequenzwandler 51
wird einerseits durch das Ausgangssignal der Programmeinheit
18 gesteuert, durch welches die Atmung gemäß dieser Erfin
dung beeinflußt wird, und andererseits durch das Ausgangs
signal der Programmeinheit 53, durch welches die Changier
geschwindigkeit verändert wird. Hierdurch können Verände
rungen der Spannung des auf die Spule 102 zu wickelnden
Fadens, die entweder durch die Atmung und/oder die Verände
rung der Changiergeschwindigkeit hervorgerufen werden, durch
geringe Veränderungen der Umfangsgeschwindigkeit der Reib
walze 105 und der Spule 102 kompensiert werden. Zeitgeber 54
koordiniert die Ausgangssignale der Programmeinheiten 18 und
53, über welche die Atmung und die Veränderung der Changier
geschwindigkeit gemäß dieser Erfindung und insbesondere
gemäß den dargestellten Diagrammen gesteuert wird.
Die bisher bekannt gewordenen Atmungsverfahren verwenden nun
Atmungsgesetze mit einem zickzackförmigen, jedoch gerad
linigen Verlauf. Demgegenüber ist nach dieser Erfindung ein
Atmungsgesetz mit einem parabelförmigen Verlauf vorgesehen,
wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Auf der Abszisse des dort
dargestellten Diagramms ist die Zeit dargestellt, auf der
Ordinate der Endbereich des Changierhubes H bzw. der
Atmungshub A. Die dargestellten Kurven stellen die Endpunkte
dar, an denen der Changierfadenführer 108 (Fig. 7) im zeit
lichen Verlauf der Spulreise an einem Spulenende umkehrt. In
einem zeitlichen Teilbereich des Diagramms nach Fig. 4 ist
das Zeit-Weg-Diagramm des Changierfadenführers 108 darge
stellt, wobei die Darstellung auf der Zeitachse zeichnerisch
nur verzerrt dargestellt werden kann, da die Changierge
schwindigkeit in Wirklichkeit schneller ist. Der Verlauf
dieses Zeit-Weg-Diagramms ist mit 8 bezeichnet. Es ist aus
diesem Zeit-Weg-Diagramm 8 ersichtlich, daß die Endpunkte E,
an denen der Changierfadenführer umkehrt, im Laufe einer
Zykluszeit einen parabelförmigen Bogen zwischen dem
Scheitelpunkt Ea (äußerer Endpunkt) und dem inneren Endpunkt
Ei laufend verlegt wird.
Die Endpunkte E sind identisch mit dem Scheitelpunkt des
jeweiligen Changierhubs. Der parabelförmige Bogen wird in
dieser Anmeldung als "Atmungskurve" bezeichnet.
Der Abstand A=Ea-Ei wird in dieser Anmeldung mit
"maximaler Atmungshub" bezeichnet und beträgt bei einer
ausgeführten Atmung 25 mm.
Die Zykluszeit eines ausgeführten Atmungsgesetzes betrug
6 Sekunden.
Es ist aus dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm ersichtlich,
daß die Atmungskurve im Scheitelpunkt Ea die Steigung Null
hat und daß die Äste der Atmungskurve in die inneren End
punkte Ei unter einem recht spitzen Winkel einlaufen. Dies
entspricht dem idealen Verlauf. Dieser ideale Verlauf kann
nur dann gewählt werden, wenn die in Fig. 7 dargestellte
Mechanik, d.h. insbesondere der Antrieb der Führungsschiene
118, die erforderliche, schnelle Bewegungsumkehr darstellen
kann. Sofern dies nicht der Fall ist, wird erfindungsgemäß
das Verfahren angewandt, das nachfolgend anhand der Fig.
8 bis 13 beschrieben ist.
Es sei darauf hingewiesen, daß in dem dargestellten Zeit-
Weg-Diagramm des Atmungshubes nach Fig. 4 die absteigenden
zu den ansteigenden Ästen der Atmungskurve im Scheitelpunkt
Ea spiegelsymmetrisch sind. Dies ist - wie sich aus der
nachfolgenden weiteren Beschreibung ergeben wird - zweck
mäßig, aber auch dann nicht erforderlich, wenn der Atmungs
hub der aufeinanderfolgenden Atmungszyklen konstant bleibt.
Zu dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4, 5:
Bevor der genaue Verlauf der Atmungskurve 1 beschrieben wird, sei noch zuvor auf die Synchronisation zwischen Atmungskurve 1 und Störungskurve 2 hingewiesen. Die Störungskurve 2 ist in Fig. 5 dargestellt, und zwar mit derselben Abszisse als Zeitachse und mit der Changierge schwindigkeit DH als Ordinate. Die Changiergeschwindigkeit wird angegeben als Doppelhubzahl DH. Die Doppelhubzahl ist die Anzahl pro Zeiteinheit der Hin- und Herbewegungen des Changierfadenführers 108 (Fig. 7). Der Changierfadenführer 108 wird mit einer bestimmten mittleren Doppelhubzahl DHM betrieben. Diese mittlere Doppelhubzahl steht in Beziehung zu der Oberflächengeschwindigkeit, die der Spule durch die Treibwalze 105 gegeben wird, und bestimmt den Winkel, mit dem der Faden auf der Spule abgelegt wird. Die Changier geschwindigkeit wird nun fortlaufend zwischen einem oberen Grenzwert DHO und einem unteren Grenzwert DHU variiert, z.B. nach dem dargestellten linearen, sägezahnförmigen Störungsgesetz. Dabei sind das Atmungsgesetz 1 und das Störungsgesetz 2 derart synchronisiert, daß die geringste Changiergeschwindigkeit DHU stets mit dem größten Changier hub im Scheitelwert Ea der Atmungskurve und die größte Changiergeschwindigkeit DHO mit dem kleinsten Changierhub im inneren Endpunkt der Atmungskurve zusammenfällt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Veränderung der linearen Changiergeschwindigkeit, die durch die Atmung hervorgerufen werden, durch einen gegenläufigen Verlauf der Störung ausge glichen und hierdurch die Fadenspannung konstant gehalten oder doch sehr stark eingeebnet wird. Bemerkt sei, daß die mittlere Changiergeschwindigkeit im Verlauf der Spulreise vorzugsweise konstant bleibt, jedoch auch zur Beeinflussung des Ablagewinkels während der Spulreise geringfügig erhöht oder erniedrigt werden kann.
Bevor der genaue Verlauf der Atmungskurve 1 beschrieben wird, sei noch zuvor auf die Synchronisation zwischen Atmungskurve 1 und Störungskurve 2 hingewiesen. Die Störungskurve 2 ist in Fig. 5 dargestellt, und zwar mit derselben Abszisse als Zeitachse und mit der Changierge schwindigkeit DH als Ordinate. Die Changiergeschwindigkeit wird angegeben als Doppelhubzahl DH. Die Doppelhubzahl ist die Anzahl pro Zeiteinheit der Hin- und Herbewegungen des Changierfadenführers 108 (Fig. 7). Der Changierfadenführer 108 wird mit einer bestimmten mittleren Doppelhubzahl DHM betrieben. Diese mittlere Doppelhubzahl steht in Beziehung zu der Oberflächengeschwindigkeit, die der Spule durch die Treibwalze 105 gegeben wird, und bestimmt den Winkel, mit dem der Faden auf der Spule abgelegt wird. Die Changier geschwindigkeit wird nun fortlaufend zwischen einem oberen Grenzwert DHO und einem unteren Grenzwert DHU variiert, z.B. nach dem dargestellten linearen, sägezahnförmigen Störungsgesetz. Dabei sind das Atmungsgesetz 1 und das Störungsgesetz 2 derart synchronisiert, daß die geringste Changiergeschwindigkeit DHU stets mit dem größten Changier hub im Scheitelwert Ea der Atmungskurve und die größte Changiergeschwindigkeit DHO mit dem kleinsten Changierhub im inneren Endpunkt der Atmungskurve zusammenfällt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Veränderung der linearen Changiergeschwindigkeit, die durch die Atmung hervorgerufen werden, durch einen gegenläufigen Verlauf der Störung ausge glichen und hierdurch die Fadenspannung konstant gehalten oder doch sehr stark eingeebnet wird. Bemerkt sei, daß die mittlere Changiergeschwindigkeit im Verlauf der Spulreise vorzugsweise konstant bleibt, jedoch auch zur Beeinflussung des Ablagewinkels während der Spulreise geringfügig erhöht oder erniedrigt werden kann.
Und nun zur Ermittlung des Verlaufs der Atmungskurve:
Es ist bereits aus Fig. 7 ersichtlich, daß die Nut 114 auf der Kurventrommel 115 an den Endpunkten des Changierhubes mit einer gewissen Krümmung umkehrt. Dieser Verlauf der Nut ist als Bewegungsgesetz 3 der Changierung (Changierkurve) in Fig. 1 als Linie 4, 6 dargestellt. Linie 4, 6 in Fig. 1 stellt insofern eine Abwicklung der Kurventrommel 115 dar. Es ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß der geradlinige Ast 4 der Changierkurve vor und hinter der Hubumkehr in einem Punkt 5 in eine gekrümmte Kurve 6 übergeht. Die axiale Strecke zwischen den Punkten 5 und dem Scheitelpunkt - äußerer End punkt Ea des Changierhubes wird als äußerer Umkehrbereich Ba bezeichnet.
Es ist bereits aus Fig. 7 ersichtlich, daß die Nut 114 auf der Kurventrommel 115 an den Endpunkten des Changierhubes mit einer gewissen Krümmung umkehrt. Dieser Verlauf der Nut ist als Bewegungsgesetz 3 der Changierung (Changierkurve) in Fig. 1 als Linie 4, 6 dargestellt. Linie 4, 6 in Fig. 1 stellt insofern eine Abwicklung der Kurventrommel 115 dar. Es ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß der geradlinige Ast 4 der Changierkurve vor und hinter der Hubumkehr in einem Punkt 5 in eine gekrümmte Kurve 6 übergeht. Die axiale Strecke zwischen den Punkten 5 und dem Scheitelpunkt - äußerer End punkt Ea des Changierhubes wird als äußerer Umkehrbereich Ba bezeichnet.
Bei der Ermittlung des Umkehrbereiches BA ist ferner zu
berücksichtigen, daß die Ablage des Fadens auf der Spule
sich nicht nur nach dem Changiergesetz richtet, das durch
die Formgebung der Kurventrommel 115 vorgegeben ist. Viel
mehr ist auch zu berücksichtigen, daß der Faden bei der
Ablage auf der Spule unter einer Zugspannung steht und sich
daher nicht nach dem durch die Kurventrommel vorgegebenen
Changiergesetz ablegt. Der Faden tendiert daher dazu, im
Umkehrbereich einen Bogen mit möglichst kleiner Krümmung zu
bilden. Die Größe der Krümmung ist zum einen von der Faden
spannung, zum anderen aber auch von verschiedenen Fadenpara
metern, insbesondere der Reibung des Fadens auf den abgeleg
ten Fadenschichten abhängig. Die Qualität der Spule hängt
daher nicht nur von dem Changiergesetz der Kurventrommel
115, sondern mehr noch von der tatsächlichen Ablage des
Fadens auf der Spule ab. Daher wird der Umkehrbereich BA
vorzugsweise an einer Spule gemessen als axiale Strecke
zwischen dem Spulenende durch die Kurventrommel vorgegebenen
Ende des Changierhubs und der Normalebene der Spule, in der
der gekrümmte Umkehrbereich des tatsächlich auf der Spule
abgelegten Fadens in den Bereich des geradlinig abgelegten
Fadens übergeht.
Der Verlauf dieser Kurve 6 kann parabolisch sein. Es sind
jedoch auch andere Kurvenverläufe, z.B. sinusförmig,
denkbar. Wesentlich ist dabei, daß der Changierfadenführer
mit Schlitten 111 und sämtlichen daran befestigten Teilen
(Fig. 7) mit möglichst geringer Verzögerung und
Beschleunigung sowie ruck- und stoßfrei den Umkehrbereich Ba
durchfährt. Das bedeutet, daß der äußere Endpunkt Ea des
Changierhubs gegenüber dem theoretischen Endpunkt Eth,
in dem sich die geradlinigen Äste 4 der Changiernut winkelig
treffen würden, um einen gewissen Betrag axial zur Spulen
mitte hin versetzt ist.
In Fig. 1 ist nun weiterhin dargestellt, daß durch Ver
schwenken der Führungsschiene 118 die Changierkurve des
Changierfadenführers 108 aus dem Endbereich zur Spulenmitte
hin und wieder zurück verlegt wird (Atmung). Es sind in
Fig. 1 die axial äußerste Changierkurve mit den Kurven
stücken 4 und 6 sowie die axial innerste Changierkurve 9
(strich-zwei-punktiert) und dazwischen drei willkürlich
herausgegriffene Changierkurven 10 (gestrichelt), 11
(strichpunktiert), 12 (punktiert) dargestellt. Diese Kurven
verläufe 10, 11, 12 werden in willkürlich herausgegriffenen
Bruchteilen der Zykluszeit eines Atmungshubes durchlaufen,
und zwar je einmal in beiden Richtungen der Atmung.
Der Abstand zwischen dem Scheitelpunkt Ea der axial äußer
sten Changierkurve und deren Übergangspunkt 5, in dem der
geradlinige Kurvenzug 4 in den gekrümmten Kurvenzug 6 über
geht, wird im Rahmen dieser Anmeldung als Umkehrbereich Ba
bezeichnet. Es geht nun aus Fig. 1 hervor, daß der Atmungs
hub A, d.h. die axiale Strecke zwischen dem äußeren Endpunkt
Ea und dem inneren Endpunkt Ei des Changierhubs, im wesent
lichen dem Umkehrbereich Ba entspricht und zumindest gleich
groß ist.
Erfindungsgemäß ist der Atmungshub A vorzugsweise größer als
der Umkehrbereich Ba. Dabei ist der Umkehrbereich B die
axiale Länge der Spule, auf der der Faden sich nicht unter
einem konstanten Ablagewinkel ablegt. Dieser Bereich ist von
Fall zu Fall durch Messung zu ermitteln. Der äußere Umkehr
bereich Ba ist der Umkehrbereich, den der Faden bei größtem
Changierhub hat. Der Umkehrbereich hängt, wie noch erklärt
wird, zum einen von dem Changiergesetz ab, nach dem die
Bewegungsrichtung des Fadens an den Enden des Changierhubs
mit endlicher Verzögerung und Beschleunigung umgekehrt wird,
dann aber auch von der Fadenzugkraft und Reibung, mit der
der Faden auf der Spule abgelegt wird.
Wenn der Changierfadenführer 108 sich auf der axial äußer
sten Changierkurve mit den Kurvenstücken 4, 6 bewegt, so
wird auf den geradlinigen Stücken 6, auf denen eine konstan
te Changiergeschwindigkeit besteht, auf jeder Einheit der
Spulenlänge eine gleiche Fadenmenge abgelegt. Es entsteht
also eine zylindrische Fadenschicht. Auf den gekrümmten
Kurvenstücken 6 nimmt die Changiergeschwindigkeit jedoch
zunächst bis auf Null im äußeren Scheitelpunkt Ea der
Changierkurve ab und nimmt sodann wieder auf den zuvor
beschriebenen, konstanten Wert zu. Da bei niedriger
Changiergeschwindigkeit auf jeder Einheit der Spulenlänge
eine größere Fadenmenge abgelegt wird als bei hoher
Changiergeschwindigkeit, wird auch am Spulenende, d.h. im
Bereich des äußeren Scheitelpunkts Ea eine sehr hohe Faden
menge abgelegt.
Die Dicke der Fadenschicht, die im Umkehrbereich Ba abgelegt
wird, ist daher im Scheitelpunkt des Changierhubs am größten
und nimmt von dort ab auf die durch die qeradlinige
Changierkurve 6 abgelegte Schichtdicke.
Das Diagramm nach Fig. 2 zeigt auf der Abszisse die Länge L
der Spule, ausgehend vom äußeren Scheitelpunkt Ea und auf
der Ordinate die Dicke der Fadenschicht, z.B. in Millimetern
gemessen, die auf der Spule pro Zeiteinheit abgelegt wird.
Der Kurvenzug 6.2 zeigt den Verlauf der Fadenschichtdicke,
wenn der Changierfadenführer die Changierkurve nach den
Kurvenzügen 4, 6 in Fig. 1 einhält.
Mit der Atmung erfolgt nun, wie aus Fig. 1 ersichtlich, eine
Parallelverschiebung der Changierkurven. Damit wird auch der
Umkehrbereich Ba axial zur Spulenmitte hin verlegt. Daraus
ergibt sich, daß jeder der in Fig. 1 dargestellten, augen
blicklichen Changierkurven 9, 10, 11, 12 zu einem zugeord
neten, abgelegten Schichtdickenverlauf 9.2, 10.2, 11.2, 12.2
führt.
In Fig. 2 und deren Vergrößerung Fig. 2A sind diese pro
Zeiteinheit erzeugten Schichten nebeneinander aufgezeich
net.
Das Diagramm nach Fig. 3 zeigt die Summierung der Schich
ten. Aus dieser Summierung ergibt sich das Wesen der
Erfindung:
Die Fig. 1 bis 3 sind insofern vereinfacht, als während
eines Atmungshubes nur noch vier weitere einzelne Changier
kurvenverläufe des Changierfadenführers bzw. die mit diesen
Changierkurvenverläufen erzeugten Schichten dargestellt
sind. In Wirklichkeit werden auch alle Changierkurven durch
fahren, die zwischen den dargestellten Changierkurven 4, 6
und 9 liegen.
Die gewählte stufenweise Betrachtung macht das Erfindungs
prinzip jedoch klarer: Zum einen entspricht der maximale
Atmungshub im wesentlichen der axialen Länge des Umkehrbe
reiches. Zum anderen wird die Atmungskurve nach Fig. 4 so
berechnet, daß die Summe der gebildeten Schichtdicken im
gesamten Atmungshub A max konstant ist und eine zylindrische
Spulenoberfläche OB ergibt. In Fig. 3 erkennt man die
Schicht 6.3, die im Scheitelpunkt des Atmungshubes durch die
Changierkurve 4, 6 (Fig. 1) erzeugt wird. Durch Vorgabe der
Zeit, in der diese Changierkurve gefahren wird, d.h. durch
Vorgabe der Steigung dA/dT der Atmungskurve (Fig. 4) im
Scheitelpunkt Ea, wird die Schichtdicke der Schicht 6.3 so
bestimmt, daß das am Spulenende gelegene Maximum den im
Umlenkbereich gewünschten, vergrößerten Durchmesser D der
Spule ergibt. Das gilt für die stufenweise Betrachtung. In
Wirklichkeit, d.h. bei einer stetigen Atmungskurve ergibt
sich diese Vorgabe aus der Krümmung der Atmungskurve im
Scheitelpunkt.
Die Schicht 10.3, die auf die Schicht 6.3 gewickelt wird,
darf nur so groß werden, daß ihr Maximum mit der darunter
liegenden Schicht 6.3 wieder den gewünschten Durchmesser des
Endbereichs Ba erreicht. Schicht 10.3 wird erzeugt durch
Changierkurve 10. Changierkurve 10 wird für eine gewisse
Zeitdauer angefahren, während sich der Changierhub verklei
nert (Hinweg der Atmung) und für eine gewisse Zeitdauer
angefahren, während sich der Changierhub vergrößert (Rückweg
der Atmung). Die Zeitdauer für Hinweg und Rückweg der Atmung
kann vorzugsweise gleich groß sein. In diesem Falle ist die
Atmungskurve zur Changierachse in ihrem Scheitelpunkt
spiegelsymmetrisch. Die Zeitdauer für Hinweg und Rückweg der
Atmung kann auch ungleich sein. Es ergibt sich eine unsym
metrische Atmungskurve. In jedem Falle ist die Gesamtzeit
dauer, die für die Changierkurve 10 eingehalten wird, durch
den maximalen Durchmesser D der zuvor gewickelten Faden
schichten vorgegeben.
Wie gesagt: Diese Ausführungen gelten bei der vereinfachten,
stufenweisen Betrachtung. Beim Durchfahren einer stetigen
Atmungskurve entspricht diese Zeitdauer einer bestimmten,
vorzugebenden Steigung und Krümmung der Atmungskurve an der
Stelle des Atmungshubes, an der die Changierkurve 10 gefah
ren wird. Ebenso wie die Zeitdauer können Steigung bzw.
Krümmung für den Hinweg und Rückweg der Atmung unterschied
lich sein.
Zurück zur stufenweisen Betrachtung:
Auf die Schichten 6.3 und 10.3 wird in der nächsten Atmungs stufe die Schicht 11.3 gewickelt, indem die Changierkurve 11 (Fig. 1) eingestellt wird. Diese Changierkurve 11 erzeugt wiederum eine Schicht mit einem Dickenmaximum. Durch Vorgabe der Zeiten, während der die Changierkurve 11 auf dem Hinweg und dem Rückweg der Atmung eingehalten wird, wird das Maximum der Schicht 11.3 so bestimmt, daß es zusammen mit den darunter liegenden Schichten 6.3 und 10.3 den vorgege benen Durchmesser D der in den vorhergehenden Stufen des Atmungshubes übereinandergewickelten Schichten ergibt.
Auf die Schichten 6.3 und 10.3 wird in der nächsten Atmungs stufe die Schicht 11.3 gewickelt, indem die Changierkurve 11 (Fig. 1) eingestellt wird. Diese Changierkurve 11 erzeugt wiederum eine Schicht mit einem Dickenmaximum. Durch Vorgabe der Zeiten, während der die Changierkurve 11 auf dem Hinweg und dem Rückweg der Atmung eingehalten wird, wird das Maximum der Schicht 11.3 so bestimmt, daß es zusammen mit den darunter liegenden Schichten 6.3 und 10.3 den vorgege benen Durchmesser D der in den vorhergehenden Stufen des Atmungshubes übereinandergewickelten Schichten ergibt.
Dasselbe gilt nun für die Changierkurve 12 und die damit
erzeugte Schicht 12.3 sowie die Changierkurve 9 und die
damit erzeugte Schicht 9.3.
Damit ist das innere Ende des Atmungshubes erreicht und die
Atmungsbewegung geht wieder rückwärts. Dabei werden - wie
gesagt - wiederum die Changierkurven 12, 11, 10 durchlaufen
und schließlich wieder die äußere Changierkurve 4, 6
erreicht. Dieses Verfahren in stetiger Form wird über den
gesamten Umkehrbereich Ba, gerechnet vom äußersten Scheitel
punkt des Changierhubs, durchgeführt.
Es ist aus Fig. 3 zu sehen, daß bei stufenweiser Betrachtung
im Umkehrbereich Ba theoretisch eine Spulenoberfläche mit
einzelnen scharfen Ringen entsteht. Wenn die Atmung - wie
erfindungsgemäß vorgesehen -jedoch stetig erfolgt bzw. die
Atmungsstufen so klein gewählt werden, wie es durch die
digitale elektronische Steuerung vorgegeben ist, entsteht
eine glatte, zylindrische Oberfläche mit dem Durchmesser D,
der größer als der Spulendurchmesser d im Bereich der
Spulenlänge mit geradliniger Changierkurve ist.
Die Atmungskurve wird also so berechnet und vorgegeben,
daß die pro Längeneinheit der Spule abgelegten Fadenmenge zu
einer zylindrischen Menge verteilt wird. Dabei bestimmt die
Steigung und Krümmung der Atmungskurve und der Verlauf der
Steigung die genaue Einhaltung der Mengenverteilung über den
Umkehrbereich Ba der Spule.
Es ist ersichtlich, daß in die Berechnung der Atmungskurve
vor allem auch der Verlauf der Führungsnut 114 im Umkehr
bereich B eingeht. Als Korrekturfaktoren kommen auch der
Fadendurchmesser und sonstige Qualitätsparameter des Fadens
in Betracht. Diese Faktoren können insbesondere dadurch
ermittelt werden, daß durch Versuch festgestellt wird,
wie groß der Abstand zwischen dem theoretischen Scheitel
punkt Eth (Fig. 1) des Changiergesetzes und dem tatsächlich
ermittelten äußersten Scheitelpunkt der Fadenablage auf der
Spule ist.
Aus Fig. 3 ergibt sich, daß in dem Umkehrbereich Bi, den der
Fadenführer 108 bei maximalem Atmungshub durchläuft (siehe
Kurvenzug 9 in Fig. 1), der vergrößerte Zylinderumfang OB
sanft in den Zylinderumfang O, der im Bereich mit konstanter
Changiergeschwindigkeit entsteht, ausläuft.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 und 9 erfolgt die
Atmung mit veränderlichem Atmungshub A 1, A 2, A 3 usw. und die
Störung mit veränderlicher Störamplitude C 1, C 2, C 3 usw.
Sowohl in Fig. 8 als auch in Fig. 9 ist die Abszisse die
Zeitachse. In Fig. 8 ist der Changierweg H bzw. der Atmungs
hub A auf der Ordinate abgetragen. In Fig. 9 ist die
Changiergeschwindigkeit auf der Ordinate abgetragen. Die
Changiergeschwindigkeit wird angegeben als Doppelhubzahl
DH. Die Doppelhubzahl ist die Anzahl pro Zeiteinheit der
Hin- und Herbewegungen des Fadenführers 108 (Fig. 7). Die
Changiergeschwindigkeit wird fortlaufend zwischen dem
unteren, fest vorgegebenen Grenzwert DHU und einem oberen,
variablen Grenzwert DHO variiert, wobei auch hier - wie
dargestellt - ein lineares, sägezahnförmiges Störungsgesetz
angewandt werden kann. Wie auch zuvor sind das Atmungsgesetz
1 und das Störungsgesetz 2 derart synchronisiert, daß die
geringste Changiergeschwindigkeit DHU stets mit dem größten
Changierhub im Scheitelwert EA der Atmungskurve und die
größte Changiergeschwindigkeit DHO mit dem kleinsten
Changierhub im inneren Endpunkt der Atmungskurve zusammen
fällt. Diese Synchronisation dient zur Kompensation der
Fadenspannungsschwankungen, die einerseits durch die Atmung
und andererseits durch die Störung hervorgerufen werden. Im
Gegensatz zur Ausführung nach den Fig. 8, 9 erfolgt hier
jedoch die Spiegelstörung so, daß die untere Changierge
schwindigkeit DHU über die Spulreise fest vorgegeben wird.
Daher bleibt der Mittelwert der Changiergeschwindigkeit im
Verlaufe einer Serie von Spiegelstörungszyklen mit veränder
licher oberer Changiergeschwindigkeit DHO nicht konstant.
Dadurch wird zwar der Ablagewinkel des Fadens auf der Spule
auch in seinem Mittelwert verändert. Die Veränderung ist
jedoch recht gering. Der untere Wert der Changiergeschwin
digkeit DHU bleibt vorzugsweise während der Spulreise
konstant. Es ist jedoch auch möglich, den unteren Wert im
Verlaufe der Spulreise zu verändern, z.B. schwach abfallen
zu lassen oder etwa während des ersten Drittels der Spul
reise schwach ansteigen und sodann schwach abfallen zu
lassen.
Zur Ermittlung des Verlaufs der Atmungskurve nach Fig. 8:
In Fig. 8 sind drei Atmungszyklen aus einer Serie von vier Atmungszyklen dargestellt. Zu einer Serie können aber auch mehr, z.B. acht Atmungszyklen gehören. Die Serie von zusam mengehörenden Atmungszyklen zeichnet sich dadurch aus, daß der Atmungshub A 1 des ersten Atmungszyklus gleich dem maxi malen Atmungshub ist und daß der Atmungshub A 2, A 3 . . . der folgenden Atmungszyklen sodann von einem Atmungszyklus zum nächsten ständig verkürzt wird. Die nächste unmittelbar folgende Serie von Atmungszyklen beginnt wieder mit dem maximalen Atmungshub.
In Fig. 8 sind drei Atmungszyklen aus einer Serie von vier Atmungszyklen dargestellt. Zu einer Serie können aber auch mehr, z.B. acht Atmungszyklen gehören. Die Serie von zusam mengehörenden Atmungszyklen zeichnet sich dadurch aus, daß der Atmungshub A 1 des ersten Atmungszyklus gleich dem maxi malen Atmungshub ist und daß der Atmungshub A 2, A 3 . . . der folgenden Atmungszyklen sodann von einem Atmungszyklus zum nächsten ständig verkürzt wird. Die nächste unmittelbar folgende Serie von Atmungszyklen beginnt wieder mit dem maximalen Atmungshub.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Atmungskurve
die Verlegung des Endpunktes eines Changierhubs während
eines Atmungszyklus darstellt. Die Atmungskurve besteht
typischerweise aus einem Verkürzungsast K und einem Verlän
gerungsast L. Der Verkürzungsast gibt die Verkürzung des
Changierhubes zwischen dem äußeren Scheitelpunkt Ea und dem
inneren Scheitelpunkt Ei des Changierhubes H wieder.
Der Verlängerungsast gibt den zeitlichen Verlauf der Verlän
gerung des Scheitelpunktes des Changierhubes H zwischen dem
inneren Scheitelpunkt Ei und dem äußeren Scheitelpunkt Ea
wieder.
In Abweichung von der vorangegangenen Beschreibung wird
einem Atmungszyklus jeweils ein Verkürzungsast K und ein
Verlängerungsast L zugeordnet.
Der in Fig. 8 dargestellte erste Atmungszyklus weist nun den
Verkürzungsast K 1 und den Verlängerungsast L 1 auf. Die
Atmungskurve erstreckt sich über den maximalen Atmungshub
A max . Die Atmungskurve des ersten Zyklus ist in ihrem grund
sätzlichen Kurvenverlauf, die als ausgezogene Linie darge
stellt ist, so ausgelegt, daß - wie bereits zuvor anhand des
Diagramms nach Fig. 2, 2A, 3 und 4 beschrieben - die Dicke
der abgelegten Fadenschicht im gesamten Atmungshub A max
konstant ist und eine zylindrische Spulenoberfläche ergibt.
Diese Schicht ist in Fig. 13A als Schicht 1 markiert. Die
Atmungskurve wird jedoch - wie durch den gestrichelten
Kurvenzug 13.1 angegebenen - korrigiert. Die Atmungskurve
13.1 wird so ausgelegt, daß in dem axialen Überschußbereich
D 1 der Spule, der die Differenz zwischen dem maximalen
Atmungshub A max bzw. A 1 und dem Atmungshub A 2 des nächsten
Atmungszyklus mit den Asten K 2, L 2 ist, eine zusätzliche
Fadenmenge abgelegt wird. Diese Fadenmenge 14.1 bildet eine
Schicht, die so dick ist wie die Summe sämtlicher Schichten,
die im Umkehrbereich Ba der Spule während der betroffenen
Serie von Atmungszyklen abgelegt werden.
Die resultierende Atmungskurve nach dem gestrichelten
Kurvenzug 13.1 hat nun gegenüber dem idealen, ausgezogenen
Kurvenzug den Vorteil, daß im inneren Endpunkt Ei eine
verhältnismäßig sanfte Umkehr des Verkürzungsastes K 1 in den
Verlängerungsast L 1 stattfindet. Das bedeutet praktisch, daß
zum Antrieb der Atmungsstange 126 (Fig. 7) und der
Zylinder-Kolben-Einheit 23 nur geringe Verzögerungen und
Beschleunigungen erforderlich sind. Es sei darauf hingewie
sen, daß die Korrektur 13.1 ideal auf den Überschußbereich
D 1 beschränkt ist, daß aus praktischen, insbesondere dyna
mischen Gründen u.U. jedoch eine weitergehende Korrektur
zweckmäßig ist - wie gezeigt. Die Auswirkungen dieser
weitergehenden Korrektur auf die Fadenablage können jedoch
gering gehalten werden.
Wie Fig. 8 zeigt, wird der folgende Atmungszyklus mit
verkürztem Atmungshub A 2 durchgeführt. Dabei besteht der
Atmungszyklus aus dem Verkürzungsast K 2 und dem Verlänge
rungsast L 2. Als Grundlage für die Berechnung dieses Kurven
zuges dient wiederum die Vorgabe, daß der Faden über den
Bereich des Atmungshubes A 2 gleichmäßig, d.h. zu einer
gleich dicken Schicht 2 (Fig. 13A) verteilt werden soll.
Dabei wird jedoch auch dieser Kurvenzug korrigiert, und
praktisch wird der gestrichelte Kurvenzug 13.2 gefahren.
Dieser gestrichelte Kurvenzug ist so ausgelegt, daß im
axialen Überschußbereich D 2 der Spule zwischen den inneren
Endpunkten Ei 2 und Ei 3 des darauffolgenden Atmungszyklus
eine zusätzliche Fadenmenge 14.2 abgelegt wird derart, daß
in dem axialen Bereich D 2 eine Schichtdicke erreicht wird,
die der Summe sämtlicher Schichten der in der betroffenen
Serie noch folgenden, verkürzten Atmungszyklen entspricht.
Während des nun folgenden Atmungszyklus ist der Atmungshub
wiederum verkürzt, und zwar zu dem Atmungshub A 3. Auch hier
sind der Verkürzungsast K 3 und der Verlängerungsast L 3 in
ihrem grundsätzlichen Verlauf so ausgelegt, daß die Faden
menge über den Atmungshub A 3 zu einer zylindrischen Schicht
3 verteilt wird. Zusätzlich wird jedoch in dem Überschuß
bereich D 3 der Spule zusätzlich die Fadenmenge 14.3 (Fig.
13A) abgelegt, indem wiederum die gestrichelt eingezeichnete
Korrektur 13.3 der Atmungskurve erfolgt. Die zusätzliche
Fadenmenge 14.3 erreicht wiederum die Schichtdicke der
gesamten Fadenschicht, die in der Serie von Atmungszyklen im
Umkehrbereich abgelegt wird.
Während des letzten Atmungszyklus 4 (nicht dargestellt) der
Serie folgt wiederum eine Verkürzung des Atmungshubes auf
den Atmungshub A 4. Hierbei ist die Atmungskurve so ausge
legt, daß eine gleichmäßig zylindrische Schicht über den
Atmungshub A 4 gewickelt wird.
Anschließend folgt eine neue Serie von Atmungshüben, wobei
der nächste Atmungszyklus mit dem maximalen Atmungshub A max
wie in Fig. 8 dargestellt, beginnt und wiederum eine stufen
weise Verkürzung des Atmungshubes von einem Zyklus zum
nächsten stattfindet.
In den Fig. 13A und 13B ist der Schichtenaufbau des Endbe
reiches dargestellt, wobei in einer Serie vier Atmungszyklen
durchgeführt werden.
Es ist aus Fig. 13A in schematischer Darstellung ersicht
lich, daß auch mit diesem modifizierten Verfahren über den
Atmungsbereich A max sich eine zylindrische Wicklung ergibt,
die einen etwas größeren Durchmesser hat als die Wicklung im
mittleren Bereich der Spule. Im Umkehrbereich Bi, der sich
an den maximalen Atmungshub A max anschließt, findet ein
sanfter Übergang zwischen der Wicklung mit größerem Durch
messer und der Wicklung mit kleinerem Durchmesser statt, wie
bereits zuvor unter Hinweis auf Fig. 3 beschrieben.
Fig. 13B zeigt die Schichtbildung, die in Fig. 13A schema
tisch dargestellt ist, in einer der Praxis näherkommenden
Art und Weise. Dabei ist zu berücksichtigen, daß zum einem
die während jedes Atmungszyklus abgelegte Fadenmenge sehr
gering ist, da jeder Atmungszyklus nur wenige Sekunden,
z.B. 6 Sekunden dauert. Zum anderen ist zu berücksichtigen,
daß infolge dieser kurzen Dauer eines Atmungszyklus keine
scharfen Kanten der einzelnen Schichten und Fadenmengen
entstehen. Der Faden ist ein lineares Gebilde. Die einzelnen
Fadenwindungen einer Schicht liegen nicht dicht bei dicht,
sondern mit Abstand, der einige Millimeter betragen kann.
Wegen dieses Fadenabstandes aufeinanderfolgender Windungen
werden die in einer späteren Schicht abgelegten Windungen
stets, d.h. bei funktionierender Spiegelstörung, zwischen
den Windungen der vorausgegangenen Schicht abgelegt werden,
so daß die einzelnen Schichten geometrisch nicht notwen
digerweise auch unterschiedliche Radien haben. Was in Fig.
13A und 13B als radial aufgetragene Fadenschicht erscheint,
macht sich daher in Wirklichkeit zu einem großen Teil ledig
lich in einer Erhöhung der Packungsdichte der Spule bemerk
bar.
Es ist aus Fig. 8 ersichtlich, daß die Korrekturen der
Atmungskurven in allen Fällen dazu führen, daß die Atmungs
bewegung mit geringer Verzögerung und Beschleunigung durch
geführt werden kann.
Fig. 9 zeigt nun, daß zur Spiegelstörung die Changierge
schwindigkeit, ausgehend von der unteren Doppelhubzahl DHU,
synchron mit der Verkürzung des Changierhubes H erhöht wird,
wobei in jedem Spiegelstörungszyklus der obere Wert der
Doppelhubzahl (DHO2, DHO3 . . .) proportional zu der jeweili
gen Verkürzung des Atmungshubes A 1, A 2, A 3 . . . gegenüber der
Doppelhubzahl DHO des vorausgegangenen Spiegelstörungszyklus
ebenfalls verringert wird.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird dabei
DHO4, d.h. der kleinste obere Wert der Doppelhubzahl inner
halb einer Serie von Atmungs- und Spiegelstörungszyklen
mindestens so groß gewählt, daß das Verhältnis von Spiegel
störungsamplitude (C = DHO-DHU) zu Zykluszeit T einen
bestimmten vorgegebenen Wert nicht unterschreitet. Die
Spiegelstörungsamplitude C 3 ist dabei die Differenz zwischen
der kleinsten oberen Doppelhubzahl DHO3 und der unteren
Doppelhubzahl DHU. Die halbe Zykluszeit T/2 ist die Zeit
dauer für die Erhöhung der Doppelhubzahl von DHU auf DHO.
Das Verhältnis C 3/T/2 gibt die geringste Steigung der
Spiegelstörungskurven nach Fig. 9 wieder. Diese geringste
Steigung muß so groß sein, daß zwei Fadenwindungen, die
durch aufeinanderfolgende Changierhübe unmittelbar nebenein
ander abgelegt werden, einen Abstand gemessen senkrecht zum
Faden haben, der mindestens gleich der Fadendicke ist. Man
kann auch formulieren: Der Abstand in axialer Richtung muß
mindestens gleich der Ablagebreite (gemessen in axialer
Richtung) sein, mit der sich der multifile Faden auf der
Spule ablegt. Diese Ablagebreite ist auf der Spule durch
Messung zu ermitteln.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun
anhand der Fig. 10 bis 12 erläutert. Das Atmungsgesetz und
die dadurch hervorgerufene Fadenablage auf der Spule
entspricht der Beschreibung und Darstellung nach den Fig. 8
bzw. 13, 13A. Die Ausführung der Spiegelstörung nach Fig. 11
entspricht der Darstellung und Beschreibung nach Fig. 5.
Das heißt, die Spiegelstörungsamplitude ist konstant.
Wenn man bei konstanter Spiegelstörungsamplitude davon
ausgeht, daß der obere Wert der Doppelhubzahl DHO so bemes
sen ist, daß er bei maximalem Atmungshub eine ideale Faden
spannungskompensation ergibt, so folgt daraus, daß bei dem
kleinsten Atmungshub keine vollständige Fadenspannungs
kompensation mehr stattfindet. Aus diesem Grunde wird bei
diesem Ausführungsbeispiel die Umfangsgeschwindigkeit der
Spule - wie Fig. 12 zeigt - synchron mit der Atmung bzw.
Spiegelstörung erhöht. Während des Atmungszyklus mit
maximalem Atmungshub A max ist die Umfangsgeschwindigkeit der
Spule gleich dem Ausgangswert VAO. Synchron mit dem Beginn
eines Atmungszyklus mit verkürztem Atmungshub A 2 erfolgt
auch eine geringfügige Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit V
der Spule, wobei die Differenz zwischen V 2 und V 1
proportional der Differenz der Atmungshübe A 1 und A 2 ist.
Sodann wird mit Verlängerung des Changierhubes die Changier
geschwindigkeit wiederum auf ihren Ausgangswert VAO = V 1
vermindert. Mit Durchführung des nächsten Atmungszyklus
erfolgt wiederum eine Erhöhung der Changiergeschwindigkeit,
und zwar auf einen vergrößerten Wert V 3. Die Differenz V 3 -
V 1 ist wiederum proportional der Gesamtverkürzung des
Atmungshubes A max - A 3. Durch geeignete Vorgabe des
Ausgangswertes der Umfangsgeschwindigkeit der Spule V 1 und
der erhöhten Werte V 2 und V 3, die durch Berechnung und
Versuch zu ermitteln ist, läßt sich eine vollständige Faden
spannungskompensation herbeiführen, so daß die Fadenzug
kraft, der der Faden auf der Spule unterworfen ist, weder
während der Spulreise noch während einer Serie von Atmungs
zyklen noch während eines Atmungszyklus schwankt.
Es ist ersichtlich, daß das Verfahren nach Fig. 12 auch mit
einem Verfahren nach den Fig. 8, 9 kombiniert werden kann.
Dies wird man mit Vorteil dann tun, wenn sich zwischen der
Forderung der guten Spiegelstörung und der Forderung der
Fadenspannungskompensation ein gangbarer Kompromiß nicht
finden läßt.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand
der Fig. 14 bis 16 erläutert. Die Ausführung der Spiegel
störung nach Fig. 15 entspricht der Darstellung und
Beschreibung nach Fig. 5. Das heißt, die Spiegelstörungs
amplitude ist konstant. Es sei jedoch vorab darauf hingewie
sen, daß das Verfahren nach Fig. 14, 16, das nachfolgend
beschrieben wird, auch mit einem Spiegelstörungsverfahren
nach Fig. 9 kombiniert werden kann. Man wird von der
Möglichkeit, die Spiegelstörungsamplitude zu variieren,
insbesondere dann Gebrauch machen, wenn dies zur Kompensa
tion von Fadenspannungsschwankungen erforderlich ist. Inso
weit wird auf die Beschreibung zu Fig. 5 Bezug genommen.
Mit Hilfe des Changierdiagramms nach Fig. 14 wird eine
bikonische Wicklung hergestellt. Zu Anfang der Spulreise
wird der Faden mit dem Anfangs-Changierhub H 1 verlegt. Im
Verlaufe der Spulreise erfolgt eine ständige Verkleinerung
des Changierhubes H, und zwar an beiden Seiten der Spule.
Daher entsteht eine zylindrische Spule mit abgeflachten,
d.h. konischen Stirnflächen. Die Differenz der axialen
Wickellänge zwischen der Anfangswicklung und der Endwicklung
ist mit D bezeichnet. Das bedeutet, daß der Basis-Changier
hub im Laufe der Spulreise ständig kleiner wird. Die Atmung
geht nun von diesem kleiner werdenden Basis-Changierhub
aus.
Die Atmung erfolgt mit veränderlichem Atmungshub A 1, A 2, A 3
usw. Sowohl in Fig. 14 bis 16 ist die Abszisse die Zeit
achse. In Fig. 15 ist die Changiergeschwindigkeit auf der
Ordinate abgetragen. Die Changiergeschwindigkeit wird ange
geben als Doppelhubzahl DH. Die Doppelhubzahl ist die Anzahl
pro Zeiteinheit der Hin- und Herbewegungen des Fadenführers
108 (Fig. 7). Die Changiergeschwindigkeit wird fortlaufend
zwischen dem unteren, fest vorgegebenen Grenzwert DHU und
einem oberen, variablen Grenzwert DHO variiert, wobei auch
hier - wie dargestellt - ein lineares, sägezahnförmiges
Störungsgesetz angewandt werden kann. Wie auch zuvor sind
das Atmungsgesetz 1 und das Störungsgesetz 2 derart synchro
nisiert, daß die geringste Changiergeschwindigkeit DHU stets
mit dem größten Changierhub im Scheitelwert EA der Atmungs
kurve und die größte Changiergeschwindigkeit DHO mit dem
kleinsten Changierhub im inneren Endpunkt der Atmungskurve
zusammenfällt. Diese Synchronisation dient zur Kompensation
der Fadenspannungsschwankungen, die einerseits durch die
Atmung und andererseits durch die Störung hervorgerufen
werden.
In Fig. 14 ist der Changierweg H bzw. der Atmungshub A auf
der Ordinate abgetragen. Es ist zu ersehen, daß sich der
Basis-Changierhub gegenüber dem Anfangs-Changierhub ständig
verändert. In der Darstellung nach Fig. 14 bildet der
Basis-Changierhub eine unter dem Winkel beta ansteigende
Gerade. Der Changierhub kehrt nun im Laufe eines Atmungs
zyklus ständig auf diesen Basis-Changierhub zurück und die
Atmungshübe A 1 bis A 4 werden von diesem Basis-Changierhub
aus berechnet.
Zur Ermittlung des Verlaufs der Atmungskurve nach Fig. 14:
In Fig. 14 sind drei Atmungszyklen aus einer Serie von vier Atmungszyklen dargestellt. Zu einer Serie können aber auch mehr, z.B. acht Atmungszyklen gehören. Die Serie von zusam mengehörenden Atmungszyklen zeichnet sich dadurch aus, daß der Atmungshub A 1 des ersten Atmungszyklus gleich dem maxi malen Atmungshub ist und daß der Atmungshub A 2, A 3 . . . der folgenden Atmungszyklen sodann von einem Atmungszyklus zum nächsten ständig verkürzt wird. Die nächste unmittelbar folgende Serie von Atmungszyklen beginnt wieder mit dem maximalen Atmungshub.
In Fig. 14 sind drei Atmungszyklen aus einer Serie von vier Atmungszyklen dargestellt. Zu einer Serie können aber auch mehr, z.B. acht Atmungszyklen gehören. Die Serie von zusam mengehörenden Atmungszyklen zeichnet sich dadurch aus, daß der Atmungshub A 1 des ersten Atmungszyklus gleich dem maxi malen Atmungshub ist und daß der Atmungshub A 2, A 3 . . . der folgenden Atmungszyklen sodann von einem Atmungszyklus zum nächsten ständig verkürzt wird. Die nächste unmittelbar folgende Serie von Atmungszyklen beginnt wieder mit dem maximalen Atmungshub.
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Atmungskurve
die Verkleinerung des Changierhubs gegenüber dem Basis-
Changierhub während eines Atmungszyklus darstellt. Die
Atmungskurve besteht typischerweise aus einem Verkürzungsast
K und einem Verlängerungsast L. Der Verkürzungsast gibt die
Verkürzung des Changierhubes zwischen dem äußeren Scheitel
punkt Ea = Basis-Changierhub und dem inneren Scheitelpunkt
Ei des Changierhubes H wieder. Der Verlängerungsast gibt den
zeitlichen Verlauf der Verlängerung des Scheitelpunktes des
Changierhubes H zwischen dem inneren Scheitelpunkt Ei und
dem äußeren Scheitelpunkt Ea = Basis-Changierhub wieder.
Im folgenden wird einem Atmungszyklus jeweils ein Verkür
zungsast K und ein Verlängerungsast L zugeordnet.
Der in Fig. 14 dargestellte erste Atmungszyklus weist nun
den Verkürzungsast K 1 und den Verlängerungsast L 1 auf. Die
Atmungskurve erstreckt sich über den maximalen Atmungshub
A max. Die Atmungskurve des ersten Zyklus ist in ihrem grund
sätzlichen Kurvenverlauf, die als ausgezogene Linie darge
stellt ist, so ausgelegt, daß - wie bereits zuvor anhand des
Diagramms nach Fig. 2, 2A, 3 und 4 beschrieben - die Dicke
der abgelegten Fadenschicht im gesamten Atmungshub A max
konstant ist und eine zylindrische Spulenoberfläche ergibt.
Diese Schicht ist in Fig. 17A als Schicht 1 markiert. Die
Atmungskurve wird jedoch - wie durch den gestrichelten
Kurvenzug 13.1 angegebenen - korrigiert. Die Atmungskurve
13.1 wird so ausgelegt, daß in dem axialen Überschußbereich
D 1 der Spule, der die Differenz zwischen dem maximalen
Atmungshub A max bzw. A 1 und dem Atmungshub A 2 des nächsten
Atmungszyklus mit den Asten K 2, L 2 ist, eine zusätzliche
Fadenmenge 14.1 abgelegt wird. Diese Fadenmenge 14.1 bildet
eine Schicht, die so dick ist wie die Summe sämtlicher
Schichten, die im Umkehrbereich Ba der Spule während der
betroffenen Serie von Atmungszyklen abgelegt werden.
Die resultierende Atmungskurve nach dem gestrichelten
Kurvenzug 13.1 hat nun gegenüber dem idealen, ausgezogenen
Kurvenzug den Vorteil, daß im inneren Endpunkt Ei eine
verhältnismäßig sanfte Umkehr des Verkürzungsastes K 1 in den
Verlängerungsast L 1 stattfindet. Das bedeutet praktisch, daß
zum Antrieb der Atmungsstange 126 (Fig. 7) und der
Zylinder-Kolben-Einheit 23 nur geringe Verzögerungen und
Beschleunigungen erforderlich sind. Es sei darauf hingewie
sen, daß die Korrektur 13.1 ideal auf den Überschußbereich
D 1 beschränkt ist, daß aus praktischen, insbesondere dyna
mischen Gründen u.U. jedoch eine weitergehende Korrektur
zweckmäßig ist - wie gezeigt. Die Auswirkungen dieser
weitergehenden Korrektur auf die Fadenablage können jedoch
gering gehalten werden.
Wie Fig. 14 zeigt, wird der folgende Atmungszyklus mit
kürzerem Atmungshub A 2 durchgeführt. Dabei besteht der
Atmungszyklus aus dem Verkürzungsast K 2 und dem Verlänge
rungsast L 2. Als Grundlage für die Berechnung dieses Kurven
zuges dient wiederum die Vorgabe, daß der Faden über den
Bereich des Atmungshubes A 2 gleichmäßig, d.h. zu einer
gleich dicken Schicht 2 (Fig. 17A) verteilt werden soll.
Dabei wird jedoch auch dieser Kurvenzug korrigiert, und
praktisch wird der gestrichelte Kurvenzug 13.2 gefahren.
Dieser gestrichelte Kurvenzug ist so ausgelegt, daß im
axialen Uberschußbereich D 2 der Spule zwischen den inneren
Endpunkten Ei 2 und Ei 3 des darauffolgenden Atmungszyklus
eine zusätzliche Fadenmenge 14.2 abgelegt wird derart, daß
in dem axialen Bereich D 2 eine Schichtdicke erreicht wird,
die der Summe sämtlicher Schichten der in der betroffenen
Serie noch folgenden, kürzeren Atmungszyklen entspricht.
Während des nun folgenden Atmungszyklus ist der Atmungshub
wiederum verkürzt, und zwar zu dem Atmungshub A 3. Auch hier
sind der Verkürzungsast K 3 und der Verlängerungsast L 3 in
ihrem grundsätzlichen Verlauf so ausgelegt, daß die Faden
menge über den Atmungshub A 3 zu einer zylindrischen Schicht
3 verteilt wird. Zusätzlich wird jedoch in dem Überschuß
bereich D 3 der Spule zusätzlich die Fadenmenge 14.3 (Fig.
17A) abgelegt, indem wiederum die gestrichelt eingezeichnete
Korrektur 13.3 der Atmungskurve erfolgt. Die zusätzliche
Fadenmenge 14.3 erreicht wiederum die Schichtdicke der
gesamten Fadenschicht, die in der Serie von Atmungszyklen im
Umkehrbereich abgelegt wird.
Während des letzten Atmungszyklus 4 (nicht dargestellt) der
Serie folgt wiederum eine Verkürzung des Atmungshubes auf
den Atmungshub A 4. Hierbei ist die Atmungskurve so ausge
legt, daß eine gleichmäßig zylindrische Schicht über den
Atmungshub A 4 gewickelt wird.
Anschließend folgt eine neue Serie von Atmungshüben, wobei
der nächste Atmungszyklus mit dem maximalen Atmungshub A max
wie in Fig. 14 dargestellt, beginnt und wiederum eine
stufenweise Verkürzung des Atmungshubes von einem Zyklus zum
nächsten stattfindet.
In den Fig. 17A und 17B ist der Schichtenaufbau des Endbe
reiches dargestellt, wobei in einer Serie vier Atmungszyklen
durchgeführt werden.
Es ist aus Fig. 17A in schematischer Darstellung ersicht
lich, daß die Verkürzung des Basis-Changierhubs gegenüber
dem Anfangs-Changierhub dazu führt, daß die Stirnflächen der
Spule abgeböscht, d.h. konisch gewickelt wird. Es sei aller
dings bemerkt, daß der Konuswinkel in den Fig. 17A, B über
groß gezeichnet worden ist. In Wirklichkeit wirkt sich die
Veränderung des Basis-Changierhubes während eines Atmungs
zyklus, der eine Zeitdauer von wenigen Sekunden hat, nicht
so stark aus.
Es ist aus Fig. 17A in schematischer Darstellung ersicht
lich, daß auch mit diesem modifizierten Verfahren über den
Atmungsbereich A max sich eine zylindrische Wicklung ergibt,
die einen etwas größeren Durchmesser hat als die Wicklung im
mittleren Bereich der Spule. Im Umkehrbereich Bi, der sich
an den maximalen Atmungshub A max anschließt, findet ein
sanfter Übergang zwischen der Wicklung mit größerem Durch
messer und der Wicklung mit kleinerem Durchmesser statt, wie
bereits zuvor unter Hinweis auf Fig. 3 beschrieben.
Fig. 17B zeigt die Schichtbildung, die in Fig. 17A schema
tisch dargestellt ist, in einer der Praxis näherkommenden
Art und Weise. Auch in Fig. 17B ist der Böschungswinkel der
Stirnkante zu groß gezeichnet. Im Rahmen dieser Anmeldung
ist zu berücksichtigen, daß zum einem die während jedes
Atmungszyklus abgelegte Fadenmenge sehr gering ist, da jeder
Atmungszyklus nur wenige Sekunden, z.B. 6 Sekunden dauert.
Zum anderen ist zu berücksichtigen, daß infolge dieser
kurzen Dauer eines Atmungszyklus keine scharfen Kanten der
einzelnen Schichten und Fadenmengen entstehen. Der Faden ist
ein lineares Gebilde. Die einzelnen Fadenwindungen einer
Schicht liegen nicht dicht bei dicht, sondern mit Abstand,
der einige Millimeter betragen kann. Wegen dieses Fadenab
standes aufeinanderfolgender Windungen werden die in einer
späteren Schicht abgelegten Windungen stets, d.h. bei
funktionierender Spiegelstörung, zwischen den Windungen der
vorausgegangenen Schicht abgelegt werden, so daß die einzel
nen Schichten geometrisch nicht notwendigerweise auch unter
schiedliche Radien haben. Was in Fig. 17A und 17B als radial
aufgetragene Fadenschicht erscheint, macht sich daher in
Wirklichkeit zu einem großen Teil lediglich in einer Erhö
hung der Packungsdichte der Spule bemerkbar.
Es ist aus Fig. 14 ersichtlich, daß die Korrekturen der
Atmungskurven in allen Fällen dazu führen, daß die Atmungs
bewegung mit geringer Verzögerung und Beschleunigung durch
geführt werden kann.
Zur Spiegelstörung könnte nun, wie Fig. 9 zeigt, die
Changiergeschwindigkeit, ausgehend von der unteren Doppel
hubzahl DHU, synchron mit der Verkürzung des Changierhubes H
erhöht werden, wobei in jedem Spiegelstörungszyklus der
obere Wert der Doppelhubzahl (DHO2, DHO3 . . .) proportional
zu der jeweiligen Verkürzung des Atmungshubes A 1, A 2, A 3 . . .
gegenüber der Doppelhubzahl DHO des vorausgegangenen
Spiegelstörungszyklus ebenfalls verringert wird. Zur
weiteren Ausgestaltung wird auf die Ausführungen zu Fig. 9
verwiesen.
Sofern jedoch das Atmungsverfahren bei konstanter Spiegel
störung - wie in Fig. 15 dargestellt - betrieben wird, kann
es vorteilhaft sein, zur Kompensation von Fadenspannungs
schwankungen auch die Umfangsgeschwindigkeit zu ändern, wie
dies in bezug auf Fig. 16 gezeigt ist. Zunächst einmal wird
die Umfangsgeschwindigkeit synchron mit dem abnehmenden
Basis-Changierhub gegenüber dem Anfangswert der Umfangsge
schwindigkeit VAO erhöht. Diese sich ständig erhöhende
Umfangsgeschwindigkeit ist in dem Diagramm nach Fig. 16, in
dem die Ordinate die Umfangsgeschwindigkeit der Spule
darstellt, mit "Basisumfangsgeschwindigkeit" bezeichnet.
Erfindungsgemäß erfolgt nun eine weitere Modifikation.
Wenn man bei konstanter Spiegelstörungsamplitude davon
ausgeht, daß der obere Wert der Doppelhubzahl DHO so bemes
sen ist, daß er bei maximalem Atmungshub eine ideale Faden
spannungskompensation ergibt, so folgt daraus, daß bei dem
kleinsten Atmungshub keine vollständige Fadenspannungs
kompensation mehr stattfindet. Aus diesem Grunde wird bei
diesem Ausführungsbeispiel die Umfangsgeschwindigkeit der
Spule - wie Fig. 16 zeigt - synchron mit der Atmung bzw.
Spiegelstörung gegenüber der Basis-Umfangsgeschwindigkeit
erhöht. Während des Atmungszyklus mit maximalem Atmungshub
A max ist die Umfangsgeschwindigkeit der Spule gleich der
Basis-Umfangsgeschwindigkeit. Synchron mit dem Beginn eines
Atmungszyklus mit verkürztem Atmungshub A 2 erfolgt auch eine
geringfügige Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit V der
Spule, wobei die Differenz zwischen V 2 und V 1 proportional
der Differenz der Atmungshübe A 1 und A 2 ist. Sodann wird mit
Verlängerung des Changierhubes die Changiergeschwindigkeit
wiederum auf die Basis-Umfangsgeschwindigkeit vermindert.
Mit Durchführung des nächsten Atmungszyklus erfolgt wiederum
eine Erhöhung der Changiergeschwindigkeit, und zwar auf
einen vergrößerten Wert V 3. Die Differenz V 3- V 1 ist
wiederum proportional der Gesamtverkürzung des Atmungshubes
A max - A 3. Durch geeignete Vorgabe des Ausgangswertes und
Basiswertes der Umfangsgeschwindigkeit der Spule V 1 und der
erhöhten Werte V 2 und V 3, die durch Berechnung und Versuch
zu ermitteln ist, läßt sich eine vollständige Fadenspan
nungskompensation herbeiführen, so daß die Fadenzugkraft,
der der Faden auf der Spule unterworfen ist, weder während
der Spulreise noch während einer Serie von Atmungszyklen
noch während eines Atmungszyklus schwankt.
- Bezugszeichenaufstellung:
1 Atmungskurve
2 Störungskurve
3 Changiergesetz
4 gerader Ast
5 Übergangspunkt
6 gekrümmter Ast
8 Zeit-Weg-Diagramm des Changierhubs
9 Kurve
10 Kurve
11 Kurve
12 Kurve
13 Kurvenzug
14 Fadenmenge, Anhäufung, Zusatzmenge
18 Programmeinheit
19 Signal/Stromwandler
20 Elektromagnet
21 hydraulisches Steuerventil
22 Feder
23 Zylinder-Kolben-Einheit
24 Kolbenstange
25 Schlitten
26 Einheit
27 Eisenkern
28 Kolbenstange
29 Bund, Steuerbund
30 Bund
31 Bund
32 Pumpe
33 Tank
34 Rückseite
35 Federplatte
36 Federplatte
37 Kolben
38 Vorderseite
39 Kanal
40 Kanal
41 Kanal
42 Kanal
43 Arm
44 Kanal
45 Schulter
46 Gleitlager
47 Anschlag
48 Flansch
49 Stange
50 Motor
51 Frequenzwandler
52 Motor
53 Programmeinheit
54 Zeitgeber
Claims (10)
1. Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens zu einer
Kreuzspule
mit Hin- und Herverlegen (Changieren) des Fadens bei Bewegungsumkehr des Fadenführers in den Umkehrbereichen des Changierhubes mit vorgegebener, endlicher Verzöge rung und endlicher Beschleunigung
sowie mit Atmung des Changierhubs,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Atmung nach einem wellenförmigen Zeitdiagramm mit parabelähnlich verlaufenden Wellentälern (Atmungskurve) derart erfolgt, daß zumindest im Umkehrbereich (Ba) des größten Changierhubes die aufgewickelte Fadenmenge im wesentlichen gleichmäßig zu einer zylindrischen Wicklung verteilt wird,
wobei die zylindrische Wicklung einen geringfügig größeren Durchmesser als der mittlere Bereich der Spule hat und
wobei die Atmungskurve am äußeren Endpunkt des Changier hubs ihren Scheitelpunkt hat und im innersten Endpunkt des Changierhubs mit großer Verzögerung und Beschleuni gung umkehrt und sich in axialer Richtung mindestens über den Umkehrbereich (Ba) der Changierung bei größtem Changierhub erstreckt.
mit Hin- und Herverlegen (Changieren) des Fadens bei Bewegungsumkehr des Fadenführers in den Umkehrbereichen des Changierhubes mit vorgegebener, endlicher Verzöge rung und endlicher Beschleunigung
sowie mit Atmung des Changierhubs,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Atmung nach einem wellenförmigen Zeitdiagramm mit parabelähnlich verlaufenden Wellentälern (Atmungskurve) derart erfolgt, daß zumindest im Umkehrbereich (Ba) des größten Changierhubes die aufgewickelte Fadenmenge im wesentlichen gleichmäßig zu einer zylindrischen Wicklung verteilt wird,
wobei die zylindrische Wicklung einen geringfügig größeren Durchmesser als der mittlere Bereich der Spule hat und
wobei die Atmungskurve am äußeren Endpunkt des Changier hubs ihren Scheitelpunkt hat und im innersten Endpunkt des Changierhubs mit großer Verzögerung und Beschleuni gung umkehrt und sich in axialer Richtung mindestens über den Umkehrbereich (Ba) der Changierung bei größtem Changierhub erstreckt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Atmungshub A max aufeinanderfolgender Atmungskurven
gleich bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einer Serie aufeinanderfolgender Atmungszyklen
der Atmungshub eines (zweiten) Atmungszyklus gegenüber
dem Atmungshub des voraufgegangenen (ersten) Atmungs
zyklus verkürzt wird
und daß das Zeitdiagramm des ersten Atmungszyklus derart
ausgelegt wird, daß (gemäß Anspruch 1)
in seinem Atmungshub (A max = A 1) die aufgewickelte
Fadenmenge im wesentlichen gleichmäßig zu einer zylin
drischen Wicklung verteilt wird,
und daß zusätzlich in dem Überschußteil (D 1) des ersten
Atmungshubes, um den der Atmungshub (A 1) des ersten
Atmungszyklus den Atmungshub (A 2) des nachfolgenden,
zweiten Atmungszyklus überragt (D 1=A 1-A 2), eine
zusätzliche Fadenmenge in einer Schichtdicke abgelegt
wird, die im wesentlichen der Schichtdicke sämtlicher
folgenden Atmungszyklen mit verkürztem Atmungshub
entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einer Serien von Atmungszyklen der Atmungshub (A 1,
A 2, A 3 . . .) der einander folgenden Atmungszyklen fort
laufend verkleinert und zu Beginn der neuen Serie auf
den Ausgangswert (A 1=A max ) des Atmungshubes wieder
vergrößert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spiegelstörung synchron mit den Atmungszyklen im
Sinne des Ausgleichs der Fadenspannung erfolgt, wobei
die Spiegelstörungsamplitude (C 1, C 2, C 3 . . .), die die
Differenz (DHO-DHU) zwischen der maximalen und mini
malen Changiergeschwindigkeit ist, während einer Serie
von Atmungszyklen in Abhängigkeit von dem kleiner
werdenden Atmungshub (A 1, A 2, A 3 . . .) abnimmt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spiegelstörung derart erfolgt,
daß die minimale Changiergeschwindigkeit (DHU) im
Verlaufe der Spulreise nach einem für die Spulreise
vorgegebenen Gesetz verläuft (z.B. konstant bleibt)
und daß die Changiergeschwindigkeit während jeder Serie
von Atmungszyklen synchron mit der Erreichung des
Atmungshubes auf einen maximalen Wert (DHO1, DHO2,
DHO3 . . .) erhöht wird, welcher von der jeweiligen Größe
des Atmungshubes (A 1, A 2, A 3 . . .) abhängt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zeitdauer eines Atmungszyklus und des damit synchro
nen Spiegelstörungszyklus sowie der kleinste Wert der
maximalen Changiergeschwindigkeit (DHO4) innerhalb einer
Serie von Atmungshüben so groß vorgegeben wird,
daß die Änderung des Spulverhältnisses (Spindeldreh
zahl/Changiergeschwindigkeit), die während eines Doppel
hubes durch die Veränderung der Changiergeschwindigkeit
hervorgerufen wird, zu einem Abstand von zwei aufein
anderfolgenden Fadenwindungen führt, der größer ist als
die Ablagebreite des Fadens auf der Spule.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Fadenspannungskompensation die Umfangsgeschwindig
keit der Spule synchron mit den Atmungszyklen derart
vergrößert wird, daß der größte Atmungshub mit der
größten Umfangsgeschwindigkeit der Spule synchron
liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spiegelstörung synchron mit den Atmungszyklen im
Sinne des Ausgleiches der Fadenspannung erfolgt, wobei
die Spiegelstörungsamplitude (C 1), welche die Differenz
DHO-DHU) zwischen der maximalen und minimalen
Changiergeschwindigkeit ist, konstant bleibt,
und daß die Umfangsgeschwindigkeit der Spule bei allen
Atmungszyklen mit vermindertem Atmungshub in Abhängig
keit von der Größe der Verminderung des Atmungshubes
derart verändert wird, daß die Fadenspannung im wesent
lichen konstant bleibt.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Fadenspannungskompensation die Umfangsgeschwindig
keit der Spule synchron mit dem abnehmenden Changierhub
vergrößert wird.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19863616362 DE3616362A1 (de) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Verfahren zum aufwickeln eines fadens zu einer kreuzspule |
DE8787101028T DE3762036D1 (de) | 1986-01-31 | 1987-01-26 | Verfahren zum aufwickeln eines fadens zu einer kreuzspule. |
EP87101028A EP0235557B1 (de) | 1986-01-31 | 1987-01-26 | Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule |
CN87100444A CN1008620B (zh) | 1986-01-31 | 1987-01-27 | 交叉卷绕筒子的纱线卷绕工艺 |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19863616362 DE3616362A1 (de) | 1986-05-15 | 1986-05-15 | Verfahren zum aufwickeln eines fadens zu einer kreuzspule |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3616362A1 true DE3616362A1 (de) | 1987-11-19 |
Family
ID=6300881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19863616362 Withdrawn DE3616362A1 (de) | 1986-01-31 | 1986-05-15 | Verfahren zum aufwickeln eines fadens zu einer kreuzspule |
Country Status (1)
Country | Link |
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CN107943122A (zh) * | 2017-11-24 | 2018-04-20 | 珠海妙思精密仪器有限公司 | 一种电子导纱系统及电子导纱往复运动控制算法 |
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1986
- 1986-05-15 DE DE19863616362 patent/DE3616362A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |