-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Garnwickelmaschine, die
Garn mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 4000 m/min wickelt.
-
Um Garn nach dem Ausspinnen von einer Spinnmaschine zu wickeln, wird im
allgemeinen eine Wickelmaschine verwendet, die umfaßt: eine Spindel, auf
der ein Rohr angebracht ist, wobei die Spindel an einem Maschinenrahmen
drehbar befestigt ist; eine Querbaueinheit, die über der Spindel angeordnet ist,
wobei die Querbaueinheit in vertikaler Richtung in bezug auf den
Maschinenrahmen nach oben verschoben werden kann; und eine Druckwalze, die mit
einem an der Spindel angebrachten Rohr in Kontakt kommen kann, so daß ein
vorgegebener Druck auf die Oberfläche des Rohrs ausgeübt werden kann.
-
Wenn die Wickelgeschwindigkeit über 6000 m/min beträgt, werden die
Spindel und die Druckwalze durch eine Antriebseinheit zwangschlüssig gedreht,
um zu verhindern, daß die Rohroberfläche durch Reibung mit der Druckwalze
beschädigt wird. Auch wenn die Wickelgeschwindigkeit zwischen 4000 m/min
und 6000 m/min liegt, werden die Spindel und die Druckwalze
zwangschlüssig gedreht, um die Packstruktur zu verbessern.
-
Beim Umstellen der sich mit der oben angeführten hohen Geschwindigkeit
drehenden Spindel von einem voll beschickten Rohr auf ein leeres Rohr wird
die Geschwindigkeit des voll beschickten Rohrs etwas erhöht, wodurch sich
die Wickelspannung erhöht, so daß sich das Garn fester in die im Rohr
ausgebildeten Aufnahmerillen wickeln kann und sich die Garnspannung
stabilisieren kann, wodurch verhindert wird, daß sich das Garn um eine an der
Eintrittsseite der Wickelmaschine angeordnete Keilwalze wickelt.
-
Wenn die Druckwalze mit vorgegebener Geschwindigkeit angetrieben wird,
wird das Garn an der Eintrittsseite der Wickelmaschine jedoch durch das voll
beschickte Rohr aufgewickelt, nachdem es mit der Druckwalze in Kontakt
gelangt ist. Wenn nun der Anstieg der Geschwindigkeit des voll beschickten
Rohrs gering ist, erhöht sich die Spannung des Garns an der Eintrittsseite der
Wickelmaschine nicht, so daß sich das Garn infolge der Spannungsabnahme
beim Umlegen des Garns um die Keilwalze wickelt. Somit schlägt der
Garnumlegevorgang fehl. Wenn der Anstieg der Geschwindigkeit des voll
beschickten Rohrs stark ist, erhöht sich die zwischen der Druckwalze und dem
voll beschickten Rohr wirkende Spannung stark, so daß das Garn abreißt,
wenn es mit dem Rohr in Kontakt gelangt. Somit schlägt der
Garnumlegevorgang ebenfalls fehl. Ferner entsteht das Problem, daß die Garnspannung
schwankt, wenn das Garn umgelegt wird, so daß sich die Eigenschaften des in
der äußersten Schicht gewickelten Garns verändern.
-
Bei gewöhnlichen Garnaufnahme- und Garnumlegevorgängen, die beinhalten,
daß das Garn, das aus einer Düse einer Garnspinnmaschine gesponnen wird,
direkt auf ein sich mit hoher Geschwindigkeit drehendes leeres Rohr gewickelt
wird, ist die Stärke der um das Rohr gewickelten Fadenschicht dann, wenn das
Garn gerade erst auf das Rohr gelegt worden ist, oder dann, wenn das Garn
gerade erst umgelegt worden ist, sehr gering. Wenn unter der obigen
Bedingung die Druckwalze mit der Fadenschicht auf dem Rohr in Kontakt gelangt,
schlägt die Druckwalze gegen die Fadenschicht und beschädigt diese, weshalb
in den Web- und Färbprozessen Web- bzw. Färbflecken entstehen können.
-
Um das Auftreten der obigen Probleme des Schlagens der Druckwalze gegen
die Fadenschicht und des Beschädigens derselben, wenn sie bei sehr dünner
Fadenschicht auf dem Rohr mit dieser in Kontakt gelangt, zu verhindern, ist
die Druckwalze mit einem Stufenabschnitt versehen, wobei am Endabschnitt
der Schiebewelle, die die Druckwalze trägt, ein Distanzstück vorgesehen ist,
so daß sich zwischen der Druckwalze und dem Rohr ein Zwischenraum bilden
kann.
-
Ferner wird die obenbeschriebene Druckwalze durch eine Antriebseinheit
zwangschlüssig gedreht, so daß sie mit der Fadenschicht dann, wenn das Garn
auf die Trommel gelegt wird oder wenn das Garn umgelegt wird, oder
unmittelbar nach dem Umlegen des Garns nicht in Kontakt kommt. Aus diesem
Grund ist es nicht möglich, die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel, an
der das Rohr befestigt ist, entsprechend der Umdrehungsgeschwindigkeit der
Druckwalze zu steuern.
-
Deshalb wird die Spindelgeschwindigkeit, bevor die Druckwalze mit der
Fadenschicht in Kontakt gelangt, in herkömmlicher Weise durch
Aufwärtsregelung auf Grundlage der Berechnung des Durchmessers der um das Rohr
gewickelten Fadenschicht gesteuert. Diese Aufwärtsregelung wird in der
folgenden Weise auf eine Steuerung durch Rückkopplung umgeschaltet:
-
Wenn sich auf dem Rohr eine Fadenschicht der vorgegebenen Stärke gebildet
hat, gelangt sie mit der Druckwalze in Kontakt, wodurch sich die
Umdrehungsgeschwindigkeit (Drehzahl) der Spindel verändert. Hierbei wird die
Änderung der Geschwindigkeit erfaßt und die Steuerung der
Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel auf eine Steuerung durch Rückkopplung
umgeschaltet, bei der die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel in Entsprechung
der Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze auf eine vorgegebene
Wickelgeschwindigkeit gesteuert wird.
-
Nach einem Verfahren, bei dem die Druckwalze in einer vorgegebenen
Position gehalten wird und die Fadenschicht mit der Druckwalze in Kontakt
gelangt, wenn der Durchmesser der Fadenschicht mit dem Wickeln des Garns
um das Rohr angewachsen ist, wie in Fig. 10 gezeigt ist, verstreicht eine sehr
lange Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt (T1), zu dem die Fadenschicht auf
dem Rohr ausgebildet ist und die Fadenschicht auf dem Rohr gerade mit der
Druckwalze in Kontakt kommt, bis zu dem Zeitpunkt (T3), zu dem der
Anpreßdruck auf den vorgegebenen Druck (Pa) angestiegen ist.
-
Wenn die Fadenschicht mit der Druckwalze in Kontakt gelangt, variiert der
Anpreßdruck je nach Typ, Größe und Schichtdicke des Garns und beeinflußt
ferner die Rotation der Druckwalze.
-
Aus diesem Grund ist es nicht möglich, den Zeitpunkt des Umschaltens von
der Optimalwertsteuerung auf die Steuerung durch Rückkopplung genau zu
bestimmen, wobei ferner die folgenden Probleme entstehen:
-
Obwohl der Anpreßdruck nicht auf den vorgegebenen Anpreßdruck (Pa)
angewachsen ist, wird die Optimalwertsteuerung auf die Steuerung durch
Rückkopplung umgeschaltet. Obwohl der Anpreßdruck auf den vorgegebenen
Anpreßdruck angewachsen ist, wird die Optimalwertsteuerung nicht auf die
Rückkopplungssteuerung umgeschaltet. Folglich kann die Drehzahlsteuerung
nicht genau durchgeführt werden, so daß eine Differenz zwischen der
Um
fangsgeschwindigkeit der Fadenschicht und der Umfangsgeschwindigkeit der
Druckwalze entsteht. Dementsprechend wird die Fadenschicht in
Mitleidenschaft gezogen.
-
In diesem Fall wird die Druckwalze durch einen Elektromotor angetrieben, der
durch einen offenen Regelkreis gesteuert wird, damit die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze einen Wert erreicht, der der
Sollgeschwindigkeit entspricht.
-
Wenn die mit einem Rohr versehene Spindel durch den Elektromotor gedreht
wird und die Druckwalze mit dem Rohr in Berührung kommt, beginnt das
Wickeln des Garns. Hierbei wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Druckwalze erfaßt und der Elektromotor für den Antrieb der Spindel der
Steuerung durch Rückkopplung unterworfen, damit die Geschwindigkeit der
Druckwalze den vorgegebenen Wert einnimmt.
-
Bei der Rotation des Elektromotors tritt ein Schlupf auf, während bei der
Rotation des Lagerabschnitts des Elektromotors ein Rotationswiderstand auftritt
und bei der Rotation des Lagerabschnitts der Walze ein Rotationswiderstand
auftritt. Wenn der Lauf des Elektromotors ohne Berücksichtigung des
Schlupfes gesteuert wird, ist die effektive Drehzahl der Druckwalze kleiner als die
Nenn-Drehzahl des Elektromotors. Im Ergebnis wird die Druckwalze durch
die Spindel so angetrieben, daß eine zusätzliche Last auf den Garnwickel
ausgeübt wird, die die Packstruktur verschlechtert.
-
Anders als im obigen Fall wird in einer Revolver-Wickelmaschine, bei der der
Elektromotor für den Antrieb der Druckwalze einer Steuerung mit offenem
Regelkreis unterworfen wird, die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Druckwalze, wenn diese mit dem Garnwickel nicht in Kontakt ist, beim Umlegen
des Garns nicht korrigiert, obwohl die effektive Umdrehungsgeschwindigkeit
der Druckwalze niedriger als die Nenn-Umdrehungsgeschwindigkeit ist.
Folglich nimmt die Garn-Wickelspannung ab.
-
Wenn das Garn unter der obigen Bedingung von einem voll beschickten
Garnkörper auf einen leeren Garnkörper umgelegt wird, wird es um die an der
Eintrittsseite der Wickelmaschine angeordneten Walzen gewickelt, so daß der
Erfolgsquotient des Umlegens von Garn abnimmt.
-
Um die obigen Probleme zu lösen, wird während des Fertigungsprozesses
nach dem Zusammenbau der Wickelmaschine der im Elektromotor für den
Antrieb der Druckwalze hervorgerufene Schlupf gemessen und in einen
Korrekturkoeffizienten umgesetzt, der zur Speicherung manuell in die
Steuereinheit eingegeben wird.
-
Ferner wird die folgende Wickelmaschine zum Wickeln von Garn, nachdem
dieses von einer Spinnmaschine ausgesponnen worden ist, verwendet. Die
Wickelmaschine umfaßt: eine Spindel, die an einem Maschinenrahmen
drehbar befestigt ist, wobei die Spindel mehrere Rohre hält; eine Druckwalze, die
mit einer um das von der Spindel gehaltene Rohr gewickelten Fadenschicht in
Kontakt gelangt; eine Querbaueinheit, die an der Eintrittsseite der Druckwalze
angeordnet ist; einen Rahmenkörper, an dem die Druckwalze drehbar befestigt
ist und an dem außerdem die Querbaueinheit fest angebracht ist, wobei der
Rahmenkörper durch zwei im Maschinenrahmen in Auslegerweise
vorgesehenen Führungen unterstützt ist, so daß der Rahmenkörper vertikal angehoben
werden kann; und einen Hydraulikzylinder, der dicht am Auslegerabschnitt
einen Abschnitt des Rahmenkörpers stützt. Eine Wickelmaschine der obigen
Konstruktion wurde in der Japanischen Gebrauchsmusteranmeldung
Nr. 57-57091 offenbart.
-
Unlängst wurde zur Verbesserung der Wicklungskapazität die Spindellänge
erhöht, so daß die Anzahl der durch die Spindel gehaltenen Rohre erhöht
werden konnte (die Anzahl wurde von vier auf acht erhöht). Wenn die Spindel
verlängert wird, erhöht sich natürlich auch die Länge der Druckwalze und jene
der Querbaueinheit.
-
Jedoch wird ein Maschinenkörper, an dem die Druckwalze und die
Querbaueinheit angebracht sind, in Auslegerweise durch zwei im Maschinenrahmen
vorgesehene Führungen unterstützt.
-
Wenn, wie in Fig. 18 gezeigt ist, L1 die Strecke vom Schwerpunkt (G) des
Rahmenkörpers 71 zum Hydraulikzylinder 74 ist und W das Gewicht des
Rahmenkörpers 71 und der Druckwalze ist, wird das Moment (W · L1) auf
das Gleit-Kugellager 73 ausgeübt, durch das der Rahmenkörper 71 mit der
Führung 72 gleitend verbunden ist. Wenn beispielsweise das Gewicht (W) des
Rahmenkörpers 71 und der anderen Teile 200 kg beträgt und die Strecke (L1)
vom Schwerpunkt (G) des Rahmenkörpers 71 zum Hydraulikzylinder
74 90 cm beträgt, wird ein Moment von 18000 kg·cm auf das Gleit-Kugellager
73 ausgeübt.
-
Wenn das oben angegebene große Moment auf das Gleit-Kugellager 73
einwirkt, erhöht sich der Laufwiderstand des Gleit-Kugellagers 73, weshalb der
Anpreßdruck einer (nicht gezeigten) Druckwalze auf die Oberfläche nicht
korrekt gesteuert wird, so daß sich die Packstruktur verschlechtert.
-
Um die Aufnahme eines solch hohen Moments zu ermöglichen, werden der
Durchmesser und die Länge des Gleit-Kugellagers 73 stark vergrößert.
Dadurch muß die Höhe des Rahmenkörpers 71, an dem das Gleit-Kugellager
angebracht ist, vergrößert werden, so daß sich die Gesamtlänge der
Wickelmaschine vergrößert.
-
Diesbezüglich wird beim Garnwickeln mit der obenbeschriebenen
Wickelmaschine durch die Rotation der Spindel eine Vibration über den
Maschinenrahmen auf den Rahmenkörper übertragen, da sowohl Spindel als auch
Rahmenkörper am selben Maschinenrahmen angebracht sind. Da die Druckwalze mit
einem vorgegebenen Anpreßdruck auf das durch die Spindel gehaltene Rohr
drückt, wird die Vibration der Spindel durch die Druckwalze nochmals auf
den Rahmenkörper übertragen.
-
Wenn die Frequenz der Vibration, die durch die Rotation der das Garn
wickelnden Spindel hervorgerufen wird, mit der Eigenfrequenz des
Rahmenkörpers übereinstimmt, tritt der Rahmenkörper in Resonanz, so daß sich die
Vibration verstärkt und einen Bruch der Fadenschicht des Garnwickels
bewirkt.
-
Wenn der Wickelvorgang durch eine sich von der obigen unterscheidenden
Wickelmaschine ausgeführt wird, muß die Druckwalze so an dem
Maschinenrahmen befestigt sein, daß sie auch dann, wenn keinem Hydraulikzylinder
Hydraulikflüssigkeit zugeführt wird, nicht mit dem durch die Spindel
gehalte
nen Rohr in Berührung kommt. Deshalb ist, wie in Fig. 18 gezeigt ist, an einer
Stelle am vorderen Ende des Rahmenkörpers 71 ein Anschlagmittel 75
vorgesehen, wobei diese Stelle näher zum vorderen Ende des Rahmenkörpers 71
liegt als der Auslegerunterstützungsabschnitt des Rahmenkörpers 71.
-
Das Anschlagmittel 75 ist am Maschinenrahmen 70 drehbar befestigt und
besteht aus einem Eingriff-Klauenelement 76, das durch einen
Hydraulikzylinder 77 gedreht wird, und einem Eingriffteil 78, das fest mit dem
Rahmenkörper 71 verbunden ist. Wenn das Eingriffteil 78 im Eingriff-Klauenelement
76 eingehakt ist, ist der Rahmenkörper 71 unterstützt, so daß er sich nicht
senken kann.
-
Wie im Fall, in dem der Rahmenkörper 71 durch den Hydraulikzylinder 74
unterstützt ist, wird somit dasselbe Moment (W · L1) auf das
Gleit-Kugellager 73 ausgeübt, wenn L1 die Strecke vom Schwerpunkt (G) des
Rahmenkörpers 71 zur Hakenposition (G1) des Anschlagmittels 75 ist und L3 die Strecke
von der Hakenposition (G1) des Anschlagmittels 75 zum Mittelpunkt der
Führung 72 ist und W das Gewicht des Rahmenkörpers 71 ist.
-
Deshalb muß für diese Vorrichtung ein Gleit-Kugellager 73 mit einem hohen
zulässigen Moment verwendet werden, weshalb sich die Abmessung des
Rahmenkörpers 71 in Höhenrichtung ebenso wie im obenbeschriebenen Fall
vergrößert. Dementsprechend nimmt die Gesamthöhe der Wickelmaschine zu.
-
In diesem Zusammenhang offenbart die ungeprüfte Japanische
Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 5-12454 eine Konstruktion, in der auf beiden Seiten des
Rahmenkörpers Führungen vorgesehen sind und der Rahmenkörper längs der
zwei Führungen hochgefahren wird, wobei beide Seiten des Rahmenkörpers
durch die Führungen unterstützt sind.
-
Um jedoch den langen Rahmenkörper parallel zur Spindel hochzufahren,
wobei beide Enden des Rahmenkörpers durch die Führungen unterstützt sind,
müssen der Rahmenkörper und die Führungen genau gearbeitet sein, wobei
diese eine vorgegebene Starrheit aufweisen müssen.
-
Um ferner die Druckwalze und die Spindel parallel zueinander zu halten, ohne
durch die Beschaffenheit des Bodens, auf dem die Wickelmaschine aufgebaut
ist, beeinflußt zu werden, ist es erforderlich, die Abmessungen des
Maschinenrahmens, der Führungen und des Rahmenkörpers zu vergrößern.
-
In diesem Zusammenhang ist in Fig. 19 der Aufbau einer Druckwalze des
angetriebenen Typs gezeigt, bei dem die Druckwalze zwangschlüssig gedreht
wird. Die angetriebene Druckwalze ist in der folgenden Weise aufgebaut: ein
Wellenabschnitt 81b der Walze 81 ist über den Lagerabschnitt 82 im
Rahmenkörper 95 zur Anbringung des quer angeordneten Kopfes drehbar gelagert.
Der andere Wellenabschnitt 81c ist über den Lagerabschnitt 87 drehbar
gelagert und über die Kupplung 88 mit dem Elektromotor 89 verbunden. Der
Lagerabschnitt 82 setzt sich aus dem Lager 83, das den Wellenabschnitt 81b der
Walze 81 drehbar lagert, und aus dem Träger 84 als Element, welches das
Lager 83 trägt, zusammen. Der Lagerabschnitt 85 setzt sich aus dem Lager 86,
das den Wellenabschnitt 81c drehbar lagert, und aus dem Träger 87 als
Element, welches das Lager 86 trägt, zusammen.
-
In Fig. 20 ist eine alternative Konstruktion einer angetriebenen Druckwalze
gezeigt, bei der diese in der folgenden Weise aufgebaut ist: beide
Wellenabschnitte 81b, 81c der Walze 81 sind über das Lager 82 durch den
Rahmenkörper 95 drehbar unterstützt. Ein Wellenabschnitt 81c ist mit der
Verstellriemenscheibe 90 versehen, während die Antriebswelle des Elektromotors 89 am
Rahmenkörper mit der Verstellriemenscheibe 91 versehen ist. Der
Verstellriemen 92 ist zwischen den Verstellriemenscheiben 90 und 91 vorgesehen. Die
Rotation wird durch die Verstellriemenscheiben 90, 91 und den Verstellriemen
92 auf die Walze 81 übertragen.
-
Im vorhergehenden Fall, in dem der Elektromotor über die Kupplung mit der
Walze verbunden war, erhöhte sich die Abmessung des
Druckwalzenmechanismus in Längsrichtung. Im letzten Fall, in dem die Walze und der
Elektromotor parallel angeordnet sind, erhöhten sich die Abmessungen des
Druckwalzenmechanismus sowohl in Querrichtung als auch in Höhenrichtung und
somit auch die Gesamtabmessungen der Wickelmaschine.
-
Ferner ist die Anzahl von Lagern auf einen Wert von wenigstens vier erhöht.
Dementsprechend erhöht sich dann, wenn der Wickelvorgang mit hoher
Ge
schwindigkeit von wenigstens 4000 m/min ausgeführt wird, der Energieverlust
stark, wobei gleichzeitig die vom Elektromotor erzeugte Wärmemenge
anwächst, so daß sich das Schmiermittel der mit dem Elektromotor
zusammenhängenden Lager schnell verschlechtert und die Lebensdauer der Lager extrem
abnimmt. Ferner wird während des Hochgeschwindigkeits-Wickelvorgangs,
bei dem die Wickelgeschwindigkeit wenigstens 7000 m/min beträgt, die von
dem Motor und Lager erzeugte Wärme auf den Walzenkörper übertragen, so
daß die Temperatur der Walze über die Nennbetriebstemperatur ansteigt. Dies
führt dazu, daß sich die Eigenschaften eines Garns, das mit dem Walzenkörper
in Kontakt gelangt, verändern und in einem späteren Prozeß Färbflecken
hervorgerufen werden.
-
Als nächstes ist in Fig. 21 eine Druckwalze 80 des Mitläufertyps gezeigt, die
durch einen Garnwickel gedreht wird, wobei die Wellenabschnitte 81b auf
beiden Seiten des Walzenkörpers 81a herausstehen und die Walze 81 über das
Lager 82 im Rahmenkörper 13 drehbar gelagert ist.
-
Wenn Garn mit einer hohen Geschwindigkeit von wenigstens 4000 m/min
gewickelt wird, wird bei der mitlaufenden Druckwalze 80 ebenso wie bei der
angetriebenen Druckwalze das Lager 83 des Lagerabschnitts 82 erwärmt,
wenn die Walze 81 durch das Rohr oder den Garnwickel, die fest mit der
Spindel 2 verbunden sind, mit hoher Geschwindigkeit gedreht wird. Deshalb
wird der Träger 84, der mit dem äußeren Laufring des Lagers 83 in Kontakt
gelangt, erwärmt, wobei gleichzeitig der Wellenabschnitt 81b, der mit dem
inneren Laufring des Lagers 83 in Kontakt gelangt, ebenso erwärmt wird, so
daß die Temperatur der Endabschnitte des Walzenkörpers 81a in der Nähe des
Wellenabschnitts 81b zunimmt. Da jedoch der Lagerabschnitt nicht
zwangsläufig gekühlt wird, ist die Menge der vom Lager 83 abgestrahlten Wärme
größer als die von der Außenfläche des Trägers 84 abgestrahlte Menge. Dies
führt zu einer schnellen Verschlechterung des Lagerschmiermittels, wodurch
die Lebensdauer des Lagers 83 abnimmt.
-
Wenn die vom Wellenabschnitt 81b erzeugte Wärme lediglich von der
Außenfläche des Endabschnitts des Walzenkörpers 81a abgestrahlt wird, kann die
Temperatur der Walze nicht sofort abnehmen, wobei die Wärme im
Endabschnitt des Walzenkörpers 81a auch nicht zur Mitte des Walzenkörpers 81a
abgeleitet wird. Dementsprechend wird die Temperatur am Endabschnitt des
Walzenkörpers 81a höher als in der Mitte. Aus diesem Grund verändern sich
die Eigenschaften des Garns, das mit demjenigen Abschnitt der Walze in
Kontakt gelangt, dessen Temperatur hoch ist. Im Ergebnis werden in einem
Prozeß, dem das Garn nachträglich unterzogen wird, Färb- und Webflecke
hervorgerufen.
-
DE-A-41 33 232 offenbart eine Garnwickelmaschine, die einen
Hydraulikzylinder umfaßt, der eine vertikale Bewegung einer Druckwalze bewirkt.
-
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf folgendes. Da der Rahmenkörper in
Auslegerweise unterstützt ist, wird auf das Gleit-Kugellager ein hohes
Moment ausgeübt, so daß der Laufwiderstand des Gleit-Kugellagers zunimmt und
der Anpreßdruck der Druckwalze nicht genau gesteuert werden kann, weshalb
sich die Packstruktur verschlechtert.
-
Somit schafft die vorliegende Erfindung gemäß einem ihrer Aspekte eine
Garnwickelmaschine, die umfaßt: eine Spindel, die an einem
Maschinenrahmen drehbar befestigt ist, wobei die Spindel mehrere Rohre hält; eine
Druckwalze, die mit einer um die von der Spindel gehaltenen Rohre gewickelten
Fadenschicht in Kontakt gelangt; eine Querbaueinheit, die an der Eintrittsseite
der Druckwalze vorgesehen ist; einen Rahmenkörper, durch den die
Druckwalze drehbar unterstützt ist, wobei die Druckwalze außerdem durch den
Rahmenkörper so unterstützt ist, daß sich die Druckwalze an die Spindel
annähern und von ihr trennen kann; und zwei Hydraulikzylindern, die an den
beiden Endabschnitten des Rahmenkörpers vorgesehen sind, wobei beide
Endabschnitte des Rahmenkörpers durch die beiden Hydraulikzylinder
unterstützt sind und die beiden Hydraulikzylinder auf einer Linie angeordnet sind,
die durch den Schwerpunkt des Rahmenkörpers, der Druckwalze und der
Querbaueinheit verläuft. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung wird vorzugsweise eine Konstruktion gewählt, bei der die
Innendurchmesser jedes der beiden Zylinder verschieden sind. Gemäß einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann jeder der
Hydraulikzylinder mit einer entsprechenden Hydraulikfluid-Versorgungsleitung
verbunden sein und kann ein Steuermittel zum Steuern des durch die Hydraulikfluid-
Versorgungsleitung strömenden Hydraulikfluids an jeder der Hydraulikfluid-
Versorgungsleitungen vorgesehen sein, wobei der Druck des durch die
Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen strömenden Hydraulikfluids in bezug auf
ein von dem Steuermittel ausgegebenes Steuersignal eingestellt wird.
-
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft eine
Garnwickelmaschine, bei der die Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen mehrere
Unter-Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen umfassen und jede der
Unter-Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen mit einem entsprechenden Hydraulikzylinder
verbunden ist, wobei jeder Hydraulikzylinder Hydraulikfluid mit einem Druck
zuführt, der von dem Druck des Hydraulikfluids verschieden ist, das vom
anderen Hydraulikzylinder zugeführt wird, und wobei das Steuermittel eine
der Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen und den damit verbundenen
Hydraulikzylinder auswählt und ein Hydraulikfluid mit einem vorgegebenen
Druck zuführt.
-
In einer nochmals weiteren Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens ein
Druckeinstellmittel zum Einstellen des Drucks des Hydraulikfluids an jeder
der mit den Hydraulikzylindern verbundenen
Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen vorgesehen, wobei das Steuermittel wahlweise das Druckeinstellmittel
steuert, so daß jedem der Hydraulikzylinder Hydraulikfluid mit einem
vorgegebenen Druck zugeführt wird.
-
Dies kann die Probleme, die bei herkömmlichen Garnwickelmaschinen
entstehen, wenn die Frequenz der Vibration, die durch die Rotation der Spindel
beim Garnwickelvorgang entsteht, mit der Eigenfrequenz des Rahmenkörpers
übereinstimmt, so daß in der Wickelmaschine Resonanz auftritt, und die
Fadenschichten des Garnwickels brechen, verkleinern.
-
Es wurde bekannt, daß dann, wenn der Rahmenkörper durch das
Anschlagmittel unterstützt ist, Probleme entstehen, weil ein großes Moment auf das
Gleit-Kugellager wirkt, so daß ein Gleitlager mit dem höchstzulässigen
Moment verwendet werden muß. Dadurch vergrößert sich die Gesamthöhe der
Wickelmaschine.
-
Um diese Probleme zu verkleinern, kann gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Garnwickelmaschine ferner umfassen:
-
ein Anschlagmittel zum Befestigen des Rahmenkörpers am Maschinenrahmen,
so daß die Druckwalze nicht mit den von der Spindel gehaltenen Rohren in
Kontakt gelangt, wobei das Anschlagmittel ein Anschlagelement, das auf
seiten des Maschinenrahmens vorgesehen ist, und ein Eingriffelement, das am
Rahmenkörper vorgesehen ist, enthält, wobei eine Kontaktoberfläche des
Anschlagelements und des Eingriffelements um einen Winkel von 0 bis 45º
geneigt ist, so daß eine untere Tangentiallinie der Kontaktoberfläche zu der
Auslegerunterstützungsseite eines beweglichen Rahmenkörpers geneigt ist.
-
Schwierigkeiten ergeben sich auch mit einer Konstruktion, bei der der
elektrische Antriebsmotor mit der Walze über eine Kupplung verbunden ist,
wodurch sich die Abmessung des Druckwalzenmechanismus in Längsrichtung
erhöht. Wenn die Walze und der elektrische Antriebsmotor parallel
vorgesehen sind, erhöht sich ebenso die Abmessung des Druckwalzenmechanismus,
jedoch in Querrichtung, oder in Höhenrichtung. Im Ergebnis erhöht sich die
Gesamtgröße der Wickelmaschine.
-
Um solchen Problemen zu begegnen, umfaßt die Druckwalze der
Garnwickelmaschine gemäß verschiedenen Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung einen an einen Endabschnitt der Druckwalze vorgesehenen
Elektromotor, wobei die Welle der Druckwalze und die Antriebswelle des
Elektromotors ein Teil bilden. Die Druckwalze der Garnwickelmaschine kann
Elektromotoren umfassen, die an beiden Endabschnitten der Druckwalze
vorgesehen sind, wobei die Welle der Druckwalze und die Antriebswelle eines
Elektromotors ein Teil bilden.
-
Probleme entstehen auch, wenn die Anzahl der Lager auf einen Wert von
wenigstens vier erhöht wird. Wenn sich die Spindel mit hoher
Geschwindigkeit von wenigstens 4000 m/min dreht, erhöht sich auch der Energieverlust,
wobei durch die Elektromotoren außerdem Wärme erzeugt wird. Deshalb
verschlechtert sich das Schmiermittel in den Lagern des Elektromotors
schnell, so daß die Lebensdauer der Lager extrem abnimmt. Außerdem wird
während des Hochgeschwindigkeits-Wickelvorgangs, bei dem Garn mit einer
Geschwindigkeit von 7000 m/sec gewickelt wird, die durch den Elektromotor
und die Lager erzeugte Wärme auf den Walzenkörper übertragen. Somit steigt
die Temperatur auf einen Wert an, der höher als die Nennbetriebstemperatur
ist. Dementsprechend verändern sich die Eigenschaften eines Garns, das mit
dem Walzenkörper in Kontakt kommt, weshalb in einem späteren Prozeß
Färb- und Webflecken hervorgerufen werden.
-
Um solchen Problem zu begegnen, bilden die Welle der Druckwalze und die
Antriebswelle des Elektromotors gemäß weiteren Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung ein Teil, wobei in einen Gehäuseabschnitt des
Elektromotors ein wärmeableitendes Element eingesetzt sein kann, derart, daß das
wärmeableitende Element auf der der Druckwalze entgegengesetzten Seite
vorsteht und am vorstehenden Abschnitt des wärmeableitenden Elements ein
Kühlelement angebracht ist. Im Kernabschnitt der Druckwalze, der wenigstens
den Gehäuseabschnitt des Elektromotors einschließt, kann in Längsrichtung
ein wärmeableitendes Element eingesetzt sein. In einer solchen
Ausführungsform ist eine Druckwalze der Garnwickelmaschine über ein Lager drehbar an
einem Auflageelement angebracht, wobei in der Druckwalze in Längsrichtung
ihres Kerns, der wenigstens an beiden Enden vorgesehene Lagerabschnitte
umfaßt, ein wärmeableitendes Element eingesetzt ist.
-
Nachteile können bei herkömmlichen Garnwickelmaschinen dadurch
entstehen, daß dann, wenn das Garn dem Umlegevorgang unterzogen wird, die auf
das Garn ausgeübte Spannung schwankt. Somit wird das Garn abgerissen,
weshalb der Garnumlegevorgang fehlschlägt und zudem kein Garnwickel, der
von der innersten bis zur äußersten Schicht gleichmäßige Eigenschaften
aufweist, geschaffen werden kann.
-
Außerdem kann zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die auf dem Rohr
geschaffene Fadenschicht mit der Druckwalze in Kontakt gelangt, bis zum Zeitpunkt,
zu dem der Anpreßdruck auf einen vorgegebenen Wert angewachsen ist, eine
lange Zeitspanne verstreichen. Zudem kann der Zeitpunkt, zu dem die
Optimalwertsteuerung auf die Steuerung durch Rückkopplung umgeschaltet
werden muß, nicht genau erfaßt werden. Um diese Probleme zu verkleinern, kann
die vorliegende Garnwickelmaschine ein Steuermittel zum Steuern ihres
Antriebs enthalten. In der Wickelmaschine wird das Garn beim Ausführen des
Garnumlegevorgangs entweder unmittelbar auf ein leeres Rohr gewickelt,
wenn dieses durch Spindelantrieb mit zwangschlüssig angetriebener
Druckwalze gedreht wird, oder von einem voll beschickten Rohr, d. h. einem Rohr,
auf dem das Garn vollständig aufgewickelt ist, auf ein leeres Rohr gewickelt.
Ein solches Steuermittel kann versehen sein mit: einem Mittel zum
Positionieren der Druckwalze in der Weise, daß die Druckwalze nicht unmittelbar nach
dem Garnumlegevorgang, bei dem das Garn auf das leere Rohr umgelegt wird,
mit dem Rohr in Berührung kommt; einem Mittel zum Verschieben
wenigstens entweder der Druckwalze oder des Rohrs in eine Richtung, in der der
Abstand zwischen beiden kleiner wird, nachdem sich auf dem Rohr eine
Fadenschicht vorgegebener Stärke gebildet hat, weshalb die Druckwalze mit
einem vorgegebenen Anpreßdruck mit der auf dem Rohr geschaffenen
Fadenschicht in Kontakt gelangen kann; und einem Mittel zum Steuern der
Umfangsgeschwindigkeit der Druckwalze, derart, daß diese höher als jene des
leeren Rohrs ist, bis das Garn auf das leere Rohr umgelegt ist.
-
Wenn das Garn von dem mit Garn voll beschickten Rohr auf ein leeres Rohr
umgelegt wird, kann die Garnwickelmaschine ferner mit einem zusätzlichen
Mittel zum Steuern der Umfangsgeschwindigkeit der Druckwalze in der
Weise, daß die gesteuerte Geschwindigkeit der Druckwalze etwa gleich der
Umfangsgeschwindigkeit des voll beschickten Rohrs oder niedriger als diese
ist, versehen sein, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Druckwalze nach
dem Umlegen des Garns von dem voll mit Garn beschickten Rohr auf das
leere Rohr so gesteuert werden kann, daß sie etwa gleich der
Umfangsgeschwindigkeit des leeren Rohrs ist.
-
Ein Verfahren für die Steuerung des Antriebs einer Garnwickelmaschine, bei
der das Garn durch Spindelantrieb mit zwangschlüssig angetriebener
Druckwalze gewickelt wird, kann die folgenden Schritte umfassen: Positionieren der
Druckwalze, derart, daß sie unmittelbar nach dem Garneinlegevorgang oder
dem Garnumlegevorgang nicht mit einem Rohr in Kontakt gelangt;
Verschieben wenigstens entweder der Druckwalze oder des Rohrs in eine Richtung, in
der der Abstand zwischen beiden kleiner wird, nachdem sich auf dem Rohr
eine Fadenschicht vorgegebener Stärke gebildet hat; Zulassen, daß die
Druckwalze mit einem vorgegebenen Anpreßdruck mit der auf dem Rohr
geschaffenen Fadenschicht in Kontakt kommt; und Umschalten der Drehzahlsteuerung
der Spindel von der Optimalwertsteuerung auf Grundlage der Berechnung des
Wicklungsdurchmessers, der durch ein herkömmliches Berechnungsverfahren
erhalten wird, auf die Steuerung durch Rückkopplung, durch die anhand der
Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze zum Zeitpunkt, zu dem die
Druckwalze mit der auf dem Rohr gebildeten Fadenschicht in Kontakt kommt,
die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel auf eine vorgegebene
Wickelgeschwindigkeit gesteuert wird.
-
Es wurde auch bekannt, daß Schwierigkeiten entstehen, weil die
Schlupfeigenschaften eines Elektromotors und der Rotationswiderstand eines Lagers bei
verschiedenen Vorrichtungen verschieden sind. Deshalb ist es erforderlich,
den Schlupf zu messen und für jede Wickelmaschine einen
Korrekturkoeffizienten einzugeben. Dies erfordert viel Zeit und Aufwand. Da der
Korrekturkoeffizient in einer Steuereinheit gespeichert ist, muß der Korrekturkoeffizient
jedesmal, wenn die Kombination aus Wickelmaschine und Steuereinheit
verändert wird, neu eingegeben werden. Weitere Probleme entstehen infolge des
Unterschieds zwischen der Temperatur des Lagers im Anfangsstadium
unmittelbar nach Betriebsbeginn und der Temperatur des Lagers, nachdem dieses
über einen längeren Zeitraum betrieben wurde. Somit ist der
Rotationswiderstand unterschiedlich und verändert sich der Schlupf des Elektromotors stark.
Ferner verändert sich der Schlupf des Elektromotors ebenso, wenn sich der
Rotationswiderstand des Lagers mit dem Alter verändert. Dementsprechend
entsteht ein Unterschied zwischen dem zuvor gemessenen und eingegebenen
Schlupf und dem wirklichen Schlupf. Somit nimmt die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze ab, weshalb die Druckwalze durch den
Garnwickel gedreht wird. Im Ergebnis kann keine gleichmäßige Packstruktur
erreicht werden.
-
Zusätzliche Probleme entstanden insofern, daß dann, wenn sich die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze erhöht, die Druckwalze den
Garnwickel antreibt, so daß sich der Elektromotor erwärmt und durch Überlast
beschädigt werden kann. Bei einer Revolver-Wickelmaschine schwankt
zusätzlich die Garn-Wickelspannung während des Garnumlegevorgangs. Somit
wird das Garn abgerissen oder um andere Walzen gewickelt, wodurch der
Erfolgsquotient des Garnumlegevorgangs abnimmt.
-
Solche Schwierigkeiten können durch ein Verfahren für die Steuerung des
Antriebs der Druckwalze verringert werden, das die folgenden Schritte
umfassen kann: Antreiben der Druckwalze durch einen Elektromotor während des
Garneinlegevorgangs oder während des Garnumlegevorgangs unter der
Bedingung, daß die Druckwalze mit einem fest an der Spindel angebrachten Rohr
nicht in Kontakt ist; Berechnen des im Elektromotor hervorgerufenen
Schlupfes; und Korrigieren einer dem Elektromotor gegebenen Steuerfrequenz,
derart, daß die Drehung des Elektromotors in Entsprechung des Schlupfes
gesteuert wird.
-
Ein weiteres Verfahren für die Steuerung des Antriebs der Druckwalze einer
Garnwickelmaschine kann die Schritte umfassen: Berechnen des im
Elektromotor für den Antrieb der Druckwalze hervorgerufenen Schlupfes anhand der
Anzahl der Druckwalzenumdrehung-Erfassungsimpulse oder anhand der
Anzahl der erfaßten Umdrehungen, wenn die Druckwalze durch den
Elektromotor mit einer vorgegebenen Umdrehungsgeschwindigkeit gedreht wird, wobei
der Schlupf auch anhand der Anzahl von Impulsen oder der Anzahl von
Umdrehungen berechnet werden kann, die unter Vernachlässigung des Schlupfes
des Elektromotors ermittelt worden sind. Alternativ kann ein Verfahren für die
Steuerung des Antriebs der Druckwalze einer Garnwickelmaschine ferner die
Schritte enthalten: Berechnen des im Elektromotor für den Antrieb der
Druckwalze hervorgerufenen Schlupfes anhand einer Steuerfrequenz zum
Zeitpunkt, zu dem die Druckwalze durch den Elektromotor mit vorgegebener
Geschwindigkeit gedreht wird, und außerdem Berechnen anhand einer
Frequenz, die unter Vernachlässigung des Schlupfes ermittelt wird.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel des Gesamtaufbaus
einer Spindelantrieb-Wickelmaschine zum Steuern des Antriebs der
Garnwickelmaschine zeigt.
-
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung, der ein Beispiel für die Konstruktion
des Unterstützungsabschnitts der in Fig. 1 gezeigten Querbaueinheit zeigt.
-
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung, die den Verlauf des aufgebrachten
Anpreßdrucks zeigt, wenn die Druckwalze der Wickelmaschine der
vorliegenden Erfindung mit der auf dem Rohr geschaffenen Fadenschicht in Kontakt
gelangt.
-
Fig. 4 ist ein Grundriß, der ein Beispiel für eine Garnwickelmaschine der
vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Fig. 5 ist eine längs der Linie I-I in Fig. 4 aufgenommene Ansicht.
-
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht, die den Abschnitt I-I aus Fig. 5 zeigt.
-
Fig. 7 ist eine längs der Linie III-III in Fig. 6 aufgenommene Ansicht.
-
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung, die das erste Beispiel einer
Hydraulikfluid-Versorgungsleitung zeigt, die mit dem in Fig. 4 gezeigten
Hydraulikzylinder verbunden ist.
-
Fig. 9 ist eine schematische Darstellung, die das zweite Beispiel einer
Hydraulikfluid-Versorgungsleitung zeigt, die mit dem in Fig. 4 gezeigten
Hydraulikzylinder verbunden ist.
-
Fig. 10 ist eine schematische Darstellung, die das dritte Beispiel einer
Hydraulikfluid-Versorgungsleitung zeigt, die mit dem in Fig. 4 gezeigten
Hydraulikzylinder verbunden ist.
-
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht, die die Umrisse eines ersten Beispiels für
den Aufbau einer Druckwalze der Wickelmaschine in einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht, die die Umrisse eines zweiten Beispiels
für den Aufbau einer Druckwalze der Wickelmaschine der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht, die die Umrisse eines dritten Beispiels für
den Aufbau einer Druckwalze der Wickelmaschine der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
Fig. 14 ist eine längs der Linie I-I in Fig. 2 aufgenommene Ansicht.
-
Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht, die die Umrisse eines vierten Beispiels für
den Aufbau einer Druckwalze der Wickelmaschine der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht, die die Umrisse eines fünften Beispiels
für den Aufbau einer Druckwalze der Wickelmaschine der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
Fig. 17 ist eine schematische Darstellung, die den Verlauf des Anpreßdrucks
für den Fall zeigt, in dem die Druckwalze einer herkömmlichen
Wickelmaschine mit der Fadenschicht auf dem Rohr in Berührung gelangt.
-
Fig. 18 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für das
Anschlagmittel der herkömmlichen Wickelmaschine zeigt.
-
Fig. 19 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für die mitlaufende
Druckwalze der herkömmlichen Wickelmaschine zeigt.
-
Fig. 20 ist eine schematische Darstellung, die das erste Beispiel einer
Druckwalze der herkömmlichen Wickelmaschine zeigt.
-
Fig. 21 ist eine schematische Darstellung, die das zweite Beispiel einer
Druckwalze der herkömmlichen Wickelmaschine zeigt.
-
Fig. 22 bis 25 zeigen Ablaufpläne, die die Abfolge von Vorgängen zum
Steuern des Antriebs einer Garnwickelmaschine der vorliegenden Erfindung zeigt.
-
Fig. 26 zeigt eine schematische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der
Hydraulikfluid-Versorgungsleitung.
GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nun wird mit Bezug auf die beigefügten Figuren eine spezifische
Ausführungsform der Garnwickelmaschine der vorliegenden Erfindung erläutert.
-
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht der Konstruktion einer spezifischen
Ausführungsform der Garnwickelmaschine, die vorliegende Erfindung
betreffend, und außerdem ein Antriebssteuermittel zum Steuern des Antriebssystems
einer Garnwickelmaschine der vorliegenden Erfindung.
-
Es sei hervorgehoben, daß Fig. 1 eine Ausführungsform der
Garnwickelmaschine der vorliegenden Erfindung zeigt. In der Garnwickelmaschine, in der
das Garn 200 auf ein Rohr 100 gewickelt wird, das fest mit einer Spindel 2
gekoppelt ist, die in einer Spindelantrieb-Wickelmaschine mit einer
zwangschlüssig angetriebenen Druckwalze 5 vorgesehen ist, ist die Druckwalze 5
unmittelbar, nachdem während des Garnumlegevorgangs das Garn 200 auf ein
sich drehendes Rohr 100 aufgenommen worden ist, an einer Stelle angeordnet,
an der sie von der Oberfläche des Rohrs 100, mit einem vorgegebenen
Abstand L dazwischen, entfernt ist, weshalb sie mit dem Rohr 100 nicht in
Kontakt gelangt, wobei nach dem Ausbilden einer Fadenschicht vorgegebener
Stärke auf dem Rohr 100 wenigstens entweder die Druckwalze 5 oder das
Rohr 100 in eine Richtung bewegt wird, in der sich der zwischen der
Druckwalze 5 und dem Rohr gebildete vorgegebene Abstand L verringert und
anschließend zugelassen wird, daß die Druckwalze 5 mit der Oberfläche der auf
dem Rohr 100 gebildeten Fadenschicht 220 mit einem vorgegebenen
Anpreßdruck in Kontakt gelangt.
-
In der obenerwähnten Garnwickelmaschine umfaßt der Garnumlegevorgang
den Fall, in dem das von einem Garnzufuhrmittel zugeführte Garn 200 direkt
auf ein leeres Garnrohr 100 gewickelt wird, und den Fall, in dem das Garn
200, das von einem Garnzufuhrmittel zugeführt und bereits auf dem Rohr
aufgewickelt worden ist, so daß es ein voll beschicktes Rohr 215 bildet, von
diesem auf ein leeres Rohr 100 umgelegt wird.
-
Im folgenden wird mit Bezug auf die Fig. 1 bis 3 eine genaue Erläuterung der
erfindungsgemäßen Garnwickelmaschine, die die obenerwähnten
grundlegenden technischen Merkmale aufweist, gegeben.
-
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die den Gesamtaufbau einer
Spindelantrieb-Wickelmaschine als Beispiel einer erfindungsgemäßen
Wickelmaschine zeigt. Die Wickelmaschine umfaßt: einen Elektromotor 3 für
den Antrieb; eine Spindel 2 zum Befestigen eines Rohrs, die im
Maschinen
rahmen 1 drehbar angebracht ist; eine Querbaueinheit 4, die über der Spindel 2
vorgesehen ist, wobei die Querbaueinheit 4 längs einer (nicht gezeigten)
Führung, die im Maschinenrahmen 1 ausgebildet ist, vertikal hochgefahren wird;
und einen Elektromotor 6 für den Antrieb. Die Wickelmaschine umfaßt ferner:
eine Druckwalze 5, die drehbar in der Querbaueinheit 4 angebracht ist; einen
ersten Detektor 7 zum Erfassen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel,
der an der Rückseite des Elektromotors 3 vorgesehen ist; einen zweiten
Detektor 8 zum Erfassen der Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze, der
nahe bei der Antriebswelle des Elektromotors 6 vorgesehen ist; und eine
Steuereinheit 9 zum Steuern der Drehzahl jedes Elektromotors.
-
Die obenbeschriebenen ersten und zweiten Detektoren 7, 8 verwenden einen
Impulsaufnehmer des optischen oder magnetischen Typs oder des
Näherungstyps.
-
Die Steuereinheit 9 verwendet einen Mikrocomputer mit den Funktionen:
Eingeben, Speichern, vergleichendes Berechnen und Betriebsbefehl.
-
Die Querbaueinheit 4 umfaßt: ein Schubteil 12, das mit einer Führung 1a, die
im Maschinenrahmen 1 ausgebildet ist, in Eingriff ist, wobei das Schubteil 12
in vertikaler Richtung nach oben verschoben wird; einen Rahmenkörper 13,
der über der Spindel 2 angeordnet ist und parallel zur Spindel 2 an dem
Schubteil 12 befestigt ist; und einen (nicht gezeigten) Antriebsmechanismus
für die Querbaueinheiten 14-1, 14-2, der am Rahmenkörper 13 angebracht ist,
so daß parallel zur Längsrichtung der Spindel 2 ein vorgegebener
Zwischenraum geschaffen werden kann.
-
Die oben angeführten Querbaueinheiten 14-1, 14-2 sind in der folgenden
Weise aufgebaut: auf mehreren Rotationswellen sind mehrere Laufräder
montiert, wobei sich die Laufräder zusammen mit den Rotationswellen drehen, so
daß dem Garn eine Hin- und Herbewegung verliehen werden kann.
-
Alternativ sind die obengenannten Querbaueinheiten 14-1, 14-2 in der
folgenden Weise aufgebaut: eine Querführung ist mit einer auf der Umfangsfläche
einer Rotationswalze ausgebildeten Rille in Eingriff, wobei die Querführung
in Längsrichtung der Achse der Spindel 2 hin- und herbewegt wird, so daß das
Garn in Querrichtung verfahren werden kann.
-
Der obenerwähnte, einen Anpreßdruck verleihende Mechanismus 10 umfaßt,
wie in Fig. 2 gezeigt ist: einen Kolben 15, dessen Kopf 15a beweglich in eine
Luftkammer 12a eingesetzt ist, die im Schubteil 12 ausgebildet ist, so daß sie
sich in Längsrichtung der Kammer 12a verschieben läßt, dessen unteres Ende
über einen Träger 16 an dem Maschinenrahmen 1 befestigt ist; ein
elektromagnetisches Umsteuerventil 17a; ein Druckregelventil (nicht gezeigt); und eine
Fluidversorgungsleitung 17 zur Zufuhr eines Hydraulikfluids wie etwa
Druckluft, das mit der Luftkammer 12a des Schubteils 12 verbunden ist.
-
Anstelle des obigen Zylindermechanismus des Schubteils 12, der aus der
Luftkammer und dem Kolben 15 zusammengesetzt ist, kann ein
handelsüblicher Hydraulikzylinder oder Pneumatikzylinder verwendet werden.
-
Wenn der Luftkammer 12a ein unter hohem Druck stehendes Fluid zugeführt
wird, wird die mit dem Rahmenkörper 13 verbundene Druckwalze 5
zusammen mit dem Schubteil 12 angehoben, so daß der auf die Spindel 2
aufgebrachte Anpreßdruck abnimmt, während der Anpreßdruck zunimmt, wenn der
Luftkammer 12a ein Fluid niedrigen Drucks zugeführt wird.
-
Der obige Unterstützungsmechanismus 11 setzt sich aus einem an dem
Schubteil 12 befestigten Hydraulikzylinder 18 und einer
Fluidversorgungsleitung 19 mit einem elektromagnetischen Umsteuerventil 19a zusammen.
-
Beim Garneinlegevorgang oder beim Garnumlegevorgang wird dem
Hydraulikzylinder 18 Hydraulikfluid zugeführt, so daß die Kolbenstange 18a
ausgefahren wird und der Rahmenkörper zusammen mit dem Schubteil 12
angehoben wird. In dieser Weise bildet sich zwischen der Druckwalze und dem an
der Spindel 2 angebrachten Rohr 100 ein im voraus bestimmter
Zwischenraum. Wenn der Garneinlegevorgang oder der Garnumlegevorgang
abgeschlossen ist, erfaßt ein Zeitgeber oder ein den Wicklungsdurchmesser
erfassender Sensor, daß sich um das Rohr I00 eine Fadenschicht 220 vorgegebener
Stärke gebildet hat, worauf von der Steuereinheit 9 ein
Fluidversorgung-Unterbrechungssignal an die Fluidversorgungsleitung 19 des
Unterstützungsmechanismus 11 für das Rohr 100 gesendet wird. Dann wird die Kolbenstange
18a des Hydraulikzylinders 18 eingefahren, weshalb die Druckwalze 5 mit der
auf dem Rohr 100 gebildeten Fadenschicht in Kontakt gelangt. Gleichzeitig
mit dem Senden des Betriebssignals an die Fluidversorgungsleitung 19 oder
nach dem Verstreichen einer vorgegebenen Zeitspanne wird die
Drehzahlsteuerung der Spindel 2 von der Optimalwertsteuerung auf die Steuerung
durch Rückkopplung umgeschaltet, bei der die Umdrehungsgeschwindigkeit
der Spindel 2 in Entsprechung der Umdrehungsgeschwindigkeit der
Druckwalze gesteuert wird, derart, daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel
2 einer vorgegebenen Wickelgeschwindigkeit entspricht.
-
Ein Winkelcodierer oder ein Impulsdetektor zur Erfassung von Zähnen oder
Löchern durch Änderung von Licht, Magnetkraft oder elektrostatischer
Kapazität kann als erster Detektor 7 zur Erfassung der Drehzahl des Elektromotors
3 und als zweiter Detektor 8 zur Erfassung der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Druckwalze 5 verwendet werden.
-
Es ist nicht erforderlich, auf der Druckwalze 5 einen Stufenabschnitt
vorzusehen, um zu verhindern, daß die auf dem Rohr 100 gebildete Fadenschicht 220
mit der Druckwalze in Kontakt kommt.
-
Nun wird die Arbeitsweise der Antriebssteuerung der obigen Wickelmaschine
erläutert.
-
Zuerst werden in die Steuereinheit 9 die Garnwickelgeschwindigkeit, die
Quergeschwindigkeit, die Anzahl der Querbewegungen, der Druck auf die
Oberfläche der Wicklung, die Stärke des Garnwickels und die Zeit zur
Bildung der Fadenschicht eingegeben.
-
Als nächstes wird das elektromagnetische Umsteuerventil 19a der
Fluidversorgungsleitung 19 betätigt, so daß die Rohrleitung umgestellt wird und dem
Hydraulikzylinder 18 Fluid mit einem vorgegebenen Druck zugeführt wird.
Dann fährt die Kolbenstange 18a aus, wodurch der Rahmenkörper 13
zusammen mit dem Schubteil 12 angehoben wird und zwischen der Druckwalze 5
und dem an der Spindel 2 befestigten Rohr 100 ein Zwischenraum L gebildet
wird.
-
Wenn der Luftkammer 12a des Schubteils 12 von der Fluidversorgungsleitung
17 Fluid mit einem vorgegebenen Druck zugeführt wird, kann die Druckwalze
5 mit einem vorgegebenen Anpreßdruck mit dem an der Spindel 2 befestigen
Rohr in Kontakt gelangen.
-
Nach Durchführung dieser Vorbereitungen werden die
Umdrehungsgeschwindigkeiten der Spindel 2 und der Druckwalze 5 in Übereinstimmung mit dem
Drehzahlsteuersignal, das von der Steuereinheit 9 gesendet wird, auf eine
vorgegebene Garnwickelgeschwindigkeit gesteuert. Dann wird das Garn 200
durch die Tätigkeit eines (nicht gezeigten) Garneinlegemechanismus um das
an der Spindel 2 befestigte Rohr 100 gewickelt, so daß sich eine Fadenschicht
220 (mit einer Wicklungsstärke von 0,1 bis 0,4 mm) bildet. Gleichzeitig mit
dem Wickeln des Garns um das Rohr 100 wird das Wicklungsdurchmesser-
Berechnungsmittel (nicht gezeigt), das in der Steuereinheit 9 vorgesehen ist,
eingesetzt, wobei der Wicklungsdurchmesser über eine vorgegebene
Wickelbedingung und über die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 2 berechnet
wird. Wenn der Wicklungsdurchmesser auf einen vorgegebenen Wert
anwachsen ist, wird von der Steuereinheit 9 an das elektromagnetische
Umsteuerventil 19a der Fluidversorgungsleitung 19 im Unterstützungsmechanismus
11 ein Betriebssignal zur Umstellung der Rohrleitung gesendet. Damit wird
die Rohrleitung umgestellt und die Zufuhr von Fluid zum Hydraulikzylinder
18 unterbrochen.
-
Dann wird die Kolbenstange 18a des Hydraulikzylinders 18 eingefahren,
wodurch sich der Rahmenkörper 13 zusammen mit dem Schubteil 12 senkt und
die Druckwalze 5 mit der auf dem Rohr 100 gebildeten Fadenschicht in
Kontakt gelangt. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist die Zeit, die zwischen dem Zeitpunkt
(T1), zu dem die Druckwalze 5 mit der Fadenschicht auf dem Rohr 100 gerade
in Kontakt kommt, bis zum Zeitpunkt (T2), zu dem der Anpreßdruck auf einen
vorgegebenen Wert Pa angewachsen ist, sehr kurz.
-
Gleichzeitig mit dem Senden des Betriebssignals zur Fluidversorgungsleitung
19 des Unterstützungsmechanismus 11 oder nach dem Verstreichen einer
vorgegebenen Zeitspanne wird die Drehzahlsteuerung der Spindel 2 durch die
Steuereinheit 9 von der Optimalwertsteuerung, bei der die Steuerung in
Übereinstimmung mit der Wicklungsdurchmesserberechnung ausgeführt wird, auf
die Steuerung durch Rückkopplung umgeschaltet, bei der die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 2 in Entsprechung der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Druckwalze 5 gesteuert wird, so daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Spindel 2 die vorgegebene Wickelgeschwindigkeit einnimmt.
-
Dann wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze 5, die durch den
zweiten Detektor 8 erfaßt wird, an die Steuereinheit 9 gesendet und die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel 2 der Rückkopplungssteuerung
unterworfen, so daß sie der vorgegebenen Wickelgeschwindigkeit entspricht.
-
Wie oben beschrieben wurde, wird das (nicht gezeigte)
Wicklungsdurchmesser-Berechnungsmittel zum Zeitpunkt, zu dem der Garneinlegevorgang
abgeschlossen ist, eingesetzt und die Menge der Fadenschicht berechnet. Wenn der
berechnete Wert einem vorgegebenen Wert entspricht, wird der
Hydraulikzylinder des Unterstützungsmechanismus 11 betätigt, so daß die Druckwalze 5
zwangsläufig mit der auf dem Rohr 100 gebildeten Fadenschicht in Kontakt
kommen kann, wobei gleichzeitig die Drehzahlsteuerung der Spindel 2 von
der Optimalwertsteuerung auf die Steuerung durch Rückkopplung
umgeschaltet wird. Somit kann die Drehzahlsteuerung der Spindel in einem zeitlich
abgestimmten Bezug umgeschaltet werden. Gleichzeitig wird die
Drehzahlsteuerung der Spindel 2 unter der Bedingung umgeschaltet, daß die
Druckwalze mit einem vorgegebenen Anpreßdruck mit der Fadenschicht auf dem
Rohr 100 in Kontakt ist. Dementsprechend kann die Drehzahlsteuerung genau
ausgeführt werden.
-
Wird anstelle der obigen Wickelmaschine mit einer einzigen Spindel eine in
Fig. 5 gezeigte Revolver-Wickelmaschine, bei der am Revolverelement
mehrere Spindeln drehbar angebracht sind, zum Wickeln von Garn verwendet, ist
die Arbeitsweise wie folgt.
-
Wenn der Garneinlegevorgang durch den (nicht gezeigten)
Garneinlegemechanismus abgeschlossen ist oder wenn ein voll beschicktes Rohr 215 auf ein
leeres Rohr 100 durch den (nicht gezeigten) Garnumlegemechanismus
umgeschaltet wird, wird das Wicklungsdurchmesser-Berechnungsmittel (nicht
gezeigt) eingesetzt und die Menge der gebildeten Fadenschicht 220 berechnet.
Dann wird die Druckwalze 5 zwangsweise mit der auf dem Rohr 100
gebilde
ten Fadenschicht 220 in Kontakt gebracht und gleichzeitig die
Oberflächengeschwindigkeit der Druckwalze 5 so gesteuert, daß sie größer als jene des
leeren Rohrs 100 ist, bis das Garn 200 auf das leere Rohr umgelegt wird, wobei
die gesteuerte Geschwindigkeit etwa gleich der Oberflächengeschwindigkeit
des voll beschickten Rohrs 215 oder niedriger als diese ist, und wobei die
Oberflächengeschwindigkeit der Druckwalze so gesteuert wird, daß sie etwa
gleich der Oberflächengeschwindigkeit der auf dem leeren Rohr 100
gebildeten Fadenschicht 220 ist, nachdem das Garn auf das leere Rohr umgelegt
worden ist. Wenn die Drehzahlsteuerung in der obigen Weise ausgeführt wird,
kann eine Schwankung der Spannung beim Garnumlegevorgang verhindert
werden und das Garn vom voll beschickten Rohr auf das leere Rohr umgelegt
werden, ohne daß das Garn abreißt oder sich um die Druckwalze 5 wickelt.
-
Wenn die Geschwindigkeit der Druckwalze 5 zu einem Zeitpunkt vor dem
Verfahren des Garns in Querrichtung umgestellt wird, können die
Eigenschaften des um das Rohr gewickelten Garns von der innersten zur äußersten
Schicht gleichmäßig gestaltet werden.
-
In der obigen Wickelmaschine wird beim Drehen der Druckwalze 5 im
Elektromotor für den Antrieb der Druckwalze ein Schlupf hervorgerufen. Der
Schlupf, der hervorgerufen wird, wenn die Wickelmaschine über eine längere
Zeitspanne stillstand und die Lagertemperatur niedrig ist, unterscheidet sich
von dem Schlupf, der hervorgerufen wird, wenn die Wickelmaschine für eine
vorgegebene Zeitspanne betrieben wurde und die Lagertemperatur hoch ist.
-
Deshalb muß der Schlupf während des Garneinlegevorgangs und während des
Garnumlegevorgangs berechnet werden, bevor die Druckwalze 5 mit dem
Wickelkörper wie etwa dem leeren Rohr 100 in Kontakt kommt. Im Fall der in
Fig. 1 gezeigten Wickelmaschine mit manueller Garnumlegung muß der
Schlupf nach Hochfahren der Wickelmaschine vor Abschluß des
Garneinlegevorgangs und nach Abschluß des Wickelns und Ersetzen eines voll
beschickten Rohr durch ein leeres Rohr vor Abschluß des Garneinlegevorgang
berechnet werden. Im Fall der Revolver-Wickelmaschine wird der
Garneinlegevorgang vorzugsweise vor Beginn des Wickelns abgeschlossen. Das bedeutet, daß
der Schlupf nach Abschluß des Wickelns, jedoch vor Umlegen des Garns vom
voll beschickten Rohr auf das leere Rohr berechnet wird.
-
Diesbezüglich wird zur Verbesserung des Erfolgsquotienten des
Garneinlegens und Garnumlegens die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel so
eingestellt, daß sie etwas höher als die Wickelgeschwindigkeit ist, wenn das der
Garn eingelegt wird oder das Garn umgelegt wird. Nach Abschluß des
Garneinlegens oder des Garnumlegens wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Spindel auf eine vorgegebene Wickelgeschwindigkeit herabgesetzt.
-
Deshalb wird der Schlupf, der im Elektromotor 6 hervorgerufen wird, wenn
dieser die Druckwalze 5 beim erstem Garneinlegevorgang und beim ersten
Garnumlegevorgang antreibt, unter der Bedingung berechnet, daß die
Wickelmaschine mit der Garneinlegegeschwindigkeit oder mit der
Garnumlegegeschwindigkeit betrieben wird und ferner die Druckwalze 5 nicht mit der
Spindel 2 in Kontakt ist.
-
Zunächst wird das Verfahren zur Berechnung des Schlupfes erläutert.
-
Als Beispiel wird der erste Garneinlegevorgang genommen. Wenn 51 die
Garneinlegegeschwindigkeit (m/min) ist, DR der Durchmesser der
Druckwalze 5 (m) ist und p1 die Anzahl der Pole des Elektromotors 6 ist, läßt sich
die Steuerfrequenz RO1 (Hz) unter Vernachlässigung des Schlupfes wie folgt
ausdrücken:
-
Wenn die Anzahl von Impulsen pro Umdrehung der Druckwalze P1 ist, kann
die Anzahl von Impulsen RFP1 (Impulse/s), die der
Garneinlegegeschwindigkeit SI der Druckwalze entspricht, durch den folgenden Ausdruck berechnet
werden:
-
Wenn RFP2 die Anzahl von Umdrehung-Erfassungsimpulsen der Druckwalze
(Impulse/s) ist, kann der Schlupf ηF durch den folgenden Ausdruck berechnet
werden:
-
Nach Substitution von RFP 1 aus dem obigen Ausdruck (2) in den Ausdruck
(3) kann der Schlupf ηF aus der Steuerfrequenz RO1 (Hz) und der Anzahl von
Druckwalzenumdrehung-Erfassungsimpulsen RFP2 (Impulse/s) berechnet
werden. Der Ausdruck lautet wie folgt:
-
Zum anderen läßt sich die Steuerfrequenz SF1 (Hz) des Elektromotors 3, wenn
GM der Packdurchmesser (m) ist und p2 die Anzahl von Polen des
Elektromotors 3 für den Antrieb der Spindel ist, wie folgt ausdrücken:
-
Wenn P2 die Anzahl von Impulsen pro Umdrehung der Spindel ist, wird die
Anzahl SFP1 (Impulse/s) von Impulsen, die der Garneinlegegeschwindigkeit
der Spindel entspricht, durch den folgenden Ausdruck berechnet:
-
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Druckwalzenantriebssteuerung der
obigen Wickelmaschine mit manueller Garnumlegung erläutert.
-
Zuerst wird ein (nicht gezeigter) Betriebsschalter gedrückt, so daß sich der
Querbaukopf 4 senkt. Wenn die Druckwalze 5 an einer
Schlupfmessungsposition angehalten wird, die von der Spindel 2 um einen vorgegebenen Abstand
entfernt ist, werden der Elektromotor 3 für den Antrieb der Spindel und der
Elektromotor 6 für den Antrieb der Druckwalze eingeschaltet, so daß die
Spindel 2 und die Druckwalze 5 gedreht werden.
-
Gleichzeitig wird zum Aufrechterhalten einer vorgegebenen Geschwindigkeit
der Elektromotor 3 einer Steuerung durch Rückkopplung unterworfen, so daß
die Anzahl von Impulsen der Antriebswelle des Elektromotors 3 für den
Antrieb der Spindel, wobei die Impulse vom ersten Detektor 7 gesendet werden,
mit der Anzahl SFP1 (Impulse/s) von Impulsen, die der
Garneinlegegeschwindigkeit SI entspricht, übereinstimmt, wobei die Anzahl SFP1 (Impulse/s) von
Impulsen durch den obigen Ausdruck (6) berechnet wird.
-
Diesbezüglich wird der Elektromotor 6 für den Antrieb der Druckwalze in
Übereinstimmung mit der durch den Ausdruck (1) ermittelten Steuerfrequenz
RO1 (Hz) angetrieben.
-
Unter dieser Bedingung wird die Anzahl RFP2 (Impulse/s) von
Druckwalzenumdrehung-Erfassungsimpulsen der Druckwalze 5 durch den zweiten
Detektor 8 erfaßt und an die Steuereinheit 9 gesendet. Dann wird der Schlupf ηF
durch den Ausdruck (4) berechnet und in der Steuereinheit 9 gespeichert.
-
Dann wird die an den Elektromotor 6 für den Antrieb der Druckwalze mit der
Garneinlegegeschwindigkeit SI (m/min) gegebene Korrektur-Steuerfrequenz
RF1 (Hz) durch den folgenden Ausdruck (7), zu dem der Schlupf ηF
hinzugezählt wird, berechnet.
-
Wenn der Elektromotor 6 über die obige Korrektur-Steuerfrequenz RF1 (Hz)
einer Steuerung mit offenem Regelkreis unterworfen wird und die Druckwalze
5 gedreht wird, wird das Garn um das an der Spindel 2 angebrachte Rohr
gelegt.
-
Nachdem das Garn um das Rohr gelegt worden ist, beginnt der
Wickelvorgang. Dann wird der Elektromotor 6 für den Antrieb der Druckwalze über die
Druckwalzensteuerfrequenz OM (Hz), die aus dem folgenden Ausdruck (8)
erhalten wird, der Steuerung mit offenem Regelkreis unterworfen.
-
Wenn SM die Wickel-Dauerfrequenz (m/min) ist, läßt sich die
Druckwalzensteuerfrequenz OM (Hz) durch den folgenden Ausdruck berechnen:
-
Diesbezüglich wird der Elektromotor 3 für den Antrieb der Spindel einer
Steuerung durch Rückkopplung unterworfen, so daß die Anzahl von Impulsen
der Antriebswelle des Elektromotors 3, die vom ersten Detektor 7 gesendet
werden, mit der Anzahl von Impulsen SMP (Impulse/s) übereinstimmt, die der
Wickel-Dauergeschwindigkeit SM der Spindel entspricht und durch den
folgenden Ausdruck (9) berechnet wird:
-
Im obigen Ausdruck (9) ist DM der Garnwickeldurchmesser (m), der am
Beginn des Garnwickelvorgangs gleich dem Rohrdurchmesser ist.
-
In diesem Fall läßt sich der Garnwickeldurchmesser DM (m) durch den
folgenden Ausdruck (10) berechnen
-
wobei T die Wickelzeit (min) ist, L die Menge (g/min) des aus einer (nicht
gezeigten) Spinnmaschine ausgesponnenen abgegebenen Polymers ist, W die
Garn-Wickelbreite (m) ist, p die Packdichte (g/m³) ist und DS der
Rohrdurchmesser (m) ist.
-
Das Garn 200 wird in Übereinstimmung mit dem durch den obigen Ausdruck
berechneten Wert gewickelt, so daß auf dem Rohr 100 die Fadenschicht 200
gebildet wird. Dann gelangt der äußere Umfangsabschnitt der Fadenschicht
mit der Druckwalze 5 in Kontakt, damit eine Wickel-Dauerbedingung
geschaffen wird. Dann wird der Elektromotor 3 für den Antrieb der Spindel einer
Steuerung durch Rückkopplung unterworfen, so daß die Anzahl von
Druckwalzenumdrehung-Erfassungsimpulse mit der Anzahl von Impulsen RMP
(Hz), die der Wickel-Dauergeschwindigkeit SM der Druckwalze entspricht,
übereinstimmt. Die Anzahl von Impulsen RPM (Hz), die der
Wickel-Dauergeschwindigkeit SM der Druckwalze entspricht, wird durch den folgenden
Aus
druck berechnet:
-
Im Fall, in dem das Garn 200 unter Voreilung gewickelt wird, wird die
Druckwalzensteuerfrequenz OS (Hz) durch den folgenden Ausdruck
berechnet, wobei F das Voreilverhältnis (%) ist:
-
Im allgemeinen reicht es aus, wenn das obige Voreilverhältnis vom Start bis
zum Ende des Wickelns gleich 0 ist oder das obige Voreilverhältnis auf einen
konstanten Wert festgelegt wird. Jedoch kann zum Zweck der Verbesserung
der Packstruktur das Voreilverhältnis als Funktion des
Wicklungsdurchmessers oder der Wickelzeit definiert sein.
-
In der in Fig. 1 gezeigten Wickelmaschine mit manueller Betätigung wird das
Garn abgeschnitten, nachdem eine vorgegebene Menge des Garns
aufgewickelt worden ist, und der voll beschickte Garnwickel durch ein leeres
Rohr ersetzt, um den Garneinlegevorgang auszuführen.
-
Die obenerwähnte Wickelmaschine wird für eine vorgegebene Zeitspanne
weiterbetrieben. Deshalb steigt die Temperatur von Lagern und dergleichen
an, so daß sich der Schlupf ändert.
-
Deshalb wird vor dem Garneinlegevorgang der Schlupf der Druckwalze 5 in
derselben Weise wie beim ersten Garneinlegevorgang berechnet.
-
In der Wickelmaschine mit manuellem Umlegen wird die obige Berechnung
des Schlupfes für jeden Garneinlegevorgang ausgeführt. Es ist auch möglich,
die Berechnung bei jedem weiteren Garnwickelvorgang auszuführen.
-
Als nächstes wird die Berechnung des Schlupfes in der in Fig. 5 gezeigten
Revolver-Wickelmaschine erläutert.
-
Wenn eine Revolver-Wickelmaschine verwendet wird, in der am
Revolverelement 20 mehrere Spindeln 2, 2' angebracht sind, wird der Wickelvorgang in
der Weise durchgeführt, daß das Garn 200 nacheinander von einer Spindel 2
mit einem voll beschickten Rohr 215 auf eine Spindel 2' mit einem leeren
Rohr 100 umgelegt wird. In diesem Fall wird der Schlupf in der folgenden
Weise berechnet:
-
Beim ersten Garneinlegevorgang, also bevor von einem voll beschickten Rohr,
um das eine vorgegebene Menge von Garn gewickelt ist, auf ein leeres Rohr
umgeschaltet wird, wird unter der Bedingung, daß die Druckwalze 5 nicht mit
der Spindel 2 in Kontakt ist, der Schlupf zwischen dem Lager der Druckwalze
5 und dem Elektromotor 6 aus der Steuerfrequenz in bezug auf die
Garnumlegegeschwindigkeit des Elektromotors 6 für den Antrieb der Druckwalze und
außerdem aus der Anzahl der Druckwalzenumdrehung-Erfassungsimpulse
berechnet.
-
Der Schlupf in der in Fig. 5 gezeigten Revolver-Wickelmaschine wird in der
folgenden Weise berechnet:
-
Die Garneinlegegeschwindigkeit SI (m/min) im obigen Ausdruck (1) wird
durch die Garnumlegegeschwindigkeit SH(m/min) substituiert. Dann werden
die Steuerfrequenz (Hz) für den Elektromotor 6 und die Anzahl von Impulsen
(Impulse/s), die der Druckwalze-Garnumlegegeschwindigkeit SH entspricht,
und dann der Schlupf über den Schlupfberechnungsausdruck berechnet.
-
Das heißt, daß sich die Steuerfrequenz RH1 (Hz) unter Vernachlässigung des
Schlupfes durch den folgenden Ausdruck berechnen läßt:
-
Die Anzahl von Druckwalze-Rückführungsimpulsen RFHP
1 (Impulse/s) wird
durch den folgenden Ausdruck berechnet:
-
Wenn RFHP2 die Anzahl von Druckwalzenumdrehung-Erfassungsimpulse
(Impulse/s) ist, wird der Schlupf ηH durch den folgenden Ausdruck berechnet:
-
Wenn im obigen Ausdruck (14) RFHP 1 durch RFHP 1 im Ausdruck (15)
substituiert wird, kann der Schlupf ηH aus der Steuerfrequenz RH1 (Hz) und der
Anzahl von Druckwalzenumdrehung-Erfassungsimpulsen RFHP2 (Impulse/s)
berechnet werden. Der Ausdruck läßt sich wie folgt schreiben:
-
In der Revolver-Wickelmaschine wird die obige Berechnung des Schlupfes
beim ersten Garneinlegevorgang und zu jedem Zeitpunkt eines
Garneinlegevorgangs ausgeführt. Jedoch ist es auch möglich, die Berechnung bei jedem
Garnwickelvorgang auszuführen.
-
Im obigen Beispiel wird der Schlupf berechnet, wenn die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze 5 als Anzahl von Impulsen erfaßt wird, jedoch
kann der Schlupf auch berechnet werden, wenn die
Umdrehungsgeschwindigkeit durch einen Tachometergenerator als Anzahl von Umdrehungen erfaßt
wird.
-
Wie im obigen Beispiel beschrieben wurde, wird der Elektromotor 6 für den
Antrieb der Druckwalze 5 während der Berechnung des Schlupfes in
Übereinstimmung mit der Steuerfrequenz gesteuert, die durch den Ausdruck (1), in
dem der Schlupf vernachlässigt wird, oder durch den Ausdruck (13) berechnet
wird, während der Elektromotor 6 für den Antrieb der Druckwalze nach der
Berechnung des Schlupfes in Entsprechung des Schlupfes, der über den
berechneten Schlupf korrigiert worden ist, gesteuert wird. Deshalb wird die
Drehzahl der Druckwalze durch die Größe des Schlupfes verändert.
-
Um die Änderung der Drehzahl der Druckwalze abzuschwächen, wird die
Größe des Schlupfes berechnet, bevor sie zum Garneinlegewert SI im
Ausdruck (1) oder zur Garnumlegegeschwindigkeit SH im Ausdruck (13) addiert
wird.
-
Die obenerwähnten Schlupfe ηF und ηH werden entweder in
Übereinstimmung mit der Steuerfrequenz des Elektromotors für den Antrieb der
Druckwalze und mit der Anzahl der Druckwalzenumdrehung-Erfassungsimpulse
oder in Übereinstimmung mit der Anzahl der
Druckwalzenumdrehung-Erfassungsimpulse und der Anzahl von Impulsen, die der
Garneinlegegeschwindigkeit oder der Garnumlegegeschwindigkeit der Druckwalze entspricht, unter
Vernachlässigung des Schlupfes berechnet. Jedoch können die Schlupfe ηF
und ηH in der folgenden Weise berechnet werden:
-
Die Umdrehungsgeschwindigkeit oder Frequenz wird im obigen Ausdruck für
die Anzahl von Impulsen substituiert, wobei der Schlupf aus der erfaßten
Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze, wenn die Druckwalze durch
den Elektromotor angetrieben wird, und aus der unter Vernachlässigung des
Schlupfes berechneten Umdrehungsgeschwindigkeit oder aus der
Steuerfrequenz, wenn die Druckwalze durch den Elektromotor angetrieben wird, und
aus der unter Vernachlässigung des Schlupfes berechneten Frequenz ermittelt
werden kann.
-
Selbstverständlich kann das obige Antriebssteuerverfahren auch auf eine
Revolver-Wickelmaschine angewandt werden, in der am Revolverelement
mehrere Spindeln angebracht sind.
-
Als nächstes wird die Konstruktion der Garnwickelmaschine der vorliegenden
Erfindung erläutert.
-
Fig. 4 ist ein Grundriß, der ein Beispiel für eine erfindungsgemäße
Garnwickelmaschine zeigt. Fig. 5 ist eine längs I-I in Fig. 4 aufgenommene
Ansicht. Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht, die die Umrisse des Abschnitts II
in Fig. 5 zeigt. Fig. 7 ist eine längs der Linie III-III in Fig. 6 aufgenommene
Ansicht. Die Wickelmaschine umfaßt: ein Revolverelement 20, das im
Maschinenrahmen 1 drehbar untergebracht ist; zwei Spindeln 2, 2', die im
Revolverelement 20 drehbar untergebracht sind, um mehrere Rohre 100 zu tragen;
ein Schubteil 12, das in Auslegerweise an den im Maschinenrahmen 1
vorgesehenen zwei Führungen 1a angebracht ist, wobei ein Gleit-Kugellager 21
verwendet wird, so daß das Schubteil vertikal hochgefahren kann; einen
Rahmenkörper 13, der fest mit dem Schubteil 12 verbunden ist; eine
Querbaueinheit 4; eine Druckwalze 5, die am Rahmenkörper 13 über ein (in der
Zeichnung nicht gezeigtes) Lager drehbar befestigt ist; eine Querbaueinheit 14, die
fest mit dem Rahmenkörper 13 verbunden ist, derart, daß sie an der
Eintrittsseite der Druckwalze 5 positioniert werden kann; einen ersten
Hydraulikzylinder 22 zum Unterstützen des Schubteils, wobei der erste Hydraulikzylinder 22
in der Nähe der Führung 1a angeordnet ist; einen zweiten Hydraulikzylinder
23 zum Unterstützen des Rahmenkörpers, wobei der zweite Hydraulikzylinder
23 am vorderen Endabschnitt des Rahmenkörpers 13 angeordnet ist; ein
Anschlagmittel 24, das im Maschinenrahmen 1 vorgesehen ist, derart, daß es über
dem ersten Hydraulikzylinder 22 positioniert werden kann; eine
Hydraulikfluid-Versorgungsleitung 25, die mit den Hydraulikzylindern 22, 23
verbunden ist; und eine Steuereinheit 9 zum Steuern der Rotation der Spindel 2 und
außerdem zum Steuern der Zufuhr des Hydraulikfluids zu den
Hydraulikzylindern 22, 23.
-
Es ist möglich, die Querbaueinheit 4 an dem Rahmenkörper 13 anzubringen,
und außerdem möglich, die Druckwalze an der Querbaueinheit 4 drehbar zu
befestigen.
-
Für den Antrieb der Druckwalze 5 ist ein Elektromotor versehen. Alternativ
kann die Druckwalze 5 durch die Spindel 2 angetrieben werden.
-
Das obenerwähnte Schubteil 12 und der Rahmenkörper 13 sind aus zwei
Elementen zusammengesetzt, jedoch können sie auch als einteiliger
Rahmenkörper gebildet sein, oder der Maschinenrahmen der Querbaueinheit kann im
Rahmenkörper ausgebildet sein.
-
Am oberen vorderen Endabschnitt des Rahmenkörpers 13 ist ein
Vibrationsdetektor 26 angebracht, wobei der erfaßte Schwingungswert zur Steuereinheit
9 gesendet wird.
-
Das Revolverelement 20 ist über ein Lager 27 am Maschinenrahmen 1 drehbar
angebracht. Durch Einwirkung einer (nicht gezeigten) Antriebseinheit wird
eine Spindel 2 aus einer Wickelstellung in eine Wartestellung geschwenkt und
wird eine andere Spindel 2 aus der Wartestellung in die Wickelstellung
geschwenkt.
-
Die Spindel 2 ist über ein (nicht gezeigtes) Lager am Revolverelement 20
drehbar angebracht und wird durch den mit dem Endabschnitt der Spindel 2
verbundenen Elektromotor 28 angetrieben.
-
Die folgenden Konstruktionen werden für die Querbaueinheit 4 verwendet:
In der ersten Konstruktion ist ein Nockenschuh, an dem eine Garnführung fest
angebracht ist, mit einer Rille einer Spiralnockenwalze in Eingriff, wobei sich
der Nockenschuh hin- und herbewegt, wenn sich die Spiralnockenwalze dreht,
so daß das Garn quer verschoben werden kann. In der anderen Konstruktion
wird das Garn durch einen Rotationskörper mit mehreren Laufrädern quer
verschoben.
-
Als Hydraulikzylinder 22, 23 werden einzeln betätigte Zylinder verwendet.
Die Zylinderkörper 22a, 23a sind mit (nicht gezeigten) Schrauben an
vorgegebenen Stellen am Schubteil 22 und am Rahmenkörper 13 befestigt, derart, daß
die Kolbenstangen 22b, 23b nach unten verstellt werden können und die
Endabschnitte der Kolbenstangen 22b, 23b über Kugellager 29, 30 am
Maschinenrahmen 1 befestigt sind.
-
Die obigen Hydraulikzylinder 22, 23 sind in der folgenden Weise angeordnet:
Die Achse jedes Hydraulikzylinders ist vertikal angeordnet, wobei sie zur
Achse der Druckwalze 5 senkrecht ist, während die Hydraulikzylinder 22, 23
in einem vorgegebenen Abstand in einer Linie angeordnet sind, die durch den
Schwerpunkt G des Rahmenkörpers 13, der Druckwalze 5 und der
Querbaueinheit 4 und parallel zur Achse der Druckwalze 5 verläuft.
-
Jedoch muß Augenmerk gelegt werden auf eine Einstellposition des
Hydraulikzylinders, bei der sowohl eine Behinderung der Bewegung des voll
beschickten Garnkörpers aus der Wickelstellung in die Wartestellung als auch
eine Behinderung der Hubbewegung des voll beschickten Garnkörpers
vermieden wird. Außerdem muß die Justierung der Einstellpositionen der
Hydraulikzylinder 22, 23 insofern, daß die Einstellpositionen in bezug auf den
Schwerpunkt G einfach justiert werden können, beachtet werden. Deshalb sind
die Hydraulikzylinder 22, 23, wie in Fig. 4 gezeigt ist, vorzugsweise in der
folgenden Weise angeordnet:
-
Die Achse jedes Hydraulikzylinders ist vertikal und senkrecht zur Achse der
Druckwalze 5 angeordnet, während die Hydraulikzylinder 22, 23 in
horizontaler Richtung, senkrecht zur Längsrichtung der Achse der Druckwalze 5
angeordnet sind, derart, daß die Hydraulikzylinder in einer Linie angeordnet
sind, die durch den Schwerpunkt G des Rahmenkörpers 13, der Druckwalze 5
und der Querbaueinheit 4 verläuft.
-
Wie in den Fig. 6, 7 gezeigt ist, umfaßt das Anschlagmittel 24: ein
Befestigungselement 31, das mit Bolzen 32 am Maschinenrahmen 1 angebracht ist;
ein Anschlagelement 33, das mit einem Stift 34 am Befestigungselement 31
drehbar angebracht ist; einen Hydraulikzylinder 35 zum Drehen des
Anschlagelements 33; und ein Eingriffelement 36, das mit Bolzen 37 am
Schubteil 12 angebracht ist.
-
Der Hydraulikzylinder 35 ist mit einer Versorgungsleitung 53 verbunden, die
ein elektromagnetisches Ventil 52 zur Zufuhr eines Hydraulikfluids wie etwa
Druckluft enthält.
-
Wenn die Kolbenstange des Hydraulikzylinders 35 unter der Bedingung, daß
das Eingriffelement 36 zusammen mit dem Schubteil 12 durch die
Hydraulikzylinder 22, 23 nach oben geschoben ist, ausfährt, wird das Anschlagelement
33 gegen den Uhrzeigersinn gedreht und in die Wartestellung verschoben, so
daß das Eingriffelement 36 nach unten bewegt werden kann.
-
Die Kontaktoberfläche zwischen dem Anschlagelement 33 und dem
Eingriffelement 36 muß in der folgenden Weise ausgebildet sein:
-
Eine untere Tangentiallinie der Kontaktoberfläche ist zur
Auslegerunterstützungsseite des Schubteils 12 um einen Winkel zur Vertikalen geneigt, der
zwischen 0º und 45º liegt, so daß die Kraftkomponente W2, die von der
Kontaktoberfläche ausgeht, ein auf das Gleit-Kugellager 21 einwirkendes Moment
kompensieren kann.
-
Der Neigungswinkel θ wird in einem Winkelbereich festgelegt, der von einem
Winkel, bei dem das über den Winkel τ erzeugte Moment kleiner als das
zu
lässige Moment des Gleit-Kugellagers 21 bleibt, bis zu einem Winkel, bei dem
das Eingriffelement 36 durch das Anschlagelement 33 zwangschlüssig
unterstützt wird, reicht, und zwar unabhängig von der Starrheit und dem in den
Bearbeitungs- und Zusammenbauprozessen des Anschlagelements 33 und des
Eingriffelements 36 des Anschlagmittels 24 hervorgerufenen Fehlers.
-
Wenn die Kontaktoberfläche des Eingriffelements 36 als Bogen ausgeführt ist,
dessen Scheitelpunkt der Angriffspunkt R der Kraftkomponente ist und dessen
Radius zwischen 100 und 200 mm liegt; kann die Eingriffposition konstant
gehalten werden.
-
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, sind in der Hydraulikfluid-Versorgungsleitung 25
Druckregelventile 39, 40 zur Regelung des Drucks des von der
Hydraulikfluid-Primärversorgungsleitung 38 zugeführten Fluids auf einen vorgegebenen
Wert, ein elektromagnetisches Umstellventil 41 zum Umstellen der
Hydraulikfluid-Versorgungsleitungsstrecke und eine Versorgungsleitung 42 zur Zufuhr
von Hydraulikfluid mit der Kolbenstange 22b des Hydraulikzylinders 22
verbunden, um dem ersten Hydraulikzylinder 22 Hydraulikfluid zuzuführen.
Außerdem sind Druckregelventile 43, 44 zur Regelung des Drucks des von der
Hydraulikfluid-Primärversorgungsleitung 38 zugeführten Fluids auf einen
vorgegebenen Wert, ein elektromagnetisches Umstellventil 45 zum Umstellen
der Hydraulikfluid-Versorgungsleitungsstrecke und eine Versorgungsleitung
46 zur Zufuhr von Hydraulikfluid mit der Kolbenstange 23b des
Hydraulikzylinders 23 verbunden, um dem zweiten Hydraulikzylinder 22 Hydraulikfluid
zuzuführen.
-
Um die Kolbenstangen 22b, 23b weich hin- und herbewegen zu können, muß
für einen Teil der Versorgungsleitungen 42, 46 ein flexibles Rohr verwendet
werden.
-
Anstelle der obigen Hydraulikzylinder 22, 23 kann ein Hydraulikzylinder
verwendet werden, der so beschaffen ist, daß er den Zylinderkörpern 22a, 23a
Hydraulikfluid zuführen kann.
-
In Übereinstimmung mit einem von der Steuereinheit 9 gesendeten
Betriebssignal werden die elektromagnetischen Umstellventile 41, 45 so betätigt, daß sie
den Hydraulikzylindern 22, 23 Hydraulikfluid mit hohem Druck oder
Hydraulikfluid mit niedrigem Druck zuführen können.
-
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, kann das Druckregelventil 40 des ersten Zylinders
gemeinsam verwendet werden und kann das Hydraulikfluid dem zweiten
Hydraulikzylinder 23 über die Versorgungsleitung 47 zugeführt werden.
Ferner können, wie in Fig. 10 gezeigt ist, in der
Hydraulikfluid-Versorgungsleitung 25 anstelle der Druckregelventile 39, 40, 43, 44 elektropneumatischer
Wandler 48, 49 verwendet werden, durch die der hydrostatische Druck in
Übereinstimmung mit einem von der Steuereinheit 9 gesendetem elektrischen
Signal wahlweise eingestellt werden kann, so daß das Hydraulikfluid den
Hydraulikzylindern 22, 23 über die Versorgungsleitungen 50, 51 zugeführt
werden kann. Gemäß diesem Aufbau können die elektromagnetischen
Umstellventile 41, 45 entfallen und kann ferner der Anpreßdruck der Druckwalze
5 genau gesteuert werden.
-
In der obenbeschriebenen Garnwickelmaschine sind das Schubteil 12 und der
Rahmenkörper 13 durch die Hydraulikzylinder 22, 23 unter der Bedingung,
daß beide Enden gehalten werden, unterstützt. Deshalb wirkt nahezu kein
Moment auf das Gleit-Kugellager 21.
-
Jedoch verkleinert sich im Fall, in dem nahezu kein Moment auf das Gleit-
Kugellager 21 ausgeübt wird, der Laufwiderstand des Gleit-Kugellagers 21
stark. Im Ergebnis neigt das Gleit-Kugellager 21 zur Vibration.
-
Wenn zur Lösung dieses Problems Hydraulikzylinder 22, 23 mit
verschiedenen Innendurchmessern vorgesehen sind so daß unterschiedliche Stützkräfte
auf den Rahmenkörper 13 ausgeübt werden, wird ein Moment erzeugt und auf
das Gleit-Kugellager 21 ausgeübt, das das Auftreten von Vibrationen
verhindert.
-
Diesbezüglich wird im Fall, in dem die Frequenz der durch die Drehung der
Spindel 2 während des Garnwickelvorgangs erzeugte Vibration mit der
Eigenfrequenz des Teils, der das Schubteil 12, den Rahmenkörper 13, das Gleit-
Kugellager 21 und die Hydraulikzylinder 22, 23 umfaßt, übereinstimmt, der
Vorgang in der folgenden Weise ausgeführt:
-
Die Drücke des den Hydraulikzylindern 22, 23 zugeführten Hydraulikfluids
werden über die in der Hydraulikfluid-Versorgungsleitung 25 vorgesehenen
Druckregelventile 39, 40, 43, 44 geeignet geregelt. In Übereinstimmung mit
einem von dem Vibrationsdetektor 26 gesendeten Signal werden die
Leitungsstrecken der elektromagnetischen Ventile 41, 45 umgestellt, so daß sich die
Drücke in den Hydraulikzylindern 22, 23 ändern.
-
Alternativ kann die folgende Konstruktion umgesetzt sein:
-
Der obige Vibrationsdetektor 26 entfällt. In der Steuereinheit 9 wird der
Zeitpunkt, zu dem die Frequenz der durch die Drehung der Spindel erzeugten
Vibration mit der Eigenfrequenz übereinstimmt, in Übereinstimmung mit der
Wickelbedingung berechnet. Wenn der Garnwickelzeitpunkt auf den zuvor
berechneten Zeitpunkt fällt, werden die Leitungsstrecken der
elektromagnetischen Umstellventile 41, 45 umgestellt.
-
Alternativ kann die folgende Konstruktion umgesetzt sein:
-
Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel, bei der die Frequenz der durch
die Drehung der Spindel erzeugten Vibration mit der Eigenfrequenz
übereinstimmt, wird im voraus aufgezeichnet. Die aufgezeichnete
Umdrehungsgeschwindigkeit wird im voraus in die Steuereinheit 9 eingegeben. Die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel wird während des Garnwickelvorgangs
erfaßt. Wenn die erfaßte Umdrehungsgeschwindigkeit mit der zuvor
eingegebenen Umdrehungsgeschwindigkeit übereinstimmt, werden die
Leitungsstrecken der elektromagnetischen Umstellventile 41, 45 umgestellt.
-
Falls der Anpreßdruck der Druckwalze 5 nicht genau gesteuert werden muß,
wird nur der Druck des dem Hydraulikzylinder 22 zugeführten
Hydraulikfluids in der in Fig. 9 gezeigten Hydraulikfluid-Versorgungsleitung 25
verändert.
-
Wenn, wie in Fig. 10 gezeigt ist, die Hydraulikfluid-Versorgungsleitung 25
mit elektropneumatischen Wandlern 48, 49 verwendet wird, kann der
Anpreßdruck der Druckwalze 5 während des Garnwickelvorgangs wahlweise
gesteuert werden.
-
Wenn in den Versorgungsleitungen 42, 46, 47, 50, 51 zur Zufuhr von
Hydrau
likfluid zu den Hydraulikzylindern 22, 23 Stellklappen vorgesehen sind, so
daß die Menge des aus den Hydraulikzylindern 22, 23 abgegebenen
Hydraulikfluid verändert werden kann, kann eine dämpfende Wirkung erzielt werden.
Wie in Fig. 26 gezeigt ist, können auch in der zwischen dem
elektromagnetischen Umstellventil und dem Druckregelventil angeordneten Hydraulikfluid-
Versorgungsleitung Stellklappen vorgesehen sein. Da eine Stellklappe
gleichzeitig mit dem Druckumstellvorgang geschaltet wird, kann somit als Reaktion
auf den in diesem Rohr wirkenden Druck eine entsprechende dämpfende
Wirkung erzielt werden.
-
Wenn anstelle der obenbeschriebenen Stellklappen hydropneumatische.
Wandler vorgesehen sind, um den Hydraulikzylindern 22, 23 Hydraulikfluid
zuzuführen, erhöht sich die dämpfende Wirkung.
-
In der obigen Wickelmaschine kann das auf das Gleit-Kugellager 21 wirkende
Moment M0 durch den folgenden Ausdruck berechnet werden:
-
M0 = L · W - L2 · W2,
-
wobei W die im Schwerpunkt des Rahmenkörpers 13 wirkende Last ist; L der
Abstand von Schwerpunkt G zum Mittelpunkt der Führung 1a ist; θ der
zwischen der Tangentiallinie und der Vertikalen gebildete Neigungswinkel ist,
wobei die Tangentiallinie zwischen dem Anschlagelement 33 des
Anschlagmittels 24 und der Kontaktoberfläche des Eingriffelements 36 gebildet ist; W1
die vertikal nach oben gerichtete Reaktionskraft an der Kontaktoberfläche ist;
W2 die auf die Kontaktoberfläche in einem rechten Winkel einwirkende
Kraftkomponente ist; und L2 der Abstand vom Angriffspunkt R der
Kraftkomponente W2 zum Schnittpunkt P der verlängerten Tangentiallinie mit der
Vertikale der Führung 1a ist.
-
Die Teilkraft W2 im obigen Ausdruck läßt sich wie folgt ausdrücken:
-
W2 = W1/sinθ
-
In der obigen Wickelmaschine läßt sich das auf das Gleit-Kugellager 21
wirkende Moment M0 wie folgt ausdrücken:
-
M0 = 100 · 200 - 15 · 1/sin(10º) · 200 = 2723 kg·cm,
-
wobei die Last 200 kg beträgt; der Abstand L vom Schwerpunkt G zum
Mittelpunkt der Führung 1a 100 cm beträgt; der Neigungswinkel θ 10º beträgt;
und der Abstand L2 vom Angriffspunkt R der Krafikomponente W2 zum
Schnittpunkt P der verlängerten Tangentiallinie mit der Vertikale der Führung
1a 15 cm beträgt.
-
Wie aus den obigen Ausdrücken ersichtlich ist, kann im Vergleich mit dem in
Fig. 18 gezeigten Fall, bei dem das herkömmliche Anschlagmittel verwendet
wird, das auf das Gleit-Kugellager 21 wirkende Moment stark verkleinert
werden. Somit kann ein kompaktes Gleit-Kugellager verwendet werden,
dessen zulässiges Moment niedrig ist.
-
Selbstverständlich kann die Garnwickelmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung auf die in Fig. 1 gezeigte Garnwickelmaschine, bei der eine Spindel
vorgesehen ist, angewandt werden.
-
Als nächstes wird die Konstruktion der in Fig. 1 gezeigten Druckwalze 5
erläutert.
-
Fig. 11 ist eine Querschnittsansicht, die die Umrisse eines Beispiels für die
Druckwalze 5 zeigt. In der Druckwalze 5 ist im Endabschnitt der Walze 60 ein
Elektromotor 6 für den Antrieb eingebaut. Der Wellenabschnitt 60b, der von
einem Endabschnitt des Walzenkörpers 60a der Walze 60 vorsteht, ist durch
das Lager 62 drehbar am Träger 61 angebracht. Am anderen Endabschnitt der
Walze 60a steht der Wellenabschnitt 60c vor, wobei der Rotor 63 am
vorstehenden Wellenabschnitt 60c angebracht ist. Das Ende des Wellenabschnitts
60c ist über das Lager 66 durch das Gehäuse 65 drehbar unterstützt, wobei das
Gehäuse den Stator 64 trägt, der in der Weise angeordnet ist, daß er den Rotor
63 überdeckt.
-
Das obenbeschriebene Gehäuse 65 ist vom einteiligen Typ oder vom
mehrteiligen Typ und am Rahmenkörper 13 befestigt.
-
Um ein Ansteigen der Temperatur des Gehäuses 65 zu verhindern, sind in der
Peripherie des Statorbefestigungsabschnitts in Umfangsrichtung mehrere
Wärmerohre 67 vorgesehen (in Fig. 14 gezeigt), derart, daß die Endabschnitte
der Wärmerohre 67 vom Gehäuse 65 wegstehen, wobei an den vorstehenden
Abschnitten der Wärmerohre 67 Kühlrippen 68 angebracht sind.
-
Anstelle der obenerwähnten Rippen 68 kann ein Mantel, in dem Kühlfluid
zirkuliert, oder ein Mantel, in dem Kühlfluid eingeschlossen ist, angebracht
sein.
-
Wenn in der oben dargelegten Druckwalze 5 das Gehäuse 65 durch die im
Elektromotor-6-Abschnitt für den Antrieb erzeugte Wärme aufgeheizt wird,
wird die erzeugte Wärme über die in das Gehäuse 65 eingeführten
Wärmerohre 67 auf die Kühlrippen 68 übertragen. Somit wird die Wärme sowohl von
den Oberflächen der Rippen 68 als auch von der das Gehäuse 65 umgebenden
Oberfläche abgestrahlt.
-
Wie oben gesagt wurde, wird die Wärme im Gehäuse 65 über die Wärmerohre
67 zu den Rippen 68 übertragen und abgestrahlt. Somit steigt die Temperatur
des Lagers 66 des Elektromotors 6 für den Antrieb nicht übermäßig an, so daß
sich das Schmiermittel im Lager nicht verschlechtert und ein Absinken der
Lebensdauer des Lagers vermieden werden kann. Während des Betriebs, bei
dem die Garnwickelgeschwindigkeit auf 4000 m/min eingestellt war,
verkleinerte sich die Zunahme der Temperatur des Lagerabschnitts um etwa 20ºC.
Während das Lager des herkömmlichen Druckwalzenmechanismus ersetzt
wurde, nachdem es für 10000 Stunden betrieben worden war, wurde das Lager
des Druckwalzenmechanismus der vorliegenden Erfindung ersetzt, nachdem
es für etwa 19000 Stunden betrieben worden war, was etwa der doppelten
Zeitspanne entspricht.
-
Wenn das Lager 66 durch Schmieröl enthaltende Druckluft geschmiert wird
und die Garnwickelgeschwindigkeit auf 7000 m/min eingestellt worden ist,
senkt sich die Temperatur des Walzenkörpers 60a von der
Zimmertemperatur +19ºC auf Zimmertemperatur +11ºC ab, wodurch eine
Verschlechterung der Garnqualität, die entsteht, wenn der Wellenabschnitt 60c und der
Walzenkörper 60a durch die durch den Elektromotor 6 für den Antrieb
erzeugten Wärme erwärmt werden, vermieden werden konnte.
-
Wenn, wie in Fig. 12 gezeigt ist, eine Elektromotorgruppe 6 für den Antrieb
im Endabschnitt der Walze 60 eingesetzt ist, ist der Wellenabschnitt 60d so
ausgebildet, daß am Ende des Walzenkörpers 60a ein Ringlückenabschnitt 60e
vorgesehen ist und gleichzeitig der Statorbefestigungsabschnitt 69a für den
Stator 64 des Gehäuses 69 zylindrisch ausgebildet ist, so daß der
Befestigungsabschnitt 69a im Ringlückenabschnitt 60e der Walze 60 angeordnet
werden kann.
-
Wenn der Elektromotor 6 für den Antrieb wie oben im Endabschnitt der
Walze 60 untergebracht ist, kann die Länge der Druckwalze 5 in axialer
Richtung verkleinert werden.
-
Falls die Elektromotoren 6 für den Antrieb in beiden Endabschnitten der
Walze 60 untergebracht sind, wobei an jedem Ende ein Elektromotor
angeordnet ist, wie in Fig. 13 gezeigt ist, ist der Wellenabschnitt 60d so
ausgebildet, daß an beiden Enden des Walzenkörpers 60a Ringlückenabschnitte 60e
vorgesehen sind und gleichzeitig in jedem Endabschnitt der
Statorbefestigungsabschnitt 69a für den Stator 64 des Gehäuses 69 zylindrisch ausgebildet ist,
so daß der Befestigungsabschnitt 69a im Ringlückenabschnitt 60e der Walze
60 angeordnet werden kann.
-
Wenn die Elektromotoren 6 für den Antrieb in beiden Endabschnitten der
Walze 60 untergebracht sind, läßt sich die Größe der einzelnen Motoren weiter
verringern, weshalb auch der Durchmesser der Walze 60 verkleinert werden
kann.
-
Wenn die Druckwalze 5 eine angetriebene Druckwalze ist und in ihr ein
wärmeableitendes Element vorgesehen ist, wie in Fig. 15 gezeigt ist, ist der
Antriebsmotor 6 im Endabschnitt der Walze 60 eingebaut. Ein Endabschnitt 60b
der Walze 60 ist über ein Lager drehbar durch den Rahmenkörper 13
unterstützt, während der andere Wellenabschnitt 60c verlängert ist und mit dem
Rotor 63 versehen ist. Das Ende des Wellenabschnitts 60c ist über das Lager
66 durch das Gehäuse 65 drehbar unterstützt, wobei das Gehäuse den Stator
64 trägt, der in der Weise angeordnet ist, daß er den Rotor 63 überdeckt.
-
Im Achsenabschnitt der Walze 60 ist ein Loch ausgebildet, wobei in das Loch
ein Wärmerohr 70 eingesetzt ist, derart, daß ein Ende des Wärmerohrs 70 am
Ende des Walzenkörpers 60a oder des Lagerabschnitts 60 des
Wellenabschnitts 60b angeordnet ist, während das andere Ende des Wärmerohrs 70 am
Lagerabschnitt 66 des Wellenabschnitts 60c angeordnet ist. Um eine
Bewegung des Wärmerohrs 70 zu verhindern, ist auf dem Endabschnitt der Welle
60c eine Verschlußkappe 71 aufgeschraubt.
-
Das obige Gehäuse 65 ist vom einteiligen Typ oder vom mehrteiligen Typ.
Das Gehäuse 65 ist am Rahmenkörper 13 der Querbaueinheit 4 befestigt,
wobei im Gehäuse 65, in der gleichen Weise, wie dies in Fig. 11 gezeigt ist,
mehrere Wärmerohre 67 eingesetzt sind. An den vorstehenden Abschnitten der
Wärmerohre 67 sind Rippen 68 angebracht.
-
Es kann eine Konstruktion angewandt werden, bei der der Wellenabschnitt
60c der Walze 60 verlängert ist und mit der Antriebswelle eines
handelsüblichen Induktionsmotors verbunden ist, wobei der Rotor 63 zur Verwendung für
den Elektromotor nicht am Wellenabschnitt 60c angebracht ist. Bei dieser
Konstruktion ist in den Achsenabschnitt der Rotationswelle des
Induktionsmotors irgendein wärmeableitendes Element eingesetzt, derart, daß das
wärmeableitende Element durch den Achsabschnitt hindurchführt. Gleichzeitig
muß auch in den Gehäuseabschnitt zur Lagerung des Stators des
Induktionsmotors ein wärmeableitendes Element eingesetzt sein, derart, daß ein
Endabschnitt des wärmeableitenden Elements aus dem Gehäuse vorsteht, um an dem
vorstehenden Abschnitt ein Kühlelement anzubringen.
-
Wenn in der oben erläuterten angetriebenen Druckwalze 5 das Gehäuse 65
durch die im Elektromotor-66-Abschnitt für den Antrieb erzeugte Wärme
aufgeheizt wird, wird die erzeugte Wärme durch die in das Gehäuse 65
eingesetzten Wärmerohre 67 zu den Kühlrippen 68 übertragen. Somit wird die
Wärme sowohl von den Oberflächen der Rippen 68 als auch von der das
Gehäuse umgebenden Oberfläche 65 abgestrahlt.
-
Zum anderen wird die erzeugte Wärme, wenn der Wellenabschnitt 60c der
Walze 60 erwärmt wird, durch Wirkung des in die Walze 60 eingesetzten
Wärmerohrs 60 auf den Walzenkörper 60a übertragen, wobei die übertragene
Wärme von der gesamten Umfangsfläche des Walzenkörpers 60a abgestrahlt
wird.
-
Wie oben beschrieben wurde, wird die Wärme im Gehäuse 65 durch die
Wärmerohre 67 zu den Kühlrippen 68 übertragen und abgestrahlt, wobei
gleichzeitig die Wärme des Wellenabschnitts 60c durch Wirkung des
Wärmerohrs 70 auf den Walzenkörper 60a übertragen wird, weshalb die übertragene
Wärme von der gesamten Umfangsfläche abgestrahlt wird. Somit erhöht sich
die Temperatur des Lagers 66 des Elektromotors 6 für den Antrieb nicht
übermäßig, so daß sich das Schmiermittel im Lager nicht verschlechtert und
ein Absinken der Lebensdauer des Lagers vermieden werden kann. Während
des Betriebs, bei dem die Garnwickelgeschwindigkeit auf 5000 m/min
eingestellt war, verkleinert sich die Zunahme der Temperatur des Lagerabschnitts
um etwa 20ºC. Während das Lager des herkömmlichen
Druckwalzenmechanismus ersetzt wurde, nachdem es für 10000 Stunden betrieben worden war,
wurde das Lager des Druckwalzenmechanismus der vorliegenden Erfindung
ersetzt, nachdem es für etwa 19000 Stunden betrieben worden war, was etwa
der doppelten Zeitspanne entspricht.
-
In den oben angeführten Beispielen wird der Wellenabschnitt der Druckwalze
angetrieben. Jedoch kann die vorliegende Erfindung auf eine Druckwalze mit
Außenrotor angewandt werden, bei dem die Welle am Gehäuse befestigt ist.
-
Falls die Druckwalze 5 eine Mitläufer-Walze ist, die durch einen Garnwickel
gedreht wird, und das wärmeableitende Element in die Druckwalze 5
eingesetzt ist, wie in Fig. 16 gezeigt ist, umfaßt die Druckwalze 5: eine Walze 60,
deren Wellenabschnitte 60b an beiden Seiten des Walzenkörpers 60a
vorstehen; ein Wärmerohr 70, das in ein im axialen Abschnitt der Walze 60
ausgebildetes Loch eingesetzt ist; Verschlußkappen 71, die auf den Endabschnitt
des Wärmerohrs 70 geschraubt sind; und Lager zum Unterstützen der beiden
Wellenabschnitte 60b der Walze 60.
-
Anstelle des obenbeschriebenen Wärmerohrs kann ein wärmeableitende
Element aus einer Kupferlegierung mit hoher Wärmeleitfähigkeit verwendet
werden.
-
Das obenerwähnte Lager setzt sich aus einem Lager 62, das den
Lagerab
schnitt 60b der Walze 60 drehbar unterstützt, und einem Träger 61, der das
Lager 62 trägt, zusammen.
-
Wenn die Walze 60 durch ein fest um die Spindel 2 angebrachtes Rohr oder
durch einen Garnwickel gedreht wird, erwärmt sich das Lager 62, so daß der
Träger 61, der mit dem äußeren Laufringabschnitt des Lagers 62 in Kontakt
kommt, ebenfalls erwärmt wird. Dann wird das Lager 62 gekühlt, wenn die
erzeugte Wärme von der Außenfläche des Trägers 61 abgestrahlt wird.
-
Zum anderen erwärmt sich der Wellenabschnitt 60b der Walze 60, der mit
dem inneren Laufringabschnitt des Lagers 62 in Kontakt kommt, wobei sich
die Wärme auf den kühleren Walzenkörper 60a überträgt und von der
gesamten Oberfläche des Walzenkörpers 60a abgestrahlt wird, so daß sich das Lager
62 abkühlt.
-
Bei der obigen Walze 60 wird die erzeugte Wärme des Wellenabschnitts 60b
auf den gesamten Walzenkörper 60a übertragen. Somit wird die Wirksamkeit
der Abstrahlung stark erhöht. Im Ergebnis erhöht sich die Temperatur des
Lagers 62 nicht und kann die Verschlechterung des Schmiermittels vermieden
werden, so daß ein Absinken der Lebensdauer des Lagers vermieden werden
kann. Bei Durchführung des Garnwickelvorgangs, bei dem die
Garnwickelgeschwindigkeit auf 5000 m/min eingestellt war, verkleinerte sich die Zunahme
der Lagertemperatur um wenigstens 20ºC. Somit erhöhte sich die
Lebensdauer des Lagers auf 20000 Stunden, was etwa dem 1,5fachen der
Lagerlebensdauer von 13000 Stunden bei der herkömmlichen Druckwalze entspricht.
-
Obwohl sich der Lagerabschnitt 60b der Walze 60 durch die im Lager 62
erzeugte Wärme erwärmte und die Temperatur des Lagerabschnitts 60b
anstieg, wurde die erzeugte Wärme durch das Wärmerohr 70 unmittelbar zu
einem Niedrigtemperaturabschnitt übertragen. Somit glichen sich die
Temperatur des Endabschnitts des Walzenkörpers 60a nahe beim Wellenabschnitt
60b und die Temperatur des gesamten Walzenkörpers 60a in etwa aus. Bei der
herkömmlichen Druckwalze betrug der Temperaturunterschied zwischen dem
Ende und der Mitte des Garnkontaktabschnitts etwa 5 bis 10ºC, jedoch konnte
er in diesem Beispiel über den gesamten Garnkontaktabschnitt so niedrig
gehalten werden, daß er nicht mehr als 1ºC betrug.
-
Im obigen Beispiel war das Wärmerohr 70 als wärmeableitendes Element in
die Walze 60 über deren gesamte Länge eingesetzt, jedoch kann in etwa
derselbe Effekt erzielt werden, wenn ein Wärmerohr eingesetzt wird, dessen
Länge das Lager und den Wärmeerzeugungsabschnitt des Elektromotors für
den Antrieb überzieht.
-
Mit Bezug auf die Fig. 22 bis 25 werden nun die aufeinanderfolgenden
Schritte des Verfahrens für die Steuerung einer
Revolver-Garnwickelmaschine, die eine der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist,
erläutert.
-
Nach dem Einschalten wird dieses Steuerungssystem im Schritt 1 mit Strom
und Druckluft versorgt und gestartet.
-
Im Schritt 2 werden Garnwickelbedingungen voreingestellt, die zum Wickeln
eines spezifischen Garns auf ein Rohr geeignet sind.
-
Anschließend wird im Schritt 3 ein erster Schalter S1 auf EIN gestellt, um
dadurch einen Befehl zum Starten des Garnwickelvorgangs zu erzeugen,
während im Schritt 4 der Hydraulikfluidzylinder 35 betätigt wird, worauf im
Schritt 5 das Anschlagelement 33 hochgefahren und in eine Wartestellung
bewegt wird.
-
Danach wird im Schritt 6 ein Schaltvorgang ausgeführt, um Druckluft in den
Hydraulikfluidzylinder 22 und 23 einzuführen, worauf sich der Rahmenkörper
13 im Schritt 7 senkt.
-
Im Schritt 8 wird gleichzeitig mit dem Senken des Rahmenkörpers 13 ein
weiterer Hydraulikfluidzylinder 18 betätigt, so daß dessen Kolben ausgefahren
wird, und somit im Schritt 9 der Senkabstand des Rahmenkörpers 13 begrenzt
wird, wodurch zwischen der Druckwalze 5 und dem leeren Rohr 100 ein
vorgegebener Abstand L entstehen kann.
-
Danach wird im Schritt 10 ein zweiter Schalter S2 auf EIN gestellt, worauf im
Schritt 11 Motoren für den Antrieb der Spindel 2, der Querbaueinheit 4 und
der Druckwalze 5 hochgefahren werden, um die Spindel 2, die Querbaueinheit
4 und die Druckwalze in Übereinstimmung mit der Garnwickelbedingung, die
im Schritt 2 eingestellt wurde, anzutreiben.
-
Im Schritt 12 wird ermittelt, ob das Beschleunigen der Motoren abgeschlossen
ist, und falls die Antwort NEIN ist, wird zum Ausgangspunkt dieses Schrittes
12 zurückgekehrt und dieselbe Operation wiederholt, wobei andernfalls, wenn
die Antwort JA ist, mit dem Schritt 13 fortgesetzt wird und die Berechnung
zur Bestimmung des Schlupfes der Druckwalze ausgeführt wird.
-
Danach wird im Schritt 14 die Drehung der Druckwalze 5 unter Verwendung
der Schlupfinformation eingestellt, während im Schritt 15 die Vorbereitungen
zum Einführen des Garns in die Garnwickelmaschine und für den
Garnaufnahmevorgang ausgeführt werden.
-
Anschließend wird im Schritt 16 ein dritter Schalter S3 auf EIN gestellt,
während im Schritt 17 der Garnaufhahmevorgang gestartet wird und im Schritt 18
der Garnwickelvorgang gestartet wird.
-
Als nächstes wird im Schritt 19 die Berechnung zur Bestimmung des
Durchmessers der auf dem Rohr 100 gebildeten Fadenschicht 220 ausgeführt.
-
Die Berechnung zur Bestimmung des Durchmessers D der Fadenschicht wird
unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens ausgeführt und kann
beispielsweise unter Anwendung der folgenden Berechnungsformel ausgeführt
werden:
-
wobei D den Durchmesser (cm) der Fadenschicht bezeichnet:
-
D&sub0; bezeichnen einen Außendurchmesser eines Rohrs (cm):
-
St bezeichnet die Garn-Wickelbreite auf dem Rohr (cm) (quer zur
Hubrichtung):
-
ρ bezeichnet die Garnkonzentration auf dem Rohr (g·cm³):
-
T bezeichnet die Garn-Wickelzeitdauer (min) (Zeit, die vom Startzeitpunkt des
Garnwickelvorgangs verstrichen ist):
-
Tp bezeichnet einen Ausgangswert der Garnausgabe von einem
Gamzufuhrmittel (g/min) (Mengendurchsatz):
-
Danach wird im Schritt 20 die Rotation der Spindel durch Berechnung
erhalten. Die Berechnung für die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel Vsp
kann unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens oder unter
Verwendung der folgenden Berechnungsformel ausgeführt werden:
-
wobei Vst die Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel bezeichnet:
-
V bezeichnet die Garnwickelgeschwindigkeit (m/min): und
-
D bezeichnet den Durchmesser (cm) der Fadenschicht:
-
Anschließend wird im Schritt 21 der Einstellvorgang ausgeführt, bei dem die
Umdrehungsgeschwindigkeit der Spindel unter Berücksichtigung der
Schlupfinformation eingestellt wird, während im Schritt 22 der momentane
Durchmesser der Fadenschicht mit dem voreingestellten Wert für den
Durchmesser verglichen wird, um festzustellen, ob der momentane Durchmesser den
voreingestellten Wert bereits überschritten hat.
-
Wenn die Antwort NEIN ist, wird mit dem Schritt 19 fortgesetzt, wobei
sämtliche obenerwähnten Schritte wiederholt werden, während dann, wenn die
Antwort JA ist, mit dem Schritt 23 fortgesetzt wird.
-
Im Schritt 23 wird der Hydraulikfluidzylinder 18 betätigt, damit dessen
Kolben, der den Rahmenkörper 13 in einer vorgegebenen Position hält,
eingefahren wird.
-
Deshalb kann die Druckwalze 5 im Schritt 24 mit der Oberfläche der dünn
beschichteten, um die Oberfläche des Rohrs 100 gewickelten Garne 220 in
Kontakt gelangen.
-
In der vorliegenden Erfindung werden die obenerwähnten Schritte 19 bis 24
als Optimalwertsteuerung bezeichnet.
-
Anschließend wird im Schritt 25 die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Druckwalze 5 erfaßt, während im Schritt 26 die Einstellung für die Umdrehung der
Spindel ausgeführt wird.
-
Danach wird im Schritt 27 ermittelt, ob der Garnumlegeschalter S4 auf EIN
gestellt ist, und wenn die Antwort NEIN ist, wird die momentane Wickelzeit
mit einer voreingestellten Garnwickelzeit verglichen und festgestellt, ob die
momentane Garnwickelzeit den voreingestellten Wert bereits überschritten
hat. Wenn die Antwort JA ist, wird zum Schritt 25 zurückgekehrt, wobei
sämtliche obenerwähnten Operationen wiederholt werden, und falls die
Antwort NEIN ist, wird mit dem Schritt 29 fortgesetzt. Im Schritt 29 wird
ermittelt, ob der Garnwickelvorgang abgeschlossen ist, und falls die Antwort JA ist,
wird zu END gesprungen, um den Garnwickelvorgang zu stoppen, falls die
Antwort jedoch NEIN ist, wird mit dem Schritt 30 fortgesetzt, um die Drehung
der wartenden Spindel zu starten.
-
Wenn zum anderen im Schritt 27 die Antwort JA ist, wird mit dem Schritt 30
fortgesetzt, wobei die Schritte 27 und 28 übersprungen werden.
-
Danach wird im Schritt 31 ermittelt, ob das Beschleunigen des Motors für den
Antrieb der Spindel abgeschlossen ist, wobei falls die Antwort NEIN ist, wird
mit der Operation dieses Schrittes 31 erneut begonnen, während dann, wenn
die Antwort JA ist, mit dem Schritt 32 fortgesetzt wird und der
Garnumlegevorgang ausgeführt wird.
-
Im Schritt 32 wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze 5 beim
Garnumlegevorgang vorzugsweise in Entsprechung der
Umdrehungsgeschwindigkeit des voll beschickten Rohrs erhöht, bevor der
Garnumlegevorgang abgeschlossen ist.
-
Zum anderen wird die Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze 5
vorzugsweise zu einem Zeitpunkt hochgeschaltet, zu dem der
Garnumlegevorgang abgeschlossen ist, so daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der
Druck
walze 5 etwa gleich jener des leeren Rohrs ist, auf das beim nächsten
Garnwickelvorgang gewechselt werden soll.
-
Anschließend wird im Schritt 33 der Schlupf der Druckwalze 5 berechnet,
während im Schritt 34 die Umdrehungsgeschwindigkeit der Druckwalze unter
Berücksichtigung der Schlupfinformation eingestellt wird.
-
Danach wird der Wickelrohr-Umlegevorgang ausgeführt und zum Schritt 19
zurückgekehrt, wobei die gesamte oben in den Folgeschritten angegebene
Vorgehensweise sukzessive wiederholt wird.
-
Somit schafft die vorliegende Erfindung eine Garnwickelmaschine, die an
beiden Endabschnitten des Rahmenkörpers vorgesehene Hydraulikzylinder
umfaßt, die diese Endabschnitte unterstützen. Dadurch kann der
Laufwiderstand des Gleit-Kugellagers verringert und die Steuerung des Anpreßdrucks
der Druckwalze genau ausgeführt werden. Da dem Gleit-Kugellager kein
hohes Moment aufgezwungen wird, kann ein Gleit-Kugellager verwendet
werden, dessen zulässiges Moment niedrig ist, so daß der Durchmesser und
die Länge des Gleit-Kugellagers verkleinert werden können. Im Ergebnis kann
die Gesamthöhe der Wickelmaschine gesenkt werden.
-
Außerdem ist es, wie oben abgehandelt wurde, möglich, die Konstruktion zu
wählen, bei der die Innendurchmesser der zwei Hydraulikzylinder verschieden
sind. Wenn die obige Konstruktion gewählt wird, kann die Wickelmaschine so
gesteuert werden, daß während des Wickelvorgangs keine Vibration entsteht.
-
Ferner kann die vorliegende Erfindung eine Garnwickelmaschine schaffen, in
der eine Hydraulikfluid-Versorgungsleitung mit jedem Hydraulikzylinder
verbunden ist, eine Steuereinheit vorgesehen ist und eine Leitungsstrecke der
Hydraulikfluid-Versorgungsleitung umgestellt wird oder der Hydraulikdruck
des zugeführten Fluids in Übereinstimmung mit einem von der Steuereinheit
gesendeten Signal gesteuert wird. Somit wird die Resonanz, wenn diese
während des Wickelvorgangs auftritt, genau erfaßt und kann der Hydraulikdruck
jedes Hydraulikzylinders verändert werden, so daß das auf das
Gleit-Kugellager wirkende Moment ändert. In dieser Weise kann eine dämpfende Kraft
unterlegt werden und die Resonanz schnell beseitigt werden.
-
Außerdem kann die vorliegende Erfindung eine Garnwickelmaschine
schaffen, die ein Anschlagmittel zum Befestigen des Rahmenkörpers am
Maschinenrahmen umfaßt, so daß die Druckwalze nicht mit den durch die Spindel
gehaltenen Rohren in Kontakt gelangt, wobei das Anschlagmittel ein am
Maschinenrahmen vorgesehenes Anschlagelement und ein im Rahmenkörper
vorgesehenes Eingriffelement umfaßt, wobei eine Kontaktoberfläche der
Anschlag- und Eingriffelemente um einen Winkel von 0º bis 45º geneigt ist, so
daß eine untere Tangentiallinie der Kontaktoberfläche zur
Auslegerunterstützungsseite eines beweglichen Rahmenkörpers geneigt ist. Da dem
Gleit-Kugellager kein großes Moment verliehen wird, wenn der Rahmenkörper durch
das Anschlagmittel gehalten wird, kann somit ein Gleit-Kugellager verwendet
werden, dessen zulässiges Moment niedrig ist, so daß der Durchmesser und
die Länge des Gleit-Kugellagers verkleinert werden können. Im Ergebnis kann
die Gesamthöhe der Wickelmaschine gesenkt werden.