DE69430771T2

DE69430771T2 - Garnspulmaschine

Info

Publication number: DE69430771T2
Application number: DE69430771T
Authority: DE
Inventors: Takashi Iwade; Yoshiro Migaki; Jun Takagi
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 1993-03-15
Filing date: 1994-03-14
Publication date: 2003-05-15
Anticipated expiration: 2014-03-15
Also published as: EP0618165B1; DE69430771D1; US5934601A; US5605294A; EP0618165A3; EP0618165A2

Description

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.

Claims

1. Garnwickelmaschine, die umfaßt: eine Spindel (2), die an einem Maschinenrahmen (1) drehbar befestigt ist, wobei die Spindel (2) mehrere Rohre (100) hält; eine Druckwalze (5), die mit einer um die von der Spindel (2) gehaltenen Rohre (100) gewickelten Garnschicht (220) in Kontakt gelangt; eine Querbaueinheit (4), die an der Eintrittsseite der Druckwalze (5) vorgesehen ist; einen Rahmenkörper (13), durch den die Druckwalze (5) drehbar unterstützt ist, wobei die Druckwalze (5) außerdem durch den Rahmenkörper (13) so unterstützt ist, daß sich die Druckwalze (5) an die Spindel (2) annähern und von ihr trennen kann; gekennzeichnet durch zwei Hydraulikzylinder (22, 23), die an den beiden Endabschnitten des Rahmenkörpers (13) vorgesehen sind, wobei die beiden Endabschnitte des Rahmenkörpers (13) durch die beiden Hydraulikzylinder (22, 23) unterstützt sind, wobei die beiden Hydraulikzylinder (22, 23) auf einer Linie angeordnet sind, die durch den Schwerpunkt des Rahmenkörpers (13), der Druckwalze (5) und der Querbaueinheit (4) verläuft.

2. Garnwickelmaschine nach Anspruch 1, wobei die Innendurchmesser jedes der beiden Hydraulikzylinder (22, 23) voneinander verschieden sind.

3. Garnwickelmaschine nach Anspruch 1, wobei jeder der Hydraulikzylinder (22; 23) mit einer entsprechenden Hydraulikfluid-Versorgungsleitung (42; 46) verbunden ist und ein Steuermittel (9; 39, 40, 41; 43, 44, 45) zum Steuern des durch die Hydraulikfluid-Versorgungsleitung (42; 46) strömenden Hydraulikfluids an jeder der Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen (42; 46) vorgesehen ist, wobei der Druck des durch die Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen (42; 46) strömenden Hydraulikfluids in bezug auf ein von dem Steuermittel (9; 39, 40, 41; 43, 44, 45) ausgegebenes Steuersignal eingestellt wird.

4. Garnwickelmaschine nach Anspruch 3, wobei die Hydraulikfluid- Versorgungsleitungen (42; 46) mehrere Unter-Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen (50; 51) umfassen und jede der Unter-Hydraulikfluid-Versorgungs leitungen (50; 51) mit einem entsprechenden Hydraulikzylinder (22; 23) verbunden ist, wobei jeder Hydraulikzylinder (22; 23) Hydraulikfluid mit einem Druck zuführt, der von dem Druck des Hydraulikfluids verschieden ist, das vom anderen Hydraulikzylinder (22; 23) zugeführt wird, und wobei das Steuermittel (9) eine der Hydraulikfluid-Versorgungsleitungen (42; 46) und den damit verbundenen Hydraulikzylinder (22; 23) auswählt und ein Hydraulikfluid mit einem vorgegebenen Druck zuführt.

5. Garnwickelmaschine nach Anspruch 3, wobei wenigstens ein Druckeinstellmittel (39, 40; 43, 44) zum Einstellen des Drucks des Hydraulikfluids an jeder der mit den Hydraulikzylindern (22, 23) verbundenen Hydraulikfluid- Versorgungsleitungen (42, 46) vorgesehen ist und das Steuermittel (9) wahlweise das Druckeinstellmittel (41, 45, 48, 49) steuert, so daß jedem der Hydraulikzylinder (22, 23) Hydraulikfluid mit einem vorgegebenen Druck zugeführt wird.

6. Garnwickelmaschine nach Anspruch 1, wobei die Garnwickelmaschine ferner ein Anschlagmittel (24) zum Befestigen des Rahmenkörpers (13) am Maschinenrahmen (I) umfaßt, so daß die Druckwalze (5) nicht mit den von der Spindel (2) gehaltenen Rohren (100) in Kontakt gelangt, wobei das Anschlagmittel (24) ein Anschlagelement (33), das auf seiten des Maschinenrahmens vorgesehen ist, und ein Eingriffelement (36), das am Rahmenkörper (13) vorgesehen ist, enthält, wobei eine Kontaktoberfläche des Anschlagelements (24) und des Eingriffelements (36) um einen Winkel (θ) von 0 bis 45º geneigt ist, so daß eine untere Tangentiallinie der Kontaktoberfläche zu der Auslegerunterstützungsseite eines beweglichen Rahmenkörpers (13) geneigt ist.