EP0094483A1 - Spulendorn-Antrieb - Google Patents

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EP0094483A1
EP0094483A1 EP83102495A EP83102495A EP0094483A1 EP 0094483 A1 EP0094483 A1 EP 0094483A1 EP 83102495 A EP83102495 A EP 83102495A EP 83102495 A EP83102495 A EP 83102495A EP 0094483 A1 EP0094483 A1 EP 0094483A1
Authority
EP
European Patent Office
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roller
bobbin
mandrel
thread
package
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP83102495A
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English (en)
French (fr)
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EP0094483B1 (de
Inventor
Werner Nabulon
Armin Wirz
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Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Filing date
Publication date
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First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23495957&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0094483(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Priority to DE8686106332T priority Critical patent/DE3380691D1/de
Publication of EP0094483A1 publication Critical patent/EP0094483A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0094483B1 publication Critical patent/EP0094483B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40—Arrangements for rotating packages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/40—Arrangements for rotating packages
    • B65H54/52—Drive contact pressure control, e.g. pressing arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H59/00—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators
    • B65H59/38—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension
    • B65H59/384—Adjusting or controlling tension in filamentary material, e.g. for preventing snarling; Applications of tension indicators by regulating speed of driving mechanism of unwinding, paying-out, forwarding, winding, or depositing devices, e.g. automatically in response to variations in tension using electronic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention relates to a machine for winding filament material in bobbin packages.
  • the filament material can be a synthetic plastic material, such as e.g. Polyester, polyamide or polypropylene.
  • the filament material can be monofilament or multifilament, both types being referred to below as "thread".
  • the present invention relates to a winding machine for winding thread onto a package with a mandrel on which the package is built up during the winding process and with means for driving the mandrel for rotation about a spool axis extending along the same.
  • the thread turns of the bobbin pack are formed on a bobbin tube, which is detachably attached to the bobbin mandrel.
  • the term "coil package” includes the coil sleeve if one is used.
  • the winder further comprises a rubbing roller for contacting the package around its periphery during a winding process, and means for driving the roller to rotate about a roller axis extending therealong.
  • Means are provided which allow the mandrel and the roller to move relative to and away from one another along a path which generally changes extends transversely to the mandrel axis and to the roller axis.
  • the arrangement is designed such that at the end of the relative movement of the mandrel and the friction roller relative to one another there remains a distance between the friction roller and the package of coils.
  • Means for example a stop for support, can be provided to limit the relative movement of the mandrel and the friction roller relative to one another, so that the distance mentioned is maintained at the end of this movement.
  • Regulating means can be provided for regulating the speed of rotation, both of the friction roller and of the spool mandrel.
  • the regulating means can be adjustable and have a setting for normal winding operation, in which a feedback signal is supplied by the friction roller, which serves to regulate the spool drive, and a start-up setting, in which no such signal is supplied.
  • the regulating system can be adjusted depending on the sensation of the contact of the bobbin pack on the friction roller, for which purpose switching means responsive to such contact can be provided to change the regulating means from the start-up setting to the setting for normal winding operation.
  • the regulating means can be used to regulate the peripheral force that occurs between the friction roller and a coil pack in contact therewith will.
  • the regulating means are preferably adjustable in such a way that such a circumferential force can be selectively adjusted.
  • this motor can be regulated in such a way that it delivers a regulated drive torque (with certain restrictions depending on the motor design used), regardless of the speed of the distributor roller, which is separated separately by means of feedback with inclusion the contact between the distributor roller and the bobbin pack is regulated when the regulating means are set for normal winding operation.
  • the regulating system can regulate the drive means for the bobbin mandrel in such a way that the rotational speed is adapted to the rotational speed of the friction roller when the first contact between the bobbin pack and the roller occurs.
  • the regulating system can also be set up to regulate the rotation speed of the spool mandrel in a predetermined manner during assembly of the spool pack before the spool pack comes into contact with the rubbing roller. Normally, the speed of rotation of the bobbin mandrel is regulated in such a way that the tangential speed at the circumference of the bobbin pack is equal to or slightly higher than the thread running speed.
  • the feedback signal from the friction roller for regulating the drive means for the coil mandrel is preferably a signal that corresponds to the peripheral speed of the roller. Since the diameter of the roller remains constant over the entire winding process, the rotational speed of the roller multiplied its peripheral speed by a constant factor.
  • the signal can be taken from a tachometer generator assigned to the friction roller. Since the drive for the bobbin pack is derived both from the drive means for the bobbin mandrel and from the drive means for the friction roller, the slip between the roller and the bobbin package can be eliminated so that the feedback signal, which corresponds to the peripheral speed of the friction roller, simultaneously corresponds to the peripheral speed of the package.
  • the winding machine can include a substantially conventional traverse device for reciprocating the thread along the axis of the bobbin mandrel to enable the package to be built up.
  • the machine can also be equipped with a conventional threading device, which allows the thread to be placed on a rotating spool at the start of the process.
  • the bobbin mandrel can be constructed in a generally customary manner and can be provided with thread catching means which catch a thread placed thereon and separate it from the retracting means.
  • FIG. 1 shows the machine during a winding process
  • Figure 2 shows the parked machine.
  • the machine comprises a frame and housing part ("frame") 10 on and in which the other parts are mounted.
  • a side wall of the housing is omitted in Fig. 2 to make the inside of the housing visible.
  • a spool mandrel 12 is mounted on a carriage 14 so that it projects in front of the front of the machine.
  • the spool mandrel 12 is mounted on the carriage 14 in such a way that it can rotate about its longitudinal mandrel axis 16, the rotation being driven by an electric motor 18 which is also mounted on the carriage 14.
  • the motor 18 is designed as an asynchronous motor.
  • the carriage is movably mounted on guides 15 on the frame 10 and follows the expansion and retraction of movement means which are actuated by means of a fluid, such as e.g. a piston and cylinder unit (not shown).
  • a fluid such as e.g. a piston and cylinder unit (not shown).
  • the carriage thus moves the mandrel 12 towards and away from a friction roller 20.
  • the latter is attached to the frame 10 so that it can rotate about its longitudinal axis 22, the roller axis 22 being fixed relative to the frame 10.
  • the roller 20 is driven by an electric asynchronous motor 24 for rotation, which is fixed to the frame and drives the roller via a drive shaft 23.
  • the roller 20 can be designed as an external rotor motor with a stator fixedly attached to the frame, the rotor surrounding the stator. Motors of this type are known in winding machines.
  • the spool mandrel 12 moves towards and away from the roller 20, the axis 16 moves along the movement path 26 according to FIG. 1.
  • the spool is in a rest position (also shown in Fig. 2).
  • a sleeve clamping device (not shown) of a conventional type can be incorporated into the spool mandrel construction 12, for clamping / releasing a spool sleeve 28, on which spool sleeve thread turns 30 are formed and during the spooling process to form a spool pack.
  • the winding machine corresponds to the "print friction” type, in which the thread 32 runs over part of the circumference of the friction roller 20 before it passes from the roller into the thread turns 30.
  • the operator passes the thread 32 around the roller 20.
  • the operator places the thread on the spool mandrel 12 where the thread is captured by a conventional thread catching and separating mechanism 34 (FIG. 2) and placed on the bobbin tube 28, whereupon thread turns begin to form on the bobbin tube.
  • the thread is moved back and forth along the bobbin mandrel axis 16 by means of a conventional traversing mechanism 36 (FIG. 1), which is provided in front of the friction roller 20.
  • a conventional traversing mechanism 36 FIG. 1
  • the machine may also be equipped with a conventional threading device for automatically threading the thread onto the spool mandrel 12, as shown, for example, in US Patent 4,136,834.
  • Conventional devices can also be provided for application of reserve turns on the bobbin tube 28 before the winding of the main thread turns begins, these reserve turns serving to enable the connection of one package to another during the further processing of the thread.
  • the bobbin mandrel 12 Immediately after completion of the pulling-in process, the bobbin mandrel 12 remains in its position at the end of the movement path 26 closest to the friction roller 20. This state is shown in solid lines in FIG. 3 and shows that there is still a distance S between the circumference of the thread turns 30, which are already built on the coil sleeve 28 and the circumference of the friction roller 20 remains. The radial thickness of the thread turns created at this stage is exaggerated in Figure 3 for clarity. The distance S is determined by the position of a stop 40 (FIG. 2) against which the carriage 14 is in contact at the end of the guide 15. Because of the distance S, a piece of thread L extends freely between the rubbing roller 20 and the thread turns 30 applied during this phase of the winding process. At this time, the friction roller 20 is driven by the motor 24 so that the peripheral speed of the roller is the same as the thread running speed required for the production of the thread.
  • the rotating spool mandrel 12 remains at the upper end position of its path of movement 26 without moving, as shown in FIG. 3, until the spool pack has built up sufficiently and bridges the distance S, so that the spool pack comes into contact with the circumference of the friction roller 20 (as in Figure 3 with dashed lines Lines shown). From this phase onwards, the further coil pack construction is accompanied by a backward movement of the coil mandrel along its path of movement 26 against its rest position shown in FIG. This movement takes place under the influence of the carriage moving means in such a way that a controlled contact pressure is maintained between the surface of the coil package and the surface of the roller, as is known in the prior art.
  • FIG. 4 A control system for regulating the wind-up speed during a normal wind-up process is shown in FIG. 4, while FIG. 5 shows the system in the start-up phase.
  • the setting for the initial phase is maintained from the moment in which the thread is placed on the spool to the moment in which the thread turns 30 and the rubbing roller 20 are in contact.
  • the regulating system is switched to the setting for normal wind-up operation, as shown in FIG. 4. This setting is retained until the thread turns have reached the desired diameter, at which point the winding process is interrupted, either by responding to automatic thread length measuring devices that measure the length of the wound thread, for example by comparing the package diameter, or by responding to the manual actuation of a stop button .
  • the carriage 14 then quickly moves the spool mandrel 12 to the rest position, where the rotation of the spool mandrel is brought to a standstill and the clamping means are released, so that the full spool package can be removed and replaced by an empty spool sleeve.
  • the winding cycle can then be repeated will.
  • the regulating system comprises a tachometer generator 42, which is coupled to the rotor or to the drive shaft 23 (FIG. 2) of the roller 20, a tachometer generator 44, which is coupled to the drive shaft of the coil mandrel 13, an inverter 46 for feeding of the friction roller motor 24, an inverter 48 for feeding the mandrel motor 18, a regulator 50 for regulating the output of the inverter 46, a regulator 52 for regulating the output of the inverter 48, a setting device 54 for setting the output of the inverter 46, a setting device for setting a setting value for the regulator 52, an auxiliary setting device 58 and a timer 60 for a purpose to be described later.
  • the regulator 52 receives the output of its setting device 56 and also the output of the tachometer generator 42.
  • the regulator 52 compares the inputs from the setting device 56 and from the generator 42 and delivers an output signal to the inverter 48, which depends on this comparison.
  • the inverter 48 provides appropriate input to the motor 18 to regulate the rotational speed of the latter. Assuming that there is no slippage in the contact zone between the thread layers 30 and the roller 20, the tangential speed of the thread turns in the contact zone is the same as the tangential speed of the roller 20. Since the diameter of the roller is constant during the entire winding process remains, this speed is given directly by the output signal of the tachometer generator 42.
  • the regulator 52 intervenes via the inverter 48 in order to keep the output signal of the generator 42 constant at a desired value set on the adjusting device 56, that is to say the regulator 52 keeps the rotational speed of the friction roller 20 constant over this part of the winding process, above which the one shown in FIG 4 shown switching state of the circuit applies.
  • the regulator 52 keeps the rotational speed of the friction roller 20 constant over this part of the winding process, above which the one shown in FIG 4 shown switching state of the circuit applies.
  • the tacho generator 44, the device 58 and the timer 60 do not yet play a role in the control process.
  • the motor 24 meanwhile receives an input from its own inverter 46.
  • This input is determined directly by the adjusting device 54, which for this purpose is directly connected to the inverter 46, bypassing the regulator 50.
  • the influence of the adjustment of the on Position of the device 54 can be seen from the diagram of FIG. 6, which is only shown for explanation and does not necessarily represent the preferred arrangement, which will be described below.
  • the curve shown in solid lines in FIG. 6 represents the typical output speed N (ordinate) versus the output torque M (abscissa) for the motor 24.
  • the setting device 54 determines the synchronous speed at which the characteristic intersects the vertical axis. In the "no load" state, ie if the motor 24 were driven by the inverter 46, as shown in FIG.
  • the motor 24 would drive the roller at the speed N A and that Drive output torque M.
  • N B the speed of the motor 24
  • the speed N corresponds to the speed which is determined by the feedback loop via the tacho generator 42, regulator 52, inverter 48, motor 18 and the coil package which is being built up on the coil mandrel 12.
  • the drive torque M B - M A acts on the reel pack from the roller and depends on the adjusting device 54.
  • the motor characteristic is shifted upward, for example to the dashed curve in FIG. 6.
  • the drive torque M A "without load” remains the same, but assuming it don't lie ne change of the required rotational speed N B , the drive torque of the motor increases under load to the value M B1 , so that the motor 24 transmits an additional tangential force to the circumference of the coil pack.
  • the electrical slip in the motor changes accordingly.
  • the adjustment device 54 can be designed such that any tangential force required can be exerted on the circumference of the coil package within certain physical limits. These limits result in part from the conditions in the contact zone where, for example, a very large circumferential force exerted by the roller on the package of coils simply leads to slippage between these elements, thereby failing to achieve the purpose of the feedback loop. The limits also result from the design of the motor 24, which is chosen for a particular machine. The permissible electrical slip in a given motor depends on the motor design and limits the drive torque range that can be achieved with this motor. Within the given limits, the setting of the device 54 can be adjusted according to practical requirements. The adjustment device 54 can be adjusted so that the motor 24 does not transmit any tangential force to the coil package.
  • the adjuster 54 could also be adjusted so that the roller 20 brakes the package of coils or transmits a tangential or circumferential force that changes in a predetermined manner during the normal winding process.
  • the control system is in this setting from the beginning of a winding cycle (ie from the moment in which the bobbin mandrel leaves its rest position) over the entire phase, during which there is a distance S (FIG. 3) between the thread turns 30 and the roller Contact between the thread turns 30 and the roller takes place.
  • the step of changing the setting according to FIG. 5 to that according to FIG. 4 will be described in more detail later.
  • the inverter 46 receives its drive input from the regulator 50, and the setting device does not perform any control function.
  • the output signal of the tachometer generator 42 now goes to the regulator 50, which also receives a setting input from the setting device 56.
  • the roller 20 is therefore driven by the motor 24 according to the speed set on the adjusting device 56.
  • the speed of rotation of the motor 18 can of course not be regulated in accordance with the output signal from the generator 42 since there is no contact between the coil package and the roller 20.
  • the regulator 52 therefore receives a signal from the tachometer generator 44, which measures the rotational speed of the motor 18 directly.
  • the setting signal for the regulator 52 is not derived directly from the setting device 56; the reasons for this are explained below using the diagram in FIG. 7.
  • the tangential speed at the circumference of the coil pack (vertical axis) and the coil pack diameter d (horizontal axis) are related.
  • the vertical axis is at Applied coil diameter d, which corresponds essentially to the outer diameter of the coil sleeve 28.
  • a vertical line appears in the diagram at the bobbin pack diameter D, at which contact occurs between the bobbin pack and the roll circumference of the roll 20.
  • the following consideration applies to the circumferential speed of the coil pack during the coil build-up from diameter d to D.
  • the design could be chosen so that this speed follows the line SP 1, which can be achieved if a suitable constant setting value from the setting device 56 to the regulator 52 is given. If this design is chosen, the peripheral speeds of the package and the roller are the same when they touch each other (intersection of lines SP 1 and SR at package diameter D). However, the circumferential speed of the coil pack at diameter d is below the value SR by an amount X, which depends on the difference Dd and the angular speed to be set for motor 18 in order to reach the circumferential speed SR at coil pack diameter D.
  • the speed SR of the distribution roller should be equal to the linear thread running speed.
  • the lower peripheral speed of the bobbin pack at diameter d is associated with a drop in the thread tension in the thread piece of length L between the friction roller 20 and the thread turns 30 (FIG. 3). Is the If the thread tension drop is too great, there are bad thread windings in this initial area of the package. This in turn leads to difficulties in pulling the thread off the package during further processing.
  • the peripheral speed could be guided in such a way that it follows line SP 2, likewise by inputting a constant setting value to the control circuit of the motor 18 during this start-up phase.
  • the peripheral speed of the package would already correspond to the thread travel speed at the package diameter d .
  • the circumferential speed of the package would, however, exceed the thread travel speed by an amount Y with the package diameter D. If the amount Y is too large, the system will be hit at the moment the thread turns touch the roller 20.
  • the bobbin packing speed at the bobbin pack diameter d is somewhat higher than the thread running speed, but it decreases and becomes when the bobbin pack diameter D is reached, it is essentially the same size as the thread running speed and the peripheral speed of the roller 20.
  • the somewhat higher tension in the free piece of thread of length L, which is shown in FIG results in a good pack structure in this start-up phase. Adjusting the peripheral speed of the package at the coil diameter D avoids the occurrence of an impact and the above-mentioned difficulties.
  • the characteristic 3 cannot be achieved by specifying a constant setting value at the regulator 52; this value must be changed continuously over the phase during which the package diameter increases from d to D, and the auxiliary adjuster 58 is used for this purpose.
  • the device 58 responds to a timer 60 which is started upon receipt of a signal at the input 62 and counts “downwards". This start signal is delivered at the point in time at which the thread begins to wind onto the bobbin tube 28, that is to say with the package diameter d, and it can come, for example, from the thread pull-in system that the transfer of the thread from the system to the bobbin mandrel signals.
  • the timer 60 is set to count down at a predetermined rate over a period of time corresponding to the time required for the package build from diameter d to diameter D; this amount of time must vary depending on the operating conditions, including the thread speed, the initial distance between the package and the roll 20, the thread count (titer) and the package length (stroke) can be determined.
  • the timer 60 outputs an output signal to the setting device 58 which contains stored data which represent a sequence of setting values for the regulator 52.
  • the device 58 outputs successive values of the sequence depending on the count signals received from the timer 60.
  • the setting values provided to the regulator 52 regulate the speed of rotation of the motor 18, which speed gradually decreases as the package diameter increases.
  • the final setting value of the sequence stored in the device 58 must bring about a rotational speed of the motor 18, which results in a circumferential speed of the coil package when the coil diameter D is reached which is equal to or, if possible, equal to SR; this value is therefore related to the value output by the setting device 56, which can be coupled to the device 58, as shown in FIG. 5.
  • Device 58 may include a range of data, only a portion of which is required under given conditions, the range of the selected data sequence depending on the setting entered on device 56.
  • the data stored in the device 58 should also allow different initial diameters "d" to be taken into account, since the coil sleeve and coil mandrel diameters can differ depending on the respective boundary conditions.
  • the starting point in the sequence should therefore also be independent of the regulator 56 and Timer 60 can be adjustable.
  • the characteristics recorded in FIG. 7 represent "idealized" operations. Since there is no feedback from the scope of the coil pack, it must be assumed that the coil pack really builds up as expected during this start-up phase - direct control only affects the speed of rotation of the motor 18. Accordingly, the startup phase is preferably kept short, i.e. the distance S is kept small, so that the feedback loop is effective as soon as possible from the circumference of the coil package.
  • a peripheral speed of the coil package that is less than the thread running speed may be permissible, and the characteristic SP 4 shown in broken lines may be permissible in this case.
  • the speed adjustment during the start-up phase can also be carried out discontinuously, i.e. not continuously, as shown in the diagram.
  • the circumferential speed of the distribution roller is kept constant (on the required thread running speed) from the beginning to the end of the entire winding process, ie in both settings of the control system according to FIGS. 4 and 5.
  • This presupposes that the Motor 24 must run at the same speed both under load (FIG. 4) and "without load” (FIG. 5), as was discussed above with reference to the illustration in FIG. 6, ie it is N N B.
  • the motor design must allow adequate settings, ie adequate supply from inverter 46. In terms of electrical properties, the motor must be able to be operated over a sufficiently large range of electrical slip in order to be able to cover the intended load and non-load cases.
  • the device 54 can be designed to add only a predetermined correction factor to a setting input on the setting device. This design is shown schematically with the dashed connecting line in Fig. 4. On the other hand, it is not critical that the adjuster 56 be coupled to the device 58, as shown in FIG. 5. The two devices can be set independently.
  • the timer 60 is preferably adjustable so that different counting speeds and different counting times can be set.
  • the device 58 can be programmable to enable adaptations of the changeable sequence depending on various operating factors.
  • the control system can be designed such that it is automatically changed over to the setting for the start-up phase as soon as the spool mandrel 12 arrives in its rest position, for example in response to a signal from a position sensor 62 (FIG. 2).
  • the control system is then in the setting for the start-up phase while the coil mandrel is moving along its path of movement 26, and while the motor 18 is accelerated to its "start-up" speed before the thread is put on.
  • the circuits shown can be coupled to conventional start-up circuits (not shown) which cause the regulator 52 to drive the motor 18 to the required "start-up" speed, ie the speed selected for the package diameter d.
  • the control system remains in the setting for the start-up phase (circuit state according to FIG.
  • a second position sensor 64 which is installed in the stop 40, against which the carriage 14 (FIG. 2) abuts.
  • the sensor 64 detects the movement of the bobbin mandrel axis 16 away from the friction roller 20, which occurs as a result of the bobbin pack structure after the bobbin pack and the roller come into contact.
  • Switching means (not shown) are provided which switch the regulating circuit from the setting according to FIG. 5 to that according to FIG. 4 as soon as the position sensor 64 detects the beginning of this movement away.
  • the sensor 64 is, for example, an electrical switch which responds to very small movements of the carriage 14 in the return direction and actuates a relay, which in turn effects the switching of the switching state. This inevitably creates a small delay between the contact between the coil pack and the roller and the switching of the switching state of the regulating circuit. This delay is preferably kept as short as possible.
  • the initial distance S (FIG. 3) is preferably kept as small as possible, the risk of contact between the coil pack and the roller due to actuation of the cylinder means 17 actuated by means of pressurized fluid being avoided.
  • a distance of 1 mm is usually sufficient in practical operation; the distance shown in Fig. 3 is shown exaggerated for clarity.
  • the spool mandrel axis 16 is preferably held at the end of its path of movement 26 while the spool pack builds up over this initial distance S.
  • the present invention is not restricted to a feedback signal generated by means of a tachometer generator.
  • Other systems with a feedback signal are known which represent the peripheral speed of a roller contacting a driven package.
  • a tachometer generator is a convenient and economical means of generating the required signal.
  • the timer 60 and the device 58 it was assumed that the timer was a digital counter and that the values stored in the device 58 were in the form of a sequence of discrete setting values.
  • the device can be adapted such that it functions as an analog device, for example by gradually adjusting a potentiometer, the output voltage of which represents the input value for the regulator 52.
  • the start signal for the timer which reaches input 62 (FIG. 5), is best taken from the thread pulling system.
  • Such systems usually include one or more thread guides that are turned in are directed that they perform a predeterminable movement around the bobbin mandrel in order to place the thread on the bobbin mandrel. The movement force for this movement can be controlled manually or automatically. In both cases, the start signal can be generated automatically during a predetermined phase of the movement sequence of the thread guide, for example when such a movement is completed.
  • the system according to the invention has been described for a "print-friction" winding machine. It can also be used on winding machines in which the thread comes directly onto the package, i.e. without, or without substantial wrap angle of the thread on the distributor roller. In this case, the speed of the friction roller has no direct influence on the thread running speed as with the "print friction" winding. However, the requirements for speed adjustment to avoid the creation of instabilities in the control system remain.
  • the system has also been described for winding machines which have only one spool 12 and in which the winding process is temporarily stopped while the spool returns to its rest position, full bobbin packs are removed and new bobbin sleeves are fitted.
  • the present invention is not limited to application to machines of this type. Machines with a plurality of mandrels which are brought into a winding position one after the other and which allow winding to be wound up essentially without waste are already known, and the present invention is also applicable to such machines.
  • the present invention can be applied to the winding machine described in European Patent Application No. 82107022.4 (filed on Aug. 04, 1982).
  • a winding machine is shown in a highly schematic representation, in which the friction roller is moved relative to a fixed spool.
  • the reference numerals of Fig. 8 correspond as far as possible to those used in Fig. 1.
  • the roller 20A and a traversing device 36A are mounted on a carriage 62 which can be moved vertically up and down on a spool mandrel 12A.
  • the axis 16A of the latter is fixed with respect to the frame 10A.
  • a stop (not shown), which corresponds to the stop 40 of FIG. 2, holds the carriage 62 in such a position that a distance remains between the roller 20A and a bobbin tube fitted on the bobbin mandrel of 12A. No differences are required in the electrical circuit diagram, so that no further explanation is necessary.
  • the regulating elements 42 to and with 62 which are shown in FIGS. 4 and 5, have been treated as a whole as "regulating means", which are based on a switchover which occurs when the contact between the bobbin pack and the friction roller take place, can be switched over, control elements 42, 46, 48, 52 and possibly 56 being used together in both regulation settings.
  • regulating means which are based on a switchover which occurs when the contact between the bobbin pack and the friction roller take place

Landscapes

  • Winding Filamentary Materials (AREA)
  • Tension Adjustment In Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Auf einer Filament-Aufwindemaschine mit einem direkt angetriebenen Spulendorn und einer Reibwalze, welche die Spulenpackung während des Aufwindevorganges berührt, wird der Spulendorn während einer ersten Phase des Aufwindevorganges in einem Abstand von der Walze gehalten, so dass die Spulenpackung und die Walze erst infolge des Aufbaus der Spulenpackung miteinander in Berührung kommen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zur Aufwindung von Filamentmaterial in Spulenpackungen. Das Filamentmaterial kann ein synthetisches Kunststoffmaterial sein, wie z.B. Polyester, Polyamid oder Polypropylen. Das Filamentmaterial kann monofil oder multifil sein, wobei beide Arten im folgenden als "Faden" bezeichnet werden.
  • Es entspricht der heute üblichen Praxis, Faden-Spulenpackungen auf einem drehbaren Spulendorn aufzubauen, wobei der Antrieb über eine Antriebs-Reibwalze erfolgt, welche den Spulenpackungs-Umfang berührt - vgl. beispielsweise U.S. Patent 3,907,217. Die Spulenpackungsgeschwindigkeit ist eine Bestimmungsgrösse für die Geschwindigkeit, mit welcher Faden in die Spulenpackung aufgenommen wird, und welche für den Spinnprozess von ausschlaggebender Wichtigkeit ist, da sie die Spinnbedingungen im Bereich der Spinndüse bestimmt, welche wiederum die Eigenschaften des Fadens festlegen. Bei Geschwindigkeiten über 5000 m/min. jedoch wird der Schlupf in der Berührungszone zwischen der Antriebs-Reibwalze und der Spulenpackung unzulässig gross. Viele Vorschläge wurden deshalb schon gemacht für einen direkten Antrieb des Spulendorns während des Aufwindevorgangs, und bei einigen dieser Vorschläge wird auch der Reibwalzenantrieb der Oberfläche der Spulenpackung beibehalten, vgl. z.B. U.S. Patente 4,146,376 und 4,069,985, GB Patente 944 552 und 995 185 und japanische Patentanmeldungs-Publikation 51/49026.
  • Im bisherigen Stand der Technik wurde den Anfangsphasen des Aufwindeprozesses ungenügend Rechnung getragen, während welcher die Reibwalze und die Spulenpackung miteinander in Berührung kommen, mit Rücksicht darauf, dass die Rotationsgeschwindigkeit dieser Teile ausserordentlich hoch sein kann.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Aufwindemaschine zum Aufwinden von Faden auf eine Spulenpackung mit einem Spulendorn auf welchem die Spulenpackung während des Aufwindeprozesses aufgebaut wird und mit Mitteln zum Antreiben des Spulendorns zur Rotation um eine sich entlang desselben erstreckende Spulenachse. Normalerweise werden die Fadenwindungen der Spulenpackung auf einer Spulenhülse gebildet, die abnehmbar auf den Spulendorn aufgesteckt ist. In dieser Beschreibung schliesst der Ausdruck "Spulenpackung" die Spulenhülse mit ein, sofern eine solche verwendet wird. Die Aufwindemaschine umfasst ferner eine Reibwalze zur Berührung der Spulenpackung an ihrem Umfang während eines Aufwindeprozesses, und Mittel zum Antreiben der Walze zur Rotation um ein sich längs derselben erstreckenden Walzenachse. Mittel sind vorgesehen, welche eine Relativbewegung des Spulendorns und der Walze gegeneinander zu und voneinander weg längs eines Weges erlauben, der sich im allgemeinen quer zur Spulendornachse und zur Walzenachse erstreckt. Die Anordnung ist jedoch so ausgelegt, dass am Ende der Relativbewegung von Spulendorn und Reibwalze gegeneinander zu ein Abstand zwischen der Reibwalze und der Spulenpackung bestehen bleibt. Somit tritt die Berührung der Spulenpackung auf der Reibwalze erst infolge des Aufbaus der Spulenpackung ein und nicht bereits infolge der Relativbewegung des Spulendorns und der Reibwalze gegeneinander hin. Mittel, beispielsweise ein Anschlag zur Abstützung, können zur Begrenzung der Relativbewegung von Spulendorn und Reibwalze gegeneinander vorgesehen werden, so dass der genannte Abstand am Ende dieser Bewegung eingehalten wird.
  • Reguliermittel können vorgesehen sein zum Regulieren der Drehgeschwindigkeit, sowohl der Reibwalze, als auch des Spulendorns. Die Reguliermittel können einstellbar sein und eine Einstellung für normalen Aufwindebetrieb aufweisen, in welcher ein Rückmeldesignal von der Reibwalze geliefert wird, welches zur Regulierung des Spulendorn-Antriebs dient, sowie eine Anfahr-Einstellung, in welcher kein solches Signal geliefert wird. Das Reguliersystem kann in Abhängigkeit des Abfühlens des Eintretens der Berührung der Spulenpackung auf der Reibwalze eingestellt werden, wofür zum Beispiel Schaltmittel, die auf solchen Kontakt ansprechen, vorgesehen werden können, um die Reguliermittel von der Anfahr-Einstellung zur Einstellung für normalen Aufwindebetrieb umgestellt werden.
  • Die Reguliermittel können zur Regulierung der Umfangskraft, die zwischen Reibwalze und einer damit in Berührung stehenden Spulenpackung auftritt, eingesetzt werden. Vorzugsweise sind die Reguliermittel so einstellbar, dass eine solche Umfangskraft selektiv angepasst werden kann. Beispielsweise, wenn die Reibwalze durch einen Asynchron-Antriebsmotor angetrieben wird, kann dieser Motor so reguliert werden, dass er ein geregeltes Antriebsmoment (mit gewissen Einschränkungen je nach verwendeter Motorkonstruktion) abgibt, unabhängig von der Geschwindigkeit der Reibwalze, welche separat mittels einer Rückkoppelung unter Einschluss der Berührung zwischen Reibwalze und Spulenpackung reguliert wird, wenn die Reguliermittel für normalen Aufwindebetrieb eingestellt sind.
  • Das Reguliersystem kann die Antriebsmittel für den Spulendorn in solcher Weise regulieren, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Rotationsgeschwindigkeit der Reibwalze angepasst wird, wenn die erste Berührung zwischen Spulenpackung und der Walze eintritt. Das Reguliersystem kann auch so eingerichtet werden, dass die Rotationsgeschwindigkeit des Spulendorns in vorausbestimmter Weise während des Aufbaus der Spulenpackung reguliert wird, bevor die Spulenpackung mit der Reibwalze in Kontakt kommt. Normalerweise wird die Rotationsgeschwindigkeit des Spulendorns so reguliert, dass die tangentiale Geschwindigkeit am Umfang der Spulenpackung gleich oder etwas höher ist als die Fadenlaufgeschwindigkeit.
  • Das Rückkoppelungssignal (feedback) von der Reibwalze her zum Regulieren der Antriebsmittel für den Spulendorn ist vorzugsweise ein Signal, dass der Umfangsgeschwindigkeit der Walze entspricht. Da der Durchmesser der Walze über den ganzen Aufwindeprozess konstant bleibt, entspricht die Rotationsgeschwindigkeit der Walze ihrer Umfangsgeschwindigkeit mit einem konstanten Faktor multipliziert. Das Signal kann von einem der Reibwalze zugeordneten Tacho-Generator abgenommen werden. Da der Antrieb für die Spulenpackung sowohl von den Antriebsmitteln für den Spulendorn, als auch von den Antriebsmitteln für die Reibwalze abgeleitet wird, kann der Schlupf zwischen der Walze und der Spulenpackung aufgehoben werden, so dass das Rückkoppelungssignal, welches der Umfangsgeschwindigkeit der Reibwalze entspricht, gleichzeitig der Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung entspricht.
  • Die Aufwindemaschine kann eine im wesentlichen herkömmliche Changiervorrichtung zum Hin- und Herbewegen des Fadens längs der Spulendornachse enthalten, um den Aufbau der Spulenpackung zu ermöglichen. Die Maschine kann auch mit einer herkömmlichen Einziehvorrichtung ausgerüstet sein, welche das Auflegen des Fadens auf einen rotierenden Spulendorn bei Beginn des Prozesses erlaubt. Der Spulendorn kann nach allgemein gebräuchlicher Art konstruiert sein und kann mit Fadenfangmitteln versehen sein, welche einen darauf aufgelegten Faden einfangen und von den Einzieh-Mitteln trennen.
  • Im folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Sinn von Beispielen anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1 ein schematischer Aufriss einer Maschine gemäss der vorliegenden Erfindung,
    • Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der gleichen Maschine, deren Elemente jedoch in einer verschiedenen Lage relativ zueinander gezeigt sind,
    • Fig. 3 ein Schema zur Erklärung der Beziehung zwischen der Spulenpackung und der Reibwalze während der Anfangsphase des Aufwindevorganges,
    • Fig. 4+5 Schaltschemata zur Erklärung des Reguliersystems der Maschine,
    • Fig. 6 ein Schema zur Erklärung der Schaltung gemäss Fig. 4,
    • Fig. 7 ein Schema zur Erklärung der Schaltung gemäss Fig. 5,
    • Fig. 8 eine schematische Vorderansicht einer weiteren erfindungsgemässen Maschine.
  • Die in Figur 1 und 2 dargestellte Maschine ist eine mit hoher Geschwindigkeit arbeitende Aufwindemaschine für synthetische Filamente. Zur Erleichterung der Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung wird die Maschine nur unter Bezugnahme auf einen einzigen Fadenlauf beschrieben. Die Maschine kann jedoch, wie es dem bekannten Stand der Technik entspricht, auch für die gleichzeitige Behandlung von mehreren Fäden angepasst werden. Figur 1 zeigt die Maschine während eines Aufwindeprozesses, während Figur 2 die abgestellte Maschine zeigt.
  • Die Maschine umfasst ein Gestell- und Gehäuseteil ("Gestell") 10, auf und in welchem die anderen Teile montiert sind. Eine Seitenwand des Gehäuses ist in Fig. 2 weggelassen, um das Innere des Gehäuses sichtbar zu machen. Ein Spulendorn 12 ist so auf einem Wagen 14 montiert, dass er fliegend vor der Vorderseite der Maschine vorragt. Der Spulendorn 12 ist in solcher Art auf dem Wagen 14 montiert, dass er um seine Spulendorn-Längsachse 16 rotieren kann, wobei der Rotationsantrieb durch einen Elektromotor 18 erfolgt, der ebenfalls auf dem Wagen 14 montiert ist. Der Motor l8 ist als Asynchron-Motor ausgebildet.
  • Der Wagen ist längs Führungen 15 am Gestell 10 beweglich montiert und folgt der Ausdehnung und Rückzugbewegung von Bewegungsmitteln, die mittels eines Fluidums betätigt werden, wie z.B. eine Kolben- und Zylindereinheit (nicht gezeigt). Der Wagen bewegt somit den Spulendorn 12 auf eine Reibwalze 20 zu und davon weg. Letztere ist um ihre Walzen-Längsachse 22 drehbar am Gestell 10 angebracht, wobei die Walzenachse 22 gegenüber dem Gestell 10 feststeht. Die Walze 20 wird durch einen Elektro-Asynchron-motor 24 zur Drehung angetrieben, der am Gestell fest angeordnet ist und die Walze über eine Antriebswelle 23 antreibt. In einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 4 und 5 schematisch dargestellt ist, kann die Walze 20 als Aussenläufer-Motor mit einem am Gestell fest angebrachten Stator ausgebildet sein, wobei der Rotor den Stator umgibt. Motoren dieser Art sind bei Aufwindemaschinen bekannt.
  • Bei der Bewegung des Spulendorns 12 gegen die Walze 20 hin und davon weg bewegt sich die Achse 16 längs des Bewegungsweges 26 gemäss Fig. l. Am einen Ende des Bewegungsweges 26, das am weitesten von der Walze 20 entfernt liegt, befindet sich der Spulendorn in einer Ruhelage (auch in Fig. 2 gezeigt). In dieser Ruhelage kann eine Hülsenklemmvorrichtung (nicht gezeigt) konventioneller Bauart in die Spulendornkonstruktion 12 einbezogen, zum Festklemmen/Lösen einer Spulenhülse 28 betätigt werden, auf welcher Spulenhülse Fadenwindungen 30 gebildet und während des Spulvorganges zu einer Spulenpackung aufgebaut werden.
  • Wie in Figur 1 dargestellt, entspricht die Aufwindemaschine dem "Print-Friction" (Abklatsch-Aufwindung)-Typus, bei welchem der Faden 32 über einen Teil des Umfanges der Reibwalze 20 läuft, bevor er von der Walze in die Fadenwindungen 30 übergeht. Bevor der Spulendorn 12 das oberen Ende des Bewegungsweges 26 erreicht, führt die Bedienungsperson den Faden 32 um die Walze 20. Wenn der Spulendorn das obere Ende des Bewegungsweges 26 erreicht hat und mit der gewünschten Drehzahl rotiert, legt die Bedienungsperson den Faden auf den Spulendorn 12 auf, wo der Faden von einem herkömmlichen Fadenfang- und Trennmechanismus 34 (Fig. 2) eingefangen und auf die Spulenhülse 28 gebracht wird, worauf die Bildung von Fadenwindungen auf der Spulenhülse beginnt. Während des Aufbaus der Fadenwindungen 30 wird der Faden längs der Spulendornachse 16 mittels eines herkömmlichen Changiermechanismus 36 (Fig. l), welcher vor der Reibwalze 20 vorgesehen ist, hin- und herbewegt. Obschon dies nicht in den Zeichnungen dargestellt ist, kann die Maschine auch eine konventionelle Einziehvorrichtung zum automatischen Einziehen des Fadens auf den Spulendorn 12 ausgerüstet sein, wie z.B. im U.S. Patent 4,136,834 gezeigt. Herkömmliche Vorrichtungen können auch vorgesehen sein, zum Anlegen von Reservewindungen auf der Spulenhülse 28 bevor das Aufwinden der Hauptfadenwindungen beginnt, wobei diese Reservewindungen dazu dienen, bei der Weiterverarbeitung des Fadens das Anknüpfen einer Packung an eine andere zu ermöglichen.
  • Unmittelbar nach Vollendung des Einziehvorganges bleibt der Spulendorn 12 in seiner Stellung an dem der Reibwalze 20 am nächsten gelegenen Ende des Bewegungsweges 26. Dieser Zustand ist in Figur 3 mit ausgezogenen Linien dargestellt und zeigt, dass noch ein Abstand S zwischen dem Umfang der Fadenwindungen 30, die bereits auf der Spulenhülse 28 aufgebaut sind und dem Umfang der Reibwalze 20 bestehen bleibt. Die radiale Dicke der in diesem Stadium angelegten Fadenwindungen ist zur besseren Verständlichkeit in Figur 3 übertrieben dargestellt. Der Abstand S ist bestimmt durch die Lage eines Anschlages 40 (Fig. 2) gegen welchen der Wagen 14 am Ende der Führung 15 ansteht. Wegen des Abstandes S erstreckt sich ein Fadenstück L frei zwischen der Reibwalze 20 und den angelegten Fadenwindungen 30 während dieser Phase des Aufwindeprozesses. Zu diesem Zeitpunkt wird die Reibwalze 20 vom Motor 24 angetrieben, so dass die Umfangsgeschwindigkeit der Walze gleich ist wie die Fadenlaufgeschwindigkeit, die für die Herstellung des Fadens verlangt wird.
  • Der rotierende Spulendorn 12 bleibt an der oberen Endlage seines Bewegungsweges 26, ohne sich zu bewegen, wie in Figur 3 dargestellt, bis sich die Spulenpackung genügend aufgebaut hat und den Abstand S überbrückt, so dass die Spulenpackung mit dem Umfang der Reibwalze 20 in Berührung kommt (wie in Figur 3 mit gestrichelten Linien dargestellt). Von dieser Phase an wird der weitere Spulenpackungsaufbau von einer Rückwärtsbewegung des Spulendorns längs seines Bewegungsweges 26 gegen seine in Figur 2 gezeigte Ruhelage hin begleitet. Diese Bewegung erfolgt unter dem Einfluss der Wagenbewegungsmittel in solcher Weise, dass ein kontrollierter Anpressdruck zwischen der Oberfläche der Spulenpackung und der Oberfläche der Walze eingehalten wird, wie dies nach dem Stand der Technik bekannt ist.
  • Ein Regelsystem für die Regulierung der Aufwindegeschwindigkeit während eines normalen Aufwindevorganges ist in Figur 4 dargestellt, während Figur 5 das System in der Anfahrphase zeigt. Die Einstellung für die Anfangsphase wird vom Moment, in dem der Faden auf den Spulendorn aufgelegt wird bis zum Moment, in welchem die Berührung zwischen den Fadenwindungen 30 und der Reibwalze 20 erfolgt, beibehalten. Dann wird das Reguliersystem auf die Einstellung für normalen Aufwindebetrieb, wie in Fig. 4 gezeigt ist, umgeschaltet. Diese Einstellung wird beibehalten bis die Fadenwindungen den gewünschten Durchmesser erreicht haben, zu welchem Zeitpunkt der Aufwindevorgang abgebrochen wird, entweder durch Ansprechen auf automatische Fadenlängenmessmittel, welche die Länge des aufgewundenen Fadens messen, z.B. durch Vergleich des Spulenpackungsdurchmessers, oder durch Ansprechen auf manuelle Betätigung eines Abstellknopfes. Der Wagen 14 fährt dann schnell mit dem Spulendorn 12 in die Ruhelage, wo die Rotation des Spulendorns zum Stillstand gebracht wird und die Festklemmmittel werden gelöst, so dass die volle Spulenpackung abgenommen und durch eine leere Spulenhülse ersetzt werden kann. Hierauf kann der Aufwindezyklus wiederholt werden.
  • Zuerst wird nun der normale Aufwindezustand des Reguliersystems unter Bezugnahme auf den in Figur 4 mit ausgezogenen Linien dargestellten Schaltkreis beschrieben. In diesem Zustand ist die Berührung zwischen den Fadenwindungen 30 und der Reibwalze 20 hergestellt, so dass Antriebskräfte zwischen ihnen übertragen werden können. Wie aus der folgenden Beschreibung hervorgeht, kann eine Antriebskraft entweder von der Reibwalze auf die Spulenpackung übertragen werden oder umgekehrt. Vorderhand sei angenommen, die Reibwalze übertrage eine Antriebskraft auf die Spulenpackung.
  • Das Reguliersystem umfasst einen Tacho-Generator 42, der an den Rotor oder an die Antriebswelle 23 (Fig. 2) der Walze 20 gekoppelt ist, einen Tacho-Generator 44, der an die Antriebswelle des Spulendorns 13 gekoppelt ist, einen Invertor 46 zum Speisen des Reibwalzenmotors 24, einen Invertor 48 zum Speisen des Spulendornmotors 18, einen Regulator 50 zum Regulieren des Outputs des Invertors 46, einen Regulator 52 zum Regulieren des Outputs des Invertors 48, eine Einstellvorrichtung 54 zum Einstellen des Outputs des Invertors 46, eine Einstellvorrichtung zum Einstellen eines Einstellwertes für den Regulator 52, eine Hilfs-Einstellvorrichtung 58 und einen Timer 60 für einen später zu beschreibenden Zweck.
  • In dem in Fig. 4 dargestellten Zustand der Schaltung erhält der Regulator 52 den Output seiner Einstellvorrichtung 56 und ebenso den Output des Tacho-Generators 42. Der Regulator 52 vergleicht die Eingaben, die von der Einstellvorrichtung 56 und vom Generator 42 herkommen und liefert ein Ausgangssignal an den Invertor 48, das von diesem Vergleich abhängt. Der Invertor 48 liefert einen entsprechenden Input an den Motor 18, um die Rotationsgeschwindigkeit des letzteren zu regulieren. Unter der Annahme, es trete kein Schlupf in der Berührungszone zwischen den Fadenlagen 30 und der Walze 20 auf, ist die tangentiale Geschwindigkeit der Fadenwindungen in der Berührungszone gleich gross wie die tangentiale Geschwindigkeit der Walze 20. Da der Durchmesser der Walze während des ganzen Aufwindevorganges konstant bleibt, wird diese Geschwindigkeit direkt durch das Ausgangssignal des Tacho-Generators 42 gegeben. Der Regulator 52 greift via den Invertor 48 ein, um das Ausgabesignal des Generators 42 auf einem an der Einstellvorrichtung 56 eingestellten Sollwert konstant zu halten, d.h. der Regulator 52 hält die Drehgeschwindigkeit der Reibwalze 20 über diesem Teil des Aufwindevorganges konstant, über welchem der in Fig. 4 dargestellte Schaltzustand der Schaltung gilt. Da der Durchmesser der Spulenpackung während des Aufwindeprozesses fortlaufend zunimmt, ist eine allmähliche Reduktion der Drehgeschwindigkeit des Motors 18 und des Spulendorns 12 über den Aufwindeprozess erforderlich. In diesem Schaltungszustand spielen der Tacho-Generator 44, die Vorrichtung 58 und der Timer 60 noch keine Rolle im Regelungsprozess.
  • Der Motor 24 erhält unterdessen einen Input von seinem eigenen Invertor 46. Dieser Input wird direkt bestimmt durch die Einstellvorrichtung 54, die zu diesem Zweck direkt mit dem Invertor 46 verbunden ist, unter Umgehung des Regulators 50. Der Einfluss der Verstellung der Einstellung der Vorrichtung 54 ist aus dem Diagramm der Fig. 6 ersichtlich, welches lediglich zur Erklärung dargestellt ist und nicht unbedingt die bevorzugte Anordnung darstellt, die im folgenden noch beschrieben wird. Die in Fig. 6 mit ausgezogenen Linien dargestellte Kurve stellt die typische Ausgangsgeschwindigkeit N (Ordinate) über dem Ausgangsdrehmoment M (Abszisse) für den Motor 24 dar. Die Einstellvorrichtung 54 bestimmt die Synchrongeschwindigkeit, bei welcher die Charakteristik die Vertikalachse schneidet. Im Zustand "ohne Belastung", d.h. wenn der Motor 24 vom Invertor 46, wie in Fig. 4 dargestellt, angetrieben würde, jedoch ohne Berührung zwischen der Walze 20 und der Spulenpackung, würde der Motor 24 die Walze mit der Geschwindigkeit NA und dem Ausgangsdrehmoment M antreiben. Unter gegebenen Belastungsverhältnissen, d.h. mit Berührung zwischen der Walze 20 und der Spulenpackung, sei angenommen, die Geschwindigkeit des Motors 24 sei NB; das Ausgangsdrehmoment wird dann MB. Die Geschwindigkeit N entspricht der Geschwindigkeit, die durch die Rückkoppelungsschleife über den Tacho-Generator 42, Regulator 52, Invertor 48, Motor 18 und die auf dem Spulendorn 12 im Aufbau begriffene Spulenpackung bestimmt wird.
  • Das Antriebsmoment MB - MA wirkt von der Walze auf die Spulenpackung und hängt von der Einstellvorrichtung 54 ab. Somit wird, wenn die Einstellvorrichtung 54 zur Anhebung der Synchrongeschwindigkeit des Motors 24 nachgestellt wird, die Motorcharakteristik nach oben verschoben, z.B. auf die gestrichelte Kurve in Fig. 6. Das Antriebsmoment MA "ohne Belastung" bleibt gleich, doch unter der Annahme, es liege keine Aenderung der verlangten Drehgeschwindigkeit NB vor, steigt das Antriebsmoment des Motors unter Belastung auf den Wert MB1, so dass der Motor 24 eine zusätzliche tangentiale Kraft auf den Umfang der Spulenpackung überträgt. Im Motor verändert sich der elektrische Schlupf entsprechend.
  • Es ist zu bemerken, dass die Einstellvorrichtung 54 so ausgelegt werden kann, dass jede verlangte tangentiale Kraft innerhalb gewisser physikalischer Grenzen auf den Umfang der Spulenpackung ausgeübt werden kann. Diese Grenzen ergeben sich zum Teil aus den Bedingungen in der Berührungszone, wo zum Beispiel eine sehr grosse Umfangskraft, die von der Walze auf die Spulenpackung wirkt, einfach zu Schlupf zwischen diesen Elementen führt, wodurch der Zweck der Rückkoppelungsschleife nicht erreicht wird. Die Grenzen ergeben sich auch durch die Konstruktion des Motors 24, der für eine besondere Maschine gewählt wird. Der zulässige elektrische Schlupf in einem gegebenen Motor hängt von der Motorkonstruktion ab und begrenzt den mit diesem Motor erreichbaren Antriebsmomenten-Bereich. Innerhalb der gegebenen Grenzen kann die Einstellung der Vorrichtung 54 entsprechend den praktischen Erfordernissen angepasst werden. Die Einstellvorrichtung 54 kann so eingestellt werden, dass der Motor 24 netto keine tangentiale Kraft auf die Spulenpackung überträgt. Die Einstellvorrichtung 54 könnte auch so eingestellt werden, dass die Walze 20 die Spulenpackung bremst oder eine tangentiale Kraft oder Umfangskraft überträgt, die sich in vorausbestimmter Weise im Verlauf des normalen Aufwindevorganges verändert. Im folgenden wird auf das in Figur 5 dargestellte Schaltschema bezug genommen. Das Regelsystem ist von Beginn eines Aufwindezyklus (d.h. vom Moment an, in dem der Spulendorn seine Ruhelage verlässt) über die ganze Phase, während welcher ein Abstand S (Fig. 3) zwischen den Fadenwindungen 30 und der Walze vorliegt, in dieser Einstellung bis die Berührung zwischen den Fadenwindungen 30 und der Walze erfolgt. Der Schritt der Umstellung der Einstellung gemäss Fig. 5 auf jene gemäss Fig. 4 wird später näher beschrieben. In der Einstellung nach Fig. 5 erhält der Invertor 46 seine Antriebseingabe vom Regulator 50, und die Einstellvorrichtung übt keine Steuerfunktion aus. Das Ausgangssignal des Tacho-Generators 42 geht nun an den Regulator 50, der auch eine Einstellungs-Eingabe von der Einstellvorrichtung 56 erhält. Die Walze 20 wird daher durch den Motor 24 gemäss der an der Einstellvorrichtung 56 eingestellten Geschwindigkeit angetrieben.
  • Die Drehgeschwindigkeit des Motors 18 kann natürlich nicht entsprechend dem Ausgangssignal von Generator 42 reguliert werden, da keine Berührung zwischen der Spulenpackung und der Walze 20 vorliegt. Der Regulator 52 erhält deshalb ein Signal vom Tacho-Generator 44, der die Drehgeschwindigkeit des Motors 18 direkt misst. Das Einstellsignal für den Regulator 52 wird nicht direkt von der Einstellvorrichtung 56 abgeleitet; die Gründe dafür werden im folgenden anhand des Schemas von Figur 7 erklärt. In diesem Schema werden die tangentiale Geschwindigkeit am Umfang der Spulenpackung (vertikale Achse) und der Spulenpakkungs-Durchmesser d (horizontale Achse) miteinander in Beziehung gesetzt. Die Vertikalachse ist beim Spulendurchmesser d angesetzt, der im wesentlichen dem Aussendurchmesser der Spulenhülse 28 entspricht. Eine vertikale Linie erscheint im Diagramm beim Spulenpackungsdurchmesser D, bei welchem die Berührung zwischen der Spulenpackung und dem Walzenumfang der Walze 20 eintritt. Die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 20, die an der Einstellvorrichtung 56 eingestellt und mittels des Tacho-Generators 42 reguliert wird, ist durch die horizontale Line SR angedeutet.
  • Die folgende Betrachtung gilt der Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung während des Spulenaufbaus vom Durchmesser d zu D. Die Auslegung könnte so gewählt sein, dass diese Geschwindigkeit der Linie SP 1 folgt, was erreicht werden kann, wenn ein geeigneter konstanter Einstellwert von der Einstellvorrichtung 56 an den Regulator 52 gegeben wird. Wenn diese Auslegung gewählt wird, sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Spulenpackung und der Walze gleich, wenn sie einander berühren (Schnittpunkt der Linien SP 1 und SR bei Spulenpackungsdurchmesser D). Die Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung beim Durchmesser d liegt jedoch um einen Betrag X, der von der Differenz D-d und der für den Motor 18 einzustellenden Winkelgeschwindigkeit zum Erreichen der Umfangsgeschwindigkeit SR beim Spulenpackungsdurchmesser D abhängt, unter dem Wert SR. Die Geschwindigkeit SR der Reibwalze sollte gleich der linearen Fadenlaufgeschwindigkeit sein. Dementsprechend ist die geringere Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung beim Durchmesser d mit einem Abfall der Fadenspannung im Fadenstück der Länge L zwischen der Reibwalze 20 und den Fadenwindungen 30 (Fig. 3) verbunden. Ist dieser Fadenspannungsabfall zu gross, so ergeben sich schlechte Fadenwindungen in diesem Anfangsbereich der Spulenpackung. Dies wiederum führt zu Schwierigkeiten beim Abziehen des Fadens von der Spulenpackung bei der Weiterverarbeitung.
  • Nach einer anderen Variante könnte die Umfangsgeschwindigkeit so geführt werden, dass sie der Linie SP 2 folgt, ebenfalls durch Eingabe eines konstanten Einstellwertes während dieser Anlaufphase an den Regelkreis des Motors 18. In diesem Fall würde die Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung bereits beim Spulenpackungsdurchmesser d der Fadenlaufgeschwindigkeit entsprechen. Die Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung würde jedoch beim Spulenpackungsdurchmesser D die Fadenlaufgeschwindigkeit um einen Betrag Y übersteigen. Wenn der Betrag Y zu gross ist, resultiert im Moment der Berührung der Fadenwindungen mit der Walze 20 ein Schlag auf das System. Ausser möglichen Fadenbeschädigungen ergeben sich infolge der Veränderung des Ausgangssignales des Generators 42 wegen des Schlages, zusammen mit dem Umschalten des Systems auf die Einstellung für den normalen Aufwindevorgang gemäss Fig. 4, Schwingungen in einer oder beiden Rückkoppelungsschlaufen gemäss Fig. 4 und 5. Diese Schwingungen verursachen ein Aufschaukeln in den Regelkreisen und können sogar zu deren Instabilität führen.
  • Eine bevorzugte Auslegung der Charakteristik der Umfangsgeschwindigkeit ist mit der gestrichelten Linie SP 3 eingezeichnet. Die Spulenpackungsgeschwindigkeit liegt beim Spulenpackungsdurchmesser d etwas höher als die Fadenlaufgeschwindigkeit, sie nimmt jedoch ab und wird bei Erreichen des Spulenpackungsdurchmessers D im wesentlichen gleich gross wie die Fadenlaufgeschwindigkeit und die Umfangsgeschwindigkeit der Walze 20. Die etwas höhere Spannung im freien Fadenstück der Länge L, das in Fig. 3 dargestellt ist, welche durch die relativ hohe Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung beim Spulenpackungsdurchmesser d verursacht wird, ergibt einen guten Packungsaufbau in dieser Anlaufphase. Die Anpassung der Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung beim Spulendurchmesser D vermeidet das Auftreten eines Schlages und der obenerwähnten Schwierigkeiten.
  • Die Charakteristik 3 kann jedoch nicht durch Vorgabe eines konstanten Einstellwertes an den Regulator 52 erreicht werden; dieser Wert muss über die Phase, während welcher der Spulenpackungsdurchmesser von d auf D wächst, fortlaufend verändert werden, und zu diesem Zweck wird die Hilfseinstellvorrichtung 58 verwendet. Die Vorrichtung 58 reagiert auf einen Timer 60, welcher auf Erhalt eines Signales auf dem Eingang 62 gestartet wird und "rückwärts" zählt. Dieses Startsignal wird geliefert im Zeitpunkt, in welchem das Aufwinden des Fadens auf die Spulenhülse 28 beginnt, also beim Spulenpackungsdurchmesser d, und es kann z.B. vom Fadeneinziehsystem herkommen, dass die Uebergabe des Fadens vom System auf den Spulendorn signalisiert. Der Timer 60 wird so eingestellt, dass er in voraus festgelegtem Tempo über eine Zeitspanne, die der für den Spulenpackungsaufbau vom Durchmesser d auf den Durchmesser D erforderlichen Zeitdauer entspricht, rückwärts zählt; diese Zeitspanne muss in Abhängigkeit von den Betriebsbedingungen, einschliesslich der Fadenlaufgeschwindigkeit, dem anfänglichen Abstand zwischen der Spulenpackung und der Walze 20, der Fadenfeinheit (Titer) und der Spulenpackungslänge (Hub) bestimmt werden. Der Timer 60 gibt ein Ausgangssignal an die Einstellvorrichtung 58 ab, welches gespeicherte Daten enthält, die einer Abfolge von Einstellwerten für den Regulator 52 darstellen. Die Vorrichtung 58 gibt aufeinanderfolgende Werte der Folge in Abhängigkeit von den vom Timer 60 erhaltenen Zählsignalen ab.
  • Die an den Regulator 52 gelieferten Einstellwerte regeln die Drehgeschwindigkeit des Motors 18, wobei diese Geschwindigkeit allmählich abnimmt, während der Spulenpackungsdurchmesser zunimmt. Der End-Einstellwert der in der Vorrichtung 58 gespeicherten Abfolge muss eine Drehgeschwindigkeit des Motors 18 bewirken, die eine Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung bei Erreichen des Spulendurchmessers D ergibt, die gleich oder möglichst gleich SR ist; dieser Wert steht daher in Beziehung zu dem von der Einstellvorrichtung 56 abgegebenen Wert, welcher mit der Vorrichtung 58 gekoppelt werden kann, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Die Vorrichtung 58 kann einen Bereich von Daten enthalten, von welchen unter gegebenen Bedingungen nur ein Teil benötigt wird, wobei die aus dem Bereich der ausgewählten Daten-Sequenz von der an der Vorrichtung 56 eingegebenen Einstellung abhängt.
  • Die in der Vorrichtung 58 gespeicherten Daten sollten auch eine Berücksichtigung verschiedener Anfangsdurchmesser "d" erlauben, da die Spulenhülsen- und Spulendorndurchmesser je nach den jeweiligen Randbedingungen verschieden sein können. Der Anfangspunkt in der Abfolge sollte daher auch unabhängig vom Regulator 56 und vom Timer 60 einstellbar sein.
  • Es ist jedoch zu beachten, dass die in Fig. 7 aufgezeichneten Charakteristiken "idealisierte" Betriebsabläufe darstellen. Da keine Rückkoppelung vom Umfang der Spulenpackung her erfolgt, muss angenommen werden, die Spulenpackung baue sich während dieser Anlaufphase wirklich in der erwarteten Weise auf - direkte Regelung wirkt dabei nur auf die Drehgeschwindigkeit des Motors 18 ein. Dementsprechend wird die Anlaufphase vorzugsweise kurz gehalten, d.h. der Abstand S wird klein gehalten, so dass die Rückkoppelungsschlaufe vom Umfang der Spulenpackung her sobald als möglich wirksam wird.
  • Ebenfalls zu beachten ist, dass es nicht notwendig ist, der idealisierten Form der Charakteristik SP 3 (Fig.7) zu folgen. Es ist wichtig, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung in genügendem Masse der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 20 angepasst wird, so dass ein Schlag, wie er oben beschrieben wurde, und seine Auswirkungen vermieden werden. Das Mass der Anpassung hängt daher von den Schlagauswirkungen ab, die für das System tragbar sind. Im besten Fall sind die Umfangsgeschwindigkeiten der Spulenpackung und der Walze beim Eintreten der Berührung genau gleich. Ferner ist es wichtig, dass die Umfangsgeschwindigkeit beim Durchmesser d hoch genug ist, so dass ein schlechter Spulenpackungsaufbau infolge Spannungsabfall in der freien Fadenlänge L vermieden werden kann. Die dafür erforderliche Geschwindigkeit hängt von vielen Faktoren ab und kann im praktischen Fall empirisch bestimmt werden. Beispielsweise kann unter gewissen Umständen eine Umfangsgeschwindigkeit der Spulenpackung, die geringer ist als die Fadenlaufgeschwindigkeit, zulässig sein, und die gestrichelt dargestellte Charakteristik SP 4 kann in diesem Fall zulässig sein. Auf jeden Fall kann die Geschwindigkeitsanpassung während der Anlaufphase auch diskontinuierlich erfolgen, also nicht kontinuierlich, wie im Diagramm dargestellt.
  • Es ist speziell zu bemerken, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Reibwalze konstant gehalten wird (auf der verlangten Fadenlaufgeschwindigkeit), und zwar von Anfang bis Ende des ganzen Aufwindeprozesses, d.h. in beiden Einstellungen des Regelsystems nach Fig. 4 und 5. Dies setzt voraus, dass der Motor 24 sowohl unter Last (Fig. 4) und "ohne Last" (Fig. 5) in der gleichen Geschwindigkeit laufen muss, wie dies weiter oben anhand der Darstellung in Fig. 6 diskutiert wurde, d.h. es ist N = NB . Die Motorenkonstruktion muss angemessene Einstellungen erlauben, d.h. angemessene Speisung von Invertor 46 her. In elektrischen Eigenschaften ausgedrückt, muss der Motor über einen genügend grossen Bereich von elektrischem Schlupf betrieben werden können, um die vorgesehenen Last- und Nicht-Belastungsfälle abdecken zu können.
  • Es ist natürlich wünschenswert, nicht nur "Geschwindigkeits-Schläge" zum Zeitpunkt des Berührungseintritts der Spulenpackung mit der Reibwalze zu vermeiden, sondern auch "Antriebsschläge" im Zeitpunkt der Umschaltung der Regulierungsschaltung von der Einstellung für die Anlaufphase auf eine des normalen Aufwindevorganges. Zum Zeitpunkt des Umschaltens ist die Berührung zwischen der Spulenpackung und der Walze hergestellt. Nach Eintritt dieser Berührung verändert sich der Output des Invertors 46, um das Ausgangssignal des Tachogenerators 42 konstant zu halten (konstante Geschwindigkeit der Walze 20), trotz der Veränderung der Betriebsbedingungen, die durch die Berührung zwischen der Spulenpackung und der Walze verursacht werden. Die Einstellvorrichtung 54 muss so eingerichtet sein, dass der Output des Invertors 46 auf dem Wert, den er vor dem Umschalten hatte, konstant gehalten wird. Dies muss normalerweise empirisch bestimmt werden, und die Einstellung der Vorrichtung 54 wird entsprechend gewählt.
  • Die Vorrichtung 54 kann ausgelegt werden, dass sie nur einen voraus festgelegten Korrekturfaktor zu einer an der Einstellvorrichtung eingegebenen Einstellung dazugibt. Diese Auslegung ist mit der gestrichelten Verbindungslinie in Fig. 4 schematisch dargestellt. Anderseits ist es nicht ausschlaggebend, dass die Einstellvorichtung 56 mit der Vorrichtung 58 gekoppelt wird, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Die beiden Vorrichtungen können unabhängig voneinander eingestellt werden. Der Timer 60 ist vorzugsweise einstellbar, so dass verschiedene Zählgeschwindigkeiten und verschiedene Zählzeitdauern eingestellt werden können. Die Vorrichtung 58 kann programmierbar sein, um Anpassungen der veränderbaren Sequenz in Abhängigkeit von verschiedenen Betriebsfaktoren zu ermöglichen.
  • Das Regelsystem kann so ausgelegt werden, dass es automatisch auf die Einstellung für die Anlaufphase umgestellt wird, sobald der Spulendorn 12 in seiner Ruhelage anlangt, z.B. auf ein Signal eines Stellungsfühlers 62 (Fig. 2) hin. Das Regelsystem befindet sich sodann in der Einstellung für die Anlaufphase, während sich der Spulendorn längs seines Bewegungsweges 26 bewegt, und während der Motor 18 auf seine "Anfahr"-Geschwindigkeit beschleunigt wird, bevor der Faden aufgelegt wird. Die dargestellten Schaltungen können mit konventionellen Anlaufschaltungen (nicht gezeigt) gekoppelt werden, welche bewirken, dass der Regulator 52 den Motor 18 auf die verlangte "Anfahr"-Geschwindigkeit bringt, d.h. die für den Spulenpackungsdurchmesser d gewählte Geschwindigkeit. Das Regelsystem verbleibt in der Einstellung für die Anlaufphase (Schaltungszustand gemäss Fig. 5) während der ganzen Zeitdauer, während welcher die Spulendornachse am oberen Ende des Bewegungsweges 26 (Fig. 1) stillsteht. Das Verweilen des Spulendornes in dieser Stellung, wird durch einen zweiten Positionsfühler 64 registriert, der im Anschlag 40 eingebaut ist, gegen welchen der Wagen 14 (Fig. 2) ansteht. Der Sensor 64 stellt die Wegbewegung der Spulendornachse 16 von der Reibwalze 20 weg fest, welche infolge des Spulenpackungsaufbaus nach dem Eintreten der Berührung zwischen der Spulenpackung und Walze erfolgt. Schaltmittel (nicht gezeigt) sind vorgesehen, welche die Regulierungsschaltung von der Einstellung gemäss Fig. 5 in jene gemäss Fig. 4 umschalten, sobald der Positionsfühler 64 den Beginn dieser Wegbewegung feststellt. Der Sensor 64 ist beispielsweise ein elektrischer Schalter, der auf sehr kleine Bewegungen des Wagens 14 in der Rückwegrichtung anspricht und ein Relais betätigt, welches seinerseits die Umschaltung des Schaltzustandes bewirkt. Dabei entsteht unvermeidlicherweise eine kleine Verzögerung zwischen dem Eintreten der Berührung zwischen Spulenpackung und Walze und der Umschaltung des Schaltzustandes der Regulierungsschaltung. Diese Verzögerung wird vorzugsweise so kurz als möglich gehalten.
  • Der anfängliche Abstand S (Fig. 3) wird vorzugsweise so klein als möglich gehalten, wobei die Gefahr einer Berührung zwischen der Spulenpackung und der Walze infolge Betätigung der mittels Druckfluidum betätigten Zylindermittel 17 zu vermeiden ist. Ein Abstand von 1 mm genügt normalerweise im praktischen Betrieb; der in Fig. 3 gezeigte Abstand ist zur besseren Verständlichkeit stark übertrieben dargestellt. Die Spulendornachse 16 wird vorzugsweise am Ende seines Bewegungsweges 26 festgehalten, während sich die Spulenpackung über diesen anfänglichen Abstand S aufbaut.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht eingeschränkt auf ein mittels eines Tachogenerators erzeugtes Rückkoppelungssignal. Andere Systeme mit einem Rückkoppelungssignal sind bekannt, das die Umfangsgeschwindigkeit einer eine angetriebene Packung berührenden Walze repräsentiert. Ein Tachogenerator stellt jedoch ein bequemes und wirtschaftlich günstiges Mittel zur Erzeugung des benötigten Signales dar.
  • Bei der Beschreibung des Timers 60 und der Vorrichtung 58 wurde angenommen, dass der Timer ein Digitalzähler sei, und dass die in der Vorrichtung 58 gespeicherten Werte in Form einer Sequenz diskreter Einstellwerte vorliegen. Die Vorrichtung kann so angepasst werden, dass sie als Analog-Vorrichtung funktioniert, z.B. durch allmähliches Verstellen eines Potentiometers, dessen Ausgangsspannung den Eingabewert für den Regulator 52 darstellt. Das Startsignal für den Timer, dass zum Eingang 62 (Fig. 5) gelangt, wird am besten vom Fadeneinziehsystem abgenommen. Solche Systeme umfassen in der Regel einen oder mehrere Fadenführer, die so eingerichtet sind, dass sie eine vorausbestimmbare Bewegung um den Spulendornumfang ausführen, um den Faden auf den Spulendorn aufzulegen. Die Bewegungskraft für diese Bewegung kann von Hand oder automatisch gesteuert werden. In beiden Fällen kann das Startsignal automatisch bei einer vorausbestimmten Phase des Bewegungsablaufes des Fadenführers erzeugt werden, beispielsweise beim Abschluss einer solchen Bewegung.
  • Das erfindungsgemässe System wurde für eine "Print-Friction" -(Abklatsch-) Aufwindemaschine beschrieben. Es kann gleichfalls angewendet werden auf Aufwindemaschinen, bei welchen der Faden direkt auf die Spulenpackung gelangt, d.h. ohne, oder ohne wesentlichen Umschlingungswinkel des Fadens auf der Reibwalze. In diesem Fall hat die Geschwindigkeit der Reibwalze keinen direkten Einfluss auf die Fadenlaufgeschwindigkeit wie bei der "Print-Friction"- Aufwindung. Die Anforderungen an die Geschwindigkeitsangleichung zum Vermeiden der Erzeugung von Instabilitäten im Regelsystem bleiben jedoch bestehen.
  • Das System wurde auch für Aufwindemaschinen beschrieben, die nur einen Spulendorn 12 aufweisen, und bei welchen der Aufwindevorgang vorübergehend abgestellt wird, während der Spulendorn zu seiner Ruhelage zurückkehrt, volle Spulenpackungen abgenommen und neue Spulenhülsen aufgesteckt werden. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anwendung auf Maschinen dieser Art beschränkt. Maschinen mit mehreren Spulendornen, die nacheinander in eine Aufwindstellung gebracht werden, und welche ein im wesentlichen abfallfreies Aufwinden erlauben, sind bereits bekannt, und die vorliegende Erfindung ist ebenfalls auf solchen Maschinen anwendbar. Insbesondere lässt sich die vorliegende Erfindung auf die Aufwindemaschine anwenden, die in der europäischen Patentanmeldung Nr. 82107022.4 (angemeldet am 04.08.82) beschrieben ist.
  • Das erfindungsgemässe System wurde im Zusammenhang mit einer Maschine beschrieben, bei welcher die Relativbewegung zwischen dem Spulendorn und der Reibwalze durch Bewegung des Spulendornes gegenüber einer bezüglich der Maschine feststehenden Reibwalze erreicht wird. In Fig. 8 wird in stark schematischer Darstellung eine Aufwindemaschine gezeigt, bei welcher die Reibwalze gegenüber einem feststehenden Spulendorn bewegt wird. Die Bezugsziffern von Fig. 8 entsprechen soweit als möglich jenen, die in Fig. 1 verwendet wurden. Die Walze 20A und eine Changiervorrichtung 36A sind auf einem Wagen 62 angebracht, der vertikal auf einen Spulendorn 12A hin und davon weg auf- und abbewegt werden kann. Die Achse 16A des letzteren ist bezüglich des Gestells 10A fest angeordnet. Ein Anschlag (nicht gezeigt), der dem Anschlag 40 von Fig. 2 entspricht, hält den Wagen 62 in einer solchen Stellung fest, dass ein Abstand zwischen der Walze 20A und einer auf dem Spulendorn von 12A aufgesteckten Spulenhülse freibleibt. Im elektrischen Schaltschema sind keine Unterschiede erforderlich, so dass sich eine weitere Erklärung erübrigt.
  • Die Regulierungselemente 42 bis und mit 62, die in Fig. 4 und 5 dargestellt sind, wurden als "Regulierungsmittel" gesamthaft behandelt, welche auf eine Umschaltung hin, die beim Eintreten der Berührung zwischen der Spulenpackung und der Reibwalze erfolgt, umgeschaltet werden können, wobei bei beiden Regulierungseinstellungen Regelelemente 42,46,48,52 und allenfalls 56 gemeinsam verwendet werden. Es ist jedoch klar ersichtlich, dass keine in beiden Einstellungen gemeinsam verwendete Elemente vorliegen müssen. Getrennte Einheiten können vorgesehen werden, und das System könnte von einer Einheit auf die andere umgeschaltet werden bei der Umschaltung. Diese beiden Einheiten sind in diesem Fall dennoch als Teil der "Regulierungsmittel" zu betrachten, wobei die "Umschaltung" dann die Umschaltung von einer Einheit zur anderen umfasst.
  • In der Beschreibung und in den Ansprüchen wird der Ausdruck Regulierung der "Drehgeschwindigkeit" eines Elementes oder der "Umfangsgeschwindigkeit" eines Elementes verwendet. Es ist zu bemerken, dass eine solche Regulierung bewerkstelligt werden kann, indem bezug genommen wird auf Grössen, die mit der zu regulierenden Grösse in direktem Zusammenhang stehen und indem auf Parameter reagiert wird, die mit der zu regulierenden Grösse in ursächlichem Zusammenhang stehen. Die Beschreibung und die Ansprüche sind daher nicht als auf ein direktes Abgreifen der zu regulierenden Grösse, oder als auf Regulierung durch direkte Einwirkung auf das zu beeinflussende Element eingeschränkt auszulegen.

Claims (7)

  1. l. Aufwindemaschine zum Aufwinden von Fäden in eine Spulenpackung mit:
    - mindestens einem Spulendorn zur Aufnahme einer Fadenspulenpackung,
    - Mitteln zum Antreiben des Spulendorns zur Drehung um die Spulendornlängsachse,
    - einer Reibwalze zur Berührung des Umfangs der Fadenspulenpackung,
    - Mitteln zum Antreiben der Walze zur Drehung um die Walzenlängsachse,
    - Mitteln zur relativen Bewegung des Spulendorns und der Walze längs eines Bewegungsweges, der sich im wesentlichen quer zu den genannten Achsen erstreckt,
    - Mitteln zur Begrenzung der genannten relativen Bewegung in der Richtung der gegenseitigen Annäherung, so dass ein Abstand zwischen der Spulenpackung der Walze freibleibt, wenn die relative Bewegung der Annäherungsrichtung vollendet ist.
  2. 2. Aufwindemaschine zum Aufwinden von Fäden in eine Spulenpackung mit:
    - mindestens einem Spulendorn zur Aufnahme einer Fadenspulenpackung,
    - Mitteln zum Antreiben des Spulendorns zur Drehung um die Spulendornachse,
    - einer Reibwalze zur Berührung des Umfanges der Fadenspulenpackung,
    - Mitteln zum Antreiben der Walze zur Drehung um die Walzenlängsachse,
    - Regulierungsmitteln zur Regulierung der Drehgeschwindigkeiten je der Reibwalze und des Spulendorns, wobei diese Regulierungsmittel umgeschaltet werden können in eine Einstellung für den normalen Aufwindevorgang, bei welcher ein Rückkoppelungssignal von der Reibwalze abgegeben wird zum Regulieren der Mittel zum Antreiben des Spulendorns, und in eine Einstellung für die Anlaufphase, bei welcher kein solches Signal abgegeben wird, und
    - Umschaltmitteln zum Umschalten der Einstellung der Regulierungsmittel auf den Eintritt der Berührung zwischen der Reibwalze und einer Faden-Spulenpackung.
  3. 3. Aufwindemaschine zum Aufwinden von Fäden in eine Spulenpackung mit:
    - mindestens einem Spulendorn zur Aufnahme einer Fadenspulenpackung,
    - Mitteln zum Antreiben des Spulendorns zur Drehung um die Spulendornlängsachse,
    - einer Reibwalze zur Berührung des Umfanges der Fadenspulenpackung,
    - Mitteln zum Antreiben der Walze zur Drehung um die Walzenlängsachse,
    - Regulierungsmitteln zur Regulierung der Drehgeschwindigkeit des Spulendorns, und damit der Drehgeschwindigkeit der Reibwalze, wenn die Reibwalze mit einer auf dem Spulendorn aufgesteckten Fadenspulenpackung in Berührung steht,

    durch Bezugnahme auf ein Rückkoppelungssignal, das von der Reibwalze herkommt, wobei die genannten Regulierungsmittel auch selektiv anpassbar sind, um die Umfangskraft, die zwischen der Reibwalze und der Spulenpackung wirkt, anzupassen.
  4. 4. Aufwindeverfahren mit den Schritten:
    - Auflegen des Fadens auf einen angetriebenen, rotierenden Spulendorn zur Bildung einer Spulenpackung darauf, während die Geschwindigkeit, mit welcher der Faden auf die Spulenpackung aufgenommen wird, reguliert wird, durch Regulierung der Drehgeschwindigkeit des Spulendorns,
    - Verursachen der Berührung einer teilweise auf dem Spulendorn aufgebauten Spulenpackung mit einer Reibwalze in solcher Weise, dass die Drehgeschwindigkeit der Reibwalze abhängig ist von der Drehgeschwindigkeit der Spulenpackung, und dass nachher die Geschwindigkeit, mit welcher der Faden in die Spulenpackung aufgenommen wird, reguliert wird durch Regulierung der Drehgeschwindigkeit der genannten Reibwalze.
  5. 5. Aufwindemaschine gemäss Anspruch 2, bei welcher die genannten Regulierungsmittel während der genannten Anfahrphase in solcher Weise wirken, dass die Drehgeschwindigkeiten der Reibwalze und des Spulendorns einzeln reguliert werden, und dass die genannten Geschwindigkeiten zum Zeitpunkt des Eintrittes der Berührung zwischen der Reibwalze und einer Spulenpackung einander angeglichen werden.
  6. 6. Aufwindemaschine gemäss Anspruch 3, bei welcher die genannten Regulierungsmittel in solcher Weise wirken, dass die Drehgeschwindigkeiten des Spulendornes in voraus festgelegter Weise verändert wird, während die Regulierungsmittel in der Einstellung für die Anfahrphase sind.
  7. 7. Aufwindemaschine gemäss Anspruch 2, bei welcher die genannten Regulierungsmittel in ihrer Einstellung anpassbar sind, so dass die zwischen der Reibwalze und der Fadenspulenpackung wirkende Umfangskraft unmittelbar nach der genannten Umstellung der Einstellung im wesentlichen gleich der vor der genannten Umstellung zwischen der Reibwalze und der Fadenspulenpackung wirkenden Umfangskraft gleich ist.
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