EP0235557A2 - Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule - Google Patents

Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule Download PDF

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EP0235557A2
EP0235557A2 EP87101028A EP87101028A EP0235557A2 EP 0235557 A2 EP0235557 A2 EP 0235557A2 EP 87101028 A EP87101028 A EP 87101028A EP 87101028 A EP87101028 A EP 87101028A EP 0235557 A2 EP0235557 A2 EP 0235557A2
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EP
European Patent Office
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breathing
stroke
traversing
thread
curve
Prior art date
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EP87101028A
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English (en)
French (fr)
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EP0235557A3 (en
EP0235557B1 (de
Inventor
Friedhelm Dipl.-Ing. Lenz
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Oerlikon Barmag AG
Original Assignee
Barmag AG
Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
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Publication date
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Priority claimed from DE19863608816 external-priority patent/DE3608816A1/de
Priority claimed from DE19863616362 external-priority patent/DE3616362A1/de
Application filed by Barmag AG, Barmag Barmer Maschinenfabrik AG filed Critical Barmag AG
Publication of EP0235557A2 publication Critical patent/EP0235557A2/de
Publication of EP0235557A3 publication Critical patent/EP0235557A3/de
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Publication of EP0235557B1 publication Critical patent/EP0235557B1/de
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    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/2806—Traversing devices driven by cam
    • B65H54/2809—Traversing devices driven by cam rotating grooved cam
    • B65H54/2812—Traversing devices driven by cam rotating grooved cam with a traversing guide running in the groove
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    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/38—Arrangements for preventing ribbon winding ; Arrangements for preventing irregular edge forming, e.g. edge raising or yarn falling from the edge
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    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cylindrical cheese in a wild winding from a thread, in particular from a textured, in particular false-twisted, textured thread.
  • the end faces of such cylindrical cross-wound bobbins can lie in a normal plane (winding with straight end faces) or can be erased relative to this normal plane (biconical winding).
  • a cross-wound bobbin is referred to as a bobbin in a wild winding, the winding ratio of which is constant or variable in the course of the winding travel.
  • “Spool ratio” refers to the ratio of the spool speed NS (revolutions of the spool per minute) to the traversing speed DH (number of double strokes per minute).
  • Coils of the type defined at the outset are described in DIN 61800. They are manufactured on cross winding devices of texturing machines. Because of their treatment, in particular false twist texturing treatment, the threads have curl-elastic properties there.
  • mirror disturbance should occur in the production of packages.
  • the appearance of the bobbin is referred to as a mirror, in which, in successive winding layers of the thread, pieces of thread aligned in the same direction lie more or less precisely on one another.
  • the symptoms of such mirrors are usually avoided by constantly reducing and increasing the traversing speed, which is specified as the number of back and forth movements (double strokes) of the traversing thread guide per unit of time, between an upper and lower limit.
  • the tensile force with which the thread has been wound onto the bobbin is a special criterion for good running properties. It depends in particular on the uniformity of this tensile force over the thread length and over the length of the bobbin.
  • breathing and mirror disturbance take place synchronously in such a way that changes in the traversing speed which result from changes in the thread guide stroke are compensated for by the changes for the purpose of mirror disturbance.
  • the flattening of the cylindrical outer surface area of the package is not an inclined end face, as is obtained in the production of a biconical package by a uniform reduction in the thread guide stroke, but a deliberately brought about, in particular constant, reduction in diameter at least the end of the cylindrical winding area, which is opposite the thread take-off side.
  • the flattening lies on the side of the bobbin on which the thread reserve lies.
  • the thread take-off side of a bobbin is further defined in that the bobbin tubes have a rounded edge on their end face facing the thread take-off side.
  • bobbins can be accomplished primarily by the fact that the length of the breathing strokes is significantly increased in cross-winding devices, the traversing devices of which, in addition to the possibility of image interference to improve the edge structure, have devices for cyclically shortening and lengthening the thread guide stroke (breathing) 20 mm stroke reduction on one or both stroke ends with a basic stroke of the traversing thread guide of 250 mm.
  • the EP application 85 109799.8 was able to maintain the advantages of the coils with flattened ends and, at the same time, to avoid excessive softness of the coil ends and to produce a coil with the desired, adjustable hardness with excellent running properties.
  • the object is achieved to produce bobbins with a large diameter and long bobbin length, which at high take-off speeds of 1000 m / min and more ensure a trouble-free drainage of the thread overhead, which also have a stable cylindrical shape and with a uniform, of the traverse movement and the mirror disturbance independent thread tension.
  • the measures according to the invention can be applied to cylindrical cross-wound bobbins with straight end faces and those with sloping end faces in longitudinal section (biconical bobbins).
  • the method according to this invention is characterized in that at most two breaths of different sizes, but preferably only breaths of the same size are carried out in constant alternation.
  • the breathing curve between the inner end points and the outer end points of the traversing stroke follows a wave course with valleys similar to parabolas, the apex of the breathing curve lying on the outer end point of the traversing stroke and there the slope is zero.
  • the reversal of the breathing curves in the inner end points is essentially discontinuous, in that the parabolic branches of the breathing curve with a decreasing traversing stroke and the branches of the breathing curve with an increasing traversing stroke merge into one another in the respective inner end point of the traversing stroke.
  • the time law of movement of the end point of the traversing stroke with the shortening of the traversing stroke is referred to as the ordinate and the time as the abscissa under the respiration curve.
  • the traversing point between the outer end points is referred to as the basic traversing stroke.
  • the basic traverse stroke is also constantly reduced compared to the initial traverse stroke.
  • the initial traverse stroke is the largest traverse stroke of the winding travel. It is moved at the beginning of the winding cycle and determines the length of the bobbin.
  • the respiration curve thus has a parabolic-like course in the respiratory stroke-time diagram and this course is determined in such a way that the amount of thread deposited in the reversal area of the traversing is evenly distributed over the reversal area.
  • a - theoretically - slightly thickened coil end is thus created at the coil ends at which breathing is carried out, which, however, is not - as before - in the form of an annular bead, but is exactly cylindrical.
  • Fig. 7 shows a device for winding a thread on a bobbin according to the inventive method.
  • US Pat. No. 3,730,448, which essentially corresponds to FIG. 3 of German patent 19 16 580.
  • a coil 102 is formed on the coil sleeve 101.
  • the spool is driven by friction roller 105 on shaft 106.
  • the shaft is driven by motor 50 via a frequency converter 51.
  • the traversing device 107 consists of a thread guide 108 with an angle lever 109, which is rotatably mounted on pins 110.
  • the pin 110 is fastened to a slide 111 which is driven by the sliding shoe 113.
  • the sliding block 113 moves in a helical or spiral groove 114 on the cam drum 115.
  • the sliding block 117 is guided in the guide rail 118 and is rotatably mounted on the pin 116 at the other end of the angle lever 109.
  • the guide rail 118 is rotatably mounted in the pivot point 120.
  • the traversing stroke of the thread guide 108 depends on the inclined position of the guide rail 118.
  • Rod 126 is associated with a series of winder units arranged side by side and has a central drive which will be described below.
  • the working surface 136 of the cam head 135 acts on the guide rail 118 via transmission cams 128 and transmission link 129 and thus determines the inclined position of the guide rail 118 and consequently the length of the traversing stroke.
  • coils 102 with biconical ends are produced by shortening the traversing stroke depending on the increasing diameter of the coil 102.
  • U.S. Patent 3,730,448 reference is made to the description of the aforementioned U.S. Patent 3,730,448.
  • the guide rail 118 is moved to the left and locked (this will be discussed later), so that the cam head 123 is operatively connected to the shoulder 138 on the guide rail 118 via its working surface 137. In this position, the transmission link 129 is out of operation due to the greater inclination of the guide rail 118.
  • devices for driving and adjusting the rail 126 are shown in the left part of FIG. 5 of this description. These devices (shown schematically) consist of a program unit 18, a signal / current converter 19, an electromagnet 20, the magnetic force of which is transmitted to a hydraulic control valve 21, a spring 22 and to the piston of the cylinder-piston unit 23.
  • the piston rod 24 is connected to the end of the adjusting rod 126.
  • the group consisting of magnet 20, control valve 21, spring 22 and cylinder-piston unit 23 is arranged on slide 25. This group is shown in detail as unit 26 in FIG. 6.
  • the unit 26 comprises the electromagnet 20, the hydraulic control valve 21, the spring 22 and the cylinder-piston unit 23.
  • the iron core 27 of the magnet 20 acts on the piston rod 28 of the control valve 21.
  • the piston rod 28 has three control collars 29, 30, 31 , which serve to control the connecting lines between the pump 32, tank 33 and the rear 34 of the cylinder-piston unit 23.
  • the spring 22 acts via a corresponding spring plate 35 on the other side of the piston rod 28.
  • the other end of the spring 22 acts on the spring plate 36 and the piston 37 of the cylinder-piston unit 23.
  • the piston 37 is a difference tialkolben, since its end face 38 is reduced by the area of the piston rod 24.
  • the end face 38 of the piston 37 is permanently connected to the pump 32 via channel 39.
  • the rear 34 of the piston 37 is connected both to the pump 32 via channel 40 and to the tank 33 via channel 41. This connection is controlled by moving the control collar 30, which connects the channel 41 to both channel 40 and channel 42.
  • One arm 43 of the channel 42 leads to the rear 34 of the cylinder-piston unit 23.
  • the other arm 44 serves to compensate for the pressure that prevails on both sides of the hydraulic control valve. It should be noted that piston 37 abuts a shoulder 45 of the cylinder in its outer, left position. As a result, the outermost stroke ends of the coil are mechanically fixed.
  • Fig. 6 it can also be seen that the unit 26 is mounted on a carriage 25.
  • the carriage is attached to two parallel rods 49, which are slidably mounted in slide bearings 46.
  • the carriage 25 is displaceable between two positions, one position being limited by a stop 47 and the other position by a stop from flange 48 to slide bearing 46.
  • one of the winding programs shown in the previous drawings and diagrams is stored in the program unit 18.
  • the program unit generates an output signal which corresponds to a certain traverse stroke length in accordance with one of the traverse programs according to this invention.
  • This output signal is converted by the converter 19 into an electrical current, which activates the magnet 20.
  • the magnetic force is transmitted to the piston rod 28 of the control valve 21, to the spring 22 and to the piston 38 and piston rod 24.
  • a specific output signal is converted into a current which exerts a force on the iron core 27, which then pushes the piston rod 28 with the control collar 30 into the position shown.
  • channel 42 is closed. Consequently, the end face of the cylinder-piston unit 23 is acted upon by the liquid flow coming from the pump 32.
  • the back 34 is closed. As a result, piston 37 and piston rod 24 are locked in the position shown.
  • unit 26 is mounted on slide 25.
  • the unit 26 and the rod 126 are positioned such that the inclined position of the guide rail 118 via the cam head 135 on the rod 125 is now determined. If the slide 25 and the unit 26 are in this position, biconical coils 102 are produced. If the slide is in the other position, in which the flange 48 bears against the slide bearing 46, the cam head 123 of the rod 126 is in operative connection with the shoulder 138 on the guide rail 118, as a result of which coils 102 with flattened end regions are formed.
  • FIG. 7 also shows that shaft 106 on friction roller 105 is driven by motor 50.
  • Motor 50 is controlled by the output signal of frequency converter 51.
  • the cam drum 115 is driven by motor 52.
  • Motor 52 is controlled by the program unit 53, whereby the traversing speed is changed to prevent unwanted mirrors on the formed roll.
  • the frequency converter 51 is controlled on the one hand by the output signal of the program unit 18, by which the breathing is influenced according to this invention, and on the other hand by the output signal of the program unit 53, by which the traversing speed is changed. This can cause changes in the tension of the thread to be wound on the bobbin 102, either due to breathing and / or the changes tion of the traversing speed are caused by small changes in the peripheral speed of the friction roller 105 and the spool 102.
  • Timer 54 coordinates the output signals of the program units 18 and 53, via which the breathing and the change in the traversing speed are controlled according to this invention and in particular according to the diagrams shown.
  • a breathing law with a parabolic shape is provided according to this invention, as shown in Fig. 4.
  • the time on the abscissa of the diagram shown there is shown on the ordinate, the end region of the traversing stroke H or the breathing stroke A.
  • the curves shown represent the end points at which the traversing thread guide 108 (FIG. 7) indicates the course of the winding travel over time reverses a coil end.
  • the time-distance diagram of the traversing thread guide 108 is shown in a temporal partial area of the diagram according to FIG.
  • the end points E are identical to the apex of the respective traverse stroke.
  • the parabolic arch is referred to in this application as the "breathing curve”.
  • the distance A Ea - Ei is referred to in this application as "maximum breathing stroke" and is 25 mm when breathing is carried out.
  • the cycle time of an implemented breathing law was 6 seconds.
  • the interference curve 2 is shown in FIG. 5, with the same abscissa as the time axis and with the traversing speed DH as the ordinate.
  • the traversing speed is given as the double stroke rate DH.
  • the double stroke number is the number per unit time of the back and forth movements of the traversing thread guide 108 (FIG. 7).
  • the traversing thread guide 108 is operated with a certain average double stroke rate DHM. This average number of double strokes is related to the surface speed of the coil through the Drive roller 105 is given, and determines the angle at which the thread is placed on the bobbin.
  • the traversing speed is now continuously varied between an upper limit value DHO and a lower limit value DHU, for example according to the linear sawtooth-shaped fault law shown.
  • the breathing law 1 and the disturbance law 2 are synchronized in such a way that the lowest traversing speed DHU always coincides with the largest traversing stroke in the peak value Ea of the breathing curve and the highest traversing speed DHO with the smallest traversing stroke in the inner end point of the breathing curve. This ensures that the change in the linear traversing speed, which is caused by breathing, is compensated for by an opposite course of the perturbation and the thread tension is thereby kept constant or is very evenly leveled.
  • the average traversing speed preferably remains constant in the course of the winding travel, but can also be increased or decreased slightly to influence the storage angle during the winding travel.
  • the placement of the thread on the bobbin is not only based on the traversing law, which is predetermined by the shape of the cam drum 115. Rather, it must also be taken into account that the thread is under tension when it is deposited on the bobbin and therefore does not deposit according to the traversing law specified by the cam drum. The thread therefore tends to form an arc with the smallest possible curvature in the reversal area.
  • the size of the curvature depends on the thread tension on the one hand, but on the other hand also on different thread parameters, in particular the friction of the thread on the deposited thread layers.
  • the quality of the bobbin therefore depends not only on the traversing law of the cam drum 115, but even more on the actual placement of the thread on the bobbin. Therefore, the reversal area BA is preferably measured on a bobbin as the axial distance between the end of the traversing stroke predetermined by the cam drum and the normal plane of the bobbin, in which the curved reversal area of the thread actually deposited on the bobbin merges with the area of the linearly deposited thread.
  • Fig. 1 it is further shown that by swiveling the guide rail 118, the traversing curve of the traversing thread guide 108 is moved back and forth from the end region to the center of the bobbin (breathing).
  • Fig. 1 the axially outermost traversing curve with the curve pieces 4 and 6 and the axially innermost traversing curve 9 (dash-two-dotted) and in between three arbitrarily picked traversing curves 10 (dashed), 11 (dash-dotted), 12 (dotted) are shown .
  • These curves 10, 11, 12 are traversed in arbitrarily selected fractions of the cycle time of a breathing stroke, once in both directions of breathing.
  • the distance between the apex Ea of the axially outermost traversing curve and its transition point 5, at which the straight curve curve 4 merges into the curved curve curve 6, is referred to in the context of this application as the reversal region Ba. It now appears from Fig. 1 that the breath A, i.e. the axial distance between the outer end point Ea and the inner end point Ei of the traverse stroke essentially corresponds to the reversal area Ba and is at least the same size.
  • the breathing stroke A is preferably greater than the reversal area Ba.
  • the reversal area B is the axial length of the bobbin, on which the thread does not lie at a constant angle of deposit. This area must be determined from case to case by measurement.
  • the outer reversal area Ba is the reversal area that the thread has with the greatest traversing stroke. The turning range depends, as will be explained, on the one hand on the traversing law, according to which the direction of movement of the thread at the ends of the traversing stroke is reversed with finite deceleration and acceleration, but also on the thread pulling force and friction with which the thread on the Coil is deposited.
  • the thickness of the thread layer, which is deposited in the reversal region Ba, is therefore greatest at the apex of the traversing stroke and decreases from there to the layer thickness deposited by the rectilinear traversing curve 6.
  • the diagram of Fig. 2 shows the length L of the bobbin on the abscissa, starting from the outer vertex Ea and the thickness of the thread layer on the ordinate, e.g. measured in millimeters, which is stored on the spool per unit of time.
  • the curve 6.2 shows the course of the thread layer thickness when the traversing thread guide maintains the traversing curve after the curves 4, 6 in FIG. 1.
  • each of the instantaneous traversing curves 9, 10, 11, 12 shown in FIG. 1 leads to an assigned, stored layer thickness profile 9.2, 10.2, 11.2, 12.2.
  • FIGS. 1 to 3 are simplified insofar as only four further individual traversing curve profiles of the traversing thread guide or the layers generated with these traversing curve profiles are shown during a breathing stroke. In reality, all traversing curves that lie between the traversing curves 4, 6 and 9 shown are traversed.
  • the maximum breathing stroke essentially corresponds to the axial length of the reversal area.
  • the breathing curve according to FIG. 4 is calculated so that the sum of the layer thicknesses formed is constant in the entire breathing stroke A max and results in a cylindrical coil surface OB. 3 shows the layer 6.3 which is generated at the apex of the breathing stroke by the traversing curve 4, 6 (FIG. 1).
  • the layer thickness of layer 6.3 is determined so that the maximum located at the end of the coil is the one desired in the deflection area , increased diameter D of the coil results. This applies to the gradual observation. In reality, ie in the case of a constant breathing curve, this specification results from the curvature of the breathing curve at the apex.
  • the layer 10.3 which is wound onto the layer 6.3 may only become so large that its maximum with the layer 6.3 below it again reaches the desired diameter of the end region Ba.
  • Layer 10.3 is generated by traversing curve 10. Traversing curve 10 is approached for a certain period of time while the traversing stroke is reduced (outward breathing) and for a certain period of time while the traversing stroke increases (return path of breathing).
  • the duration of the outward and return journey of breathing can preferably be the same.
  • the respiratory curve is mirror-symmetrical to the traversing axis at its apex.
  • the duration of the outward and return journey of breathing can also be unequal.
  • the result is an asymmetrical breathing curve.
  • the total period of time which is observed for the traversing curve 10 is predetermined by the maximum diameter D of the thread layers previously wound.
  • this time period corresponds to a specific slope and curvature of the breathing curve to be specified at the point of the breathing stroke at which the traversing curve 10 is driven.
  • the slope or curvature for the outward and return path of breathing can be different.
  • layer 11.3 is wound onto layers 6.3 and 10.3 by setting the traversing curve 11 (FIG. 1).
  • This traversing curve 11 in turn creates a layer with a maximum thickness.
  • the maximum of the layer 11.3 is determined so that it is together with the layers 6.3 and 10.3 below give the predetermined diameter D of the layers wrapped in the previous stages of the breathing stroke.
  • the breathing curve is thus calculated and specified in such a way that the amount of thread deposited per unit length of the bobbin is distributed into a cylindrical amount.
  • the slope and curvature of the breathing curve and the course of the slope determine the exact observance of the quantity distribution over the reversal area Ba of the coil. It can be seen that the course of the guide groove 114 in the reversal area B is also included in the calculation of the breathing curve.
  • the correction factors also come from Thread diameter and other quality parameters of the thread into consideration. These factors can be determined in particular by experimentally determining the distance between the theoretical vertex Eth (FIG. 1) of the traversing law and the actually determined extreme vertex of the thread deposit on the bobbin.
  • breathing takes place with a variable breathing stroke A1, A2, A3 etc. and the perturbation with variable perturbing amplitude C1, C2, C3 etc.
  • the abscissa is Timeline. 8
  • the traverse path H or the breathing stroke A is plotted on the ordinate.
  • the traversing speed is plotted on the ordinate.
  • the traversing speed is given as the double stroke rate DH.
  • the double stroke number is the number per time unit of the back and forth movements of the thread guide 108 (FIG. 7).
  • the traversing speed is continuously varied between the lower, fixed limit value DHU and an upper, variable limit value DHO, whereby - as shown - a linear, sawtooth-shaped fault law can also be used here.
  • the breathing law 1 and the disturbance law 2 are synchronized in such a way that the lowest traversing speed DHU always coincides with the largest traversing stroke in the peak value EA of the breathing curve and the highest traversing speed DHO coincides with the smallest traversing stroke in the inner end point of the breathing curve.
  • This synchronization is used to compensate for the thread tension fluctuations, on the one hand through breathing and on the other hand caused by the disturbance.
  • the mirror disturbance occurs here in such a way that the lower traversing speed DHU is predetermined via the winding travel. Therefore, the mean value of the traversing speed does not remain constant in the course of a series of mirror disturbance cycles with a variable upper traversing speed DHO. As a result, the deposit angle of the thread on the bobbin is also changed in its mean value. The change is, however, very small.
  • the lower value of the traversing speed DHU preferably remains constant during the winding cycle. However, it is also possible to change the lower value in the course of the winding trip, for example to let it fall off weakly or to rise slightly during the first third of the winding trip and then to let it drop off slightly.
  • 8 shows three breathing cycles from a series of four breathing cycles. But a series can also include more, e.g. eight breathing cycles.
  • the series of related breathing cycles is characterized in that the breathing stroke A1 of the first breathing cycle is equal to the maximum breathing stroke and that the breathing stroke A2, A3 ... of the following breathing cycles is then continuously shortened from one breathing cycle to the next. The next immediately following series of breathing cycles begins again with the maximum breathing stroke.
  • the breathing curve represents the displacement of the end point of a traversing stroke during a breathing cycle.
  • the breathing curve typically consists of a shortening branch K and an extension branch L.
  • the shortening branch represents the shortening of the traversing stroke between the outer vertex Ea and the inner vertex Ei of the traversing stroke H.
  • the extension branch shows the time course of the extension of the apex of the traversing stroke H between the inner apex Ei and the outer apex Ea.
  • a shortening branch K and an extension branch L are assigned to a respiratory cycle.
  • the first breathing cycle shown in FIG. 8 now has the shortening branch K1 and the extension branch L1.
  • the breathing curve extends over the maximum breathing stroke A max .
  • the breathing curve of the first cycle is designed in its basic curve, which is shown as a solid line, so that - as already described above with the aid of the diagram according to FIGS. 2, 2A, 3 and 4 - the thickness of the deposited thread layer in the entire breathing stroke A. max is constant and results in a cylindrical coil surface. This layer is marked as layer 1 in Fig. 13A. However, the breathing curve is corrected as indicated by the dashed curve 13.1.
  • the breathing curve 13.1 is designed such that an additional thread quantity 14.1 is deposited in the axial excess area D1 of the bobbin, which is the difference between the maximum breathing stroke A max or A1 and the breathing stroke A2 of the next breathing cycle with the branches K2, L2.
  • This thread quantity 14.1 forms a layer which is as thick as the sum of all layers which are deposited in the reversal area Ba of the bobbin during the series of breathing cycles concerned.
  • the resulting breathing curve after the dashed curve 13.1 now has the advantage over the ideal, drawn curve that in the inner end point Ei there is a relatively gentle reversal of the shortening branch K1 into the extension branch L1. This means practically that to drive the breathing rod 126 (Fig. 7) and Cylinder-piston unit 23 only slight decelerations and accelerations are required. It should be pointed out that the correction 13.1 is ideally limited to the excess area D1, but that, for practical, in particular dynamic reasons, a more extensive correction may be appropriate - as shown. The effects of this further correction on the thread placement can, however, be kept low.
  • FIG. 8 shows, the following breathing cycle is carried out with a shortened breathing stroke A2.
  • the breathing cycle consists of the shortening branch K2 and the extension branch L2.
  • the basis for the calculation of this curve again is the specification that the thread is uniform over the area of the breathing stroke A2, i.e. to be distributed to an equally thick layer 2 (FIG. 13A).
  • this curve is also corrected, and the dashed curve 13.2 is practically driven.
  • This dashed curve is designed such that an additional amount of thread 14.2 is deposited in the axial excess area D2 of the coil between the inner end points Ei2 and Ei3 of the subsequent breathing cycle in such a way that a layer thickness is reached in the axial area D2 which is the sum of all layers of the in of the affected series corresponds to the following shortened breathing cycles.
  • the breathing stroke is again shortened, namely to the breathing stroke A3.
  • the shortening branch K3 and the extension branch L3 are designed in their basic course so that the thread quantity is distributed over the breathing stroke A3 to form a cylindrical layer 3.
  • the amount of thread 14.3 (FIG. 13A) is additionally deposited in the excess area D3 of the bobbin, by again using the dotted line Correction 13.3 of the breathing curve is made.
  • the additional thread quantity 14.3 in turn reaches the layer thickness of the entire thread layer, which is deposited in the reverse region in the series of breathing cycles.
  • the breathing curve is designed so that a uniformly cylindrical layer is wound over the A4 breathing stroke.
  • FIGS. 13A and 13B The layer structure of the end region is shown in FIGS. 13A and 13B, four breathing cycles being carried out in a series.
  • this modified method also results in a cylindrical winding over the breathing region A max , which has a somewhat larger diameter than the winding in the central region of the coil.
  • the reversal area Bi which adjoins the maximum breathing stroke A max , there is a smooth transition between the winding with a larger diameter and the winding with a smaller diameter, as already described above with reference to FIG. 3.
  • FIG. 13B shows the layer formation, which is shown schematically in FIG. 13A, in a manner which comes closer to practice. It must be taken into account here that on the one hand the amount of thread deposited during each breathing cycle is very small, since each breathing cycle only lasts a few seconds, for example 6 seconds. On the other hand, it must be taken into account that due to this short duration of a breathing cycle, no sharp edges of the individual layers and thread quantities arise.
  • the thread is a linear structure.
  • the individual thread turns of a layer do not lie close together, but at a distance that can be a few millimeters.
  • Fig. 9 now shows that for the mirror disturbance, the traversing speed, starting from the lower double stroke rate DHU, is increased synchronously with the shortening of the traversing stroke H, the upper value of the double stroke rate (DHO2, DHO3 ...) being proportional to the respective one in each mirror fault cycle Shortening the breathing stroke A1, A2, A3 ... compared to the double stroke number DHO of the previous mirror disturbance cycle is also reduced.
  • the mirror interference amplitude C3 is the difference between the smallest upper double stroke rate DHO3 and the lower double stroke rate DHU.
  • Half the cycle time T / 2 is the time for increasing the double stroke rate from DHU to DHO.
  • the ratio C3 / T / 2 shows the smallest slope of the mirror interference curves according to FIG. 9.
  • This lowest pitch must be so great that two thread turns, which are placed directly next to one another by successive traversing strokes, have a distance measured perpendicular to the thread that is at least equal to the thread thickness.
  • FIGS. 10 to 12 The breathing law and the resulting thread deposit on the bobbin corresponds to the description and illustration according to FIGS. 8 and 13, 13A.
  • the embodiment of the mirror disturbance according to FIG. 11 corresponds to the representation and description according to FIG. 5. That is, the mirror disturbance amplitude is constant.
  • the circumferential speed of the coil - as shown in FIG. 12 - is increased synchronously with the respiration or mirror disturbance in this exemplary embodiment.
  • the peripheral speed of the coil is equal to the initial value VAO.
  • the traversing speed is increased again, to an increased value V3.
  • the difference V3 - V1 is in turn proportional to the total shortening of the breathing stroke A max - A3.
  • FIGS. 14 to 16 15 corresponds to the representation and Description according to Fig. 5. That is, the mirror interference amplitude is constant.
  • FIGS. 14, 16, which is described below can also be combined with a mirror interference method according to FIG. 9. The possibility of varying the mirror interference amplitude will be used in particular if this is necessary to compensate for thread tension fluctuations. In this respect, reference is made to the description of FIG. 5.
  • a biconical winding is produced with the aid of the traversing diagram according to FIG. 14.
  • the thread is laid with the initial traverse stroke H1.
  • the traversing stroke H is constantly reduced, on both sides of the coil. This creates a cylindrical coil with flattened, ie conical end faces.
  • the difference in the axial winding length between the initial winding and the final winding is denoted by D. This means that the basic traverse stroke becomes smaller and smaller during the winding cycle. Breathing now starts from this decreasing basic traverse stroke.
  • Breathing occurs with a variable breathing stroke A1, A2, A3 etc.
  • the abscissa is the time axis.
  • the traversing speed is plotted on the ordinate.
  • the traversing speed is given as the double stroke rate DH.
  • the double stroke number is the number per time unit of the back and forth movements of the thread guide 108 (FIG. 7).
  • the traversing speed is continuously varied between the lower, fixed limit value DHU and an upper, variable limit value DHO, whereby - as shown - a linear, sawtooth-shaped fault law can also be used here.
  • the breathing law 1 and the disturbance law 2 are synchronized in such a way that the lowest traversing speed DHU always coincides with the largest traversing stroke in the peak value EA of the breathing curve and the highest traversing speed DHO coincides with the smallest traversing stroke in the inner end point of the breathing curve.
  • This synchronization serves to compensate the thread tension fluctuations, which are caused on the one hand by breathing and on the other hand by the disturbance.
  • the traverse path H or the breathing stroke A is plotted on the ordinate. It can be seen that the basic traverse stroke changes constantly compared to the initial traverse stroke. In the illustration according to FIG. 14, the basic traversing stroke forms a straight line rising at the angle beta. The traversing stroke now constantly returns to this basic traversing stroke in the course of a breathing cycle, and the breathing strokes A1 to A4 are calculated from this basic traversing stroke.
  • 14 shows three breathing cycles from a series of four breathing cycles. But a series can also include more, e.g. eight breathing cycles.
  • the series of related breathing cycles is characterized in that the breathing stroke A1 of the first breathing cycle is equal to the maximum breathing stroke and that the breathing stroke A2, A3 ... of the following breathing cycles is then continuously shortened from one breathing cycle to the next. The next immediately following series of breathing cycles begins again with the maximum breathing stroke.
  • the breathing curve represents the reduction of the traversing stroke compared to the basic traversing stroke during one breathing cycle.
  • the breathing curve typically consists of a shortening branch K and an extension branch L.
  • a shortening branch K and an extension branch L are assigned to a respiratory cycle.
  • the first breathing cycle shown in FIG. 14 now has the shortening branch K1 and the extension branch L1.
  • the breathing curve extends over the maximum breathing stroke A max .
  • the breathing curve of the first cycle is designed in its basic curve, which is shown as a solid line, so that - as already described above with the aid of the diagram according to FIGS. 2, 2A, 3 and 4 - the thickness of the deposited thread layer in the entire breathing stroke A. max is constant and results in a cylindrical coil surface. This layer is marked as layer 1 in Fig. 17A. However, the breathing curve is corrected as indicated by the dashed curve 13.1.
  • the breathing curve 13.1 is designed so that in the axial excess area D1 of the coil, which is the difference between the maximum Breathing stroke A max or A1 and the breathing stroke A2 of the next breathing cycle with the branches K2, L2, an additional thread quantity 14.1 is deposited.
  • This thread quantity 14.1 forms a layer which is as thick as the sum of all layers which are deposited in the reversal area Ba of the bobbin during the series of breathing cycles concerned.
  • the resulting breathing curve after the dashed curve 13.1 now has the advantage over the ideal, drawn curve that in the inner end point Ei there is a relatively gentle reversal of the shortening branch K1 into the extension branch L1.
  • the correction 13.1 is ideally limited to the excess area D1, that for practical, in particular dynamic reasons, possibly. however, a further correction is advisable - as shown. The effects of this further correction on the thread placement can, however, be kept low.
  • the following breathing cycle is carried out with a shorter breathing stroke A2.
  • the breathing cycle consists of the shortening branch K2 and the extension branch L2.
  • the basis for the calculation of this curve again is the specification that the thread should be distributed evenly over the area of the breathing stroke A2, that is to say to an equally thick layer 2 (FIG. 17A).
  • this curve is also corrected, and the dashed curve 13.2 is practically driven.
  • This dashed curve is designed such that an additional amount of thread 14.2 is deposited in the axial excess area D2 of the bobbin between the inner end points Ei2 and Ei3 of the subsequent breathing cycle in such a way that A layer thickness is reached in the axial region D2 which corresponds to the sum of all layers of the shorter breathing cycles that follow in the series concerned.
  • the breathing stroke is again shortened, namely to the breathing stroke A3.
  • the shortening branch K3 and the extension branch L3 are designed in their basic course so that the thread quantity is distributed over the breathing stroke A3 to form a cylindrical layer 3.
  • the amount of thread 14.3 (FIG. 17A) is additionally stored in the excess area D3 of the bobbin by again making the dashed-line correction 13.3 of the breathing curve.
  • the additional thread quantity 14.3 in turn reaches the layer thickness of the entire thread layer, which is deposited in the reverse region in the series of breathing cycles.
  • the breathing curve is designed so that a uniformly cylindrical layer is wound over the A4 breathing stroke.
  • FIGS. 17A and 17B show the layer structure of the end area, four breathing cycles being carried out in a series.
  • FIG. 17A in a schematic representation that the shortening of the basic traverse stroke compared to the initial traverse stroke leads to the end faces of the Coil is canceled, ie becomes conical. It should be noted, however, that the cone angle has been drawn oversized in Figures 17A, B. In reality, changing the basic traverse stroke during a breathing cycle that lasts a few seconds does not have as much of an impact.
  • FIG. 17A in a schematic representation that this modified method also results in a cylindrical winding over the breathing area A max , which has a somewhat larger diameter than the winding in the central area of the coil.
  • the reversal area Bi which adjoins the maximum breathing stroke A max , there is a smooth transition between the winding with a larger diameter and the winding with a smaller diameter, as already described above with reference to FIG. 3.
  • FIG. 17B shows the layer formation, which is shown schematically in FIG. 17A, in a manner which comes closer to practice. 17B, the slope angle of the front edge is too large.
  • the amount of thread deposited during each breathing cycle is very small, since each breathing cycle lasts only a few seconds, for example 6 seconds.
  • the thread is a linear structure.
  • the individual thread turns of a layer do not lie close together, but at a distance that can be a few millimeters.
  • the traversing speed, starting from the lower double stroke rate DHU could be increased synchronously with the shortening of the traversing stroke H, the upper value of the double stroke rate (DHO2, DHO3 ...) being proportional to each mirror disturbance cycle the respective shortening of the breathing stroke A1, A2, A3 ... compared to the double stroke number DHO of the previous mirror disturbance cycle is also reduced.
  • the upper value of the double stroke rate (DHO2, DHO3 ) being proportional to each mirror disturbance cycle the respective shortening of the breathing stroke A1, A2, A3 ... compared to the double stroke number DHO of the previous mirror disturbance cycle is also reduced.
  • the peripheral speed is increased synchronously with the decreasing basic traverse stroke compared to the initial value of the peripheral speed VA0.
  • This continuously increasing peripheral speed is designated "basic peripheral speed" in the diagram according to FIG. 16, in which the ordinate represents the peripheral speed of the coil.
  • the circumferential speed of the coil - as shown in FIG. 16 - is increased in synchronism with the respiration or mirror disturbance compared to the basic circumferential speed in this exemplary embodiment.
  • the peripheral speed of the coil is equal to the basic peripheral speed.

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Abstract

Beim Aufwickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule findet in abwechselnden Zyklen eine Verkürzung und Verlängerung des Changierhubes (Atmung) statt. Die Atmung erfolgt nach einem wellenförmigen Zeitdiagramm, so daß der Faden im Umkehrbereich zu einer zylindrischen Wicklung verlegt wird. Diese zylindrische Wicklung hat einen geringfügig größeren Durchmesser als die übrige Spule. Es ist möglich, die Atmung mit der Spiegelstörung synchron laufen zu lassen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer zylindrischen Kreuzspule in wilder Wicklung aus einem Faden, insbesondere aus einem texturierten, insbesondere falschzwirn-texturierten Faden. Dabei können die Stirn­flächen derartiger zylindrischer Kreuzspulen in einer Normalebene liegen (Wicklung mit geraden Stirnflächen) oder relativ zu dieser Normalebene abgeböscht sein (bikonische Wicklung).
  • Als Kreuzspule in wilder Wicklung wird in dieser Anmeldung eine Kreuzspule bezeichnet, deren Spulverhältnis im Verlauf der Spulreise stetig oder in Sprüngen variabel ist. Mit "Spulverhältnis" wird dabei das Verhältnis der Spuldrehzahl NS (Umdrehungen der Spule pro Minute) zu der Changier­geschwindigkeit DH (Anzahl der Doppelhübe pro Minute) bezeichnet.
  • Spulen der eingangs definierten Art sind in DIN 61800 beschrieben. Sie werden auf Kreuzspulvorrichtungen von Texturiermaschinen hergestellt. Die Fäden haben dort auf­grund ihrer Behandlung, insbesondere Falschzwirntexturier­behandlung kräuselelastische Eigenschaften.
  • Die gegenwärtige technische Entwicklung zielt auf größere Spulen sowie auf die Erhöhung der Ablaufgeschwindigkeit in den Weiterverarbeitungsmaschinen ab.
    Zur Vermeidung der Wülste an den Spulenenden ist es bekannt, den Changierhub durch Atmung, d.h. periodische Verkürzung und Verlängerung im Endbereich dieser Wülste zu modifi­zieren.
  • Bekannt ist auch, daß bei der Herstellung von Kreuzspulen eine Spiegelstörung erfolgen sollte. Als Spiegel wird die Erscheinung der Spule bezeichnet, bei der sich in aufein­anderfolgenden Wicklungslagen des Fadens gleichgerichtete Fadenstücke mehr oder weniger genau aufeinanderlegen. Die Symptome derartiger Spiegel werden üblicherweise dadurch vermieden, daß die Changiergeschwindigkeit, die als Anzahl der Hin- und Herbewegungen (Doppelhübe) des Changierfaden­führers pro Zeiteinheit angegeben wird, zwischen einer Ober- ­und Untergrenze ständig verkleinert und vergrößert wird.
  • Bekannt ist auch, daß die Zugkraft, mit der der Faden auf die Spule aufgewickelt worden ist, ein besonderes Kriterium für gute Ablaufeigenschaften ist. Es kommt insbesondere auf die Gleichmäßigkeit dieser Zugkraft über die Fadenlänge und über die Länge der Spule an. Um eine gleichmäßige Fadenspan­nung zu gewährleisten, ist auch bekannt, daß Atmung und Spiegelstörung derart synchron erfolgen, daß Änderungen der Changiergeschwindigkeit, die durch Änderungen des Faden­führerhubes erfolgen, durch die Änderungen zum Zwecke der Spiegelstörung kompensiert werden.
  • Bei systematischen Untersuchungen zum Ablaufverhalten von Spulen wurde überraschend herausgefunden, daß eine Abflachung des zylindrischen Mantelflächenbereichs der Kreuzspule auf der von der Abzugsseite des Fadens abge­wandten Seite eine wesentliche Verbesserung der Ablaufeigen­schaften des Fadens mit sich bringt. Dagegen hatten wulst­förmige Verdickungen der Spule auf der Fadenabzugseite, insbesondere durch unvermeidliche Ablage einer zu großen Fadenmenge im Bereich der Hubumkehr keine nachteiligen Folgen. Dieses Ergebnis war völlig unerwartet, und zwar deshalb, weil aufgrund der bekannten Erfahrungen mit dem Ablaufverhalten der Fäden von kegeligen Spulen gerade mit dem entgegengesetzten Ergebnis gerechnet worden war.
  • Es sei erwähnt, daß es sich bei der Abflachung des zylin­drischen Mantelflächenbereichs der Kreuzspule nicht um eine schräge Stirnfläche handelt, wie sie bei der Herstellung einer bikonischen Kreuzspule durch eine gleichmäßige Verringerung des Fadenführerhubs erhalten wird, sondern um eine bewußt herbeigeführte, insbesondere stetige Durchmes­serverringerung an zumindest dem Ende des zylindrischen Spulbereichs, das der Fadenabzugseite gegenüberliegt. Bei Spulen, die eine Fadenreservewicklung zum Verbinden des Fadenanfangs einer Spule mit dem Fadenende einer Folgespule haben, liegt die Abflachung auf der Seite der Spule, auf der die Fadenreserve liegt.
  • Die Fadenabzugseite einer Spule ist ferner dadurch defi­niert, daß die Spulenhülsen auf ihrer der Fadenabzugseite zugewandten Stirnseite eine abgerundete Kante aufweisen.
  • Die Herstellung derartiger Spulen läßt sich vor allem dadurch bewerkstelligen, daß bei Kreuzspulvorrichtungen, deren Changiereinrichtungen neben der Möglichkeit der Bild­störung zur Verbesserung des Kantenaufbaus Einrichtungen zur zyklischen Verkürzung und Verlängerung des Fadenführungshubs (Atmung) aufweisen, die Länge der Atmungshübe wesentlich erhöht wird, beispielsweise auf etwa 20 mm Hubminderung an einem oder beiden Hubenden bei einem Grundhub des Changier­fadenführers von 250 mm.
  • Spulen, die auf diese Weise erzeugt werden, hatten jedoch relativ weiche Stirnflächen. Das ist je nach Art der Weiter­bearbeitung unerwünscht, da weiche Spulen leichter beschä­digt werden als harte Spulen. Somit erwiesen sich die Spulen mit abgeflachten Enden in vielen Fällen, insbesondere wegen der entstehenden Transport- und Handling-Probleme, trotz ihrer günstigen Ablaufeigenschaften als ungünstig.
  • Durch die EP-Anmeldung 85 109799.8 konnten die Vorteile der Spulen mit abgeflachten Enden aufrechterhalten und gleich­zeitig eine zu große Weichheit der Spulenenden vermieden und eine Spule mit erwünschter, einstellbarer Härte bei gleich­wohl hervorragenden Ablaufeigenschaften erzeugt werden. Dabei geht die EP-Anmeldung 85 109799.8 von dem durch EP-PS 27 173 = US-PS 4,325,517 bekannten Verfahren aus, bei dem der Atmungshub als Differenz zwischen der maximalen und der geringsten Hublänge von einem Atmungszyklus zum anderen synchron mit der Spiegelstörung fortlaufend verändert wird (Bag. 1157). Dieses Verfahren hat eine wesentliche Ver­gleichmäßigung des Spulenaufbaus und Verbesserung der Ablaufeigenschaften gebracht.
  • Durch Anspruch 1 wird die Aufgabe gelöst, Spulen mit großem Durchmesser und großer Spulenlänge herzustellen, die bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten von 1000 m/min und mehr einen störungsfreien Ablauf des Fadens über Kopf gewährleisten, die überdies eine stabile zylindrische Form haben und die mit gleichmäßiger, von der Changierbewegung und der Spiegel­störung unabhängiger Fadenspannung aufgewickelt sind.
  • Die erfindungsgemäßen Maßnahmen können an zylindrischen Kreuzspulen mit geraden Stirnflächen und solchen mit im Längsschnitt schrägen Stirnflächen (bikonische Spulen) ange­wandt werden.
  • Das Verfahren nach dieser Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß allenfalls zwei Atmungshübe von unterschiedlicher Größe, vorzugsweise aber nur gleich große Atmungshübe in ständigem Wechsel durchgeführt werden. Dabei folgt die Atmungskurve zwischen den inneren Endpunkten und den äußeren Endpunkten des Changierhubes einem Wellenverlauf mit para­belähnlichen Tälern, wobei der Scheitelpunkt der Atmungs­kurve auf dem äußeren Endpunkt des Changierhubes liegt und dort die Steigung Null hat. Die Umkehr der Atmungskurven in den inneren Endpunkten erfolgt im wesentlichen unstetig, indem die parabelförmigen Äste der Atmungskurve mit abneh­mendem Changierhub und die Äste der Atmungskurve mit zuneh­mendem Changierhub in dem jeweiligen inneren Endpunkt des Changierhubes spitz ineinanderlaufen.
  • Unter Atmungskurve wird im Rahmen dieser Anmeldung das zeit­liche Bewegungsgesetz des Endpunktes des Changierhubes mit der Verkürzung des Changierhubs (Atmungshub) als Ordinate und der Zeit als Abszisse bezeichnet. Der Atmungshub ist die an einem Ende der Spule durchgeführte, zeitweilige Verkür­zung des Changierhubs gegenüber dem Grund-Changierhub, so daß bei Atmung an beiden Enden der Spule die Gleichungen gelten:
    2 × maximaler Atmungshub = (Changierhub zwischen den äußeren Endpunkten)
    - (Changierhub zwischen den inneren Endpunkten)
    2 × maximaler Atmungshub = maximaler Changierhub - minimaler Changierhub und
    2 × Atmungshub = maximaler Changierhub - aktueller Changier­hub.
  • Dabei wird der Changierpunkt zwischen den äußeren Endpunkten als Grund-Changierhub bezeichnet. Zur Herstellung einer bikonischen Spule wird auch der Grund-Changierhub ständig verkleinert gegenüber dem Anfangs-Changierhub. Der Anfangs-­Changierhub ist der größte Changierhub der Spulreise. Er wird zu Anfang der Spulreise gefahren und bestimmt die Länge der Spule.
  • Die Atmungskurve hat also im Atmungshub-Zeit-Diagramm einen parabelähnlichen Verlauf und dieser Verlauf ist so bestimmt, daß die im Umkehrbereich der Changierung abgelegte Faden­menge über den Umkehrbereich gleichmäßig verteilt wird. Es entsteht mithin an den Spulenenden, an denen die Atmung durchgeführt wird, ein - theoretisch - geringfügig verdick­tes Spulenende, das jedoch nicht - wie bisher - die Form einer Ringwulst hat, sondern genau zylindrisch ist.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­beispielen und anhand von Vorrichtungen, mit denen die Erfindung ausgeführt werden kann, erläutert.
  • Fig. 7 zeigt eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens auf eine Spule nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Bei dieser Figur wird Bezug genommen auf die US-PS 3,730,448, die mit Fig. 3 des deutschen Patents 19 16 580 im wesent­lichen übereinstimmt. Zu den Bezugsziffern in Fig. 3 der US-PS 3,730,448 wurde jeweils 100 zur Kennzeichnung iden­tischer Teile in Fig. 7 dieser Erfindung hinzugezählt.
    • Kurze Beschreibung:
  • In Fig. 7 wird auf Spulenhülse 101 eine Spule 102 gebildet. Die Spule wird von Reibwalze 105 auf Welle 106 angetrieben. Die Welle wird von Motor 50 über einen Frequenzwandler 51 angetrieben. Die Changiereinrichtung 107 besteht aus einem Fadenführer 108 mit Winkelhebel 109, der auf Zapfen 110 drehbar gelagert ist. Der Zapfen 110 ist an einem Schlitten 111 befestigt, der von Gleitschuh 113 angetrieben wird. Der Gleitschuh 113 bewegt sich in einer schrauben- oder spiral­förmigen Nut 114 auf Kurventrommel 115. In der Führungs­schiene 118 wird der Kulissenstein 117 geführt, der am Zapfen 116 am anderen Ende des Winkelhebels 109 drehbar gelagert ist. Die Führungsschiene 118 ist im Drehpunkt 120 drehbar gelagert. Der Changierhub des Fadenführers 108 ist von der Schräglage der Führungsschiene 118 abhängig.
  • Zur Einstellung der Schräglage der Führungsschiene 118 dient Nockenkopf 135, der an der Stange 126 befestigt ist. Stange 126 ist einer Reihe von nebeneinander angeordneten Aufwik­keleinheiten zugeordnet und besitzt einen Zentralantrieb, der weiter unten beschrieben wird. Die Arbeitsfläche 136 des Nockenkopfes 135 wirkt auf Führungsschiene 118 über Übertra­gungsnocken 128 und Übertragungsglied 129 und bestimmt somit die Schräglage der Führungsschiene 118 und folglich die Länge des Changierhubs. Mit Hilfe des Übertragungsgliedes 129 werden Spulen 102 mit bikonischen Enden hergestellt, indem der Changierhub in Abhängigkeit vom wachsenden Durch­messer der Spule 102 verkürzt wird. In diesem Zusammenhang wird auf die Beschreibung der obengenannten US-Patentschrift 3,730,448 Bezug genommen. Zur Herstellung von Spulen mit geraden Kanten wird die Führungsschiene 118 nach links bewegt und arretiert (hierauf wird später eingegangen), so daß Nockenkopf 123 über seine Arbeitsfläche 137 mit Schulter 138 an Führungsschiene 118 in Wirkverbindung steht. In dieser Stellung ist das Übertragungsglied 129 aufgrund der stärkeren Schräglage der Führungsschiene 118 außer Betrieb.
  • Zusätzlich zu dem, was in Fig. 3 der US-PS 3,730,448 gezeigt wird, werden im linken Teil der Fig. 5 dieser Beschreibung Vorrichtungen zum Antrieb und zur Einstellung der Schiene 126 dargestellt. Diese (schematisch dargestellten) Vorrich­tungen bestehen aus einer Programmeinheit 18, einem Signal/Stromwandler 19, einem Elektromagneten 20, dessen Magnetkraft auf ein hydraulisches Steuerventil 21, eine Feder 22 und auf den Kolben der Zylinder-Kolben-Einheit 23 übertragen wird. Die Kolbenstange 24 ist mit dem Ende der Verstellstange 126 verbunden. Die aus Magnet 20, Steuer­ventil 21, Feder 22 und Zylinder-Kolben-Einheit 23 bestehen­de Gruppe ist auf Schlitten 25 angeordnet. Diese Gruppe wird als Einheit 26 in Fig. 6 im Detail dargestellt.
  • Die Einheit 26 umfaßt den Elektromagneten 20, das hydrau­lische Steuerventil 21, die Feder 22 und die Zylinder-­Kolben-Einheit 23. Der Eisenkern 27 des Magneten 20 wirkt auf Kolbenstange 28 des Steuerventils 21. Die Kolbenstange 28 besitzt drei Steuerbünde 29, 30, 31, die zur Steuerung der Verbindungsleitungen zwischen Pumpe 32, Tank 33 und der Rückseite 34 der Zylinder-Kolben-Einheit 23 dienen. Die Feder 22 wirkt über eine entsprechende Federplatte 35 auf die andere Seite der Kolbenstange 28. Das andere Ende der Feder 22 wirkt auf die Federplatte 36 und den Kolben 37 der Zylinder-Kolben-Einheit 23. Der Kolben 37 ist ein Differen­ tialkolben, da seine Stirnfläche 38 durch die Fläche der Kolbenstange 24 verkleinert wird. Die Stirnfläche 38 des Kolbens 37 ist mit der Pumpe 32 über Kanal 39 ständig verbunden. Die Rückseite 34 des Kolbens 37 ist sowohl mit der Pumpe 32 über Kanal 40 als auch mit dem Tank 33 über Kanal 41 verbunden. Diese Verbindung wird durch Verschieben des Steuerbundes 30 gesteuert, der den Kanal 41 sowohl mit Kanal 40 als auch mit Kanal 42 verbindet.
  • Der eine Arm 43 des Kanals 42 führt zur Rückseite 34 der Zylinder-Kolben-Einheit 23. Der andere Arm 44 dient zum Ausgleich des Druckes, der auf beiden Seiten des hydrau­lischen Steuerventils herrscht. Es sei bemerkt, daß Kolben 37 in seiner äußeren, linken Stellung an einer Schulter 45 des Zylinders anliegt. Hierdurch werden die äußersten Hub­enden der Spule mechanisch festgelegt.
  • In Fig. 6 ist außerdem zu sehen, daß die Einheit 26 auf einem Schlitten 25 gelagert ist. Der Schlitten ist auf zwei parallelen Stangen 49 befestigt, die in Gleitlager 46 glei­tend gelagert sind. Der Schlitten 25 ist zwischen zwei Stellungen verschiebbar, wobei die eine Stellung durch Anschlag 47 und die andere Stellung durch Anschlag von Flansch 48 auf Gleitlager 46 begrenzt wird.
  • In Betrieb ist eines der in den vorhergehenden Zeichnungen und Diagrammen gezeigten Aufspulprogramme in der Programm­einheit 18 gespeichert. Die Programmeinheit erzeugt ein Ausgangssignal, das einer bestimmten Changierhublänge ent­sprechend einem der Changierprogramme nach dieser Erfindung entspricht. Dieses Ausgangssignal wird von dem Wandler 19 in einen elektrischen Strom umgewandelt, der den Magneten 20 aktiviert. Die Magnetkraft wird auf die Kolbenstange 28 des Steuerventils 21, auf Feder 22 und auf Kolben 38 sowie Kolbenstange 24 übertragen.
  • Die Funktion der Einheit 26 wird unter Bezugnahme auf die in Fig. 6 gezeigte Stellung des Steuerventils 21 beschrieben.
  • Ein bestimmtes Ausgangssignal wird in einen Strom umgewan­delt, der eine Kraft auf den Eisenkern 27 ausübt, welcher hierauf Kolbenstange 28 mit Steuerbund 30 in die gezeigte Stellung schiebt. In dieser Stellung ist Kanal 42 geschlos­sen. Folglich wird die Stirnfläche der Zylinder-Kolben-­Einheit 23 von dem von der Pumpe 32 kommenden Flüssigkeits­strom beaufschlagt. Die Rückseite 34 ist geschlossen. Infolgedessen werden Kolben 37 und Kolbenstange 24 in der gezeigten Stellung arretiert.
  • Wird das Ausgangssignal der Programmeinheit derart verän­dert, daß auf den Elektromagneten 20 ein stärkerer Strom wirkt, so wirkt wiederum eine stärkere Kraft auf den Eisen­kern 27, die den Eisenkern 27 nach rechts bewegt. Hierauf öffnet sich Kanal 42 zu Kanal 41 hin, welcher zum Tank 33 führt. Es entsteht nunmehr auf der Rückseite 34 der Zylinder-Kolben-Einheit 23 ein Druckabfall, und der auf die Vorderseite 38 wirkende Pumpendruck verschiebt Kolben 37 und Kolbenstange 24 nach links. Hierdurch wird die Feder 22 zusammengepreßt, und die resultierende Federkraft bewirkt ein Verschieben der Kolbenstange 28 des Steuerventils 21 nach links, woraufhin Steuerbund 30 die Verbindung des Kanals 42 zum Kanal 41 und somit zum Tank unterbricht. Somit wird die Kraft des Eisenkerns 27 durch die Feder 22 ausge­glichen. Wenn im umgekehrten Falle der Strom verringert wird, verschiebt die Feder 20 die Kolbenstange 28 nach links, und Bund 30 öffnet den Kanal 42 zu dem zur Pumpe führenden Arm 40 hin. Nunmehr werden beide Seite des Kolbens 37 mit dem Pumpendruck beaufschlagt. Da die aktive Fläche auf der Rückseite 34 größer ist als die aktive Fläche auf der Vorderseite 38, wird Kolben 37 nach rechts bewegt. Hier­durch dehnt sich Feder 22, und die auf die Kolbenstange 28 wirkende Federkraft läßt nach. Durch die auf den Eisenkern 27 wirkende Magnetkraft wird nun die Kolbenstange 28 nach rechts bewegt, so daß Bund 30 die Verbindung zwischen Kanal 42 und Pumpenkanal 40 verschließt.
  • Aus dieser Beschreibung wird ersichtlich, daß der auf den Elektromagneten 20 wirkende Eingangsstrom eine bestimmte Stellung des Kolbens 37, der Kolbenstange 24 und folglich der Stange 126 und somit die Schrägstellung der Führungs­schiene 118 bewirkt. Somit wird die Changierhublänge des in Fig. 7 gezeigten Fadenführers 108 durch das Ausgangssignal der Programmeinheit 18 gesteuert.
  • Wie bereits erwähnt, ist Einheit 26 auf Schlitten 25 gela­gert. In der dargestellten Stellung, in der der Flansch 48 an Anschlag 37 anliegt, werden Einheit 26 und Stange 126 derart positioniert, daß nunmehr die Schräglage der Führungsschiene 118 über Nockenkopf 135 auf Stange 125 bestimmt wird. Befinden sich Schlitten 25 und Einheit 26 in dieser Stellung, so werden bikonische Spulen 102 herge­stellt. Befindet sich der Schlitten in der anderen Stellung, in der der Flansch 48 an Gleitlager 46 anliegt, so steht der Nockenkopf 123 der Stange 126 mit der Schulter 138 an der Führungsschiene 118 in Wirkverbindung, wodurch Spulen 102 mit abgeflachten Endbereichen gebildet werden.
  • Fig. 7 zeigt außerdem, daß Welle 106 auf Reibwalze 105 durch Motor 50 angetrieben wird. Motor 50 wird durch das Ausgangs­signal des Frequenzwandlers 51 gesteuert. Die Kurventrommel 115 wird durch Motor 52 angetrieben. Motor 52 wird über die Programmeinheit 53 gesteuert, wodurch die Changiergeschwin­digkeit zur Verhinderung unerwünschter Spiegel auf dem gebildeten Wickel verändert wird. Der Frequenzwandler 51 wird einerseits durch das Ausgangssignal der Programmeinheit 18 gesteuert, durch welches die Atmung gemäß dieser Erfin­dung beeinflußt wird, und andererseits durch das Ausgangs­signal der Programmeinheit 53, durch welches die Changier­geschwindigkeit verändert wird. Hierdurch können Verände­rungen der Spannung des auf die Spule 102 zu wickelnden Fadens, die entweder durch die Atmung und/oder die Verände­ rung der Changiergeschwindigkeit hervorgerufen werden, durch geringe Veränderungen der Umfangsgeschwindigkeit der Reib­walze 105 und der Spule 102 kompensiert werden. Zeitgeber 54 koordiniert die Ausgangssignale der Programmeinheiten 18 und 53, über welche die Atmung und die Veränderung der Changier­geschwindigkeit gemäß dieser Erfindung und insbesondere gemäß den dargestellten Diagrammen gesteuert wird.
  • Die bisher bekannt gewordenen Atmungsverfahren verwenden nun Atmungsgesetze mit einem zickzackförmigen, jedoch gerad­linigen Verlauf. Demgegenüber ist nach dieser Erfindung ein Atmungsgesetz mit einem parabelförmigen Verlauf vorgesehen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. Auf der Abszisse des dort dargestellten Diagramms ist die Zeit dargestellt, auf der Ordinate der Endbereich des Changierhubes H bzw. der Atmungshub A. Die dargestellten Kurven stellen die Endpunkte dar, an denen der Changierfadenführer 108 (Fig. 7) im zeit­lichen Verlauf der Spulreise an einem Spulenende umkehrt. In einem zeitlichen Teilbereich des Diagramms nach Fig. 4 ist das Zeit-Weg-Diagramm des Changierfadenführers 108 darge­stellt, wobei die Darstellung auf der Zeitachse zeichnerisch nur verzerrt dargestellt werden kann, da die Changierge­schwindigkeit in Wirklichkeit schneller ist. Der Verlauf dieses Zeit-Weg-Diagramms ist mit 8 bezeichnet. Es ist aus diesem Zeit-Weg-Diagramm 8 ersichtlich, daß die Endpunkte E, an denen der Changierfadenführer umkehrt, im Laufe einer Zykluszeit einen parabelförmigen Bogen zwischen dem Scheitelpunkt Ea (äußerer Endpunkt) und dem inneren Endpunkt Ei laufend verlegt wird.
  • Die Endpunkte E sind identisch mit dem Scheitelpunkt des jeweiligen Changierhubs. Der parabelförmige Bogen wird in dieser Anmeldung als "Atmungskurve" bezeichnet.
  • Der Abstand A = Ea - Ei wird in dieser Anmeldung mit "maximaler Atmungshub" bezeichnet und beträgt bei einer ausgeführten Atmung 25 mm.
  • Die Zykluszeit eines ausgeführten Atmungsgesetzes betrug 6 Sekunden.
  • Es ist aus dem in Fig. 4 dargestellten Diagramm ersichtlich, daß die Atmungskurve im Scheitelpunkt Ea die Steigung Null hat und daß die Äste der Atmungskurve in die inneren End­punkte Ei unter einem recht spitzen Winkel einlaufen. Dies entspricht dem idealen Verlauf. Dieser ideale Verlauf kann nur dann gewählt werden, wenn die in Fig. 7 dargestellte Mechanik, d.h. insbesondere der Antrieb der Führungsschiene 118, die erforderliche, schnelle Bewegungsumkehr darstellen kann. Sofern dies nicht der Fall ist, wird erfindungsgemäß das Verfahren angewandt, das nachfolgend anhand der Figuren 8 bis 13 beschrieben ist.
  • Es sei darauf hingewiesen, daß in dem dargestellten Zeit-­Weg-Diagramm des Atmungshubes nach Fig. 4 die absteigenden zu den ansteigenden Ästen der Atmungskurve im Scheitelpunkt Ea spiegelsymmetrisch sind. Dies ist - wie sich aus der nachfolgenden weiteren Beschreibung ergeben wird - zweck­mäßig, aber auch dann nicht erforderlich, wenn der Atmungs­hub der aufeinanderfolgenden Atmungszyklen konstant bleibt.
  • Zu dem Ausführungsbeispiel nach den Figuren 4, 5:
    Bevor der genaue Verlauf der Atmungskurve 1 beschrieben wird, sei noch zuvor auf die Synchronisation zwischen Atmungskurve 1 und Störungskurve 2 hingewiesen. Die Störungskurve 2 ist in Fig. 5 dargestellt, und zwar mit derselben Abszisse als Zeitachse und mit der Changierge­schwindigkeit DH als Ordinate. Die Changiergeschwindigkeit wird angegeben als Doppelhubzahl DH. Die Doppelhubzahl ist die Anzahl pro Zeiteinheit der Hin- und Herbewegungen des Changierfadenführers 108 (Fig. 7). Der Changierfadenführer 108 wird mit einer bestimmten mittleren Doppelhubzahl DHM betrieben. Diese mittlere Doppelhubzahl steht in Beziehung zu der Oberflächengeschwindigkeit, die der Spule durch die Treibwalze 105 gegeben wird, und bestimmt den Winkel, mit dem der Faden auf der Spule abgelegt wird. Die Changier­geschwindigkeit wird nun fortlaufend zwischen einem oberen Grenzwert DHO und einem unteren Grenzwert DHU variiert, z.B. nach dem dargestellten linearen, sägezahnförmigen Störungsgesetz. Dabei sind das Atmungsgesetz 1 und das Störungsgesetz 2 derart synchronisiert, daß die geringste Changiergeschwindigkeit DHU stets mit dem größten Changier­hub im Scheitelwert Ea der Atmungskurve und die größte Changiergeschwindigkeit DHO mit dem kleinsten Changierhub im inneren Endpunkt der Atmungskurve zusammenfällt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Veränderung der linearen Changiergeschwindigkeit, die durch die Atmung hervorgerufen werden, durch einen gegenläufigen Verlauf der Störung ausge­glichen und hierdurch die Fadenspannung konstant gehalten oder doch sehr stark eingeebnet wird. Bemerkt sei, daß die mittlere Changiergeschwindigkeit im Verlauf der Spulreise vorzugsweise konstant bleibt, jedoch auch zur Beeinflussung des Ablagewinkels während der Spulreise geringfügig erhöht oder erniedrigt werden kann.
  • Und nun zur Ermittlung des Verlaufs der Atmungskurve:
    Es ist bereits aus Fig. 7 ersichtlich, daß die Nut 114 auf der Kurventrommel 115 an den Endpunkten des Changierhubes mit einer gewissen Krümmung umkehrt. Dieser Verlauf der Nut ist als Bewegungsgesetz 3 der Changierung (Changierkurve) in Fig. 1 als Linie 4, 6 dargestellt. Linie 4, 6 in Fig. 1 stellt insofern eine Abwicklung der Kurventrommel 115 dar. Es ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß der geradlinige Ast 4 der Changierkurve vor und hinter der Hubumkehr in einem Punkt 5 in eine gekrümmte Kurve 6 übergeht. Die axiale Strecke zwischen den Punkten 5 und dem Scheitelpunkt - äußerer End­punkt Ea des Changierhubes wird als äußerer Umkehrbereich Ba bezeichnet.
  • Bei der Ermittlung des Umkehrbereiches BA ist ferner zu berücksichtigen, daß die Ablage des Fadens auf der Spule sich nicht nur nach dem Changiergesetz richtet, das durch die Formgebung der Kurventrommel 115 vorgegeben ist. Viel­mehr ist auch zu berücksichtigen, daß der Faden bei der Ablage auf der Spule unter einer Zugspannung steht und sich daher nicht nach dem durch die Kurventrommel vorgegebenen Changiergesetz ablegt. Der Faden tendiert daher dazu, im Umkehrbereich einen Bogen mit möglichst kleiner Krümmung zu bilden. Die Größe der Krümmung ist zum einen von der Faden­spannung, zum anderen aber auch von verschiedenen Fadenpara­metern, insbesondere der Reibung des Fadens auf den abgeleg­ten Fadenschichten abhängig. Die Qualität der Spule hängt daher nicht nur von dem Changiergesetz der Kurventrommel 115, sondern mehr noch von der tatsächlichen Ablage des Fadens auf der Spule ab. Daher wird der Umkehrbereich BA vorzugsweise an einer Spule gemessen als axiale Strecke zwischen dem Spulenende durch die Kurventrommel vorgegebenen Ende des Changierhubs und der Normalebene der Spule, in der der gekrümmte Umkehrbereich des tatsächlich auf der Spule abgelegten Fadens in den Bereich des geradlinig abgelegten Fadens übergeht.
  • Der Verlauf dieser Kurve 6 kann parabolisch sein. Es sind jedoch auch andere Kurvenverläufe, z.B. sinusförmig, denkbar. Wesentlich ist dabei, daß der Changierfadenführer mit Schlitten 111 und sämtlichen daran befestigten Teilen (Fig. 7) mit möglichst geringer Verzögerung und Beschleunigung sowie ruck- und stoßfrei den Umkehrbereich Ba durchfährt. Das bedeutet, daß der äußere Endpunkt Ea des Changierhubs gegenüber dem theoretischen Endpunkt Eth, in dem sich die geradlinigen Äste 4 der Changiernut winkelig treffen würden, um einen gewissen Betrag axial zur Spulen­mitte hin versetzt ist.
  • In Fig. 1 ist nun weiterhin dargestellt, daß durch Ver­schwenken der Führungsschiene 118 die Changierkurve des Changierfadenführers 108 aus dem Endbereich zur Spulenmitte hin und wieder zurück verlegt wird (Atmung). Es sind in Fig. 1 die axial äußerste Changierkurve mit den Kurven­stücken 4 und 6 sowie die axial innerste Changierkurve 9 (strich-zwei-punktiert) und dazwischen drei willkürlich herausgegriffene Changierkurven 10 (gestrichelt), 11 (strichpunktiert), 12 (punktiert) dargestellt. Diese Kurven­verläufe 10, 11, 12 werden in willkürlich herausgegriffenen Bruchteilen der Zykluszeit eines Atmungshubes durchlaufen, und zwar je einmal in beiden Richtungen der Atmung.
  • Der Abstand zwischen dem Scheitelpunkt Ea der axial äußer­sten Changierkurve und deren Übergangspunkt 5, in dem der geradlinige Kurvenzug 4 in den gekrümmten Kurvenzug 6 über­geht, wird im Rahmen dieser Anmeldung als Umkehrbereich Ba bezeichnet. Es geht nun aus Fig. 1 hervor, daß der Atmungs­hub A, d.h. die axiale Strecke zwischen dem äußeren Endpunkt Ea und dem inneren Endpunkt Ei des Changierhubs, im wesent­lichen dem Umkehrbereich Ba entspricht und zumindest gleich groß ist.
  • Erfindungsgemäß ist der Atmungshub A vorzugsweise größer als der Umkehrbereich Ba. Dabei ist der Umkehrbereich B die axiale Länge der Spule, auf der der Faden sich nicht unter einem konstanten Ablagewinkel ablegt. Dieser Bereich ist von Fall zu Fall durch Messung zu ermitteln. Der äußere Umkehr­bereich Ba ist der Umkehrbereich, den der Faden bei größtem Changierhub hat. Der Umkehrbereich hängt, wie noch erklärt wird, zum einen von dem Changiergesetz ab, nach dem die Bewegungsrichtung des Fadens an den Enden des Changierhubs mit endlicher Verzögerung und Beschleunigung umgekehrt wird, dann aber auch von der Fadenzugkraft und Reibung, mit der der Faden auf der Spule abgelegt wird.
  • Wenn der Changierfadenführer 108 sich auf der axial äußer­sten Changierkurve mit den Kurvenstücken 4, 6 bewegt, so wird auf den geradlinigen Stücken 6, auf denen eine konstan­te Changiergeschwindigkeit besteht, auf jeder Einheit der Spulenlänge eine gleiche Fadenmenge abgelegt. Es entsteht also eine zylindrische Fadenschicht. Auf den gekrümmten Kurvenstücken 6 nimmt die Changiergeschwindigkeit jedoch zunächst bis auf Null im äußeren Scheitelpunkt Ea der Changierkurve ab und nimmt sodann wieder auf den zuvor beschriebenen, konstanten Wert zu. Da bei niedriger Changiergeschwindigkeit auf jeder Einheit der Spulenlänge eine größere Fadenmenge abgelegt wird als bei hoher Changiergeschwindigkeit, wird auch am Spulenende, d.h. im Bereich des äußeren Scheitelpunkts Ea eine sehr hohe Faden­menge abgelegt.
  • Die Dicke der Fadenschicht, die im Umkehrbereich Ba abgelegt wird, ist daher im Scheitelpunkt des Changierhubs am größten und nimmt von dort ab auf die durch die geradlinige Changierkurve 6 abgelegte Schichtdicke.
  • Das Diagramm nach Fig. 2 zeigt auf der Abszisse die Länge L der Spule, ausgehend vom äußeren Scheitelpunkt Ea und auf der Ordinate die Dicke der Fadenschicht, z.B. in Millimetern gemessen, die auf der Spule pro Zeiteinheit abgelegt wird. Der Kurvenzug 6.2 zeigt den Verlauf der Fadenschichtdicke, wenn der Changierfadenführer die Changierkurve nach den Kurvenzügen 4, 6 in Fig. 1 einhält.
  • Mit der Atmung erfolgt nun, wie aus Fig. 1 ersichtlich, eine Parallelverschiebung der Changierkurven. Damit wird auch der Umkehrbereich Ba axial zur Spulenmitte hin verlegt. Daraus ergibt sich, daß jeder der in Fig. 1 dargestellten, augen­blicklichen Changierkurven 9, 10, 11, 12 zu einem zugeord­neten, abgelegten Schichtdickenverlauf 9.2, 10.2, 11.2, 12.2 führt.
  • In Fig. 2 und deren Vergrößerung Fig. 2A sind diese pro Zeiteinheit erzeugten Schichten nebeneinander aufgezeich­net.
  • Das Diagramm nach Fig. 3 zeigt die Summierung der Schich­ten. Aus dieser Summierung ergibt sich das Wesen der Erfindung:
  • Die Figuren 1 bis 3 sind insofern vereinfacht, als während eines Atmungshubes nur noch vier weitere einzelne Changier­kurvenverläufe des Changierfadenführers bzw. die mit diesen Changierkurvenverläufen erzeugten Schichten dargestellt sind. In Wirklichkeit werden auch alle Changierkurven durch­fahren, die zwischen den dargestellten Changierkurven 4, 6 und 9 liegen.
  • Die gewählte stufenweise Betrachtung macht das Erfindungs­prinzip jedoch klarer: Zum einen entspricht der maximale Atmungshub im wesentlichen der axialen Länge des Umkehrbe­reiches. Zum anderen wird die Atmungskurve nach Fig. 4 so berechnet, daß die Summe der gebildeten Schichtdicken im gesamten Atmungshub Amax konstant ist und eine zylindrische Spulenoberfläche OB ergibt. In Fig. 3 erkennt man die Schicht 6.3, die im Scheitelpunkt des Atmungshubes durch die Changierkurve 4, 6 (Fig. 1) erzeugt wird. Durch Vorgabe der Zeit, in der diese Changierkurve gefahren wird, d.h. durch Vorgabe der Steigung dA/dT der Atmungskurve (Fig. 4) im Scheitelpunkt Ea, wird die Schichtdicke der Schicht 6.3 so bestimmt, daß das am Spulenende gelegene Maximum den im Umlenkbereich gewünschten, vergrößerten Durchmesser D der Spule ergibt. Das gilt für die stufenweise Betrachtung. In Wirklichkeit, d.h. bei einer stetigen Atmungskurve ergibt sich diese Vorgabe aus der Krümmung der Atmungskurve im Scheitelpunkt.
  • Die Schicht 10.3, die auf die Schicht 6.3 gewickelt wird, darf nur so groß werden, daß ihr Maximum mit der darunter liegenden Schicht 6.3 wieder den gewünschten Durchmesser des Endbereichs Ba erreicht. Schicht 10.3 wird erzeugt durch Changierkurve 10. Changierkurve 10 wird für eine gewisse Zeitdauer angefahren, während sich der Changierhub verklei­nert (Hinweg der Atmung) und für eine gewisse Zeitdauer angefahren, während sich der Changierhub vergrößert (Rückweg der Atmung). Die Zeitdauer für Hinweg und Rückweg der Atmung kann vorzugsweise gleich groß sein. In diesem Falle ist die Atmungskurve zur Changierachse in ihrem Scheitelpunkt spiegelsymmetrisch. Die Zeitdauer für Hinweg und Rückweg der Atmung kann auch ungleich sein. Es ergibt sich eine unsym­metrische Atmungskurve. In jedem Falle ist die Gesamtzeit­dauer, die für die Changierkurve 10 eingehalten wird, durch den maximalen Durchmesser D der zuvor gewickelten Faden­schichten vorgegeben.
  • Wie gesagt: Diese Ausführungen gelten bei der vereinfachten, stufenweisen Betrachtung. Beim Durchfahren einer stetigen Atmungskurve entspricht diese Zeitdauer einer bestimmten, vorzugebenden Steigung und Krümmung der Atmungskurve an der Stelle des Atmungshubes, an der die Changierkurve 10 gefah­ren wird. Ebenso wie die Zeitdauer können Steigung bzw. Krümmung für den Hinweg und Rückweg der Atmung unterschied­lich sein.
  • Zurück zur stufenweisen Betrachtung:
    Auf die Schichten 6.3 und 10.3 wird in der nächsten Atmungs­stufe die Schicht 11.3 gewickelt, indem die Changierkurve 11 (Fig. 1) eingestellt wird. Diese Changierkurve 11 erzeugt wiederum eine Schicht mit einem Dickenmaximum. Durch Vorgabe der Zeiten, während der die Changierkurve 11 auf dem Hinweg und dem Rückweg der Atmung eingehalten wird, wird das Maximum der Schicht 11.3 so bestimmt, daß es zusammen mit den darunter liegenden Schichten 6.3 und 10.3 den vorgege­benen Durchmesser D der in den vorhergehenden Stufen des Atmungshubes übereinandergewickelten Schichten ergibt.
  • Dasselbe gilt nun für die Changierkurve 12 und die damit erzeugte Schicht 12.3 sowie die Changierkurve 9 und die damit erzeugte Schicht 9.3.
  • Damit ist das innere Ende des Atmungshubes erreicht und die Atmungsbewegung geht wieder rückwärts. Dabei werden - wie gesagt - wiederum die Changierkurven 12, 11, 10 durchlaufen und schließlich wieder die äußere Changierkurve 4, 6 erreicht. Dieses Verfahren in stetiger Form wird über den gesamten Umkehrbereich Ba, gerechnet vom äußersten Scheitel­punkt des Changierhubs, durchgeführt.
  • Es ist aus Fig. 3 zu sehen, daß bei stufenweiser Betrachtung im Umkehrbereich Ba theoretisch eine Spulenoberfläche mit einzelnen scharfen Ringen entsteht. Wenn die Atmung - wie erfindungsgemäß vorgesehen - jedoch stetig erfolgt bzw. die Atmungsstufen so klein gewählt werden, wie es durch die digitale elektronische Steuerung vorgegeben ist, entsteht eine glatte, zylindrische Oberfläche mit dem Durchmesser D, der größer als der Spulendurchmesser d im Bereich der Spulenlänge mit geradliniger Changierkurve ist.
  • Die Atmungskurve wird also so berechnet und vorgegeben, daß die pro Längeneinheit der Spule abgelegten Fadenmenge zu einer zylindrischen Menge verteilt wird. Dabei bestimmt die Steigung und Krümmung der Atmungskurve und der Verlauf der Steigung die genaue Einhaltung der Mengenverteilung über den Umkehrbereich Ba der Spule.
    Es ist ersichtlich, daß in die Berechnung der Atmungskurve vor allem auch der Verlauf der Führungsnut 114 im Umkehr­bereich B eingeht. Als Korrekturfaktoren kommen auch der Fadendurchmesser und sonstige Qualitätsparameter des Fadens in Betracht. Diese Faktoren können insbesondere dadurch ermittelt werden, daß durch Versuch festgestellt wird, wie groß der Abstand zwischen dem theoretischen Scheitel­punkt Eth (Fig. 1) des Changiergesetzes und dem tatsächlich ermittelten äußersten Scheitelpunkt der Fadenablage auf der Spule ist.
  • Aus Fig. 3 ergibt sich, daß in dem Umkehrbereich Bi, den der Fadenführer 108 bei maximalem Atmungshub durchläuft (siehe Kurvenzug 9 in Fig. 1), der vergrößerte Zylinderumfang OB sanft in den Zylinderumfang 0, der im Bereich mit konstanter Changiergeschwindigkeit entsteht, ausläuft.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 und 9 erfolgt die Atmung mit veränderlichem Atmungshub A1, A2, A3 usw. und die Störung mit veränderlicher Störamplitude C1, C2, C3 usw. Sowohl in Fig. 8 als auch in Fig. 9 ist die Abszisse die Zeitachse. In Fig. 8 ist der Changierweg H bzw. der Atmungs­hub A auf der Ordinate abgetragen. In Fig. 9 ist die Changiergeschwindigkeit auf der Ordinate abgetragen. Die Changiergeschwindigkeit wird angegeben als Doppelhubzahl DH. Die Doppelhubzahl ist die Anzahl pro Zeiteinheit der Hin- und Herbewegungen des Fadenführers 108 (Fig. 7). Die Changiergeschwindigkeit wird fortlaufend zwischen dem unteren, fest vorgegebenen Grenzwert DHU und einem oberen, variablen Grenzwert DHO variiert, wobei auch hier - wie dargestellt - ein lineares, sägezahnförmiges Störungsgesetz angewandt werden kann. Wie auch zuvor sind das Atmungsgesetz 1 und das Störungsgesetz 2 derart synchronisiert, daß die geringste Changiergeschwindigkeit DHU stets mit dem größten Changierhub im Scheitelwert EA der Atmungskurve und die größte Changiergeschwindigkeit DHO mit dem kleinsten Changierhub im inneren Endpunkt der Atmungskurve zusammen­fällt. Diese Synchronisation dient zur Kompensation der Fadenspannungsschwankungen, die einerseits durch die Atmung und andererseits durch die Störung hervorgerufen werden. Im Gegensatz zur Ausführung nach den Figuren 8, 9 erfolgt hier jedoch die Spiegelstörung so, daß die untere Changierge­schwindigkeit DHU über die Spulreise fest vorgegeben wird. Daher bleibt der Mittelwert der Changiergeschwindigkeit im Verlaufe einer Serie von Spiegelstörungszyklen mit veränder­licher oberer Changiergeschwindigkeit DHO nicht konstant. Dadurch wird zwar der Ablagewinkel des Fadens auf der Spule auch in seinem Mittelwert verändert. Die Veränderung ist jedoch recht gering. Der untere Wert der Changiergeschwin­digkeit DHU bleibt vorzugsweise während der Spulreise konstant. Es ist jedoch auch möglich, den unteren Wert im Verlaufe der Spulreise zu verändern, z.B. schwach abfallen zu lassen oder etwa während des ersten Drittels der Spul­reise schwach ansteigen und sodann schwach abfallen zu lassen.
  • Zur Ermittlung des Verlaufs der Atmungskurve nach Fig. 8:
    In Fig. 8 sind drei Atmungszyklen aus einer Serie von vier Atmungszyklen dargestellt. Zu einer Serie können aber auch mehr, z.B. acht Atmungszyklen gehören. Die Serie von zusam­mengehörenden Atmungszyklen zeichnet sich dadurch aus, daß der Atmungshub A1 des ersten Atmungszyklus gleich dem maxi­malen Atmungshub ist und daß der Atmungshub A2, A3 ... der folgenden Atmungszyklen sodann von einem Atmungszyklus zum nächsten ständig verkürzt wird. Die nächste unmittelbar folgende Serie von Atmungszyklen beginnt wieder mit dem maximalen Atmungshub.
  • Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Atmungskurve die Verlegung des Endpunktes eines Changierhubs während eines Atmungszyklus darstellt. Die Atmungskurve besteht typischerweise aus einem Verkürzungsast K und einem Verlän­gerungsast L. Der Verkürzungsast gibt die Verkürzung des Changierhubes zwischen dem äußeren Scheitelpunkt Ea und dem inneren Scheitelpunkt Ei des Changierhubes H wieder.
  • Der Verlängerungsast gibt den zeitlichen Verlauf der Verlän­gerung des Scheitelpunktes des Changierhubes H zwischen dem inneren Scheitelpunkt Ei und dem äußeren Scheitelpunkt Ea wieder.
  • In Abweichung von der vorangegangenen Beschreibung wird einem Atmungszyklus jeweils ein Verkürzungsast K und ein Verlängerungsast L zugeordnet.
  • Der in Fig. 8 dargestellte erste Atmungszyklus weist nun den Verkürzungsast K1 und den Verlängerungsast L1 auf. Die Atmungskurve erstreckt sich über den maximalen Atmungshub Amax. Die Atmungskurve des ersten Zyklus ist in ihrem grund­sätzlichen Kurvenverlauf, die als ausgezogene Linie darge­stellt ist, so ausgelegt, daß - wie bereits zuvor anhand des Diagramms nach Fig. 2, 2A, 3 und 4 beschrieben - die Dicke der abgelegten Fadenschicht im gesamten Atmungshub Amax konstant ist und eine zylindrische Spulenoberfläche ergibt. Diese Schicht ist in Fig. 13A als Schicht 1 markiert. Die Atmungskurve wird jedoch - wie durch den gestrichelten Kurvenzug 13.1 angegebenen - korrigiert. Die Atmungskurve 13.1 wird so ausgelegt, daß in dem axialen Überschußbereich D1 der Spule, der die Differenz zwischen dem maximalen Atmungshub Amax bzw. A1 und dem Atmungshub A2 des nächsten Atmungszyklus mit den Ästen K2, L2 ist, eine zusätzliche Fadenmenge 14.1 abgelegt wird. Diese Fadenmenge 14.1 bildet eine Schicht, die so dick ist wie die Summe sämtlicher Schichten, die im Umkehrbereich Ba der Spule während der betroffenen Serie von Atmungszyklen abgelegt werden.
  • Die resultierende Atmungskurve nach dem gestrichelten Kurvenzug 13.1 hat nun gegenüber dem idealen, ausgezogenen Kurvenzug den Vorteil, daß im inneren Endpunkt Ei eine verhältnismäßig sanfte Umkehr des Verkürzungsastes K1 in den Verlängerungsast L1 stattfindet. Das bedeutet praktisch, daß zum Antrieb der Atmungsstange 126 (Fig. 7) und der Zylinder-Kolben-Einheit 23 nur geringe Verzögerungen und Beschleunigungen erforderlich sind. Es sei darauf hingewie­sen, daß die Korrektur 13.1 ideal auf den Überschußbereich D1 beschränkt ist, daß aus praktischen, insbesondere dyna­mischen Gründen u.U. jedoch eine weitergehende Korrektur zweckmäßig ist - wie gezeigt. Die Auswirkungen dieser weitergehenden Korrektur auf die Fadenablage können jedoch gering gehalten werden.
  • Wie Fig. 8 zeigt, wird der folgende Atmungszyklus mit verkürztem Atmungshub A2 durchgeführt. Dabei besteht der Atmungszyklus aus dem Verkürzungsast K2 und dem Verlänge­rungsast L2. Als Grundlage für die Berechnung dieses Kurven­zuges dient wiederum die Vorgabe, daß der Faden über den Bereich des Atmungshubes A2 gleichmäßig, d.h. zu einer gleich dicken Schicht 2 (Fig. 13A) verteilt werden soll. Dabei wird jedoch auch dieser Kurvenzug korrigiert, und praktisch wird der gestrichelte Kurvenzug 13.2 gefahren. Dieser gestrichelte Kurvenzug ist so ausgelegt, daß im axialen Überschußbereich D2 der Spule zwischen den inneren Endpunkten Ei2 und Ei3 des darauffolgenden Atmungszyklus eine zusätzliche Fadenmenge 14.2 abgelegt wird derart, daß in dem axialen Bereich D2 eine Schichtdicke erreicht wird, die der Summe sämtlicher Schichten der in der betroffenen Serie noch folgenden, verkürzten Atmungszyklen entspricht.
  • Während des nun folgenden Atmungszyklus ist der Atmungshub wiederum verkürzt, und zwar zu dem Atmungshub A3. Auch hier sind der Verkürzungsast K3 und der Verlängerungsast L3 in ihrem grundsätzlichen Verlauf so ausgelegt, daß die Faden­menge über den Atmungshub A3 zu einer zylindrischen Schicht 3 verteilt wird. Zusätzlich wird jedoch in dem Überschuß­bereich D3 der Spule zusätzlich die Fadenmenge 14.3 (Fig. 13A) abgelegt, indem wiederum die gestrichelt eingezeichnete Korrektur 13.3 der Atmungskurve erfolgt. Die zusätzliche Fadenmenge 14.3 erreicht wiederum die Schichtdicke der gesamten Fadenschicht, die in der Serie von Atmungszyklen im Umkehrbereich abgelegt wird.
  • Während des letzten Atmungszyklus 4 (nicht dargestellt) der Serie folgt wiederum eine Verkürzung des Atmungshubes auf den Atmungshub A4. Hierbei ist die Atmungskurve so ausge­legt, daß eine gleichmäßig zylindrische Schicht über den Atmungshub A4 gewickelt wird.
  • Anschließend folgt eine neue Serie von Atmungshüben, wobei der nächste Atmungszyklus mit dem maximalen Atmungshub Amax wie in Fig. 8 dargestellt, beginnt und wiederum eine stufen­weise Verkürzung des Atmungshubes von einem Zyklus zum nächsten stattfindet.
  • In den Fig. 13A und 13B ist der Schichtenaufbau des Endbe­reiches dargestellt, wobei in einer Serie vier Atmungszyklen durchgeführt werden.
  • Es ist aus Fig. 13A in schematischer Darstellung ersicht­lich, daß auch mit diesem modifizierten Verfahren über den Atmungsbereich Amax sich eine zylindrische Wicklung ergibt, die einen etwas größeren Durchmesser hat als die Wicklung im mittleren Bereich der Spule. Im Umkehrbereich Bi, der sich an den maximalen Atmungshub Amax anschließt, findet ein sanfter Übergang zwischen der Wicklung mit größerem Durch­messer und der Wicklung mit kleinerem Durchmesser statt, wie bereits zuvor unter Hinweis auf Fig. 3 beschrieben.
  • Fig. 13B zeigt die Schichtbildung, die in Fig. 13A schema­tisch dargestellt ist, in einer der Praxis näherkommenden Art und Weise. Dabei ist zu berücksichtigen, daß zum einem die während jedes Atmungszyklus abgelegte Fadenmenge sehr gering ist, da jeder Atmungszyklus nur wenige Sekunden, z.B. 6 Sekunden dauert. Zum anderen ist zu berücksichtigen, daß infolge dieser kurzen Dauer eines Atmungszyklus keine scharfen Kanten der einzelnen Schichten und Fadenmengen entstehen. Der Faden ist ein lineares Gebilde. Die einzelnen Fadenwindungen einer Schicht liegen nicht dicht bei dicht, sondern mit Abstand, der einige Millimeter betragen kann. Wegen dieses Fadenabstandes aufeinanderfolgender Windungen werden die in einer späteren Schicht abgelegten Windungen stets, d.h. bei funktionierender Spiegelstörung, zwischen den Windungen der vorausgegangenen Schicht abgelegt werden, so daß die einzelnen Schichten geometrisch nicht notwen­digerweise auch unterschiedliche Radien haben. Was in Fig. 13A und 13B als radial aufgetragene Fadenschicht erscheint, macht sich daher in Wirklichkeit zu einem großen Teil ledig­lich in einer Erhöhung der Packungsdichte der Spule bemerk­bar.
    Es ist aus Fig. 8 ersichtlich, daß die Korrekturen der Atmungskurven in allen Fällen dazu führen, daß die Atmungs­bewegung mit geringer Verzögerung und Beschleunigung durch­geführt werden kann.
  • Fig. 9 zeigt nun, daß zur Spiegelstörung die Changierge­schwindigkeit, ausgehend von der unteren Doppelhubzahl DHU, synchron mit der Verkürzung des Changierhubes H erhöht wird, wobei in jedem Spiegelstörungszyklus der obere Wert der Doppelhubzahl (DHO2, DHO3 ...) proportional zu der jeweili­gen Verkürzung des Atmungshubes A1, A2, A3 ... gegenüber der Doppelhubzahl DHO des vorausgegangenen Spiegelstörungszyklus ebenfalls verringert wird.
  • In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird dabei DHO4, d.h. der kleinste obere Wert der Doppelhubzahl inner­halb einer Serie von Atmungs- und Spiegelstörungszyklen mindestens so groß gewählt, daß das Verhältnis von Spiegel­störungsamplitude (C = DHO - DHU) zu Zykluszeit T einen bestimmten vorgegebenen Wert nicht unterschreitet. Die Spiegelstörungsamplitude C3 ist dabei die Differenz zwischen der kleinsten oberen Doppelhubzahl DHO3 und der unteren Doppelhubzahl DHU. Die halbe Zykluszeit T/2 ist die Zeit­dauer für die Erhöhung der Doppelhubzahl von DHU auf DHO. Das Verhältnis C3 / T/2 gibt die geringste Steigung der Spiegelstörungskurven nach Fig. 9 wieder. Diese geringste Steigung muß so groß sein, daß zwei Fadenwindungen, die durch aufeinanderfolgende Changierhübe unmittelbar nebenein­ander abgelegt werden, einen Abstand gemessen senkrecht zum Faden haben, der mindestens gleich der Fadendicke ist. Man kann auch formulieren: Der Abstand in axialer Richtung muß mindestens gleich der Ablagebreite (gemessen in axialer Richtung) sein, mit der sich der multifile Faden auf der Spule ablegt. Diese Ablagebreite ist auf der Spule durch Messung zu ermitteln.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Fig. 10 bis 12 erläutert. Das Atmungsgesetz und die dadurch hervorgerufene Fadenablage auf der Spule entspricht der Beschreibung und Darstellung nach den Fig. 8 bzw. 13, 13A. Die Ausführung der Spiegelstörung nach Fig. 11 entspricht der Darstellung und Beschreibung nach Fig. 5. Das heißt, die Spiegelstörungsamplitude ist konstant.
  • Wenn man bei konstanter Spiegelstörungsamplitude davon ausgeht, daß der obere Wert der Doppelhubzahl DHO so bemes­sen ist, daß er bei maximalem Atmungshub eine ideale Faden­spannungskompensation ergibt, so folgt daraus, daß bei dem kleinsten Atmungshub keine vollständige Fadenspannungs­ kompensation mehr stattfindet. Aus diesem Grunde wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Umfangsgeschwindigkeit der Spule - wie Fig. 12 zeigt - synchron mit der Atmung bzw. Spiegelstörung erhöht. Während des Atmungszyklus mit maximalem Atmungshub Amax ist die Umfangsgeschwindigkeit der Spule gleich dem Ausgangswert VAO. Synchron mit dem Beginn eines Atmungszyklus mit verkürztem Atmungshub A2 erfolgt auch eine geringfügige Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit V der Spule, wobei die Differenz zwischen V2 und V1 proportional der Differenz der Atmungshübe A1 und A2 ist. Sodann wird mit Verlängerung des Changierhubes die Changier­geschwindigkeit wiederum auf ihren Ausgangswert VAO = V1 vermindert. Mit Durchführung des nächsten Atmungszyklus erfolgt wiederum eine Erhöhung der Changiergeschwindigkeit, und zwar auf einen vergrößerten Wert V3. Die Differenz V3 - ­V1 ist wiederum proportional der Gesamtverkürzung des Atmungshubes Amax - A3. Durch geeignete Vorgabe des Ausgangswertes der Umfangsgeschwindigkeit der Spule V1 und der erhöhten Werte V2 und V3, die durch Berechnung und Versuch zu ermitteln ist, läßt sich eine vollständige Faden­spannungskompensation herbeiführen, so daß die Fadenzug­kraft, der der Faden auf der Spule unterworfen ist, weder während der Spulreise noch während einer Serie von Atmungs­zyklen noch während eines Atmungszyklus schwankt.
  • Es ist ersichtlich, daß das Verfahren nach Fig. 12 auch mit einem Verfahren nach den Fig. 8, 9 kombiniert werden kann. Dies wird man mit Vorteil dann tun, wenn sich zwischen der Forderung der guten Spiegelstörung und der Forderung der Fadenspannungskompensation ein gangbarer Kompromiß nicht finden läßt.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Figuren 14 bis 16 erläutert. Die Ausführung der Spiegel­störung nach Fig. 15 entspricht der Darstellung und Beschreibung nach Fig. 5. Das heißt, die Spiegelstörungs­amplitude ist konstant. Es sei jedoch vorab darauf hingewie­sen, daß das Verfahren nach Fig. 14, 16, das nachfolgend beschrieben wird, auch mit einem Spiegelstörungsverfahren nach Fig. 9 kombiniert werden kann. Man wird von der Möglichkeit, die Spiegelstörungsamplitude zu variieren, insbesondere dann Gebrauch machen, wenn dies zur Kompensa­tion von Fadenspannungsschwankungen erforderlich ist. Inso­weit wird auf die Beschreibung zu Fig. 5 Bezug genommen.
  • Mit Hilfe des Changierdiagramms nach Fig. 14 wird eine bikonische Wicklung hergestellt. Zu Anfang der Spulreise wird der Faden mit dem Anfangs-Changierhub H1 verlegt. Im Verlaufe der Spulreise erfolgt eine ständige Verkleinerung des Changierhubes H, und zwar an beiden Seiten der Spule. Daher entsteht eine zylindrische Spule mit abgeflachten, d.h. konischen Stirnflächen. Die Differenz der axialen Wickellänge zwischen der Anfangswicklung und der Endwicklung ist mit D bezeichnet. Das bedeutet, daß der Basis-Changier­hub im Laufe der Spulreise ständig kleiner wird. Die Atmung geht nun von diesem kleiner werdenden Basis-Changierhub aus.
  • Die Atmung erfolgt mit veränderlichem Atmungshub A1, A2, A3 usw. Sowohl in Fig. 14 bis 16 ist die Abszisse die Zeit­achse. In Fig. 15 ist die Changiergeschwindigkeit auf der Ordinate abgetragen. Die Changiergeschwindigkeit wird ange­geben als Doppelhubzahl DH. Die Doppelhubzahl ist die Anzahl pro Zeiteinheit der Hin- und Herbewegungen des Fadenführers 108 (Fig. 7). Die Changiergeschwindigkeit wird fortlaufend zwischen dem unteren, fest vorgegebenen Grenzwert DHU und einem oberen, variablen Grenzwert DHO variiert, wobei auch hier - wie dargestellt - ein lineares, sägezahnförmiges Störungsgesetz angewandt werden kann. Wie auch zuvor sind das Atmungsgesetz 1 und das Störungsgesetz 2 derart synchro­nisiert, daß die geringste Changiergeschwindigkeit DHU stets mit dem größten Changierhub im Scheitelwert EA der Atmungs­kurve und die größte Changiergeschwindigkeit DHO mit dem kleinsten Changierhub im inneren Endpunkt der Atmungskurve zusammenfällt. Diese Synchronisation dient zur Kompensation der Fadenspannungsschwankungen, die einerseits durch die Atmung und andererseits durch die Störung hervorgerufen werden.
  • In Fig. 14 ist der Changierweg H bzw. der Atmungshub A auf der Ordinate abgetragen. Es ist zu ersehen, daß sich der Basis-Changierhub gegenüber dem Anfangs-Changierhub ständig verändert. In der Darstellung nach Fig. 14 bildet der Basis-Changierhub eine unter dem Winkel beta ansteigende Gerade. Der Changierhub kehrt nun im Laufe eines Atmungs­zyklus ständig auf diesen Basis-Changierhub zurück und die Atmungshübe A1 bis A4 werden von diesem Basis-Changierhub aus berechnet.
  • Zur Ermittlung des Verlaufs der Atmungskurve nach Fig. 14:
    In Fig. 14 sind drei Atmungszyklen aus einer Serie von vier Atmungszyklen dargestellt. Zu einer Serie können aber auch mehr, z.B. acht Atmungszyklen gehören. Die Serie von zusam­mengehörenden Atmungszyklen zeichnet sich dadurch aus, daß der Atmungshub A1 des ersten Atmungszyklus gleich dem maxi­malen Atmungshub ist und daß der Atmungshub A2, A3 ... der folgenden Atmungszyklen sodann von einem Atmungszyklus zum nächsten ständig verkürzt wird. Die nächste unmittelbar folgende Serie von Atmungszyklen beginnt wieder mit dem maximalen Atmungshub.
  • Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Atmungskurve die Verkleinerung des Changierhubs gegenüber dem Basis-­Changierhub während eines Atmungszyklus darstellt. Die Atmungskurve besteht typischerweise aus einem Verkürzungsast K und einem Verlängerungsast L. Der Verkürzungsast gibt die Verkürzung des Changierhubes zwischen dem äußeren Scheitel­punkt Ea = Basis-Changierhub und dem inneren Scheitelpunkt Ei des Changierhubes H wieder. Der Verlängerungsast gibt den zeitlichen Verlauf der Verlängerung des Scheitelpunktes des Changierhubes H zwischen dem inneren Scheitelpunkt Ei und dem äußeren Scheitelpunkt Ea = Basis-Changierhub wieder.
  • Im folgenden wird einem Atmungszyklus jeweils ein Verkür­zungsast K und ein Verlängerungsast L zugeordnet.
  • Der in Fig. 14 dargestellte erste Atmungszyklus weist nun den Verkürzungsast K1 und den Verlängerungsast L1 auf. Die Atmungskurve erstreckt sich über den maximalen Atmungshub Amax. Die Atmungskurve des ersten Zyklus ist in ihrem grund­sätzlichen Kurvenverlauf, die als ausgezogene Linie darge­stellt ist, so ausgelegt, daß - wie bereits zuvor anhand des Diagramms nach Fig. 2, 2A, 3 und 4 beschrieben - die Dicke der abgelegten Fadenschicht im gesamten Atmungshub Amax konstant ist und eine zylindrische Spulenoberfläche ergibt. Diese Schicht ist in Fig. 17A als Schicht 1 markiert. Die Atmungskurve wird jedoch - wie durch den gestrichelten Kurvenzug 13.1 angegebenen - korrigiert. Die Atmungskurve 13.1 wird so ausgelegt, daß in dem axialen Überschußbereich D1 der Spule, der die Differenz zwischen dem maximalen Atmungshub Amax bzw. A1 und dem Atmungshub A2 des nächsten Atmungszyklus mit den Ästen K2, L2 ist, eine zusätzliche Fadenmenge 14.1 abgelegt wird. Diese Fadenmenge 14.1 bildet eine Schicht, die so dick ist wie die Summe sämtlicher Schichten, die im Umkehrbereich Ba der Spule während der betroffenen Serie von Atmungszyklen abgelegt werden.
  • Die resultierende Atmungskurve nach dem gestrichelten Kurvenzug 13.1 hat nun gegenüber dem idealen, ausgezogenen Kurvenzug den Vorteil, daß im inneren Endpunkt Ei eine verhältnismäßig sanfte Umkehr des Verkürzungsastes K1 in den Verlängerungsast L1 stattfindet. Das bedeutet praktisch, daß zum Antrieb der Atmungsstange 126 (Fig. 7) und der Zylinder-Kolben-Einheit 23 nur geringe Verzögerungen und Beschleunigungen erforderlich sind. Es sei darauf hingewie­sen, daß die Korrektur 13.1 ideal auf den Überschußbereich D1 beschränkt ist, daß aus praktischen, insbesondere dyna­mischen Gründen u.U. jedoch eine weitergehende Korrektur zweckmäßig ist - wie gezeigt. Die Auswirkungen dieser weitergehenden Korrektur auf die Fadenablage können jedoch gering gehalten werden.
  • Wie Fig. 14 zeigt, wird der folgende Atmungszyklus mit kürzerem Atmungshub A2 durchgeführt. Dabei besteht der Atmungszyklus aus dem Verkürzungsast K2 und dem Verlänge­rungsast L2. Als Grundlage für die Berechnung dieses Kurven­zuges dient wiederum die Vorgabe, daß der Faden über den Bereich des Atmungshubes A2 gleichmäßig, d.h. zu einer gleich dicken Schicht 2 (Fig. 17A) verteilt werden soll. Dabei wird jedoch auch dieser Kurvenzug korrigiert, und praktisch wird der gestrichelte Kurvenzug 13.2 gefahren. Dieser gestrichelte Kurvenzug ist so ausgelegt, daß im axialen Überschußbereich D2 der Spule zwischen den inneren Endpunkten Ei2 und Ei3 des darauffolgenden Atmungszyklus eine zusätzliche Fadenmenge 14.2 abgelegt wird derart, daß in dem axialen Bereich D2 eine Schichtdicke erreicht wird die der Summe sämtlicher Schichten der in der betroffenen Serie noch folgenden, kürzeren Atmungszyklen entspricht.
  • Während des nun folgenden Atmungszyklus ist der Atmungshub wiederum verkürzt, und zwar zu dem Atmungshub A3. Auch hier sind der Verkürzungsast K3 und der Verlängerungsast L3 in ihrem grundsätzlichen Verlauf so ausgelegt, daß die Faden­menge über den Atmungshub A3 zu einer zylindrischen Schicht 3 verteilt wird. Zusätzlich wird jedoch in dem Überschuß­bereich D3 der Spule zusätzlich die Fadenmenge 14.3 (Fig. 17A) abgelegt, indem wiederum die gestrichelt eingezeichnete Korrektur 13.3 der Atmungskurve erfolgt. Die zusätzliche Fadenmenge 14.3 erreicht wiederum die Schichtdicke der gesamten Fadenschicht, die in der Serie von Atmungszyklen im Umkehrbereich abgelegt wird.
  • Während des letzten Atmungszyklus 4 (nicht dargestellt) der Serie folgt wiederum eine Verkürzung des Atmungshubes auf den Atmungshub A4. Hierbei ist die Atmungskurve so ausge­legt, daß eine gleichmäßig zylindrische Schicht über den Atmungshub A4 gewickelt wird.
  • Anschließend folgt eine neue Serie von Atmungshüben, wobei der nächste Atmungszyklus mit dem maximalen Atmungshub Amax wie in Fig. 14 dargestellt, beginnt und wiederum eine stufenweise Verkürzung des Atmungshubes von einem Zyklus zum nächsten stattfindet.
  • In den Fig. 17A und 17B ist der Schichtenaufbau des Endbe­reiches dargestellt, wobei in einer Serie vier Atmungszyklen durchgeführt werden.
  • Es ist aus Fig. 17A in schematischer Darstellung ersicht­lich, daß die Verkürzung des Basis-Changierhubs gegenüber dem Anfangs-Changierhub dazu führt, daß die Stirnflächen der Spule abgeböscht, d.h. konisch wird. Es sei aller­dings bemerkt, daß der Konuswinkel in den Fig. 17A, B über­groß gezeichnet worden ist. In Wirklichkeit wirkt sich die Veränderung des Basis-Changierhubes während eines Atmungs­zyklus, der eine Zeitdauer von wenigen Sekunden hat, nicht so stark aus.
  • Es ist aus Fig. 17A in schematischer Darstellung ersicht­lich, daß auch mit diesem modifizierten Verfahren über den Atmungsbereich Amax sich eine zylindrische Wicklung ergibt, die einen etwas größeren Durchmesser hat als die Wicklung im mittleren Bereich der Spule. Im Umkehrbereich Bi, der sich an den maximalen Atmungshub Amax anschließt, findet ein sanfter Übergang zwischen der Wicklung mit größerem Durch­messer und der Wicklung mit kleinerem Durchmesser statt, wie bereits zuvor unter Hinweis auf Fig. 3 beschrieben.
  • Fig. 17B zeigt die Schichtbildung, die in Fig. 17A schema­tisch dargestellt ist, in einer der Praxis näherkommenden Art und Weise. Auch in Fig. 17B ist der Böschungswinkel der Stirnkante zu groß gezeichnet. Im Rahmen dieser Anmeldung ist zu berücksichtigen, daß zum einem die während jedes Atmungszyklus abgelegte Fadenmenge sehr gering ist, da jeder Atmungszyklus nur wenige Sekunden, z.B. 6 Sekunden dauert. Zum anderen ist zu berücksichtigen, daß infolge dieser kurzen Dauer eines Atmungszyklus keine scharfen Kanten der einzelnen Schichten und Fadenmengen entstehen. Der Faden ist ein lineares Gebilde. Die einzelnen Fadenwindungen einer Schicht liegen nicht dicht bei dicht, sondern mit Abstand, der einige Millimeter betragen kann. Wegen dieses Fadenab­standes aufeinanderfolgender Windungen werden die in einer späteren Schicht abgelegten Windungen stets, d.h. bei funktionierender Spiegelstörung, zwischen den Windungen der vorausgegangenen Schicht abgelegt werden, so daß die einzel­nen Schichten geometrisch nicht notwendigerweise auch unter­ schiedliche Radien haben. Was in 17A und 17B als radial aufgetragene Fadenschicht erscheint, macht sich daher in Wirklichkeit zu einem großen Teil lediglich in einer Erhö­hung der Packungsdichte der Spule bemerkbar. Es ist aus Fig. 14 ersichtlich, daß die Korrekturen der Atmungskurven in allen Fällen dazu führen, daß die Atmungs­bewegung mit geringer Verzögerung und Beschleunigung durch­geführt werden kann.
  • Zur Spiegelstörung könnte nun, wie Fig. 9 zeigt, die Changiergeschwindigkeit, ausgehend von der unteren Doppel­hubzahl DHU, synchron mit der Verkürzung des Changierhubes H erhöht werden, wobei in jedem Spiegelstörungszyklus der obere Wert der Doppelhubzahl (DHO2, DHO3 ...) proportional zu der jeweiligen Verkürzung des Atmungshubes A1, A2, A3... gegenüber der Doppelhubzahl DHO des vorausgegangenen Spiegelstörungszyklus ebenfalls verringert wird. Zur weiteren Ausgestaltung wird auf die Ausführungen zu Fig. 9 verwiesen.
  • Sofern jedoch das Atmungsverfahren bei konstanter Spiegel­störung - wie in Fig. 15 dargestellt - betrieben wird, kann es vorteilhaft sein, zur Kompensation von Fadenspannungs­schwankungen auch die Umfangsgeschwindigkeit zu ändern, wie dies in bezug auf Fig. 16 gezeigt ist. Zunächst einmal wird die Umfangsgeschwindigkeit synchron mit dem abnehmenden Basis-Changierhub gegenüber dem Anfangswert der Umfangsge­schwindigkeit VA0 erhöht. Diese sich ständig erhöhende Umfangsgeschwindigkeit ist in dem Diagramm nach Fig. 16, in dem die Ordinate die Umfangsgeschwindigkeit der Spule darstellt, mit "Basisumfangsgeschwindigkeit" bezeichnet. Erfindungsgemäß erfolgt nun eine weitere Modifikation.
  • Wenn man bei konstanter Spiegelstörungsamplitude davon ausgeht, daß der obere Wert der Doppelhubzahl DHO so bemes­ sen ist, daß er bei maximalem Atmungshub eine ideale Faden­spannungskompensation ergibt, so folgt daraus, daß bei dem kleinsten Atmungshub keine vollständige Fadenspannungs­kompensation mehr stattfindet. Aus diesem Grunde wird bei diesem Ausführungsbeispiel die Umfangsgeschwindigkeit der Spule - wie Fig. 16 zeigt - synchron mit der Atmung bzw. Spiegelstörung gegenüber der Basis-Umfangsgeschwindigkeit erhöht. Während des Atmungszyklus mit maximalem Atmungshub Amax ist die Umfangsgeschwindigkeit der Spule gleich der Basis-Umfangsgeschwindigkeit. Synchron mit dem Beginn eines Atmungszyklus mit verkürztem Atmungshub A2 erfolgt auch eine geringfügige Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeit V der Spule, wobei die Differenz zwischen V2 und V1 proportional der Differenz der Atmungshübe A1 und A2 ist. Sodann wird mit Verlängerung des Changierhubes die Changiergeschwindigkeit wiederum auf die Basis-Umfangsgeschwindigkeit vermindert. Mit Durchführung des nächsten Atmungszyklus erfolgt wiederum eine Erhöhung der Changiergeschwindigkeit, und zwar auf einen vergrößerten Wert V3. Die Differenz V3 - V1 ist wiederum proportional der Gesamtverkürzung des Atmungshubes Amax - A3. Durch geeignete Vorgabe des Ausgangswertes und Basiswertes der Umfangsgeschwindigkeit der Spule V1 und der erhöhten Werte V2 und V3, die durch Berechnung und Versuch zu ermitteln ist, läßt sich eine vollständige Fadenspan­nungskompensation herbeiführen, so daß die Fadenzugkraft, der der Faden auf der Spule unterworfen ist, weder während der Spulreise noch während einer Serie von Atmungszyklen noch während eines Atmungszyklus schwankt.
    • BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG
    • 1 Atmungskurve
    • 2 Störungskurve
    • 3 Changiergesetz
    • 4 gerader Ast
    • 5 Übergangspunkt
    • 6 gekrümmter Ast
    • 7
    • 8 Zeit-Weg-Diagramm des Changierhubs
    • 9 Kurve
    • 10 Kurve
    • 11 Kurve
    • 12 Kurve
    • 13 Kurvenzug
    • 14 Fadenmenge, Anhäufung, Zusatzmenge
    • 18 Programmeinheit
    • 19 Signal/Stromwandler
    • 20 Elektromagnet
    • 21 hydraulisches Steuerventil
    • 22 Feder
    • 23 Zylinder-Kolben-Einheit
    • 24 Kolbenstange
    • 25 Schlitten
    • 26 Einheit
    • 27 Eisenkern
    • 28 Kolbenstange
    • 29 Bund, Steuerbund
    • 30 Bund
    • 31 Bund
    • 32 Pumpe
    • 33 Tank
    • 34 Rückseite
    • 35 Federplatte
    • 36 Federplatte
    • 37 Kolben
    • 38 Vorderseite
    • 39 Kanal
    • 40 Kanal
    • 41 Kanal
    • 42 Kanal
    • 43 Arm
    • 44 Kanal
    • 45 Schulter
    • 46 Gleitlager
    • 47 Anschlag
    • 48 Flansch
    • 49 Stange
    • 50 Motor
    • 51 Frequenzwandler
    • 52 Motor
    • 53 Programmeinheit
    • 54 Zeitgeber

Claims (10)

1. Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule
mit Hin- und Herverlegen (Changieren) des Fadens bei Bewegungsumkehr des Fadenführers in den Umkehrbereichen des Changierhubes mit vorgegebener, endlicher Verzöge­rung und endlicher Beschleunigung
sowie mit Atmung des Changierhubs,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Atmung nach einem wellenförmigen Zeitdiagramm mit parabelähnlich verlaufenden Wellentälern (Atmungskurve) derart erfolgt, daß zumindest im Umkehrbereich (Ba) des größten Changierhubes die aufgewickelte Fadenmenge im wesentlichen gleichmäßig zu einer zylindrischen Wicklung verteilt wird,
wobei die zylindrische Wicklung einen geringfügig größeren Durchmesser als der mittlere Bereich der Spule hat und
wobei die Atmungskurve am äußeren Endpunkt des Changier­hubs ihren Scheitelpunkt hat und im innersten Endpunkt des Changierhubs mit großer Verzögerung und Beschleuni­gung umkehrt und sich in axialer Richtung mindestens über den Umkehrbereich (Ba) der Changierung bei größtem Changierhub erstreckt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Atmungshub Amax aufeinanderfolgender Atmungskurven gleich bleibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einer Serie aufeinanderfolgender Atmungszyklen der Atmungshub eines (zweiten) Atmungszyklus gegenüber dem Atmungshub des voraufgegangenen (ersten) Atmungs­zyklus verkürzt wird
und daß das Zeitdiagramm des ersten Atmungszyklus derart ausgelegt wird, daß (gemäß Anspruch 1)
in seinem Atmungshub (Amax = A1) die aufgewickelte Fadenmenge im wesentlichen gleichmäßig zu einer zylin­drischen Wicklung verteilt wird,
und daß zusätzlich in dem Überschußteil (D1) des ersten Atmungshubes, um den der Atmungshub (A1) des ersten Atmungszyklus den Atmungshub (A2) des nachfolgenden, zweiten Atmungszyklus überragt (D1 = A1 - A2), eine zusätzliche Fadenmenge in einer Schichtdicke abgelegt wird, die im wesentlichen der Schichtdicke sämtlicher folgenden Atmungszyklen mit verkürztem Atmungshub entspricht.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
in einer Serien von Atmungszyklen der Atmungshub (A1, A2, A3 ...) der einander folgenden Atmungszyklen fort­laufend verkleinert und zu Beginn der neuen Serie auf den Ausgangswert (A1 = Amax) des Atmungshubes wieder vergrößert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spiegelstörung synchron mit den Atmungszyklen im Sinne des Ausgleichs der Fadenspannung erfolgt, wobei die Spiegelstörungsamplitude (C1, C2, C3 ...), die die Differenz (DHO - DHU) zwischen der maximalen und mini­malen Changiergeschwindigkeit ist, während einer Serie von Atmungszyklen in Abhängigkeit von dem kleiner werdenden Atmungshub (A1, A2, A3 ...) abnimmt.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spiegelstörung derart erfolgt,
daß die minimale Changiergeschwindigkeit (DHU) im Verlaufe der Spulreise nach einem für die Spulreise vorgegebenen Gesetz verläuft (z.B. konstant bleibt) und daß die Changiergeschwindigkeit während jeder Serie von Atmungszyklen synchron mit der Erreichung des Atmungshubes auf einen maximalen Wert (DHO1, DHO2, DHO3 ...) erhöht wird, welcher von der jeweiligen Größe des Atmungshubes (A1, A2, A3 ...) abhängt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Zeitdauer eines Atmungszyklus und des damit synchro­nen Spiegelstörungszyklus sowie der kleinste Wert der maximalen Changiergeschwindigkeit (DHO4) innerhalb einer Serie von Atmungshüben so groß vorgegeben wird,
daß die Änderung des Spulverhältnisses (Spindeldreh­zahl/Changiergeschwindigkeit), die während eines Doppel­hubes durch die Veränderung der Changiergeschwindigkeit hervorgerufen wird, zu einem Abstand von zwei aufein­anderfolgenden Fadenwindungen führt, der größer ist als die Ablagebreite des Fadens auf der Spule.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Fadenspannungskompensation die Umfangsgeschwindig­keit der Spule synchron mit den Atmungszyklen derart vergrößert wird, daß der größte Atmungshub mit der größten Umfangsgeschwindigkeit der Spule synchron liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Spiegelstörung synchron mit den Atmungszyklen im Sinne des Ausgleiches der Fadenspannung erfolgt, wobei die Spiegelstörungsamplitude (C1), welche die Differenz DHO - DHU) zwischen der maximalen und minimalen Changiergeschwindigkeit ist, konstant bleibt, und daß die Umfangsgeschwindigkeit der Spule bei allen Atmungszyklen mit vermindertem Atmungshub in Abhängig­keit von der Größe der Verminderung des Atmungshubes derart verändert wird, daß die Fadenspannung im wesent­lichen konstant bleibt.
10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Fadenspannungskompensation die Umfangsgeschwindig­keit der Spule synchron mit dem abnehmenden Changierhub vergrößert wird.
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