EP1175364A2

EP1175364A2 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden fadens

Info

Publication number: EP1175364A2
Application number: EP00943709A
Authority: EP
Inventors: Friedhelm Lenz; Reinhard Lieber
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 2000-05-03
Publication date: 2002-01-30
Anticipated expiration: 2020-05-03
Also published as: US20020043585A1; TR200102950T2; KR20020014793A; CN1263669C; EP1175364B1; DE50007296D1; CN1362933A; KR100684087B1; WO2000068126A2; US6523774B2; WO2000068126A3

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Hierbei wird der Faden auf einer angetriebenen Hülse zu einer Kreuzspule gewickelt, wobei der Faden mittels eines Changierfadenführers innerhalb eines changierhubes hin- und hergeführt wird. Der Changierhub des Changierfadenführers ist innerhalb der Spulbreite der Kreuzspule in seiner Länge veränderbar. Während des Aufwickelns (Spulreise) wird der Changierhub zwischen einer Maximallänge zu Beginn der Spulreise und einer Endlänge am Ende der Spulreise nach einer vorgegebenen Hubfunktion derart verändert, dass im Laufe der Spulreise jedem Changierhub eine bestimmte Länge zugeordnet ist, wobei die Längen der Changierhübe kleiner sind als die jeweiligen gewickelten Spulenbreiten.

Description

Beschreibung

Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden

Fadens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 14.

Beim Aufwickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule wird der Faden innerhalb der Spulbreite bei im wesentlichen konstanter Umfangsgeschwindigkeit der Spule mit einem Kreuzungswinkel auf der Spulenoberfläche abgelegt. Hierzu wird der Faden durch einen Changierfadenführer vor Auflauf auf die Spulenoberfläche innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt. Die Länge des Changierhubes bestimmt dabei die Spulenbreite. Es werden hierbei grundsätzlich zwei bekannte Verfahren zur Bildung einer Spule unterschieden. Bei einem ersten Verfahren wird der Changierhub während der Spulreise in seiner Maximallänge nicht verändert. Damit wird eine zylindrische Kreuzspule mit im wesentlichen rechtwinkeligen Stirnseiten gewickelt. Hierbei ist die zu Beginn der Spulreise eingestellte Länge des Changierhubes gleich der Länge des Changierhubes am Ende der Spul- reise.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird während der Spulreise der Changierhub ständig verkürzt. In diesem Fall wird eine zylindrische Kreuzspule mit schrägen Stirnseiten gewickelt. Diese sogenannten bikonischen Spulen sind somit zu einer Normalebene abgeböscht, wobei der Böschungswinkel kleiner 90° ist. Der am Ende der Spulreise eingestellte Changierhub weist hierbei eine Länge auf, die kleiner ist als die Länge des Changierhubes zu Beginn der Spulreise. Unabhängig davon, welche Form die Stirnseite der Spule besitzt, müssen die Fadenlagen bei der Fadenumkehr an den Enden der Spule derart verlegt werden, daß keine Unregelmäßigkeiten durch beispielsweise austretende Fadenstücke wie die sogenannten Fadenabschläger oder rutschende Fadenlagen entstehen. In der EP 0 235 557 (Bag. 1509) wird hierzu vorgeschlagen, den Changierhub während der Spulreise zyklisch zu verkürzen und zu verlängern. Dieses Verfahren ist als sogenannte Atmung bekannt. Damit wird eine gleichmäßige Massenverteilung an den Spulenkanten erzeugt, so daß keine Wülste entstehen. Hierbei wird beim Aufbau einer geraden Stirnseite nach jedem Atmungszyklus die vor der Atmung eingestellte Länge des Changierhubes wieder eingestellt. Beim Aufbau einer bikonischen Spule wird nach dem Atmungszyklus eine den Böschungswinkel bestimmende Verkürzung des Grundchangierhubes eingestellt.

Des weiteren ist aus der DE 37 23 524 bekannt, die Stirnseite einer Spule derart zu wickeln, daß zu Beginn der Spulreise eine mit kleinerem Böschungswinkel gewickelte Basisschicht zunächst aufgebaut wird. Daran anschließend wird die Spulreise mit einer geringeren Verkürzung des Changierhubes fortgesetzt.

In der Praxis hat sich beim Aufwickeln insbesondere von texturierten Fäden mit einer hohen Einkräuselung gezeigt, daß besonders im mittleren Bereich der Spule an den Stirnseiten wulstartige Ausbauchungen auftreten, die bei hohen Ablaufgeschwindigkeiten in der Weiterverarbeitung Störungen verursachen.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, daß das Wickeln einer Kreuzspule mit im wesentlichen geradlinigen Stirnseiten ermöglicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14 gelöst.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß alle übereinander liegenden Fadenlagen einer Kreuzspule in die Formgebung der Stirnseiten mit einbezogen werden. Die Erfindung bricht mit dem Vorurteil, daß während des Aufwickelns zur Erzeugung einer rechtwinkeligen oder geneigten Stirnseite der Spule der Changierhub proportional zur Spulenbreite während der Spulreise zu verändern ist. Es wurde festgestellt, daß die Ausbildung der Stirnseite der Kreuzspule nicht allein durch die während der Aufwicklung eingestellten Längen des Changierhubes bestimmt ist, sondern sich nach Fertigstellung der Spule vielmehr durch Zusammenwirken aller aufeinander liegender Fadenlagen ergibt. Dabei werden insbesondere im mittleren Durchmesserbereich der Spule Veränderungen festgestellt. Derartige Formänderungen werden durch das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt, indem die Längen des Changierhubes während der Spulreise nach einer vorgegebenen Hubfunktion verändert werden. Die Hubfunktion gibt den Zusammenhang zwischen der Aufwicklung, die durch die Wickelzeit oder den Spulendurchmesser definiert sein kann, und die jeweils einzustellenden Längen des Changierhubes an. Hierbei wird im Verlauf der Spulreise durch die Hubfunktion jedem Changierhub eine bestimmte Länge zugeordnet, wobei die Längen der Changierhübe kleiner sind als die jeweilig gewickelten Spulenbreiten. Somit kann die Hubfunktion auch als Maß angesehen werden, welches die Differenz zwischen der späteren Spulenbreite und der Länge des Changierhubes angibt. Als besonders vorteilhaft zur Bil- dung geradliniger Stirnseiten ist eine Hubfunktion, bei welcher zu Beginn der Spulenreise eine stetige Verkürzung des Changierhubes relativ zur Spulenbreite und zum Ende der Spulreise eine stetige Verlängerung des Changierhubes relativ zur Spulenbreite vorgegeben wird. Insbesondere im mittleren Bereich ergeben sich somit die größten Abweichungen zwischen der Spulenbreite und der Länge des Changierhubes. Die durch die Hubfunktion vorgegebenen Changierhubänderungen über der Spulreise sind dabei im wesentlichen von den Parametern wie Fadenspannung, die Einkräuselung des Fadens, dem Fadentiter, der Spulendichte und der Fadenablage, die durch den Kreuzungswinkel und die Fadenumkehr definiert ist, abhängig. So hat sich der Zusammenhang herausgestellt, daß beispielsweise ein texturierter Faden mit relativ geringer Einkräuselung eine Hubfunktion benötigt, die eine größere Abweichung zwischen der Spulenbreite und der Länge des Changierhubes im mittleren Bereich der Spule aufzeigt. Dagegen ist bei einer Wicklung einer Spule mit sehr hoher Spulendichte nur eine geringe Abweichung zwischen der Spulen- breite und der Länge des Changierhubes erforderlich.

Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird während der Spulreise jedem gewickelten Spulendurchmesser eine bestimmte Länge des Changierhubes zugeordnet. Damit läßt sich eine sehr genaue geometrische Form der Kreuzspule erzeugen und reproduzieren.

Bei Kreuzspulen, die in der Weiterverarbeitung keiner bevorzugten Fadenfuhrung unterliegen, ist die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 5 besonders vorteilhaft. Hierbei werden durch die Hubfunktion beide Stirnseiten der Kreuzspule gleich- mäßig gewickelt.

Um bei einem Weiterverarbeitungsprozeß möglichst gute Ablaufeigenschaften des Fadens von einer über Kopf abgezogenen Spule zu ermöglichen, ist die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 6 bevorzugt einzusetzen. Hierbei können beide Stirnseiten in ihrer Formgebung unterschiedlich gewickelt sein.

Da eine Hubfunktion jeweils von einer am Anfang der Spulreise eingestellten Maximallänge des Changierhubes und einer am Ende der Spulreise eingestellten Endlänge des Changierhubes ausgeht, ist die Hubfunktion für einen Enddurch- messer oder einen Böschungswinkel vorgegeben. Insbesondere bei der Erzeugung von bikonischen Spulen ist es daher besonders von Vorteil, wenn zu jedem ge- wickelten Enddurchmesser einer Kreuzspule jeweils eine Hubfunktion zugeordnet ist, die einen bestimmten Böschungswinkel an zumindest einer Stirnseite der Kreuzspule ergibt.

Ebenso führt bei der Wicklung von bikonischen Spulen eine Veränderung des Böschungswinkels dazu, daß gleichzeitig die Endlänge des Changierhubes verändert werden muß. Hierzu ist die Verfahrensvariante gemäß Anspruch 8 besonders vorteilhaft einsetzbar. Dabei ist jedem Böschungswinkel der Kreuzspule jeweils eine Hubfunktion zugeordnet. Jede der Hubfunktionen ist auf einen bestimmten Enddurchmesser der Kreuzspule festgelegt.

Bei der Wicklung von Kreuzspulen mit einer Stirnseite, die einen Winkel von 90° aufweist, wird die Maximallänge des Changierhubes zu Beginn der Spulreise und die Endlänge des Changierhubes am Ende der Spulreise jeweils gleich groß vor- gegeben. Dagegen läßt sich durch Verkürzung der Endlänge des Changierhubes jeder beliebige Böschungswinkel an der Stirnseite der Spule einstellen.

Bei einer besonders vorteilhaften Verfahrensvariante wird die Hubfunktion in einer Steuereinrichtung hinterlegt und gespeichert. Die Steuereinrichtung ist mit dem Antrieb des Changierfadenführers verbunden, wobei der Antrieb die Changierbewegung und den Changierhub des Changierfadenführers beeinflußt. Die Hubfunktion könnte beispielsweise mittels eines Zeitprogramms in der Steuereinrichtung zu einer stetigen oder unstetigen Änderung des Changierhubes fuhren.

Um einen möglichst präzisen Aufbau der Spule zu erhalten, ist die Verfahrensvariante nach Anspruch 11 besonders vorteilhaft. Hierbei wird laufend der Ist- Durchmesser der Spule ermittelt, so daß der Antrieb durch die Steuereinrichtung mit der zu dem momentanen Spulendurchmesser vorgegebenen Länge des Changierhubes gesteuert wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist unabhängig von der Wicklungsart. Als Wicklungsarten gelten hierbei die Wildwicklung, die Präzisionswicklung oder die Stufenpräzisionswicklung. Bei der Wildwicklung bleibt der Mittelwert der Changiergeschwindigkeit während der Spulreise im wesentlichen konstant. Hierbei ändert sich das Spulverhältnis (Spindeldrehzahl / Changiergeschwindigkeit) im Laufe der Spulreise stetig. Bei einer Präzisionswicklung wird das Spulverhältnis konstant gehalten. Bei einer Stufenpräzisionswicklung wird dagegen das Spulverhältnis nach einem vorgegebenen Programm in Stufen verändert.

Ebenso ist es besonders vorteilhaft, das erfindungsgemäße Verfahren mit den bekannten Verfahren zur Spiegelstörung oder mit bekannten Verfahren zur Atmung zu kombinieren. Damit können Kreuzspulen mit großem Durchmesser und großer Spulenlänge hergestellt werden, die bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten von weit über 1.000 m/min und mehr einen störungsfreien Ablauf des Fadens über Kopf gewährleisten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität in der Herstellung der Spulen aus. Hierbei lassen sich sowohl die Böschungswinkel bei bikonischen Spulen als auch die Enddurch- messer der Spulen leicht variieren. Die Steuereinrichtung geht bei der Vorgabe des Changierhubs jeweils von einem momentanen Ist-Durchmesser der Spule aus. Hierzu ist die Steuereinrichtung mit einem die Drehzahl der Hülse erfassenden Sensor verbunden. In einem Datenspeicher sind eine oder mehrere Hubfunktionen hinterlegt. Ebenso ist die Aufwickelgeschwindigkeit als bekannte Größe in der Steuereinrichtung gespeichert. Mittels einer Recheneinheit läßt sich somit unmittelbar aus der Drehzahl der Hülse und der Aufwickelgeschwindigkeit der momentane Spulendurchmesser berechnen. Durch die Hubfunktion, die anhand einer Wertetabelle jedem Spulendurchmesser eine bestimmte für den Prozeß optimierte Länge des Changierhubs zuordnet, ist die einstellende Länge des Changierhubes bestimmt. Damit wird über die Steuereinrichtung der Antrieb des Changierfaden- fuhrers zu jeder Zeit der Spulreise mit einem optimalen Changierhub gesteuert. Die Flexibilität der Vorrichtung wird durch die besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 noch erhöht. Hierbei wird der Changier- fadenführer mittels eines Motors, insbesondere eines Schrittmotors, angetrieben. Damit besteht die Möglichkeit, die Changiergeschwindigkeit mit der jeweiligen Längenänderung des Changierhubes zu koppeln. Eine Verkürzung des Changierhubes kann damit bei konstanter Changiergeschwindigkeit oder bei konstant abgelegter Fadenmenge pro Zeit erfolgen.

Die Kopplung zwischen dem Changierfadenführer und dem Motor ist dabei vorteilhaft als Riementrieb ausgebildet. Hierzu weist der Motor eine Antriebsscheibe auf, die einen über zumindest eine Riemenscheibe geführten Riemen antreibt. An dem Riemen ist der Changierfadenführer befestigt und wird innerhalb der Spulbreite hin- und herbewegt.

Um eine gleichmäßige Aufwickelgeschwindigkeit zu erhalten, wird die Hülse bzw. die Spule vorteilhaft durch eine am Umfang der Hülse oder der Spule anliegende Treibwalze angetrieben. Hierzu ist die Hülse an einem Spulenhalter zwischen zwei Zentriertellern gespannt, wobei der Sensor zur Sensierung der Dreh- zahl der Hülse am Spulenhalter angeordnet ist.

Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn der Sensor gemäß Anspruch 18 als Impulsgeber ausgeführt ist. Der Impuls signalisiert somit eine Umdrehung der Drehzahl sowie eine Nullage der Spule. Es ist jedoch auch möglich, mehrere Markie- rungen an einem der Spannteller vorzunehmen, so daß pro Umdrehung mehrere Impulse signalisiert werden.

Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 18 besitzt zudem den Vorteil, daß aus dem Sensorsignal neben der Drehzahl der Spule auch die Winkellage der Spule hervorgeht. Damit besteht die Möglichkeit, die Fadenumkehr in den einzelnen Fadenlagen gleichmäßig am Umfang der Spule zu verteilen. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.

Das Verfahren sowie die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind anhand einiger Ausführungsbeispiele im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.

Es stellen dar:

Fig. 1 schematisch einen Halbschnitt einer fertig gewickelten bikonischen Kreuzspule;

Fig. 2 schematisch einen Halbschnitt einer Kreuzspule mit rechtwinkeligen Stirnseiten;

Fig. 3 schematisch eine erfmdungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens;

Fig. 4 schematisch die Steuereinrichtung der Vorrichtung aus Fig. 3.

In Fig. 1 ist schematisch ein Halbschnitt einer bikonisch gewickelten Kreuzspule dargestellt. Die Kreuzspule 6 ist auf einer Hülse 7 gewickelt. Auf der Hülsenoberfläche weist die Spule eine maximale Spulenbreite B_maχ auf. Der Spulendurch- messer ist in der Darstellung in Fig. 1 auf einer Ordinate eingetragen. Die Kreuz- spule besitzt den Enddurchmesser D_En. Die Stirnseiten 22 und 23 sind jeweils mit einem Böschungswinkel α schräg ausgeführt. Hierzu wurde zu Beginn der Spulreise der Changierhub mit einer maximalen Länge H_A gewickelt. Die Maximallänge des Changierhubes entspricht dabei der maximalen Spulenbreite auf der Oberfläche der Hülse 7. Am Ende der Spulreise ist der Changierhub mit einer verkürzten Länge Hπn eingestellt. Durch die Endlänge HEN des Changierhubes sowie der Maximallänge H_An des Changierhubes ist der Böschungswinkel α festgelegt. Um eine gradlinige Stirnseite 23 zu erhalten, wurde während der Spulreise der Changierhub in seiner Länge H nach einer vorgegebenen Hubfunktion Fi verändert. Die Hubfunktion Fi ist in Fig. 1 gestrichelt neben der Stirnseite 23 einge- tragen. Dabei zeigt der Verlauf der Hubfunktion über den Spulendurchmesser eine Abweichung zu der Spulenbreite. Zu Beginn der Spulreise wird die Länge des Changierhubes H vermindert. Nach Erreichen eines Spulendurchmessers Du erfolgt keine weitere Verminderung des Changierhubes. Der Changierhub wird nach dem Wickeln des Spulendurchmessers Du gemäß der Hubfunktion F| stetig ver- längert, so daß am Ende der Spulreise beim Endspulendurchmesser die Endlänge H_En des Changierhubes eingestellt ist. Am Ende der Spulreise ergibt somit die nach der Hubfunktion Fi gewickelte Spule die in Fig. 1 dick gezeichnete Stirnseite 23. Somit wird gezielt die bei einer Spule auftretende Ausbauchung derart beeinflußt, daß sich eine gerade Stirnseite ergibt.

An dem gegenüberliegenden Ende der Spule erfolgt hier die Fadenumkehr während der Spulreise nach der Hubfunktion F₂. Die Hubfunktion F₂ ist identisch zu der Hubfunktion Fi, so daß der Changierhub an beiden Spulenenden gleichmäßig verkürzt und verlängert wird. Die Stirnseite 22 ist somit symmetrisch zu der Stirn- seite 23 ausgebildet.

Die Hubfunktion F stellt in diesem Fall die Abhängigkeit des Changierhubes vom Spulendurchmesser dar. Somit wird hier jedem Spulendurchmesser während der Spulreise eine bestimmte Länge des Changierhubes zugeordnet. Es ist jedoch auch möglich, die Hubfunktion in Abhängigkeit von der Wickelzeit anzugeben. In diesem Fall würde jedem Wickelzeitpunkt eine bestimmte Changierhublänge zugeordnet.

In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer gewickelten Spule im Halb- schnitt dargestellt. Die Spule 6 ist auf der Hülse 7 gewickelt. Auf einer Ordinate rechtwinkelig zur Hülsenoberfläche ist der Spulendurchmesser D aufgetragen. Die Spule 6 besitzt nach Fertigstellung einen Enddurchmesser D_En. Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt die Spule 6 zwei unterschiedlich ausgebildete Seitenflächen 23 und 22. Die Seitenfläche 23 ist rechtwinkelig ausgebildet mit einem Böschungswinkel αι=90°. Die gegenüberliegende Seitenfläche 22 ist zu Beginn der Spulreise ebenfalls mit einem Böschungswinkel α =90° gewickelt. Kurz vor Ende der Spulreise beim Spulendurchmesser D_B ist der Böschungswinkel von dem Winkel αi in den Winkel α₂ kleiner 90° geändert.

Um nach Fertigstellung der Spule die in der Fig. 2 dargestellten Stirnseiten 23 und 22 zu erhalten, ist die Stirnseite 22 nach der Hubfunktion Fi und die Stirnseite 22 nach der Hubfunktion F gewickelt. Die Veränderungen des Changierhubes über den Durchmesser sind dabei gestrichelt eingetragen. Hierbei ist zu Beginn der Spulreise der Changierhub mit einer Maximallänge H_An eingestellt. Bei fortschreitender Wicklung wird an beiden Spulenenden der Changierhub entspre- chend den Hubfunktionen Fi und F₂ zunächst verringert. Im mittleren Durchmesserbereich der Spule erfolgt entsprechend der Hubfunktionen Fi und F₂ eine Verlängerung des Changierhubes bis am Ende der Spulreise die Länge H_EΠ des Changierhubes erreicht ist. Die Verkürzung und die Verlängerung des Changierhubes während der Spulreise sind auf beiden Seiten Durch die Hubfunktionen Fi und F₂ vorgegeben, die unter Berücksichtigung der Fadenparameter und der Wicklungsparameter zu der gewünschten Formgebung der Stirnseiten führt. Grundsätzlich sind die Changierhubänderungen über der Spulreise zur Erzeugung einer möglichst gradlinigen bikonischen oder gradlinigen rechtwinkligen Stirnseite derart vorgegeben, daß die Fadenspannung bei der Aufwicklung, die Einkräuselung des Fadens, die Spulendichte sowie die Fadenablage im Zusammenspiel zu der gewünschten Formgebung der Stirnseiten führt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es Formänderungen der Spule gezielt nutzt, um eine optimale geometrische Form der Spule herzustellen.

In Fig. 3 ist ein Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt, wie sie beispielsweise in einer Texturiermaschine eingesetzt sein kann. An den freien Enden eines gabelförmigen Spulenhalters 21 sind zwei sich gegenüberliegende Zentrierteller 8 und 9 drehbar gelagert. Der Spulenhalter 21 ist an einer Schwenkachse (hier nicht gezeigt) in einem Maschinengestell schwenkbar gelagert. Zwischen den Zentriertellem 8 und 9 ist eine Hülse 7 zur Aufnahme einer Spule 6 gespannt. An der Oberfläche der Hülse 7 bzw. der Spule 6 liegt eine Treibwalze 5 an. Die Treibwalze 5 ist auf einer Antriebswelle 1 1 befestigt. Die Antriebswelle 11 ist an einem Ende mit dem Walzenmotor 10 gekoppelt. Der Walzenmotor 10 treibt die Treibwalze 5 mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit an. Über Friktion wird nun die Hülse 7 bzw. die Spule 6 mittels der Treibwalze 5 mit einer Aufwickelgeschwindigkeit angetrieben, die ein Aufwik- keln eines Fadens 1 mit im wesentlichen konstanter Fadengeschwindigkeit ermöglicht. Die Aufwickelgeschwindigkeit bleibt während der Spulreise konstant.

Vor der Treibwalze 5 ist eine Changiereinrichtung 2 angeordnet. Die Changierein- richtung 2 ist als sogenannte Riemenchangierung aufgebaut. Hierbei ist ein Changierfadenführer 3 an einem endlosen Riemen 16 befestigt. Der Riemen 16 wird zwischen zwei Riemenscheiben 15.1 und 15.2 parallel zur Hülse 7 geführt. In der Riemenebene ist eine vom Riemen teilumschlungene Antriebsscheibe 14 parallel zu den Riemenscheiben 15.1 und 15.2 angeordnet. Die Antriebsscheibe 14 ist auf einer Antriebswelle 13 eines Motors 12 befestigt. Der Motor treibt die Antriebsscheibe 14 oszillierend an, so daß der Changierfadenführer 3 in dem Bereich zwischen den Riemenscheiben 15.1 und 15.2 hin- und hergeführt wird. Der Motor 12 ist über eine Steuereinrichtung 4 steuerbar. Die Steuereinrichtung 4 steht in Verbindung mit einem an dem Spulenhalter 21 angeordneten Sensor 17, der die Drehzahl der Hülse 7 erfaßt und als Signal der Steuereinrichtung 4 aufgibt.

Der Sensor 17 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein Impulsgeber ausgeführt, der eine Fangnut 19 in dem Zentrierteller 8 sensiert. Die Fangnut 19 gehört zu einer Fangeinrichtung 18, die zu Beginn der Spulreise den Faden 1 fängt und ein Anwickeln des Fadens auf der Hülse 7 ermöglicht. Der Sensor 17 gibt hierbei pro Umdrehung ein Signal in Abhängigkeit von der immer wiederkehrenden Fangnut 19. Diese Impulse werden in der Steuereinrichtung zur Auswertung der Lage und der Drehzahl der Hülse 7 umgewandelt. Die Hülse 7 ist derart zwischen die Zentrierteller 8 und 9 eingespannt, daß die Zentrierteller 8 und 9 ohne Schlupf mit der Drehzahl der Hülse umlaufen.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Situation wird ein Faden 1 zu der Kreuzspule 6 auf der Hülse 7 gewickelt. Der Faden 1 wird hierbei in einer Führungsnut des Changierfadenführers 3 geführt. Der Changierfadenführer wird innerhalb der Spulbreite durch die Changiereinrichtung 2 hin- und hergeführt. Hierbei sind die Bewegung und die Changierhublänge durch den Motor 12, der beispielsweise als Schrittmotor ausgeführt sein könnte, vorgegeben. Der anwachsende Spulendurchmesser der Kreuzspule 6 wird durch eine Schwenkbewegung des Spulenhalters 21 ermöglicht. Der Spulenhalter 21 weist hierzu Kraftgeber auf (hier nicht gezeigt), die einerseits einen zum Antrieb der Spule erforderlichen Anpreßdruck zwischen der Spule 6 und der Treibwalze 5 erzeugen und andererseits eine Schwenkbewegung des Spulenhalters 21 ermöglichen.

Die Changiergeschwindigkeit des Changierfadenführers 3 sowie die Länge des Changierhubes wird durch die Steuereinrichtung 4 vorgegeben, die zu einer ent- sprechenden Ansteuerung des Motors 12 führt. Zur Ansteuerung wird der Steuereinrichtung 4 die Hubfunktion F sowie die Aufwickelgeschwindigkeit V aufgegeben. Wie in Fig. 4 dargestellt, weist die Steuereinrichtung 4 hierzu einen Datenspeicher 24 auf. In dem Datenspeicher 24 sind neben der Hubfunktion F und der Aufwickelgeschwindigkeit weitere Steuerungsprogramme hinterlegt. Als Beispiel wurde in Fig. 4 die Changiergeschwindigkeit DH in Form von Anzahl der Doppelhübe pro Zeiteinheit dem Datenspeicher 24 zugeführt. In der Steuereinrichtung 4 ist zumindest eine Recheneinheit 25, die über eine Signalleitung von dem Sensor 17 laufend die aktuelle Drehzahl u der Hülse 7 erhält. In der Recheneinheit 25 wird sodann auf der im Datenspeicher 24 hinterlegten Aufwickelgeschwindigkeit v und der Drehzahl u der jeweilige momentane Spulendurchmesser D aus der Beziehung D=v/(π*u) errechnet. Der ermittelte Spulendurchmesser D und die Hub- funktion F werden einem Komperator 26 aufgegeben, der die zu dem momentanen Spulendurchmesser zugehörige Länge des Changierhubes ermittelt. Diese Länge des Changierhubes H wird sodann einer Steuereinheit 27 aufgegeben. Die Steuereinheit 27 ist mit dem Motor 12 gekoppelt und führt eine entsprechende Ansteuerung des Motors aus. Gleichzeitig erfolgt durch die Steuereinheit 27 die Vorgabe der Changiergeschwindigkeit bzw. die Vorgabe von Steuerprogrammen zur Spiegelstörung oder Atmung. Derartige Steuerprogramme können dabei auch in Abhängigkeit von dem jeweiligen Spulendurchmesser ausgeführt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich durch eine hohe Flexibilität sowie eine hohe Präzision beim Aufwickeln der Spule aus. Dies wird dadurch erreicht, daß zu jeder Zeit der Spulreise der momentane Spulendurchmesser bekannt ist und somit zur Formgebung der Spule eine sehr genaue Steuerung des Changierhubes während der Spulreise ermöglicht wird.

Bezugszeichenliste

Faden

Changiereinrichtung

Changierfadenführer

Steuereinrichtung

Treibwalze

Kreuzspule

Hülse

Zentrierteller

Walzenmotor

Antriebswelle

Motor

Antriebswelle

Antriebsscheibe

Riemenscheibe

Riemen

Sensor

Fangeinrichtung

Fangnut

Fadenreserve

Spulenhalter

Stirnseite

Datenspeicher

Recheneinheit

Komperator

Steuereinheit

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Aufwickeln eines kontinuierlich zulaufenden Fadens zu einer Kreuzspule, bei welchem der Faden mittels eines Changierfadenfüh- rers innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt und auf der Spule abgelegt wird, bei welchem der Changierhub des Changierfadenführers innerhalb der Spulenbreite der Kreuzspule in seiner Länge veränderbar ist und bei welchem zu Beginn der Aufwicklung (Spulreise) eine maximale Länge (Maximallänge) des Changierhubes und am Ende der Spulreise eine Endlänge des Changierhubes zur Festlegung einer Winkellage (Böschungswinkel) der Stirnseiten der Kreuzspule vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet ist, daß die Länge des Changierhubes während der Spulreise zwischen der Maximallänge des Changierhubes und der Endlänge des Changierhubes nach einer vorgegebenen Hubfunktion verändert wird, die im Verlauf der Spulreise jedem Changierhub eine bestimmte Länge zuordnet, wobei die Längen der Changierhübe kleiner sind als die jeweilig gewickelten Spulenbreiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubfunkti- on zu Beginn der Spulreise eine stetige Verkürzung des Changierhubes relativ zur Spulenbreite und zum Ende der Spulreise eine stetige Verlängerung des Changierhubes relativ zur Spulenbreite vorgibt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Spulreise durch die Hubfunktion jedem Zeitpunkt der Spulreise eine bestimmte Länge des Changierhubes zugeordnet ist, die insbesondere im mittleren Durchmesserbereich der Kreuzspule kleiner ist als die jeweilig sich ausbildende Spulenbreite am Ende der Spulreise.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Spulreise durch die Hubfunktion jedem gewickelten Spulendurchmesser eine bestimmte Länge des Changierhubes zugeordnet ist, die insbesondere im mittleren Durchmesserbereich der Kreuzspule kleiner ist als die jeweilig sich ausbildende Spulenbreite am Ende der Spulreise.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubfunktion an den Stirnseiten der Kreuzspule eine symmetrischen Verkürzung und symmetrische Verlängerung des Changierhubes bewirkt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubfunktion an den Stirnseiten der Kreuzspule eine asymmetrischen Verkürzung und asymmetrische Verlängerung des Changierhubes bewirkt.

7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem gewickelten Enddurchmesser der Kreuzspule jeweils eine Hubfunktion zugeordnet ist, die einen bestimmten Böschungswinkel an zumindest einer Stirnseite der Kreuzspule ergeben.

8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem gewickelten Böschungswinkel der Kreuzspule jeweils eine Hubfunktion zugeordnet ist, die einen bestimmten Enddurchmesser der Kreuzspule ergeben.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Maximallänge und die Endlänge des Changierhubes bei einem Böschungswinkel von 90° gleich groß sind und bei einem Böschungswinkel kleiner 90° die Maximallänge größer ist als die Endlänge des Changierhu- bes.

10. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Changierfadenführer durch einen steuerbaren Antrieb angetrieben wird, welcher mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, und daß die Hubfunktion/en in der Steuereinrichtung gespeichert ist/sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Spule erfaßt und der Steuereinrichtung aufgegeben wird, daß die Steuereinrichtung den momentanen Spulendurchmesser aus der Drehzahl der Spule und der Aufwickelgeschwindigkeit ermittelt, so daß die Steuereinrichtung den Antrieb mit der zu dem momentanen Spulendurchmesser vorgegebenen Länge des Changierhubes steuert.

12. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekenn- zeichnet, daß während der Spulreise die Changiergeschwindigkeit nach einem vorgegebenen Steuerprogramm veränderbar ist.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß während der Spulreise der Changierhub nach einer vorgegebenen At- mungsfunktion periodisch veränderbar ist.

14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13 mit einer angetrieben Hülse (7), auf welcher ein Faden (1) innerhalb einer Spulenbreite (B) zu einer Kreuzspule (6) gewickelt wird, mit ei- nem beweglichen Changierfadenführer (3), welcher durch einen Antrieb

(12) innerhalb eines in seiner Länge veränderbaren Changierhubes hin- und herführbar ist, und mit einer Steuereinrichtung (4) zur Steuerung des Changierhubes, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (4) mit einem die Drehzahl der Hülse (7) erfassenden Sensor (17) verbunden ist, daß die Steuereinrichtung (4) einen Datenspeicher (24) zur Aufnahme zumindest einer Hubfunktion (F) und einer Aufwickelgeschwindigkeit (v) besitzt, daß die Steuereinrichtung (4) eine Recheneinheit (25) zur Ermittlung des momentanen Spulendurchmessers (D) aufweist und daß die Steuereinrichtung (4) mit dem Antrieb (12) des Changierfadenführers (3) verbunden ist, um eine durch die Hubfunktion (F) vorgegebene Länge des Changierhubes anzusteuern.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Changierfadenführers (3) ein Motor (12),insbesondere ein Schrittmotor ist, der die Changierbewegung und den Changierhub des Changierfaden- führers (3) steuert und durch die Steuereinrichtung (4) ansteuerbar ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor eine Antriebsscheibe (14) aufweist, die einen über zumindest einer Riemenscheibe (15) geführten Riemen (16) antreibt, an welchem der Chan- gierfadenführer (3) befestigt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (7) zwischen zwei an einem Spulenhalter (21 ) angeordneten Zentrierteller (8, 9) gespannt ist und durch eine am Umfang der Hülse (7) / Spule (6) anliegende Treibwalze (5) angetrieben wird, wobei der Sensor

(17) am Spulenhalter (21) angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (17) ein Impulsgeber ist, welcher eine Umdrehung des Zentriertellers (8) durch einen Impuls der Steuereinrichtung (4) signalisiert, und daß die

Steuereinrichtung (4) eine Zähleinheit aufweist, welche aus der Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit die Drehzahl der Hülse (7) bestimmt.