NO137045B - Fremgangsm}te til og apparat for oppvikling av tr}dformet materiale. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til oppvikling- av trådformet materiale til form av en spole på en roterbar spole-

kjerne, hvor det trådformede materiale fremmates kontinuerlig mens spolekjernens omdreiningstall varieres for tilpasning av spolens periferihastighet (dvs., trådoppviklingshastigheten) grovt til trådfremmatningshastigheten, hvilken variasjon av omdreiningstallet tilveiebringes ved hjelp av et elektrisk reguleringssignal som på forutbestemt måte endres lineært med tiden.

Normalt oppvarmes termoplastisk materiale såsom smeltet

glass, trekkes ut til kontinuerlige fibre fra strømmer som renner ut fra en beholder som inneholder oppvarmet materiale. Vanligvis tynnes eller trekkes strømmene til atskilte kontinuerlige fibre hvoretter de bindes sammen til et knippe eller en. streng ved hjelp

av trekkraften som direkte utøves av en oppviklingsanordning. Opp viklings anordningen samler opp strengen til en trådspole på en spolekjerne som er montert på en roterbar drivhylse. Oppviklingsanordningen kan vanligvis vikle opp strengene med en lineær mat-ningshastighet på 2500-3750 m/min. eller mer.

Denne vel kjente fremgangsmåte har imidlertid ulemper som påvirker fibrene, strengene og de oppviklede spoler. F.eks. anvendes ved fremstillingsapparatet selve den oppviklede spole for å tilveiebringe uttrekningskreftene. Således bevirker trådvindingene på spolen ved stor trådspenning en suksessivt økende sammenfestningskraft på trådspolen. Denne sammenfestningskraft kan presse i stykker fibrene og deformere indre trådvindinger. Videre kan spenningen i tråden eller strengen presse de ytre trådlag mellom trådene i innenforliggende lag. En innpresset tråd kan ikke frigjøres fra spolen uten at den går av. Den suksessivt økende diameter av trådspolen forårsaker også endringer i oppviklingshastigheten for et gitt omdreiningstall av drivhylsen. Når tråden vikles opp, økes spolens diameter og dermed omkretsen. Periferihastigheten av spolen er da lik" med spolens omkrets multiplisert med vinkelhastigheten. Ved én bestemt hastighet av drivhylsen øker således trådens oppviklingshastighet (fibrenes uttrekningshastighet) under oppviklingen mot én maksimal hastighet mot slutten av oppviklingen. Under slike forhold blir fibrene tynnere mot slutten av oppviklingen enn ved begynnelsen.' Visse spoler vikles opp i løpet av 60 min. eller mere. Herved kan hastighetsvariasjonene og dermed diameterforandringene av fibrene bli betydelige.

Det har vært gjort forsøk på å overvinne disse vanskelig-heter. F.eks. har det vært konstruert spesielle og innviklede •drivhylser"for å påføre en utadrettet kraft mot de innoverrettede sammenpresningskrafter på spolen under oppviklingen. Slike driv-hylser har lettet fjerningen av oppviklede spoler fra drivhylsene men ikke opphevet spenningen i de oppviklede spoler. Resultatet har således blitt langt fra tilfredsstillende.

Det har også vært gjort forsøk på å overvinne diameter-foråndringene av fibrene under formingen av disse ved regulering av viskositeten av strømmene og ved å holde en konstant lineær oppviklingshastighet ved å-variere drivhylsens omdreiningstall under oppviklingen. Det har imidlertid bare vært mulig å utføre disse endringer av viskositeten og omdreiningstallet for drivhylsen lineært. Da hastighetsvariasjonene ved oppviklingen endres eksponen-tielt har de tidligere foreslåtte fremgangsmåter ikke ført til tilfredsstillende resultat.

Det har sluttelig vært gjort' forsøk på å overvinne sammen-presningskreftene i trådspolen som følge av spenningen i tråden og å tilveiebringe jevn fiberdiameter ved anvendelse av matehjul som roterer med konstant omdreiningstall. Disse matehjul er anordnet mellom strømmer fra beholderen og oppsamlingsanordningen. Dette kjente apparat omfatter oppviklingsanordninger som driver en spole-kj erne på en drivhylse med bare tilstrekkelig kraft til å vikle opp tråden ettersom- den mates fra matehjulet. Ved disse tidligere anordninger anvendes normalt en motor med konstant drivmoment eller effekt for å drive drivhylsen. Med øket diameter av spolen tvinges således disse motorer til å rotere langsommere ettersom spenningen i de oppviklede spoler minsker. Denne anordning minsker i høy grad spenningen i en oppviklet spole og tilveiebringer fibre med jevn diameter, men anordningen er ikke istand til.å regulere spenningen i tråden.

De tidligere kjente apparater har videre dårlig stabilitet ved oppvikling av tråd med stor hastighet. Ustabiliteten har en tendens til å tilveiebringe forandringer i den lineære trådhastighet slik at det oppstår rykk i trådene. Dette er særlig uheldig ved fremstilling av tråder i forbindelse med anordninger som krever samvirke med tilpasset lineær trådhastighet. Apparater som tilveiebringer endring av trådhastigheten kan være særlig uegnede for glassfibre fordi glassfibre hovedsakelig ikke er strekkbare.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe

en fremgangsmåte til og en anordning for oppvikling av kontinuerlige fibre fra et oppvarmet termoplastisk fiberdannende materiale som f.eks. smeltet glass.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at for å tilveiebringe fintilpasning av spolens periferihastighet til trådfremmatingshastigheten ved finregulering av spolekjernens omdreiningstall, av-føles strekkspenningen i trådmatérialet og i avhengighet av denne frembringes et elektrisk korreksjonssignal som bringes•til å endre reguleringssignalet.

Nok et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning for tilpassing av oppviklingshastigheten til trådmatings-hastigheten under oppvikling av en trådspole, omfattende en ved hjelp av en drivanordning roterbar spolekjerne på hvilken kontinuerlig fremmatet trådformet materiale skal vikles til form av en spole og hvis omdreiningstall skal varieres for tilpasning av spolens periferihastighet grovt til trådfremmatningshastigheten, hvilken variasjon av omdreiningshastigheten tilveiebringes ved hjelp av en reguleringsanordning som avgir et elektrisk reguleringssignal til drivanordningen som på forutbestemt måte endres lineært med tiden.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at for" å tilveiebringe en fintilpasning .av spolens periferihastighet til trådfremmatningshastigheten ved finregulering .av spolekjernens omdreiningstall, er det anordnet et trådstrekkspennings-avfølingsorgan som ligger an mot det fremmatede trådmateriale og i avhengighet av endringer i trådstrekkspenningen avgir et elektrisk korreksjonssignal for korrigering av den av reguleringsanordningen til drivanordningen avgitte reguleringssignal, hvilket trådstrekkspenningsavfø.lings-organ omfatter en svingbart lagret arm som ved sin ene ende bærer et styreorgan, for trådmaterialet, og som er fjærende forspent for å tilveiebringe en forutbestemt normalstrekkspenning.i trådmaterialet.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et oppriss av en anordning ifølge oppfinnelsen hvor.man kan følge fremstillings forløpet for kontinuerlige glassfibre, hvor en fiberfremmatende innretning- trekker, glassfibrene og en oppviklingsanordning samler glasstrådene.til en spole. Fig. 2 viser et sideriss av fig. 1 med et snitt langs linjen 2,-2. . ~ : Fig. 3.viser.oppviklingsanordningen på fig. 1 og 2 sett bakfra og i snitt langs linjen .3-3 på fig. 2.

Fig. 4 viser et grunnriss av trådfordelingsanordningen

i oppviklingsanordningen på fig. 1-3-

Fig. 5 viser et blokkskjema for reguleringsorganene

som anvendes i anordningen på fig.- 1. og 2.

Fig. 6 viser et mere.detalj ert men allikevel forenklet skjema for, reguleringsorganene på fig. - 5-

Fig. 7 viser et grunnriss i.noe forstørret målestokk

av en mot tråden anliggende føler på fig. 1,2 og;5.

Fig. 8 viser et oppriss av foleren på fig. 7-,langs

linjen 8-8 på fig. 9.

Fig. 9 viser ..en grafisk fremstilling av diameteren av trådspolen under oppviklingen som funksjon av tiden, idet kurven viser den hastighet med hvilken trådspolen dannes underoppvik-lingen.

Fig.-10 viser en modifisert foler.

Fremgangsmåten og anordningen ifolge oppfinnelsen er særlig egnet for oppvikling av fibre av oppvarmet, mykt fiberdannende mineralmateriale som f.eks. glass, hvor temperaturen og fiberfremstillingshastigheten påvirker fiberdiameteren. Fremgangsmåten og anordningen ifolge oppfinnelsen kan også anvendes for

oppvikling av knipper av tekstilfibre av andre termoplas-tiske fibermaterialer. Den nedenfor beskrevne fremgangsmåte for oppvikling av glassfibre er således bare et eksempel for å for-klare oppfinnelsens prinsipp. Oppfinnelsen har således stor anvend-barhet innenfor et stort antall.forskjellige fiberbehandlende prosesser for trådformede materialer i sin alminne— lighet.

Fig. 1 og" 2 viser en anordning eller et apparat for oppvikling av kontinuerlige glassfibre ifolge oppfinnelsen.Apparatet samvirker med en roterende fiberuttrekkende'anordning for ds.inelse av kontinuerlige glassfibre med konstant hastighet. Videre forener a: ordningen fibrene til to stranger eller tråder og samler disse opp under den roterbare uttrekningsanordning med bestemt trådspenning. Denne trådspenning er normalt mindre enn summen av spenningen i fibrene ovenfor den roterende uttrekningsanordning. Anordningen som danner fibrene befinner seg mellom en oppsamlingsanordningen og en beholder med smeltet glass fra hvilken glassfibrene trekkes ut.Anordningen som trekker glassfibrene.ut, skiller således spenningen i glassfibrene ved uttrekningen fra spenningen i fibrane som saml-■ es opp i form av trader.. Disse anordninger bevirker en forutbestemt eller valgt trekkraft på normalt 30-200 p for glåsstrådene mellom den fiberuttrekkende anordning og oppviklingsanordningen.

Oppviklingsanordningen tilpasser trådens oppvik-lingshåstighet til den hastighet med hvilken den roterende uttrekningsanordning mater frem trådene til .oppviklingsanordningen.

Ved den viste utforelsesform anvendes to spoler, men anordningen ifolge oppfinnelsen kan også være forsynt med en

eller flere enn to oppviklingsspoler.

Fig. 1 og 2 viser.en beholder eller utmatnings-anordning 10 som inneholder smeltet glass. 'Renolderen 10 kan

motta en kontinuerlig tilforsel av smeltet .glass .på k£nt måte.F.eks. kan en forherd tilfore smeltet glass til beholderen 10 fra en ovn som oppvarmer materialet satsvis til smeltet glass. En med beholderen 10. samvirkende smelteanordning kan også tilfores smeltet

glass til beholderen ved oppvarming av glasskuler. Ve,d beholderens 10 begge ender er anordnet poler. 12 for tilslutning til den elektriske energikilde for oppvarming av beholderen 10 ved hjelp av - vanlig motstandsvarme. Denne oppvarming holder det smeltede glass i beholderen 10 på egnet temperatur og viskositet for fiberdannelse. Beholderen 10 har en bunn 14 med åpninger eller kanaler for. å avgi strommer 16 av smeltet glass fra beholderen 10. Som. vist danner de nedadrettede utsparinger eller rorelementer 18. åpninger i bunnen 14.

Beholderen 10 er vanligvis fremstillet av. platina 'eller en legering av denne.

De smeltede glasstrommer 16 trekkes nedover til atskilte kontinuerlige glassfibre 20. Samlingsruller 22 og 24 nedenfor beholderen 10 foraoer de kontinuerlige glassfibre 20 til to knipper eller strenger 26 resp. 28.

Normalt tilforer anordningen.både vann og en appreturvæske eller annet beskyttende beleggmateri ale til fibrane 20. Som vist påfSrer munnstykkene 30 °g 32 ved bunnen 14 av beholderen 10 vannstråler på de kontinuerlige glassfibre 20 for samlingsrullene 22 og 24 forener fibrene 20 til glassfiberstrenger eller tråder 26 og 28.

En innretning 36 som er montert på et hus 38 rett ovenfor samlingsrullene 22 og 24 påforer en appreturvæske 'eller et annet beleggmateriale på de hurtig fremmatede kontinuerlige glassfibre 20. Påforingsinnretningen kan være av kjent hensiktsmessig art og således bestå av et endelost bånd som beveger seg gjennom

væske i huset 38. Når de kontinuerlige glassfibre 20 under frem-. matningen ligger.an mot båndet, overfores en del av væsken til overflaten av fibrene.

Et matehjul 40 trekker de kontinuerlige glassfibre 20-.med konstant hastighet fra str.ommene 16 av smeltet glass som le-veres fra beholderen 10. Matehjulet 40 er roterbart lagret i et hus 42 som befinner seg rett under samlingsruilene 22 og 24. En motor 44 i huset 42 driver matehjulet med stor konstant rotasjonshastighet. T praksis er motoren 44 en induksjonsmotor.

Matehjulet 40 har normalt en diameter på ca. 30cm.

Motoren 44 kan drive hjulet 40 tilstrekkelig hurtig for å trekke

ut kontinuerlig glassfibre 20 fra strommene 16 med en lineær hastighet på 300.0 m/min. eller mere.

Somvist på fig. 1 og 2 loper trådene 26 og 28 fra samlingsrullene 22 og 24 over en anleggsvalse 46 som er forsynt med periferiske spor 48 og 49 og til anlegg mot en glatt mantelflate 45 på matehjulet 40. Valsen 46 retter inn bevegelsesbanen for trådene slik at disse loper innbyrdes «parallelt og i innbyrdes avstand på den jevne overflate 45 av matehjulet 40, slik at trådene 16per hovedsakelig parallelt med matehjulets 40 midtre om-kretslinje. På fig. 1 kommer trådene 26 og 28 til anlegg mot matehjulet 40 på den hoyre side av dette og forlater hjulet på den venstre side.

Anleggsvalsen åfi befinner seg noe til hoyre og ovenfor matehjulet 40.

Fra matehjulet 40 beveger trådene 26 og 28 seg oppover og rundt den ovre del av en rulle 54 som er roterbart lagret på enden av en arm 56 • Armen 56 er svingbart lagret på huset

42. Som det fremgår av fig. -1 er rullen 54 og armen 56 anordnet

noe ovenfor og litt til venstre for matehjulet 40- En fjær 58 i huset 52 påvirker armen 56 med urviseren. <K>raften av fjæren 58 ut-setter de bevegelige tråder 26 og 28 for en valgt spenning eller kraft, Den pådratte.spenning er valgt slik at det oppnås en oppvikling av spoler med onsket stabilitet.

Plasseringen av valsen 46 og rullen 54 bidrar til et slurefritt anlegg mellom de våte fremmatede tråder 26 og 28 og den hurtige roterende mantelflate 45 Pa.. mateh jul et 40. Et trådan-legg på 60-80$ av omkretsen av.overflaten 45 er vanligvis tilstrekkelig .for■å•sikre slurefritt anlegg mellom flaten 45 °g de våte tråder 26. og 28. En'.vinkel A på fig. 1 representerer vinkel-anlegget for trådene 26 og 28 på periferiflaten 45 Pa hjulet 40. Vinkelen A er vanligvis 24O-3OO<0> men en vinkel på 250-280° er normalt, å foretrekke for et matehjul med en diameter på 28-30cm.

For å tilveiebringe det slurefrie anlegg mellom de våte' tråder 26 og 28 og matehjulet 40 er matehjulet forsynt med et ringformet ,sjikt av polyuretan. Sjiktet 60 danner en jevn mantelflate 45 på hjulet 40. T enkelte tilfeller Man det være hensiktsmessig å bearbeide overflaten f.eks. ved å gjore den noe ru for derved .å oke friksjonen mellom .overflaten og de våte tråder.

Diameteren.av matehjulet. 40 og den okede friksjon ved hjelp av sjiktet 60 forbedrer hjulets 4° kapasitet for slurefri fremmatning av fibertrådene, hvilken kapasitet kan .komme til " •anvendelse for forming av fibre med fiberuttrekkspenning på opptil

•700 p eller mer.. Fibertrekkspenningen utgjor summen av trekkspen-ningene" i hver av fibrene 20' ovenfor påforingsanordningen 30- Mate-hr' .let 40 mater trådene 26 og 28 med konstant lineær hastighet til

■en nedenfor beliggende oppviklingsanordning 70. Trådene loper fra matehjulet' 40 over rullen 54 og trådinnretningsrullene•62 - og 64 til oppviklingsanordningen 70.

Oppviklingsanordningen 707isamler trådene 26 og 28 til hovedsakelig like trådspoler'72 og 74 Pa spolekjerner. Disse spolekjerner er vist som ror 76 og 78 som er tredd på en aksel eli-ter drivhylse 80. Drivanordningen i oppviklingsanordningen 70 driver Irivhylsen 80.

Trådfordeleren 82 i oppviklingsanordningen 70 fØrer tr „■ risne "26 og 28 frem og tilbake i spolenes 72 og 74 lengderetning i' vr å fordele de fremmatede tråder på sine respektive spoler under oppviklingeno Den av fordelingsanordningen 82 forårsakede bevgg-else av tråden utgjor en kombinasjon av ea hurtig, primær sideforskyvning av tråden og en langsommere, sekundær sideforskyvning av denne.

En bedre forståelse av trådfordeleren 82 kan man få ved å betrakte-'anordningen på fig. 1-4- Trådfordeleren 82 omfatter trådstyringer 88 som er anordnet i innbyrdes avstand inntil spolene 72 og 74 ved hjelp av en bæreanordning. Styringene 88 forskyves i et spor langs et horisontalt rettet, rorformet kambære-hus 90 som strekker seg ut fra rammen 92 for oppviklingsanordningen 70. Roterbart lagret i huset 90 er like koaksialt forbundne sylindriske kammer 96 med mantelstyrespor 98. Kamfolgere 100 for binder trådstyringene 88 med sporene 98 på de sylindriske kammer 96. Når kammene 96 roterer fores trådstyringene 88 frem og til-

bake langs slissen i huset 98 langs med drivhylsen 80 (og spolene 72 og 74)• Kambærehuset 90 og kammene 96 strekker seg koaksialt

i forhold til hverandre. Huset 90 strekker seg i en retning parallelt med drivhylsen 80 med sin aksel i samme horisontalplan som drivhylsens 80 aksel.

Trådstyringene 88 har krokformede ender for å

holde trådene 26 og 28 i inngrep med styringene.

Mår kammene forer trådst<y>ringene 88 frem og tilbake, forer de også trådene 26 og 28 frem og tilbake langs tråd-spolene- 72 og 74.

Oppviklingsanordningen 70 omfatter én drivanordning som består av en med kopling forsynt motor 102 som er anordnet i oppviklingsanordningens hus 92. Drivanordningen bringer kammene 96 til å rotere og driver drivhylsen 8.0 med en regulert hastighet i forhold til kammene. Den onskede spoleform bestemmer dette forhold.

Motoren 102 omfatter en med konstant hastighet roterende elektrisk motor 104 som driver rotoren i en med denne samvirkende hvirvelstromskopling 106. Koplingen 106 har en utgående aksel 108. De magnetiske krefter i koplingen 108 over-forer dreiemomentet fra den av motoren 104 drevne rotor, til dan utgående aksel 108. I praksis er motoren 104 en induksjonsmotor.

Den kombinerte motor og kopling 102 utgjor drivanordningen med innstillbart omdreiningstall. Under drift forblir omdreiningstallet 104 konstant men endringer av den magnetiske fluks i koplingen 106 endrer storrelsen av motorens dreiemoment som overfores' til den utgående aksel 108. -To storre den magnetiske fluks ec>- desto storre blir den r. effekt som avgis av motoren til den utgående aksel 108.

Drivanordningen 102 driver drivhylsen 80 via en slurefri rem 110 som forbinder den utgående aksel 108 med drivhylsens drivaksel 112 ovenfor drivanordningen 102. Den roterende aksel 112 driver drivhylsen 80. Akselen 112 ligger koaksialt i forhold til drivhylsen 80 og er roterbart lagret i en lagerholder 114.

Rotasjonen av drivakselen 112 forflytter trådfordeleren 82 via slurefrie remmer ll6 og ll8. Remmen 116 forbinder akselen 112 med en roterbar aksel 119 i en overforingsan-ordning 120. Remmen 118 forbinder akselen 119 med kamdrivakselen 124 som er forbundet med og driver kammene 96. Drivakselen 124 ligger koaksialt i forhold til kammene 36 og er roterbart lagret i et ]a gerhus 126 og i den vertikale endevegg 128 i en bevegelig vogn 130.

Når spolene 72 og 74 vikles opp på drivhylsen 90, oker diameteren av hver spole. Ved et bestemt omdreiningstall;,av drivhylsen oker periferihastigheten av hver spole 72 og 74 når deres diameter oker. Således skulle trådoppviklingshastigheten oke når spolediameteren oker hvis ikke noen minskning av omdreiningstallet for drivhylsen 80 skjer.

Ifolge oppfinnelsen foreslås derfor en innretning for å regulere omdreiningstallet og vinkelhastigheten av drivhylsen 80 for å minske oppviklingshastigheten ved okende diameter under oppviklingen. Reguleringsorganer er derfor anordnet for å endre drivhylsens omdreiningstall via drivanordningen 102. Disse reguleringsorganer er innrettet til åholde trådens oppviklingshastighet lik den konstante trådmatningshastighet fra det roterende matehjul 40 under hele oppviklingen av spolene 72 og 74'

Reguleringsanordningen omfatter organer for å opprettholde et reguleringssignal som er beregnet på å styre og regulere rotasjonshastigheten for drivhylsen 80 i avhengighet av en bestemt endringsfunksjon, slik at spolens oppvikling skjer med en lineær trådhastighet som svarer til fremmatningshastigheten av tråden. Reguleringsanordningen omfatter videre en foler for å avfole forskjellen mellom den lineære fremmatningshastighet og den lineære oppviklingshastighet, samt en innretning som i avhengighet av den avsokte hastighetsforskjell endrer det bestemte hastignets-mønster for reguleringssignalet for å brinee den lineære trådoppviklingshastighet. til samme verdi sorti den virkelige f remmatnings-hastighet for tråden som bestemmes av-matehjulet 40> under hele oppviklingen av spolene 72 og 74» Resultatet blir en hovedsakelig konstant lineær trådoppviklingshastighet under hele oppviklingen av spolene 72 og 74«

Fig. 5 viser et blokkskjema for reguleringsorganene ifølge oppfinnelsen, hvor en reguleringsanordning 140 innrettet til å endre spenningssignalene til hvirvelstrømskoplingen 106 for' å regule.re omdreiningshastigheten på drivhylsen 80

under oppviklingene av spolene 72 og 74. Reguleringsanordningen 140 mottar spenningssignaler fra en føler 142 og mot-

tar et konstant likestrømssignai fra en egnet likestrømskilde f.eks. et batteri 144. Den foranderlige utgangsspenning fra reguleringsanordningen 140 regulerer magnetfeltets styrke i hvirvelstrømkoplingen 106 for a tilpasse trådens oppviklingshastighet til trådens■fremmatningshastighet når diameteren av spolené 72-og'74 øker. For å bedre stabiliteten mottar reguleringsorganet 140 tilbakekoplede spenningssignaler fra et tachometer 146, idet tachometerets signaler utgjør en måleverdi for den aktuelle vinkelhastighet for koplingens utgangsaksel 108 (og for drivhylsen 80).

Reguleringsanordningen 140 på fig. 6 omfatter en integreringskrets 150, en summeringskrets og en forsterker 154. Integreringskretsen 150 omfatter en motstand 156 i ledningen 158, en operasjonsforsterker l60 og en integrerende kondensator 162 som er parallellkoplet med operasjonsforsterkeren 160. En ledning 164 forbinder utgangen av operasjonsforsterkeren 160 (integreringskretsen 150) med summeringskretsen J-^. En ledning 166 forbinder summeringskretsen J-^ med forsterkeren 154. En bryter 167 for spoleoppviklingen er anordnet i ledningene 165 mellom summeringskretsen og integreringskretsen 150.

<b>atteriet 144 tilforer konstant spenning til summeringskretsen J-^ via en ledning 168.

Tachometeret 146 tilforer sitt signal til summeringskretsen .T-j^ via en spenningsdeler 170, f.eks. et potensio-meter i en ledning 171. - Innstillingen av spenningsdeleren 170 bestemmer drivfaylsens 80 rotasjonshastighet ved begynnelsen av oppviklingen.

Spenningen fra summeringskretsen -<T>^ i ledningen l66 utgjor den algebraiske sum av samtlige spenninger som tilfores kretsen J^. Den fra batteriet 144 til kretsen -T^ tilforte spenning er positiv mens den hovedsakelig voksende negative spenning fra integreringskretsen 150 er negativ og det er også den spenning som tilfores kretsen .1^ fra tachometeret 146.

Den okede negative spenning fra integreringskretsen 150 minsker spenningen fra kretsen -T^' under oppviklingen av spilene 72 og 74- Den minskede spenning fra reguleringsanordningen 140 minskes således på tilsvarende måte rotasjonshastigheten av drivhylsen 80 under spolenes oppvikling.

Forsterkeren 154 forsterker signalspenningene fra summeringskretsen -T^ for å gi en egnet styrke for anvendelse i hvirvelstromkoplingen 106.

Integreringskretsen 150 ti lveiebringer et riktig forandret elektrisk utgangssignal som oker proporsjonalt med den negative tidsintegral av utgangsspenningen. For en bestemt inngangsspenning avgir således integreringskretsen 150 en utgangsspenning som har motsatt polaritet til inngangsspenningen og som oker lineært som funksjon av tide in» por en bestemt konstant positiv inngangsspenning.oker således utgangsspenningen fra integreringskretsen 150 i negativ retning med konstant forandring» . For .. andre positive spenninger kan den lineære endring av integrerings-kretsens utgangsspenning skje hurtig en steil kurve) som funksjon av tiden eller langsomme- (en mindre steil kurve) smm funksjon'av tiden. Store positive inngangsspenninger til integreringskretsen tilveiebringer storre endringer av utgangsspenningen i negativ retning....

Under trådoppviklingen avgir foleren 142 varier-ende inngangsspenninger til reguleringsanordningen 140 fra et for-bindelsespunkt -Tg via ledningen 158. Forbindelsespunktet Jg mottar negativ likespenning via potensiometeret 175 i ledningen 176, idet negativ spenning fra en egnet kilde tilfores ledningen 176

ved L-^. Forbindelsespunktet Jg mottar positiv likespenning fra ledningen 178 via en motstand 179? idet positiv spenning fra en egnet kilde tilfores ledningen 178 via Lg. Spenningene fra. T.^ og T.g motvirker hverandre. Hvis de til forbindelsespunktet Jg tilforte spenninger er like og motsatt rettet, får således reguleringsanordningen 140 ingen inngangsspenning.

Foleren 142 i den viste utforelsesform omfatter forbindelsespunktet Jg, potensiometeret 175, en svingbart lagret arm 56 og en rulle 54' Foleren 142, fremgår bedre av fig. 7 og 8 v sammen med fig. 6. Potensiometeret 175 i huset 42 har en reguler- \ ingsaksel 182. Akselen 182 strekker seg gjennom veggen 184 i huset 42 og bærer armen 56 som er festet på akselen 182. En svingebe-vegelse av armen 56 tilveiebrin<g>er således en rotasjon av akselen l82 som endrer utgangsspenningen fra potensiometeret 175•

Kraften av fjæren 58 svinger armen 56 med akselen l82 med urviseren sammen med trådene .56 og 58 som loper over rullen 54. En arm 188 er også festet på potensiometerakselen 182. Armen l88 strekker seg i motsatt.retning av armen ^56. Fjæren 58 er festet til den frie ende av armen 188 og utover en dreiemoment på akselen l82 slik at armen 56 svinges av trådene 26 og 28. Armen 56, rullen 54 og fjærspenningen danner en~foler som påvirkes av trådene 26 og 28 for å avfole forholdet mellom trådenes oppviklingshastighet og fremmatningshastighet.

Foleren 142 har en nullstilling for armen 56 hvor ingen utgangsspenning avgis fra forbindelsespunktet Jg. T denne stilling er .spenmingen fra potensiometeret 175 til forbindelsespunktet Jg lik men med motsatt polaritet, den positive spenning

som tilfores forbindelsespunktet -Tg fra T,g. T praksis utgjor en horisontal stilling av armen.56 en egnet nullstilling Jfor foleren 142. Også andre nullstillinger kan anvendes.

Når armen 56 beveger seg suksessivt nedover fra horison-talstillingen er potensiometeret 175 innrettet til å gi mindre negativ utgangsspenning. På denne måte mates en større positiv spenning til ledningen 158 når armen 56 beveger seg suksessivt nedover.

Når armen 56 beveger seg oppover fra den horisontale stilling er den til L-^ tilførte spenning tilstrekkelig til å tilveiebringe bringe en negativ spenning fra potensiometeret 175 som er større enn den positive spenning som tilføres Lg Når armen 56 således befinner seg overnfor sin horisontale stilling mates negativt spenning til ledningen 158 fra forbindelsespunktet Jg. Normalt forblir armen under den horisontale stilling ved oppvikling av sporer. Således er den til ledningen 158 matede spenning normalt positiv.

Under driften avføler føleren 142 forholdet mellom trådfremmatningshastigheten for matehjulet 40 og qopviklingshastigheten i oppviklingsanordningen 70 og omfatter organer, som tilveiebringer et signal avhengig av den avfølte forskjell i hastighetene mellom fremmatningen og oppviklingen av tråden. Når trådoppviklingshastigheten er større enn fremmatningshastigheten minsker lengden av trådene 26 og 28 mellom matehjulet 70 og spolene 72 og 74* Derved pres-ser trådene 26 og 28 armen 54 nedover mot urviseren. Den negative spenning fra potensiometeret 175 avtar. En større positiv spenning mates til reguleringsanordningen 140 fra forbindelsespunktet Jg. Når på den annen side trådoppviklingshastigheten er mindre enn fremmatningshastigheten øker lengden av trådene 26 og 28 mellc^ii matehjulet 40 og spolene 72 og 74« Trådene 26 og 28 blir derved slakket slik at fjæren 58 svinger armen 56 oppover. Den negative spenning fra potensiometeret 175 øker på denne måte. Følgelig tilføres reguleringsanordningen 140 en mindre positiv spenning via forbindelsespunktet Jg. ;Ved begynnelsen av spoleoppviklingen i spolekjernene 76 og 78 og matehjulets 40 samme hastighet med bryteren 167 brutt. Bryteren 167 sluttes og oppviklingen av spolene 72 og 74 begynner.'Spolenes diameter begynner straks å øke og som følge herav øker trådoppviklingshastigheten slik at den.overskrider trådfremmatningshastigheten som bestemmes av matehjulet 40' ^en akselererende tråd korter hurtig inn lengdén av trådene 26 og 28 mellom matehjulet og oppviklingsanordningen 70. Ved den innkortede trådlengde presses armen 56 ' nedover og forbi sin horisontale .stilling inntil den positive spenning fra føleren 142 til .integreringskretsen 150 bringer denne til å levere et reguleringssignal med en bestemt endringsfunksjon i .forhold til tiden, slik at drivhylsens 80 hastighet (via hvirvelstrømkopling-en 106) minsker i samsvar med oppviklingen av spolen i øyeblikket. Val denne innledands balansering holdes den minskede vinkelhastighet av drivhylsen .80 i overensstemmelse med trådfremmatningshastigheten fra matehjulet 40* Med andre ord holder det forutbestemte spenningssignal fra reguleringsanordningen I40 hvis signal frembringes av føleren 142 og som frembringes fra den fra føleren 142 avgitte begynnelsesbalan-sespenning, i begynnelsen oppviklingshastigheten for trådene 26 og 28 lik med fremmatningshastigheten fra matehjulet 4-0.

Men begynnelsesspenningen fra reguleringsanordningen

140 avtar lineært som funksjon av tiden mens oppviklingshastigheten for spolene " JZ og 74 øker ulineært. Den innledende lineære spenning fra reguleringsanordningen 140 som ble frembrakt av giveren 142 i begynnelsen motsvarer bare hovedsakelig oppviklingen av spolene. Til-pasningen av trådoppviklings-og trådfremmatningshastighetene er således bare midlertidig.

Spoieoppviklingen fremgår av fig.9. Som man ser øker spolens diameter meget hurtig ved begynnelsen av oppviklingen. Has-tigheten av spolens oppbygning avtar jo større diameteren er. I praksis har det vist seg at endringene i spolediameteren under oppviklingen skjer etter en kompleks ikke-lineær funksjon med både parabolsk og eksponentiell karakter. Den på fig.9 viste kurve har derfor både eksponentiell og parabolsk form.

Steilheten av den lineære spenning fra reguleringsanordningen 140 som ved begynnelsen av viklingen avgis fra føleren, er steilere enn det som er nødvendig for å holde trådoppviklingshastigheten lik trådfremmatningshastigheten. Trådoppviklingshastigheten blir derfor hurtig langsommere enn trådfremmatningshastigheten for matehjulet 40. Det oppstår derved en slakning av trådene 26 og 28 slik at fjæren 58 tvinger armen 56 oppover. Denne bevegelse oppover av armen 56 gjør at den positive spenning fra føleren 142 avtar inntil ny likevektstilstand oppstår, dvs. at armen 56 kan bevege seg inntil steilheten av spenningen fra reguleringsanordningen 140 til-passes hastighetsminskningen for drivhylsen til størrelsesforandrin-gen av spolen i øyeblikket.

Under hele oppviklingen av spolene J2 og 74 tilveiebringes gjentatte ganger likevektstilstand. Ved den viste utførelsesform tilveiebringes likevektstilstand kontinuerlig av praktiske grunner. Under disse forhold minsker den positive spenning fra føleren 142

til reguleringsanordningen 140 under helé oppviklingen og steilheten av utgangsspenningen fra reguleringsanordningen endres kontinuerlig fra en begynnende steil kurve til en gradvis mindre steil kurve.

Det kan antas at styresignalene tilveiebringer momentane styrespenninger som endres med de momentane hastighetsendringer som er tilpasset til den momentane akselerasjon for trådene 26 og 28 under spolens hele oppvikling. Disse styresignaler endrer styresigna-lenes forutbestemte endringsfunksjon for å bibeholde en hovedsakelig konstant oppviklingshastighet som er lik trådfremmatningshastigheten for matehjulet 4-0.

Summeringen av samtlige momentane spenninger fra reguleringsanordningen 142 danner en kurve som svarer til kurven for diameterendringen i forhold til tiden som vist på fig.9.

Hvis det er ønskelig kan styresignalene holde en stabil funksjon under de tidsperioder da økningen av rotasjonshastigheten for drivhylsen 80 er nødvendig. En slik situasjon opptrer når oppviklingshastigheten er betydelig mindre enn fremmatningshastigheten for matehjulet 40. Slakning i trådene 26 og 28 tillater fjæren 58 å svinge armen 56 til over nullstillingen (horisontal stilling). En negativ spenning påføres herved integreringskretsen 150. Det voksende negative utgangssignal fra integreringskretsen avtar. Utgangsspenningen fra. reguleringsanordningen 140/øker, hvilket bevirker at rotasjonshastigheten for drivhylsen øker.

Normalt er en økning av vinkelhastigheten for drivhylsen 80 ikke nødvendig. Det kan således antas at føleren 142' som vist på fig.10 kan anvendes. Ved denne utførelsesform leverer potensiometeret 175 en positiv spenning direkte til reguleringsanordningen 140. En føler slik som føleren 142 er imidlertid å foretrekke.

Under visse forhold kan det være fordelaktig å bringe trådoppviklingshastigheten og fremmatningshastigheten. til samme verdi i .avhengighet av forskjellen mellom disse to uten å endre den forutbestemte endringsfunksjon for styresignalet. Man kunne da regulere den elektriske energitilførsel til koplingen 106 ved å overføre signalene fra føleren som avføler forskjellen mellom trådens oppviklingshastigheten og fremmatningshastigheten, direkte til summeringskretsen J-^. Det forutbestemte signal fra integreringskretsen 50 og signalene fra føleren kan derved forenes av summeringskretsen J^. Denne endring i hastighetsreguleringssystemet kan innordnes i samme enhet, som beskrevet ovenfor og kan tas i bruk etter ønske ved manøv-rering av en hurtigvirkende bryter eller kan alternativt tilveiebringes automatisk, f.eks. ved de bestemte funksjonsgrenser ved endring av .den forutbestemte endringshastighet for reguleringssignalet.

Man kan også anvende andre organer for å tilveiebringe

.et reguleringssignal som hovedsakelig endres i samsvar med spolenes oppvikling. F.eks. kan det anvendes en RC-krets med en kondensator hvor spenningskurven for en besteatnt spenning endres med en forutbestemt hastighet som hovedsakelig tilsvarer spolenes oppvikling. Føle-

ren 142 resp. 142' kan tilføre reguleringssignaler "til RC-kretsen avhengig av den avfølte hastighetsforandring mellom trådmatnings-hatigheten og oppviklingshastigheten for å modifisere referansespen-ningen. Man kan også regulere forsterkeren ved en integreringskrets avhengig av den avfølte hastighetsforskjell for å modifisere forsterk-ningen av inngangsspenningen for å tilveiebringe et foranderlig utgangssignal som holder trådoppviklingshastigheten konstant.

Også andre følere kan anvendes. F.eks. kan man anvende en føler som påvirker trådene 26 og 28 mellom matehjulet 40 og oppviklingsanordningen 70 for å avføle den mekaniske spenning som et

mål for hastighetsforskjellen mellom trådfremmatingen og trådoppviklingen. En føler av denne art er kjent fra U.S.-patentskrift nr.

3.526.I3O.

Ifølge oppfinnelsen kan man tenke seg en føler for in-dikering av hastighetsforskjellen mellom trådoppviklingen og tråd-fremmatningen som ikke påvirker trådene. F.eks. kan man anvende en doppler-laser for å mate forskjellen i periferihastigheten for matehjulet 40 og spolene 72 og 74.

Ved den viste utførelsesform anvendes et matehjul 40

for å mate trådene med konstant hastighet til oppviklingsanordningen. 70. Innenfor oppfinnelsens grenser er også andre utførelsesformer mu-lige hvor matehjulet 40 eller andre trådfremmatningsorganer mater frem tråd med forskjellig hastighet. I slike tilfeller har reguleringsorganet som funksjon å tilpasse trådoppviklingshastigheten til de forskjellige trådfremmatningshastigheter under oppvikling av spolene. Oppfinnelsen omfatter også anvendelse av reguleringsorganet for tilpasning av. fremmatningshastigheten av et trådformet materiale til den foranderlige oppviklingshastighet for trådmaterialet, f.eks. når drivhylsen 80 roterer med konstant vinkelhastighet under hele oppviklingen.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte til oppvikling av trådformet materiale til form av en spole på en roterbar spolekjerne, hvor det trådformede materiale fremmates kontinuerlig mens spolekjernens omdreiningstall varieres for tilpasning av spolens periferihastighet (dvs. trådoppviklingshastigheten) grovt til trådfremmatningshastigheten, hvilken variasjon av omdreiningstallet tilveiebringes ved hjelp av et elektrisk reguleringssignal som på forutbestemt måte endres lineært med tiden, karakterisert ved at for å tilveiebringe fintilpasning av spolens periferihastighet til trådfremmatingshastigheten ved finregulering av spolekjernens omdreiningstall, avføles strekkspenningen'! trådmaterialet og i avhengighet av denne frembringes et elektrisk korreksjonssignal som bringes til å 'endre reguleringssignalet.

2. ' Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge krav 1, omfattende en ved hjelp av en drivanordning (102) roterbar spolekjerne (76,78) på hvilken kontinuerlig fremmatet trådformet materiale (26,28) skal vikles til form av en spole (72,jf4) og hvis omdreiningstall skal varieres for tilpasning av spolens periferihastighet grovt til trådfremmatningshastigheten, hvilken variasjon av omdreiningshastigheten tilveiebringes ved hjelp av én reguleringsanordning (140) som avgir et elektrisk reguleringssignal til drivanordningen (102) som på forutbestemt måte endres lineært med tiden, karakterisert ved .at for å tilveiebringe en fintilpasning av spolens (72,74) periferihastighet til trådfremmatningshastigheten ved finregulering av spolekjernens (76,78) omdreiningstall, er det anordnet et tråd-strekkspennings-avfølingsorgan (142)' som ligger an mot det fremmatede trådmateriale (26,28) og i avhengighet av endringer i' trådstrekkspenningen avgir et elektrisk korreksjonssignal for korrigering av den av reguleringsanordningen (140) til drivanordningen (102) avgitte reguleringssignal,■ hvilket trådstrekk-spenningsavfølingsorgan (142) omfatter en svingbart lagret arm (56) som ved sin ene ende bærer et styreorgan (54) for trådmaterialet (26,28), og som er fjærende forspent for å tilveiebringe en forutbestemt normalstrekkspenning i trådmaterialet.