EP0950627A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln eines mit konstanter Geschwindigkeit gelieferten Fadens auf eine Spule - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln eines mit konstanter Geschwindigkeit gelieferten Fadens auf eine Spule Download PDF

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EP0950627A1
EP0950627A1 EP99107094A EP99107094A EP0950627A1 EP 0950627 A1 EP0950627 A1 EP 0950627A1 EP 99107094 A EP99107094 A EP 99107094A EP 99107094 A EP99107094 A EP 99107094A EP 0950627 A1 EP0950627 A1 EP 0950627A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
speed
bobbin
thread
yarn
drive shaft
Prior art date
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Withdrawn
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EP99107094A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Hermann Dr. Mettler
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SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Original Assignee
SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SSM Schaerer Schweiter Mettler AG filed Critical SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Priority to EP99107094A priority Critical patent/EP0950627A1/de
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/38—Arrangements for preventing ribbon winding ; Arrangements for preventing irregular edge forming, e.g. edge raising or yarn falling from the edge
    • B65H54/381—Preventing ribbon winding in a precision winding apparatus, i.e. with a constant ratio between the rotational speed of the bobbin spindle and the rotational speed of the traversing device driving shaft
    • B65H54/383—Preventing ribbon winding in a precision winding apparatus, i.e. with a constant ratio between the rotational speed of the bobbin spindle and the rotational speed of the traversing device driving shaft in a stepped precision winding apparatus, i.e. with a constant wind ratio in each step
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    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the present invention is in the field of thread winding into shape a coil, which process also as winding or as the production of a winding referred to as.
  • a second coil is made from a first coil
  • the speaker speaks one also of rewinding, whereby in the winding of a textile company predominantly this Rewinding takes place.
  • the winding or winding of a thread is known to be done with winding machines that work according to different winding laws and thereby either a wild winding or make a precision winding or a step precision winding.
  • the relevant Spool parameters are in particular the so-called turn ratio (number of spool revolutions per double stroke), the pitch angle determined by the turns ratio the thread laying, which corresponds to half the crossing angle, and the Speed.
  • Wild winding is understood to mean windings whose turns ratio increases with increasing Coil diameter decreases continuously, with the crossing angle constant remains.
  • the constant crossing angle over the entire coil diameter has one good dimensional stability and transportability of the coil produced in this way.
  • disadvantage arise due to unfavorable number of turns, which occur during the coil build-up at certain Make coil diameters noticeable as so-called images or image zones.
  • images or image zones In these zones, thread is placed directly next to thread or even thread on thread. The consequence of these image zones is an uneven yarn development, which can later lead to tension peaks during unwinding.
  • the image zones represent a very serious disadvantage.
  • the turns ratio remains during the entire winding process constant.
  • the crossing angle changes and increases with increasing coil diameter Sharpener.
  • a precision-wound coil knows with an optimally selected number of turns no image zones, which results in very good printing properties.
  • the dimensional stability due to the change in the pitch angle over the coil structure the thread laying is not so good.
  • the step precision winding represents a combination of the two winding laws, wild Winding and precision winding.
  • Winding machine will combine the advantages of these two winding laws achieved that in a winding machine with a driven by a motor drive Driving roller and with a driven by a gear with variable ratio Thread laying to produce a precision winding the drive roller of one Fixed ratio drive and the transmission for thread laying is adjusted by an actuator controlled by a computer, each with a speed sensor for measuring the speed of the package and thread laying with the Computer is connected.
  • the turns ratio is specified and after the crossing angle has been decreased the computer switches to a predetermined amount by a predetermined amount lower number of turns. This creates concentric rings with precision winding, the number of turns from ring to ring with increasing coil diameter abruptly discreet specified value so that the crossing angle only in narrow limits.
  • the approximately constant crossing angle corresponds to one wild winding and maintaining the turns ratio in diameter steps a precision winding.
  • the invention relates to a method for winding at a constant speed delivered thread by means of a thread traversing device to a bobbin with precision or step precision winding.
  • the method according to the invention is intended to be used on yarn-producing or yarn-treating machines, in particular on spinning machines of all kinds, should be suitable and the manufacture of precision or step precision windings enable directly on these machines.
  • the device should be so inexpensive to carry out the method according to the invention that it can be used in large numbers on the machines mentioned.
  • the object is achieved according to the invention in that the speed the bobbin and the speed of thread traversing are controlled so that the speed of the thread is constant regardless of the pitch angle of the thread laying remains.
  • the invention further relates to a device for performing the inventive Method, with a bobbin drive, a drive for the thread traversing device and with a controller assigned to these drives.
  • the device according to the invention is characterized in that the controller the values for the thread speed and the winding parameters are supplied, and that in the controller a calculation the pitch angle of the thread laying and that for maintaining a constant Thread speed required with changing pitch angle of the thread laying required Speed of the bobbin and thread traversing takes place.
  • the invention also relates to a device for carrying out the process according to the invention Process on one central drive shaft for the individual production units containing process machine, with a drivable by the central drive shaft Driving cylinder for the bobbin and a drive for the thread traversing device.
  • each drive cylinder a servo motor is assigned, by means of which the one supplied by the central drive shaft Speed of the drive cylinder a speed is superimposed so that one of the desired Peripheral speed of the coil corresponding speed of the drive cylinder results.
  • This embodiment has the advantage that all transmissions of the movements are positive, So realized without slippage and therefore no sensors for speed monitoring required are.
  • the planetary gear can be designed so that the servo motor only a small part of the power required for the coil drive must deliver. This allows the use of a relatively weak motor accordingly low cost.
  • a second preferred embodiment of the device according to the invention is thereby characterized in that the drive cylinder is mounted on the central drive shaft and is driven by a conoid gear, one of which has a conoid with the central one Drive shaft is firmly connected and via a movable by the servo motor Belt drives the other conoid connected to the drive cylinder.
  • the device shown schematically in FIG. 1 essentially consists of a thread feed mechanism 1, which receives a thread F to be wound from a process P. and to a thread traversing device 2, which feeds the thread F through one Motor 3 driven coil sleeve 4 coils, whereby a coil 5 is formed.
  • the Thread traversing device 2 comprises, as shown, a thread guide 6 which a string or belt 7 is driven by a motor 8.
  • the thread traversing device 2 and the coil sleeve 4 with the motor 3 form a winding unit, which here is not described in detail.
  • EP-A-0 453 622 EP-A-0 828 444, EP-A-0 838 422 and to the preciflex thread laying marketed by Schrer Schweiter Mettler AG.
  • the motor 3 for the bobbin drive and the motor 8 of the thread traversing device 2 are connected to a control unit 9, which includes a microprocessor or Microcontroller contains, and in which the various winding parameters can be entered.
  • a control unit 9 which includes a microprocessor or Microcontroller contains, and in which the various winding parameters can be entered.
  • sensors (not shown) for the speed of the motor 8 and the position of the thread guide 6 and provided for the speed and position of the motor 3, which are also connected to the control unit 9.
  • the process designated by P in FIG. 1 stands for any yarn manufacturing or yarn treatment method, for example a spinning or texturing method, by means of which the thread F is delivered at a constant speed V G. From this thread, for example, a spool with precision or step precision winding is now produced directly on a spinning machine and bypassing the rewinding process previously required, precision winding meaning that the turns ratio remains constant during the winding process.
  • the pitch angle of the thread laying or crossing angle changes according to the constant turn ratio and becomes more acute with increasing bobbin diameter. This crossing angle is designated in FIG. 1 by the reference symbol 2 ⁇ and is drawn on the coil 5.
  • FIG. 2 shows a diagram in which the speed V F of the thread guide 6 is entered on the abscissa, the rotational speed V S of the bobbin 5 and the thread speed V G determined by these two speeds are entered on the ordinate, the thread speed with the abscissa Inclination angle ⁇ includes. If the slope angle ⁇ changes and, for example, the value ⁇ should assume, then the speeds mentioned would have to be changed accordingly. As can be easily seen, two of the speeds have to be changed and one can remain constant. 2, the thread speed V G is kept constant and the speeds V F and V S of the thread guide 6 or the bobbin 5 are adapted to the changed orientation of the vector V G caused by the change in the pitch angle ⁇ .
  • This adaptation takes place in that the microprocessor contained in the control unit 9 from the entered winding parameters and from the diameter of the coil 5 the respective instantaneous value of the pitch angle and the corresponding position of the vector of the thread speed V G and from this and from the amount supplied by the thread delivery mechanism 1 V G calculates the respective values for the speed V F of the thread guide 6 and the speed V S of the bobbin 5 and controls the motors 8 and 3 accordingly.
  • FIG. 3 shows the arrangement of the winding device on a central drive shaft Process machine shown
  • Figures 4 and 5 each show an embodiment for the coil drive derived from the central drive shaft.
  • the winding device shown in FIG. 3 differs from that shown in FIG. 1 essentially in that the coil 5 does not come from a driving the coil sleeve 4 Motor (Fig. 1) is driven, but by one of the central drive shaft 11 of the relevant process machine driven drive cylinder 12.
  • the process machine is a yarn production or treatment machine, for example one Spinning or texturing machine.
  • the reference symbol A is closer to that in FIGS. 4 and 5 shown, individually controllable drive of the drive cylinder 12.
  • Of the Drive cylinder 12 is rotatably mounted on the central drive shaft 11 in both cases and has an internal toothing.
  • the individually controllable drive of the coil 5 takes place via a planetary gear between the central drive shaft 11 and the drive cylinder 12.
  • a sun gear 13 is fixedly connected to the central drive shaft 11, the rotation of which is transmitted to the drive cylinder 12 with a planet gear 14.
  • the planet gear 14 is carried by a web 14 ', which can also be driven by a servo motor 15 via a drive wheel 16.
  • the speed of the servo motor 15 is selected so that a speed is superimposed on the drive wheel 16 for the web 14 'of the planetary gear 14 so that the speed of the drive cylinder 112 and thus the peripheral speed of the bobbin 5 corresponds to that for the constant thread speed V G (FIG 2) Required value reached.
  • the embodiment shown in Fig. 4 has the advantage that all movement transmissions positively, that is, realized without slip. Since the translations of a planetary gearbox are therefore not sensors for speed monitoring required. In addition, the servo motor 15 needs with an optimal design of the planetary gearbox only a small part of those required for the coil drive To deliver power, making a relatively weak engine with a correspondingly low cost can be used.
  • a conoid gear is used instead of the planetary gear used, of which a conoid 17 is fixedly arranged on the central drive shaft 11 is and drives the other conoid 19 via a flat belt 18, which in Engagement with the internal toothing of the drive cylinder 12 is.
  • the belt 18 is actuated by a servomotor 15, bracket-like or fork-like adjusting element 20 can be displaced along the surface of the conoid. Since this system works with frictional connection, the speed of the Driving cylinder 12 with a sensor (not shown) required. Because the shift of the flat belt 18 requires only a small amount of force, which requires the Sensor drive 16 forming motor only a relatively low power here.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)

Abstract

Der mit konstanter Geschwindigkeit gelieferte Faden (F) wird mittels einer Fadenchangiereinrichtung (2) zu einer Spule (5) mit Präzisions- oder Stufenpräzisionswicklung aufgewickelt. Dabei ist die Geschwindigkeit der Spule (5) und die Geschwindigkeit der Fadenchangierung so geregelt, dass die Geschwindigkeit des Fadens (F) unabhängig vom Steigungswinkel der Fadenverlegung konstant bleibt. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens auf einer eine zentrale Antriebswelle (11) für die einzelnen Produktionseinheiten aufweisenden Prozessmaschine enthält einen von der zentralen Antriebswelle (11) antreibbaren Treibzylinder (12) für die Spule (5) und einen Antrieb (8) für die Fadenchangiereinrichtung (2). Jedem Treibzylinder (12) ist ein Servomotor (15) zugeordnet, durch welchen der von der zentralen Antriebswelle gelieferten Drehzahl des Treibzylinders (12) eine Drehzahl so überlagert ist, dass eine der gewünschten Umfangsgeschwindigkeit der Spule (5) entsprechende Drehzahl des Treibzylinders (12) resultiert. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet des Aufwickelns eines Fadens in Form einer Spule, welcher Prozess auch als Aufspulen oder als Herstellung einer Wicklung bezeichnet wird. Wenn aus einer ersten Spule eine zweite Spule hergestellt wird, spricht man auch von Umspulen, wobei in der Spulerei eines Textilbetriebs vorwiegend dieses Umspulen stattfindet.
Das Aufwickeln oder Aufspulen eines Fadens erfolgt bekanntlich mit Spulmaschinen, die nach verschiedenen Wickelgesetzen arbeiten und dabei entweder eine wilde Wicklung oder eine Präzisionswicklung oder eine Stufenpräzisionswicklung herstellen. Die relevanten Spulparameter sind insbesondere das sogenannte Windungsverhältnis (Anzahl Spulenumdrehungen pro Doppelhub), der durch das Windungsverhältnis bestimmte Steigungswinkel der Fadenverlegung, der dem halben Kreuzungswinkel entspricht, und die Geschwindigkeit.
Unter wilder Wicklung versteht man Wicklungen, deren Windungsverhältnis mit wachsendem Spulendurchmesser kontinuierlich abnimmt, wobei der Kreuzungswinkel konstant bleibt. Der konstante Kreuzungswinkel über den ganzen Spulendurchmesser hat eine gute Formstabilität und Transportfähigkeit der so hergestellten Spule zur Folge. Nachteile entstehen durch ungünstige Windungszahlen, die sich während des Spulenaufbaus bei bestimmten Spulendurchmessern als sogenannte Bilder oder Bildzonen bemerkbar machen. In diesen Zonen wird Faden dicht neben Faden oder sogar Faden auf Faden direkt übereinandergelegt. Die Folge dieser Bildzonen ist eine ungleichmässige Garnabwicklung, was später zu Fadenzugkraftspitzen beim Abwickeln führen kann. Da bei den folgenden Verarbeitungsprozessen fast durchweg mit hohen bis sehr hohen Abzugsgeschwindigkeiten gearbeitet wird, stellen die Bildzonen einen sehr gravierenden Nachteil dar.
Bei der Präzisionswicklung bleibt das Windungsverhältnis während des gesamten Spulvorgangs konstant. Der Kreuzungswinkel ändert sich und wird mit zunehmendem Spulendurchmesser spitzer. Eine präzisionsgewickelte Spule kennt bei optimal gewählter Windungszahl keine Bildzonen, was sehr gute Abzugseigenschaften zur Folge hat. Dagegen ist die Formstabilität wegen des sich über den Spulenaufbaus ändernden Steigungswinkels der Fadenverlegung nicht so gut.
Die Stufenpräzisionswicklung stellt eine Kombination der beiden Wickelgesetze, wilde Wicklung und Präzisionswicklung, dar. Bei der in der DE-A-33 32 382 beschriebenen Spulmaschine wird die Verbindung der Vorteile dieser beiden Wickelgesetze dadurch erreicht, dass bei einer Spulmaschine mit einer durch einen motorischen Antrieb antreibbaren Treibwalze und mit einer durch ein Getriebe mit variabler Übersetzung angetriebenen Fadenverlegung zur Herstellung einer Präzisionswicklung die Treibwalze von einem Antrieb mit fester Übersetzung angetrieben und das Getriebe für die Fadenverlegung durch ein von einem Rechner geregeltes Stellglied verstellt wird, wobei je ein Drehzahlgeber für die Messung der Drehzahl der Kreuzspule und der Fadenverlegung mit dem Rechner verbunden ist.
Bei Spulbeginn ist das Windungsverhältnis vorgegeben und nach Abnahme des Kreuzungswinkels um einen vorgegebenen Betrag schaltet der Rechner aufeine vorgegebene tiefere Windungszahl um. Es entstehen so konzentrische Ringe mit Präzisionswicklung, wobei von Ring zu Ring mit zunehmendem Spulendurchmesser die Windungszahl sprunghaft diskrete vorgegegebene Wert so annimmt, dass der Kreuzungswinkel nur in engen Grenzen variiert. Der angenähert konstante Kreuzungswinkel entspricht einer wilden Wicklung und die Beibehaltung des Windungsverhältnisses in Durchmesserstufen einer Präzisionswicklung.
Es besteht schon lange der Wunsch, die Spulen direkt aufder gamerzeugenden Maschine, insbesondere der Spinnmaschine, herzustellen und so auf Umspulprozesse verzichten zu können. Auf Spinnmaschinen werden mit den bisher bekannten Mitteln nur wilde Wicklungen, und auch diese nur von mässiger Qualität, hergestellt. Die bekannten Verfahren ermöglichen keine richtige Präzisionswicklung, weil der Kreuzungswinkel nur in einem relativ engen Bereich über die gesamte Spule variiert werden kann, wobei dieser Bereich so gewählt sein muss, dass er durch die Dehnungseigenschaften des Fadens verkraftbar ist. Bei solchen minimalen Änderungen des Kreuzungswinkels hat aber die Spule nicht mehr die geforderte Qualität und weist insbesondere in den Randbereichen innen an der Hülse und aussen am Spulenumfang relativ starke Qualitätsabweichungen auf.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines mit konstanter Geschwindigkeit gelieferten Fadens mittels einer Fadenchangiereinrichtung zu einer Spule mit Präzisions- oder Stufenpräzisionswicklung. Das erfindungsgemässe Verfahren soll zum Einsatz an garnerzeugenden oder garnbehandelnden Maschinen, insbesondere an Spinnmaschinen aller Art, geeignet sein und es soll die Herstellung von Präzisions- oder Stufenpräzisionswicklungen direkt aufdiesen Maschinen ermöglichen. Dabei soll die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens so kostengünstig sein, dass sie aufden genannten Maschinen in grossen Stückzahlen eingesetzt werden kann.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Geschwindigkeit der Spule und die Geschwindigkeit der Fadenchangierung so gesteuert sind, dass die Geschwindigkeit des Fadens unabhängig vom Steigungswinkel der Fadenverlegung konstant bleibt.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, mit einem Spulenantrieb, einem Antrieb für die Fadenchangiereinrichtung und mit einer diesen Antrieben zugeordneten Steuerung. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerung die Werte für die Fadengeschwindigkeit und die Spulparameter zugeführt sind, und dass in der Steuerung eine Berechnung des Steigungswinkels der Fadenverlegung sowie der für die Einhaltung einer konstanten Fadengeschwindigkeit bei sich änderndem Steigungswinkel der Fadenverlegung erforderlichen Geschwindigkeit der Spule und der Fadenchangierung erfolgt.
Die Erfindung betrifft ausserdem eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens aufeiner eine zentrale Antriebswelle für die einzelnen Produktionseinheiten enthaltenden Prozessmaschine, mit einem von der zentrale Antriebswelle antreibbaren Treibzylinder für die Spule und einem Antrieb für die Fadenchangiereinrichtung.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass jedem Treibzylinder ein Servomotor zugeordnet ist, durch welchen der von der zentralen Antriebswelle gelieferten Drehzahl des Treibzylinders eine Drehzahl so überlagert ist, dass eine der gewünschten Umfangsgeschwindigkeit der Spule entsprechende Drehzahl des Treibzylinders resultiert.
Eine erste bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Treibzylinder aufder zentralen Antriebswelle gelagert und über ein Planetenrad von einem mit der zentralen Antriebswelle fest verbundenen Sonnenrad angetrieben ist, und dass das Planetenrad vom Servomotor zusätzlich antreibbar ist.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass alle Übertragungen der Bewegungen formschlüssig, also ohne Schlupf realisiert und dadurch keine Sensoren zur Drehzahlüberwachung erforderlich sind. Ausserdem kann das Planetengetriebe so ausgelegt werden, das der Servomotor nur einen kleinen Teil der für den Spulenantrieb benötigten Leistung liefern muss. Dies erlaubt die Verwendung eines relativ schwachen Motors mit entsprechend tiefen Kosten.
Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Treibzylinder auf der zentralen Antriebswelle gelagert und von einem Konoidgetriebe angetrieben ist, von dem das eine Konoid mit der zentralen Antriebswelle fest verbunden ist und über einen durch den Servomotor verschiebbaren Riemen das mit dem Treibzylinder verbundene andere Konoid antreibt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigt:
Fig. 1
eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips einer erfindungsgemässen Spulvorrichtung zum Aufwickeln eines mit konstanter Geschwindigkeit gelieferten Fadens aufeine Spule,
Fig. 2
ein Diagramm zur Funktionserläuterung,
Fig. 3
eine schematische Darstellung einer Spulvorrichtung, die auf einer mit einer zentralen Antriebswelle für die einzelnen Produktionseinheiten ausgerüsteten Prozessmaschine angeordnet ist,
Fig. 4
ein Detail von Fig. 3; und
Fig. 5
eine Variante von Fig. 4.
Die in Fig 1 schematisch dargestellte Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Fadenlieferwerk 1, welches einen aufzuwickelnden Faden F von einem Prozess P bezieht und an eine Fadenchangiereinrichtung 2 liefert, welche den Faden F auf eine durch einen Motor 3 angetriebene Spulenhülse 4 aufwickelt, wodurch eine Spule 5 gebildet wird. Die Fadenchangiereinrichtung 2 umfasst darstellungsgemäss einen Fadenführer 6, der über eine Saite oder einen Riemen 7 von einem Motor 8 angetrieben wird. Die Fadenchangiereinrichtung 2 und die Spulenhülse 4 mit dem Motor 3 bilden ein Spulaggregat, das hier nicht näher beschrieben wird.
Es wird in diesem Zusammenhang auf die EP-A-0 453 622, die EP-A-0 828 444, die EP-A-0 838 422 und auf die von der Schärer Schweiter Mettler AG vertriebene preciflex Fadenverlegung verwiesen.
Der Motor 3 für den Spulenantrieb und der Motor 8 der Fadenchangiereinrichtung 2 sind mit einer Steuereinheit 9 verbunden, welche unter anderem einen Microprozessor oder Microcontroller enthält, und in welche die verschiedenen Spulparameter eingebbar sind. Ausserdem sind nicht dargestellte Sensoren für die Drehzahl des Motors 8 und die Position des Fadenführers 6 und für Drehzahl und Position des Motors 3 vorgesehen, welche ebenfalls mit der Steuereinheit 9 verbunden sind.
Der in Fig. 1 mit P bezeichnete Prozess steht für ein beliebiges Garnherstellungs- oder Garnbehandlungsverfahren, beispielsweise ein Spinn- bzw. Texturierverfahren, durch welches der Faden F mit einer konstanten Geschwindigkeit VG geliefert wird. Aus diesem Faden wird nun beispielsweise auf einer Spinnmaschine direkt und unter Umgehung des bisher erforderlichen Umspulprozesses eine Spule mit Präzisions- oder Stufenpräzisionswicklung hergestellt, wobei Präzisionswicklung bedeutet, dass das Windungsverhältnis während des Spulvorgangs konstant bleibt. Entsprechend dem konstanten Windungsverhältnis ändert sich der Steigungswinkel der Fadenverlegung oder Kreuzungswinkel und wird mit zunehmendem Spulendurchmesser spitzer. Dieser Kreuzungswinkel ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 2α bezeichnet und an der Spule 5 eingezeichnet.
Fig. 2 zeigt ein Diagramm, in welchem auf der Abszisse die Geschwindigkeit VF des Fadenführers 6, auf der Ordinate die Rotationsgeschwindigkeit VS der Spule 5 und die durch diese beiden Geschwindigkeiten bestimmte Fadengeschwindigkeit VG eingetragen sind, wobei die Fadengeschwindigkeit mit der Abszisse den Steigungswinkel α einschliesst. Wenn sich nun der Steigungswinkel α ändern und beispielsweise den Wert α
Figure 00060001
annehmen soll, dann müssten die genannten Geschwindigkeiten entsprechend geändert werden. Wie leicht zu sehen ist, müssen zwei der Geschwindigkeiten geändert werden und eine kann konstant bleiben. Gemäss Fig. 2 wird die Fadengeschwindigkeit VG konstant gehalten und die Geschwindigkeiten VF und VS des Fadenführers 6 bzw. der Spule 5 werden an die durch die Änderung des Steigungswinkels α bedingte geänderte Orientierung des Vektors VG angepasst.
Diese Anpassung erfolgt dadurch, dass der in der Steuereinheit 9 enthaltene Microprozessor aus den eingegebenen Spulparametern und aus dem Durchmesser der Spule 5 den jeweiligen Momentanwert des Steigungswinkels und die entsprechende Lage des Vektors der Fadengeschwindigkeit VG und aus dieser und aus dem vom Fadenlieferwerk 1 gelieferten Betrag von VG die jeweiligen Werte für die Geschwindigkeit VF des Fadenführers 6 und die Geschwindigkeit VS der Spule 5 berechnet und die Motoren 8 bzw. 3 entsprechend ansteuert.
Auf diese Weise kann mit relativ geringem Aufwand direkt auf einer Spinnmaschine eine Spule mit beispielsweise Präzisionswicklung hergestellt und in der nächsten Garnverarbeitungsstufe, beispielsweise in der Weberei, verwendet werden.
Wie in Fig. 1 durch einen gestrichelten Fadenverlauf angedeutet ist, kann als Option im Fadenlauf zwischen dem Fadenlieferwerk 1 und der Fadenchangiereinrichtung 2 eine in Richtung des Doppelpfeils A verstellbare Rolle 10 vorgesehen sein, über welche der Faden F geführt ist. Diese Rolle dient ausschliesslich zum Ausgleich von geringen Schwankungen der Fadenspannung und hat in keinem Fall die Funktion eines Fadenspeichers. Als weitere Option kann man über eine von der Steuereinheit gesteuerte Bewegung der Rolle 10 die Fadenspannung nicht bloss ausgleichen sondern gezielt beeinflussen.
Da heute übliche Spinnmaschinen oder Texturiermaschinen oder allgemein Prozessmaschinen eine zentrale Antriebswelle für den Antrieb der einzelnen Produktionseinheiten aufweisen, ist es wirtschaftlicher, beim Einsatz der beschriebenen Spulvorrichtung an derartigen Prozessmaschinen für den Antrieb der Spulen nicht den in Fig. 1 dargestellten Motor sondern einen von der zentralen Antriebswelle abgeleiteten Antrieb zu verwenden.
Dabei ist aber selbstverständlich zu beachten, dass das Prinzip der konstanten Fadengeschwindigkeit für jeden gewünschten Steigungswinkel der Fadenverlegung beibehalten werden muss. Das bedeutet, dass der Antrieb von der zentralen Antriebswelle auf die Spule so ausgebildet sein muss, dass eine individuelle Regelung der Drehzahl der Spule möglich ist.
In Fig. 3 ist die Anordnung der Spulvorrichtung an einer eine zentrale Antriebswelle aufweisenden Prozessmaschine dargestellt, und die Figuren 4 und 5 zeigen je ein Ausführungsbeispiel für den von der zentralen Antriebswelle abgeleiteten Spulenantrieb.
Die in Fig. 3 dargestellte Spulvorrichtung unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten im wesentlichen dadurch, dass die Spule 5 nicht von einem die Spulenhülse 4 antreibenden Motor (Fig. 1) angetrieben ist, sondern von einem von der zentralen Antriebswelle 11 der betreffenden Prozessmaschine angetriebenen Treibzylinder 12. Die Prozessmaschine ist eine Garnerzeugungs- oder Garnbehandlungsmaschine, beispielsweise eine Spinn- oder Texturiermaschine. Mit dem Bezugszeichen A ist der in den Fig. 4 und 5 näher dargestellte, individuell regelbare Antrieb des Treibzylinders 12 bezeichnet. Der Treibzylinder 12 ist in beiden Fällen auf der zentralen Antriebswelle 11 drehbar gelagert und weist eine Innenverzahnung auf.
Gemäss Fig. 4 erfolgt der individuell regelbare Antrieb der Spule 5 über ein Planetengetriebe zwischen der zentralen Antriebswelle 11 und dem Treibzylinder 12. Mit der zentralen Antriebswelle 11 ist ein Sonnenrad 13 fest verbunden, dessen Drehung mit einem Planetenrad 14 auf den Treibzylinder 12 übertragen wird. Das Planetenrad 14 ist von einem Steg 14' getragen, der von einem Servomotor 15 über ein Antriebsrad 16 zusätzlich antreibbar ist. Die Drehzahl des Servomotors 15 wird so gewählt, dass über das Antriebsrad 16 für den Steg 14' des Planetenrades 14 diesem eine Drehzahl so überlagert wird, dass die Drehzahl des Treibzylinders 112und damit die Umfangsgeschwindigkeit der Spule 5 den für die konstante Fadengeschwindigkeit VG (Fig. 2) erforderlichen Wert erreicht.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, dass alle Bewegungsübertragungen formschlüssig, also ohne Schlupf realisiert sind. Da sich die Übersetzungen eines Planetengetriebes genau berechnen lassen, sind somit keine Sensoren zur Drehzahlüberwachung erforderlich. Ausserdem braucht der Servomotor 15 bei optimaler Auslegung des Planetengetriebes nur einen kleinen Teil der für den Spulenantrieb benötigten Leistung zu liefern, so dass ein relativ schwacher Motor mit entsprechend tiefen Kosten verwendet werden kann.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Variante wird anstatt des Planetengetriebes ein Konoidgetriebe verwendet, von dem das eine Konoid 17 fest auf der zentralen Antriebswelle 11 angeordnet ist und über einen Flachriemen 18 das andere Konoid 19 antreibt, welches in Eingriff mit der Innenverzahnung des Treibzylinders 12 steht. Zur Verstellung der Drehzahl des Treibzylinders 12 ist der Riemen 18 durch ein vom Servomotor 15 betätigbares, bügel- oder gabelartiges Verstellorgan 20 entlang des Mantels der Konoide verschiebbar. Da dieses System mit Kraftschluss arbeitet, ist eine Überwachung der Drehzahl des Treibzylinders 12 mit einem Sensor (nicht dargestellt) erforderlich. Weil die Verschiebung des Flachriemens 18 nur einen geringen Kraftaufwand erfordert, benötigt der den Sensorantrieb 16 bildende Motor auch hier nur eine relativ geringe Leistung.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Aufwickeln eines mit konstanter Geschwindigkeit gelieferten Fadens (F) mittels einer Fadenchangiereinrichtung (2) zu einer Spule (5) mit Präzisions- oder Stufenpräzisionswicklung, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit (VS) der Spule (5) und die Geschwindigkeit (VF) der Fadenchangierung so gesteuert sind, dass die Geschwindigkeit (VG) des Fadens (F) unabhängig vom Steigungswinkel (α) der Fadenverlegung konstant bleibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Spulparametern der Steigungswinkel (α) der Fadenverlegung und aus diesem in einem von der Geschwindigkeit (VF) der Fadenchangierung und der Geschwindigkeit (VS) der Spule (3) aufgespannten Koordinatensystem die Lage eines die Fadengeschwindigkeit (VG) repräsentierenden Vektors bestimmt wird und aus diesem Vektor die zugehörigen Werte der Geschwindigkeit (VF) der Fadenchangierung und der Geschwindigkeit (VS) der Spule (3) berechnet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenzeichnet, dass der genannte Vektor mit einer Änderung des Steigungswinkels (α) der Fadenverlegung seine Orientierung, nicht aber seinen Betrag ändert.
  4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Spulenantrieb (3), einem Antrieb (8) für die Fadenchangiereinrichtung (2) und mit einer diesen Antrieben zugeordneten Steuerung (9), dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerung (9) die Werte für die Fadengeschwindigkeit (VG) und die Spulparameter zugeführt sind, und dass in der Steuerung (9) eine Berechnung des Steigungswinkels (α) der Fadenverlegung sowie der für die Einhaltung einer konstanten Fadengeschwindigkeit (VG) bei sich änderndem Steigungswinkel (α) der Fadenverlegung erforderlichen Geschwindigkeit (VS, VF) der Spule (5) und der Fadenchangierung erfolgt.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 auf einer eine zentrale Antriebswelle (11) für die einzelnen Produktionseinheiten enthaltenden Prozessmaschine, mit einem von der zentralen Antriebswelle (11) antreibbaren Treibzylinder (12) für die Spule (5) und einem Antrieb (8) für die Fadenchangiereinrichtung (2), dadurch gekennzeichnet, dass jedem Treibzylinder (12) ein Servomotor (15) zugeordnet ist, durch welchen der von der zentralen Antriebswelle (11) gelieferten Drehzahl des Treibzylinders (12) eine Drehzahl so überlagert ist, dass eine der gewünschten Umfangsgeschwindigkeit der Spule (5) entsprechende Drehzahl des Treibzylinders (12) resultiert.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibzylinder (12) auf der zentralen Antriebswelle (11) gelagert und über ein Planetenrad (14) von einem mit der zentralen Antriebswelle (11) fest verbundenen Sonnenrad (13) angetrieben ist, und dass der das Planetenrad (14) tragende Steg (14') vom Servomotor (15) zusätzlich antreibbar ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibzylinder (12) auf der zentralen Antriebswelle (11) gelagert und von einem Konoidgetriebe angetrieben ist, von dem das eine Konoid (17) mit der zentralen Antriebswelle (11) fest verbunden ist und über einen durch den Servomotor (15) verschiebbaren Riemen (18) das mit dem Treibzylinder (12) verbundene andere Konoid (19) antreibt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibzylinder (12) eine Innenverzahnung aufweist, mit welcher das Planetenrad (14) beziehungsweise das zweite Konoid (19) in Eingriff steht.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozessmaschine durch eine Spinn- oder Texturiermaschine gebildet ist.
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