DE2649780B2

DE2649780B2 - Wickelmaschine für Textilgarne

Info

Publication number: DE2649780B2
Application number: DE2649780A
Authority: DE
Inventors: Gelli Dr.-Ing. Winterthur Spescha (Schweiz)
Original assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Current assignee: Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date: 1975-11-05
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1979-09-20
Also published as: US4049211A; IT1074146B; NL179892C; FR2330632B1; DE2649780C3; FR2330632A1; CH603469A5; DE2649780A1; GB1555248A; NL7611264A; NL179892B

Description

Die Erfindung betrifft ein· Wickelmaschine für Textilgarne mit einer einen Spulendorn aufweisenden Kreuzspule, einer Reibwalze zum Antrieb der Kreuzspule durch Reibangriff an ihrer Oberfläche, einer einen Fadenführer hin- und herbewegenden Kehrgewindewalze und mit je einem separaten drehzahlgeregelten Antrieb für die Reibwalze und für die Kehrgewindewalze sowie mit einer elektronischen Steuerschaltung für diese Antriebe.

Es sind in der Praxis zwei Typen von Wickelmaschinen für die Herstellung von Kreuzspulen bekannt Ein erster Typ ist für die Herstellung von Kreuzspulen mit einer sogenannten wilden Wicklung geeignet Diese Wickelmaschinen weisen eine Reibwalze, welche die Oberfläche der auf einem frei rotierenden Spulendorn sitzenden Kreuzspule reibungsschlüssig antreibt, und einen sich parallel zur Achse der Spule hin- und herbewegenden, den Faden auf die Oberfläche der Spule verteilenden Fadenführer auf. Als Variante dieses ersten Typs sind weiter die Wickelmaschinen bekannt, bei welchen die Reibwalze selber die Funktion des Fadenführers übernimmt und als sogenannte Nutentrommel den zu wickelnden Faden mittels einer Nut längs der Oberfläche der Spule changiert

Diese Art von bekannten Wickelmaschinen weist jedoch den Nachteil auf, daß sie nur für die Herstellung von Kreuzspulen mit wilder Wicklung verwendet werden kann, d.h. von Spulen bei welchen das Verhältnis zwischen der Drehzahl der Kreuzspule und der Anzahl Doppelhübe des Fadenführers pro Zeiteinheit (Übersetzungsverhältnis) ständig variiert Das ist die Folge des wachsenden" Durchmessers und Sinken der Drehzahl der Kreuzspule bei konstanter Anzahl Doppelhübe des Fadenführers. Auch die Distanz zwischen dem Faden einer Windungslage und dem Faden der nächstfolgenden Windungslage kann sich im Laufe der Zeit ändern und sogar Null werden, womit dann die Lage des Fadens einer Windungslage mit der Lage des Fadens der nächstfolgenden Windungslage übereinstimmt. Dies führt zur Bildung der in der Praxis sehr gefürchteten Bilder auf der Oberfläche der Spule.

Es gelingt besonders bei den schnellaufenden Wickelmaschinen für die Chemiefaserindustrie, mit sehr komplizierten Steuerungssystemen für Reibwalze und Fadenführer die Entstehung von Bildern zu vermeiden, was jedoch nur mit anderen Nachteilen, z. B. unregelmäßigen Aufwindespannungen im' aufzuwickelnden Garn, erkauft wird. Solche Spannungsschwankungen im Faden der Kreuzspule können Schwierigkeiten in der Weiterverarbeitung hervorrufen. Weiter ist die wilde Wicklung für die Aufwicklung von rundem Querschnitt aufweisenden Fäden ungeeignet, da diese infolge der unregelmäßigen Windungsablage auf die Kreuzspulenoberfläche zur Abrollung neigen. Ein weiterer Nachteil

der wilden Wicklung ist, bei groben, voluminösen Fäden, wie z. B. Teppichgarnen, nur Kreuzspulen mit relativ geringem Gewicht und tiefer Härte herstellen zu können. Solche Kreuzspulen sind für die nächsten Verarbeitungsoperationen sehr nachteilig und oft sogar unbrauchbar.

Diese wicklungstechnischen Nachteile der Wickelmaschine für wilde Wicklung können durch einen zweiten Typ von Wickelmaschinen, nämlich demjenigen für die Herstellung von sogenannten Kreuzspulen mit Präzisionswicklung, überwunden werden.

Bei einer Präzisionswicklung ist das oben definierte Obersetzungsverhältnis während des Spulenaufbaus im wesentlichen konstant

Um dies zu erreichen, muß die Hin- und Herbewegung des Fadenführers mit der Drehbewegung des Spulendornes streng synchronisiert verlaufen. Aus diesem Grund weisen die bekannten Wickelmaschinen für Piäzisionswicklung anstelle des Reibantriebes für die Kreuzspule angetriebene Spulendorne ~uf. Die Synchronisation zwischen Spulendorn und Fadenführer wird bei den bekannten Wickelmaschinen dieser Art durch mechanische Kopplung beider Elemente erreicht

Der Kreuzungswinkel der Windungen nimmt deshalb mit größer werdendem Durchmesser der Spule laufend ab. Damit er am Ende nicht zu klein wird, ist man gezwungen, am Anfang des Spulenaufbaus mit einem relativ kleinen Übersetzungsverhältnis zu arbeiten, was eine geringe Anzahl Spulendrehungen pro Doppelhub des Fadenführers bedeutet, d. h. der Fadenführer muß am Anfang der Spulenbildung eine relativ hohe Anzahl Doppelhübe pro Zeiteinheit durchführen, welcher jedoch mechanische Grenzen gegeben sind.

Die bekannten Wickelmaschinen dieses Typs für die an und für sich ideale Präzisionswicklung weisen daher den großen Nachteil auf, daß sie nicht für die heute in der Chemiefaserindustrie vorkommenden sehr hohen Wickelgeschwindigkeiten von 5000 m/min und mehr brauchbar sind, da dann die zulässige Grenze für die Doppelhubzahl überschritten wird.

Aus der DE-OS 20 05 910 ist eine Wickelmaschine mit einer Einrichtung zum Synchronisieren von Wikkelkerndrehzahl und Vorschubgeschwindigkeit des zugeführten Wickelgutes zwecks Erzeugung bestimmter Wickelgeometrien bekannt

Zweck der bekannten Anordnung ist es also, nicht nur zylindrische, sondern auch Körper anderen Aufbaues zu wickeln. Ob dabei die Spule nach dem System der wilden Wicklung oder der Präzisionswicklung aufgewunden wird, ist gleichgültig. Entscheidend ist allerdings die Tatsache, daß die Vorschubgeschwindigkeit des Fadens geändert wird.

Weiter ist ein Verfahren zur Herstellung von Fadenwickeln bekannt (DE-OS 20 61 594), mit welchem Präzisionswickel auch bei konstanter Fadengeschwindigkeit erzeugt werden können. Dies wird dadurch erreicht, daß bei gleichbleibender Umfangsgeschwindigkeit des im Durchmesser wachsenden Wickels die Anzahl der Wechselhübe für den Faden proportional entsprechend der Drehzahl des Wickels gehalten wird,

Da das Verhältnis zwischen der Anzahl der Drehungen der Spule pro Zeiteinheit und der Anzahl Doppelhübe des Fadenführers pro Zeiteinheit mit der Zeit variiert, liegt eine wilde Wicklung vor.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Wickelmaschine mit Reibwalzenantrieb der Kreuzspule nach der DE-OS 20 61 594 so zu verbessern, daß wahlweise eine Präzisions- oder wilde Wicklung hergestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Steuerschaltung einen Sollwertgeber für den Wert der Fadengeschwindigkeit vf aufweist, der an einen die zur Erzielung der voreingestellten Fadengeschwindigkeit ^erforderliche Drehzahl /* der Reibwalze ermittelnden ersten Rechner angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal über einen mit dem Ist-Wert fm der Drehzahl der Reibwalze gespeisten Pegler dem

ίο Antriebsmotor der Reibwalze zugeführt ist, und daß dem Rechner außerdem ein der Solldrehzahl f_a der Kehrgewindewalze entsprechendes Signal zugeführt ist, das wahlweise von einem Geber für den Wert der Drehzahl fc der Kehrgewindewalze oder von einem

zweiten Rechner ableitbar ist, der das Übersetzungsverhältnis ü berücksichtigt

Durch diese Ausbildung gelingt eine vollkommene Beherrschung der Fadenspannungsprobleme beim Aufwickeln wegen der theoretisch exakten Steuerung der Geschwindigkeit der Aufwickelelemente. Weiter besteht die Möglichkeit, auf der gleichen Aufwickelmaschine einfach, rasch und ohne mechanische Änderungen die Form der Wicklung zu ändern und insbesondere von einer Präzisionswicklung auf eine wilde Wicklung und umgekehrt umstellen zu können und somit Kreuzspulen mit idealer Aufwicklung bei der Verarbeitung von jedem Material herzustellen. Weiter kann eine weitgehende Präzisionswicklung der Kreuzspule auch bei sehr hohen Werten der Fadengeschwindigkeit vf von 5000 m/min und mehr erhalten werden.

Es besteht die Möglichkeit, auch auf bereits vorhandenen Aufwickelmaschinen mit Reibwalzenantrieb und separatem, drehzahlregulierbarem Antrieb für die Reibwalze und für den Fadenführer den nachträglichen Einbau der zusätzlichen Steuerelemente einfach und billig durchzuführen.

Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 die Aufwickelmaschine in einer schematischen, perspektivischen Darstellung,

F i g. 2 das Prinzipschaltbild der Steuerung für die Aufwickelmaschine nach Fig. 1,

Fig.3 ein Diagramm der Changierdrehzahl fc und des Übersetzungsverhältnisses ü als Funktion des Spulendurchmessers du bei einer mit der erfindungsgemäßen Wickelmaschine hergestellten Kreuzspule mit weitgehender Präzisionswicklung.

Ein aus zwei Armen 1 und 2 (Fig. 1) und einer Schwenkachse 3 gebildeter Spulenrahmen trägt einen zwischen den zwei Armen l und 2 im wesentlichen parallel zur Achse 3 gelagerten Spulendorn 4. Die Achse 3 ist ortsfest in einem nicht gezeigten Teil der Maschine

η schwenkbar gelagert, so daß der Spulenrahmen samt Spulendorn 4 eine Schwenkbewegung um die Achse 3 ausführen kann. Auf den Spulendorn 4 wird eine Hülse 5 aufgeschoben, auf welche der zu wickelnde Faden in der Form eines Garnkörpers 6 mit zylindrischer Gestalt

bo aufgewunden wird. Der Garnkörper 6 bildet mit der Hülse 5 die sogenannte Kreuzspule 7. Die Kreuzspule 7 ruht durch Eigengewicht auf einer untenliegenden angetriebenen Reibwalze 8. Es können auch in F i g. 1 nicht gezeigte Anpreßorgane, welche die Kreuzspule 7

tii gegen die Reibwalze andrücken, um die Mitnahme der Kreuzspule 7 durch die Reibwalze 8 zu verbessern, vorgesehen sein. Die Lage der Reibwalze 8 gegenüber der Kreuzspule 7 kann in einem solchen Fall beliebig

gewählt werden. Die Reibwalze 8 weist eine Welle 9 auf, welche ortsfest in einem nicht gezeigten Teil der Maschine drehbar gelagert ist Ein Elektromotor 10, z. B. ein Asynchronmotor, treibt die Reibwalze 8 an. Auf der Welle 9 der Reibwalze 8 ist weiter ein Drehzahlmesser 11, z.B. ein Digitaltachometer, eingebaut

Weiter ist nahe der Kreuzspule 7, jedoch nicht unbedingt die Kreuzspule 7 berührend, ein sich parallel zum Spulendorn 4 hin- und herbewegender Fadenführer

12 vorgesehen, welchem die Funktion zukommt, den Faden in axialer Richtung längs der Spulenoberfläche hin- und her zu bewegen. Der Fadenführer 12, welcher die Form eines offenen Schlitzes oder einer geschlossenen öse (nicht gezeigt) haben kann, wird in einer nicht gezeigten Längsführung geführt und erhält seine Längsbewegung durch Eingreifen in eine Changiernut

13 einer sogenannten Kehrgewindewalze 14, welche auf einer ortsfest in einem nicht gezeigten Teil der Wickelmaschine drehbar gelagerten Welle 15 sitzt Die Welle 15 wird durch einen Elektromotor 16, z. B. einen Asynchronmotor, in Rotation versetzt und trägt einen zweiten Drehzahlmesser 17, z. B. einen Digitaltachometer, welcher die Drehzahl der Kehrgewindewalze 14 und somit die Anzahl Doppelhübe des Fadenführers 12 pro Zeiteinheit bestimmen kann und dessen Funktion später im Detail erklärt wird.

Auf dem Spulendorn 4 sitzt weiter ein dritter Drehzahlmesser 18, z. B. ein Digitaltachometer, welcher die Drehzahl des Spulendornes mißt Die Motoren 10 und 16 sind mittels elektrischer Leitungen 19 bzw. 20 mit einem Steuergerät 21 der Wickelmaschine verbunden und werden über diese Leitungen sowohl gespeist als auch gesteuert Die Drehzahlmesser 11,17 und 18 sind mittels elektrischer Leitungen 22, 23 und 24 ebenfalls mit dem Steuergerät 21 verbunden. Durch diese Leitungen wird dem Steuergerät 21 die momentane Drehzahl der Reibwalze 8, bzw. der Kehrgewindewalze

14 bzw. des Spulendornes 4, vermittelt

Der von einem lieferwerk, in F i g. 1 durch die Rolle 25 mit Umlenkroile 26 angedeutet, kommende Faden 27 wird durch den Fadenführer 12 erfaßt und unter Ausführung einer hin- und hergehenden Bewegung auf der Oberfläche des Garnkörpers 6 der Kreuzspule 7 angelegt, wo er in Form von sich kreuzenden Windungen aufgewickelt wird. Durch die gegenseitigen Verhältnisse zwischen der Drehzahl der Reibwalze 8, dem momentanen Durchmesser der Kreuzspule 7 und der Anzahl Doppelhübe pro Zeiteinheit des Fadenführers 12 wird die Form der vom Faden 27 auf der Kreuzspulenoberfläche gebildeten Wicklung, d.h. das momentane Obersetzungsverhältnis, bestimmt

Durch Steuerung der Drehzahlen der Reibwalze 8 und der Kehrgewindewalze 14 mittels des Steuergerätes 21, unter Berücksichtigung der naturgemäß wachsenden Kreuzspulendurchmesser, bezweckt die vorliegende Erfindung die komplette Beherrschung der Wickelverhältnisse, d. h. der Form der auf die Spulenoberfläche aufgewundenen Wicklungen.

Ein ebenfalls wesentlicher Faktor, nämlich die Anzahl Windungen der Nut der Kehrgewindewelle 14, mit welcher ebenfalls die Wickelverhältnisse beeinflußt werden können, ist für eine bestimmte Wickelmaschine gegeben, d. h. als eine Konstante zu betrachten. Um die Regelfunktion des Steuergerätes 21 zu beschreiben ist nun notwendig, die mathematischen Beziehungen zwischen den verschiedenen Einflußgrößen abzuleiten.

Folgende Bezeichnungen werden eingeführt:

vf Fadengeschwindigkeit in m · see-¹ d_R Durchmesser der Reibwalze 14 in m όκ Durchmesser der Kreuzspule 7 in m / Länge der Kreuzspule 7 in m

•i 6 Verlegung des Fadens, d. h. Abstand von Fadenmitte zu Fadenmitte zwischen den Fäden von zwei nacheinanderfolgenden Windungslagen, δ wird senkrecht zur Fadenachse bestimmt und in m angegeben.
ι ο fic Drehzahl der Kreuzspule in see -'

/c Drehzahl der Kehrgewindewalze (=Changierwalze) in see-'

/« Drehzahl der Reibwalze in see -' ü Übersetzungsverhältnis ( = Spulenverhältnis) !5 ü = konstant ergibt eine Prä>.isionswicklung_; während

ü = variabel für eine wilde Wicklung bezeichnend ist

w Anzahl Windungen der Nut 13 der Kehrgewindewalze 14, d. h. Anzahl Umdrehungen der Kehrgewindewalze pro Doppelhub des Fadenführers 12. In Fig. 1 istz. B. w = 3.

Für eine gegebene Wickelmaschine sind (Ir, I und w mechanisch gegeben, d.h. als konstante Werte zu betrachten.

Vf ist die Führungsgröße, welche entweder fest gewählt oder durch die Lieferung des Lieferwerkes 25,26 gegeben sein kann.

Weiter sind ü und δ wählbare Parameter, d.h. Größen, welche nach der Wicklungsart (wilde oder Präzisionswicklung) und dem zu wickelnden Faden (Dicke, Weichheit, Volumen usw.) gewählt werden können.

Zwischen den hier aufgeführten Größen gelten, wie man beweisen kann, folgende mathematische Beziehungen:

h = -T-- ■

Jr

ν, ■ w
d_k- .τ · ü

2/-W

In der Gleichung 1 ist ein außerordentlich kleine; Korrekturglied, welches von der Fadenverlegung <!

herrührt, vernachlässigt worden. Deshalb gilt dit

Gleichung nur angenähert Der dadurch entstanden« Fehler ist jedoch vernachlässigbar. Weiter gilt:

-j
Jk.

•4*.

Gleichung (3) in den Gleichungen (1) und (2 eingesetzt ergibt die neuen Gleichungen für f_R und fc-

/κ =

r — r ■

i +

21-w

Anhand dieser Gleichungen für fn und fc kann somit ein analoger oder digitaler elektronischer Rechner gebaut werden, welcher als Bestandteil des in F i g. 1 mit der Zahl 21 bezeichneten Steuergerätes in jedem Zeitpunkt die für die gewählten Parameter ü, δ und Vf korrekten Sollwerte von f_R und fc in Funktion von f_K (bzw. die) ermittelt

Die Gleichungen (4) und (5) können weiter vereinfacht werden, wenn man berücksichtigt, daß unter realen Betriebsbedingungen für die Werte /« und fc folgende angenäherte Beziehungen gelten:

Jr

d_R π

Man kann somit die Gleichungen (4) und (5) durch folgende angenäherte, jedoch genügend genaue Gleichungen ersetzen:

/r = -τ— 1 -

flR · -f L

Weiter ist es schaltungstechnisch im Hinblick auf die praktische Auslegung des Rechners, bzw. um eine einfache Umschaltbarkeit der Steuerung von der Präzisionswicklung auf eine wilde Wicklung zu realisieren, vorteilhaft, das Korrekturglied von i\ als Funktion von /cstatt von ίκ darzustellen.

Durch Einsetzung von Gleichung (7) in Gleichung (8) bekommt man die neue Gleichung für fg.:

• (10)

In dieser Gleichung ist auch der wählbare Parameter ü eliminiert, was, wie später gezeigt wird, schaltungstechnische Vorteile bringt

Fig.2 zeigt als Beispiel ein Prinzipschaltbild der Steuerung für die erfindungsgemäße Aufwickelmaschine nach F i g. 1. Die in F i g. 2 enthaltenen Elemente der Fig. 1 sind mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet Im gestrichelten Feld der Fig.2 sind die für die Durchfuhrung dieses Verfahrens nötigen Steuerelemente enthalten, welche in Fig. 1 im Steuergerät 21 vorgesehen sind. Die Bezugszeichen bezeichnen im einzelnen folgende Elemente:

28 Umrichter für den Reibwalzenantrieb

29 Regler für den Reibwalzenantrieb

30 Umrichter für den Antrieb der Kehrgewindewalze, d. h. des Fadenführers 12 (F i g. 1)

31 Regler für den Antrieb des Fadenführers 12

32 Rechnerteil

33 Rechnerteil

34 Rechnerteil

35 Rechnerteil

36 Programmgeber für das Übersetzungsverhältnis ΰ

37 Sollwertgeber für die Fadengeschwindigkeit Vf

38 Sollwertgeber für die Fadenverlegung δ

39 Sollwertgeber für die Drehzahl der Kehrgewindewelle bei wilder Wicklung few

40 Umschalter für Präzisionswicklung P und wilde Wicklung W

fei Istwert der Drehzahl der Kehrgewindewalze 14

(F i g. 1) vom Drehzahlmesser 17 abgegeben, κι fcs Sollwert der Drehzahl der Kehrgewindewalze 14 (F i g. 1) vom Rechnerteil 35 oder vom Sollwertgeber 39 abgegeben,
/«/ Istwert der Drehzahl der Reibwalze 8 (F i g. 1), vom

Drehzahlmesser 11 abgegeben,

fits Sollwert der Drehzahl der Reibwalze 8 (Fig. 1), vom Rechnerteil 33 abgegeben.

Wie aus dem Prinzipschaltbild der F i g. 2 ersichtlich ist, sind die beiden separaten Antriebe für die Reibwalze 8 (Fig. 1) (Asynchronmotor 10, Digitaltachometer 11, Umrichter 28 und Regler 29) und für die in Fig. 1 gezeigte Kehrgewindewalze 14 (Asynchronmotor 16, Digitaltachometer 17, Umrichter 30 und Regler 31) sogenannte starre drehzahlgeregelte Systeme mit Rückführung, d. h. solche, bei welchen der Istwert der Drehzahl mit einem bestimmten (hier rechnerisch ermittelten) Sollwert laufend verglichen (im Regler 29 bzw. 31) und angepaßt wird. Somit wird eine absolut genaue Einhaltung der Drehzahl der Reibwalze 8 und der Kehrgewindewalze 14 gewährleistet, was für die Herstellung von dem Rechnerprogramm entsprechenden Kreuzspulen von primärer Bedeutung ist

Es können auch andere Antriebsarten für die Reibwalze 8 und die Kehrgewindewalze 14 (Fig. 1) vorgesehen werden. So kann z. B. ein Antrieb mit Synchronmotor oder ein hochgenauer Gleichstromantrieb (beide nicht gezeigt) verwendet werden, wobei in diesen Fällen die Verwendung des Reglers 29 bzw. 31, und des Drehzahlmessers 11 bzw. 17, entfällt Es sei hier noch bemerkt, daß die angenäherten Gleichungen (9) und (10) für /_cbzw. f_s sowohl im Fall der Präzisionswicklung als auch bei wilder Wicklung gültig sind Durch die freie Wahl eines konstanten Übersetzungsverhältnisses ü und einer konstanten Fadenverlegung δ können dann die Bedingungen für die

Realisierung einer Präzisionswicklung erfüllt werden. Bei variablem 0 und/oder bei variablem 6 kann nur eine

wilde Wicklung entstehen.

Die im Prinzipschaltbild der Fig.2 dargestellte

so Steuerung für die erfindungsgemäße Wickelmaschine enthält beispielsweise vier Rechnerteile 32 bis 35. Die Rechnerteile 32 und 33 sind in Serie geschaltet und dienen der Berechnung von /* nach der Gleichung (10). Zu diesem Zweck wird der Rechnerteil 32 durch den Sollwertgeber 37 mit dem Sollwert der Fadengeschwindigkeit Vf und mit dem Sollwert der Drehzahl der Kehrgewinde /c gespeist Dieser letztere wird entweder durch die in Serie geschalteten, der Berechnung von fc nach Gleichung (9) dienenden Rechnerteile 34 und 35

oder über den Sollwertgeber 39 für die wilde Wicklung oder direkt vom Drehzahlmesser 17 geliefert Die Bedeutung des Sollwertgebers 39 wird später näher erklärt Es sei hier zuerst der Fall beschrieben, bei welchem der Umschalter 40 in die in Fig.2 gezeigte Lage geschaltet ist, dh. wenn sein Kontakt P geschlossen ist, während der Kontakt W offen ist Die Berechnung der Gleichung (10) für f_R erfolgt im gezeigten Beispiel zweistufig, indem der erste Rechner-

teil 32 zuerst eine Zwischenfunktion liefert, welche im zweiten Rechnerteil 33 fertig gerechnet wird. Der Rechnerteil 33 muß zu diesem Zweck noch mit dem Sollwert der Fadengeschwindigkeit v/rgespeist werden.

In Gleichung (9) für f_c kommen die Parameter ü und ö vor, welche frei wählbar sind. Zu diesem Zweck enthält das Prinzipschaltbild nach F i g. 2 einen Programmgeber 36 für ä, auf welchem der Verlauf von ü in Funktion der Drehzahl der Kreuzspule ίκ programmiert werden kann und ein Sollwertgeber 38 für die Fadenverlegung <5. Dieser Sollwertgeber 38 ist in F i g. 2 als Geber für einen konstanten Wert von δ vorgesehen. Es wäre jedoch ohne weiteres möglich, auch für ό einen Programmgeber vorzusehen, welcher, ähnlich wie 36 für ü, δ in Funktion von ίκ geben könnte. Wenn ü= f(fκ)=kons\. und δ = f(fic) — konst sind, bekommt man dann automatisch eine Präzisionswicklung.

Wenn ü— /(7*) # konst sein muß, dann bekommt der Programmgeber 36 für ü den momentanen Wert (Istwert) der Spulendrehzahl ίκ vom Drehzahlmesser 18 über die elektrische Leitung 24. Der gleiche Istwert ίκ wird für die zweite Stufe der Berechnung von Gleichung (9) im Rechnerteil 35 verwendet

Die berechneten Sollwerte Irs und fcs werden weiter den Reglern 29 bzw. 31 zugeführt, wo sie mit den von den Drehzahlmessern 11 bzw. 17 kommenden Istwerten fm bzw. fei verglichen werden. Über den Umrichter 28 bzw. 31, wird dann die Frequenz des Speisestromes für die Asynchronmotoren 10 bzw. 16 so geregelt, daß die Istwerte mit dem entsprechenden Sollwert übereinstimmen.

Mit dem Umschalter 40 kann weiter die aus den beiden Rechnerteilen 34 und 37 gebildete Rechnersektion für die Berechnung von fcs nach der Gleichung (9) ausgeschaltet und sowohl für die Steuerung von Motor 16 als auch von Rechner 32 ein durch den Sollwertgeber 39 für eine Drehzahl der Kehrgewindewalze bei wiider Wicklung /cwgegebene Wert verwendet werden. Durch Umschaltung von Umschalter 40 von P auf W wird jede Synchronisation zwischen dem Motor 10 der Reibwalze und dem Motor 16 der Kehrgewindewalze unmöglich, so daß das entstehende Übersetzungsverhältnis 0 variabel werden muß, was eine wilde Wicklung der Kreuzspule ergibt Der Sollwertgeber 39 für few kann so ausgelegt werden, daß few im Hinblick auf die Vermeidung von »Bildern« auf der Oberfläche der Kreuzspule mit wilder Wicklung entsprechend zeitlich variabel ist Durch die gezeigte Steuerung für die erfindungsgemäße Wickelmaschine kann somit wahlweise Präzisionswicklung oder wilde Wicklung erzeugt werdea Im ersten Fall muß ü=f(f_K)=konstant und der Umschalter W in der in F i g. 2 gezeigten Lage Psein. Im zweiten Fall muß der Umschalter in der in F i g. 2 nicht gezeigten Lage IVsein.

Die in Fig.2 gezeigte Steuerung gestattet weiter, eine wilde Wicklung auch dadurch zu erzeugen, daß beim Umschalter 40 in Lage P ein Verlauf der Kurve a-f(f_K) im Programmgeber 36 gewählt wird, bei welchem 0 variabel ist ü kann nämlich nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit während des ganzen Spulenaufbaus gesteuert werden. Die vom Rechner 32 bis 35 errechneten Werte für /r und fc geben dann ideale Arbeitsverhältnisse her für die Wickelmaschine bei einer bestimmten wilden Wicklung, so daß keine »Bilder« und auch keine Schwankungen der Fadenspannung entstehen können.

Weiter kann mit Programmgeber 36 für ü=f(f_K) ein gewünschter Verlauf gewählt werden, bei welchem ü zeitweise konstant bleibt und zeitweise, vorzugsweise sprungweise, variabel ist. Während der Zeitintervalle, in denen H=konstant ist, bekommt man eine Schicht Windungen auf der Spule mit Präzisionswicklung, während in den Zeiten, in denen ü variiert, die Wicklung wild wird. Diese Möglichkeit ist von besonderer Bedeutung, da sie gestattet, auch bei sehr hoher Fadengeschwindigkeit vf, Kreuzspulen mit weitgehender Präzisionswicklung herzustellen, eine Aufgabe, welche von den bekannten Wickelmaschinen für Präzisionswicklung wegen nötiger zu hoher Anzahl Doppelhübe des Fadenführers bei kleinem Durchmesser άκ der Kreuzspule nicht gelöst werden kann.

Bei der hier gezeigten Lösung genügt es dagegen, am Anfang der Kreuzspule, wenn άκ klein ist, ü hoch zu wählen. Somit reduziert sich die nötige Anzahl Doppelhübe bis innerhalb tragbarer Grenzen. Bei größer werdendem Spulendurchmesser άκ ist es weiter kein Problem, sprunghaft ü ein- oder mehrmals zu verkleinern. Damit wird erreicht, daß der Kreuzungswinkel des Fadens auf der Kreuzspulenoberfläche nicht zu klein wird, was ein Abrutschen von Windungen zur Folge haben könnte. Dank dieser Möglichkeit läßt sich also mit der erfindungsgemäßen Wickelmaschine auch bei sehr hohem v^eine schichtweise mit Präzisionswicklung aufgewundene Kreuzspule produzieren mit allen in der Einleitung erwähnten Vorteilen dieser Windungsart

Diese Möglichkeit soll nun noch anhand eines Zahlenbeispiels näher erläutert werden:

Anhand der mathematischen Beziehungen wurde der Verlauf der Kurve fcals Funktion des Spulendurchmessers άκ mit dem Übersetzungsverhältnis üals Parameter gerechnet Die Ergebnisse sind im Diagramm der F i g. 3 enthalten. Die Berechnung wurde als Beispiel für folgenden praxisnahen Fail gemacht:

1	/	/F 5000m min-'
W	= 0,26 m
a_R	= 6
δ	= 0,12 m
= 0,002 m

Als Parameter wurden 0=6,8,10,12,14 gewählt Die einzelnen Kurven zeigen den Abfall von fc, d.h. die Verlangsamung der Changierbewegung des Fadenführers, bei größer werdendem Spulendurchmesser άκ und konstantem Übersetzungsverhältnis ü. Ein solcher Verlauf von fc= %άκ) ist ungünstig, da am Anfang /tsehr hoch liegen muß. Deshalb ist es vorteilhaft, nicht mit konstantem ü während des ganzen Spulenaufbaues zu arbeiten, sondern, was durch den Programmgeber 36 ohne weiteres möglich ist, ü stufenweise in Funktion des Spulendurchmessers άκ zu verkleinern. Im Diagramm der F i g. 3 ist also gestrichelt der gewählte Verlauf von ΰ=ί(άκ) eingetragea ö wurde in 3 Stufen geändert: 14, 10,8 und 6. Mit dieser Veränderung des Übersetzungsverhältnisses ändert sich, wie das Diagramm der F i g. 3 ebenfalls zeigt, auch die entsprechende Kurve ία=ί(άκ\ welche ebenfalls unstetig wird und im Diagramm der F i g. 3 als dicke ausgezogene linie erscheint Wie man sieht, gelingt es in dieser Weise, die Variation von fc während des ganzen Spulenaufbaus in sehr engen Grenzen zu behalten, so daß trotz der hohen Fadengeschwindigkeit Vfvon 5000 m min-¹ die Drehzahl fc der Kehrgewindewalze auch am Anfang der Kreuzspule (beide άκ*~ 0,080 m, und wo ü= 14 gilt) nicht höher als ca. 140 Umdrehungen see-' liegen muß, was einer durchaus möglichen Anzahl Doppelhübe pro sea von ca. 24 entspricht

Wenn άκ den Wert 0,11 m erreicht hat und fc, der Kurve fc=f(dic) bei U= 14 folgend, nur noch gleich ca. 105 Umdrehungen see-' ist, wird durch den Programmgeber 36 ü von 14 auf 10 reduziert /fc muß sich anpassen und springt auf den entsprechenden Wert Zc= ca. 144 auf der Kurve /fc— ί(ακ) bei ü=10, ein Wert, welcher ebenfalls durchaus eine zulässige Anzahl Doppelhübe des Fadenführers ergibt Während der kurzen Zeit, in welcher 0 nicht konstant bleibt, entsteht auf der Kreuzspuloberfläche eine dünne Schicht von mit einer wilden Wicklung aufgewundenen Fadenwindungen, welche jedoch für die Weiterverarbeitung der Kreuz-

spule bedeutungslos ist Dieser Regelvorgang von ϋ kann mehrmals wiederholt werden (im Beispiel des Diagrammes der F i g. 3, z. B. dreimal), wobei auch nicht ganzzahlige Werte von üohne weiteres gewählt werden können. Die entstehende Kreuzspule zeigt eine weitgehende Präzisionswicklung, wobei unter dem Ausdruck »weitgehend« die Tatsache verstanden werden muß, daß die Kreuzspule aus einer Mehrzahl (in Beispiel=4) von mit Präzisionswicklung aufgewunde-

iü nen Fadenschichten besteht welche durch dünne, mit wilder Wicklung aufgewundene Zwischenschichten getrennt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wickelmaschine für Textilgarne mit einer einen Spulendorn aufweisenden Kreuzspule, einer Reibwalze zum Antrieb der Kreuzspule durch Reibangriff an ihrer Oberfläche, einer einen Fadenführer hin- und herbewegenden Kehrgewindewalze und mit je einem separaten drehzahlgeregelten Antrieb für die Reibwalze und für die Kehrgewindewalze sowie mit einer elektronischen Steuerschaltung für diese Antriebe, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (21) einen Sollwertgeber (37) für den Wert der Fadengeschwindigkeit Vf aufweist, der an einen die zur Erzielung der voreingestellten Fadengeschwindigkeit vf erforderliche Drehzahl fa der Reibwalze ermittelnden ersten Rechner (32,33) angeschlossen ist, dessen Ausgangssignal Ober einen mit dem Ist-Wert fm der Drehzahl der Reibwalze (8) gespeisten Regler (29) dem Antriebsmotor (10) der Reibwalze (8) zugeführt ist, und daß dem Rechner (32, 33) außerdem ein der Solldrehzahl /_oder Kehrgewindewalze (14) entsprechendes Signal zugeführt ist, das wahlweise von einem Geber (39) für den Wert der Drehzahl fc der Kehrgewindewalze (14) oder von einem zweiten Rechner (34,35) ableitbar ist, der das Obersetzungsverhältnis ü berücksichtigt

2. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerschaltung (21) einen Geber (36) für das Übersetzungsverhältnis ü und einen Sollwertgeber (38) für die Verlegung <5 des Fadens aufweist und daß der Geber (36) und der Sollwertgeber (38) an den die Drehzahl /_c der Kehrgewindewalze (14) des Fadenführers in Abhän- js gigkeit von der eingegebenen Drehzahl der Kreuzspule (7) ermittelnden zweiten Rechner (34, 35) angeschlossen sind, dessen Ausgangssignal beim Anschluß an den ersten Rechner (32,33) außerdem über einen mit dem Ist-Wert fa der Drehzahl der Kehrgewindewalze (14) gespeisten Regler (31) dem Antriebsmotor (16) der Kehrgewindewalze (14) zugeführt ist

3. Wickelmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Geber für das Überset-Zungsverhältnis ü ein Programmgeber (36) ist.

4. Wickelmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmgeber (36) mit dem momentanen Wert der Drehzahl ίκ der Kreuzspule (7) gespeist ist und das Übersetzungsverhältnis ü als Funktion der Kreuzspulendrehzahl fn bestimmt.

5. Wickelmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmgeber (36) mindestens während eines Teils des ganzen Kreuzspulenaufbaus ein konstantes Übersetzungsverhältnis ü bestimmt.

6. Wickelmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Programmgeber (36) das Übersetzungsverhältnis nach Erreichen eines bestimmten Spulenaufbaus von einem ersten konstanten Wert auf einen zweiten niedrigeren konstanten Wert ändert.

7. Wickelmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (17) für die μ Kehrgewindewalze (14) an einen Sollwertgeber (39) für die Drehzahl feder Kehrgewindewalze (14) über einen mit dem Ist-Wert ία der Drehzahl der Kehrgewindewalze (14) gespeisten Regler (31) an den Antriebsmotor (16) der Kehrgewindewalze (14) angeschlossen ist

8. Wickelmaschine nach Anspruch 7 und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß für das wahlweise Einschalten des zweiten Rechners (34, 35) oder des Sollwertgebers (39) für die Drehzahl fc der Kehrgewindewalze (14) ein Umschalter (40) vorgesehen ist