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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Aufwickelvorganges von Fasern mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Merkmalen.
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Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit den im Oberbegriff des Anspruches 3 angegebenen Merkmalen.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung von Textilien aus Glas werden eine Vielzahl von geschmolzenen Glasströmen zu Fasern ausgezogen, die Fasern werden in Form eines Fadens zusammengeführt und der Faden wird für die nachfolgende Verwendung bei der Herstellung verschiedener Produkte auf eine Wickelpackung aufgewickelt. Das geschmolzene Glas fließt zunächst mit einer kontrollierten Geschwindigkeit aus einem Ofenvorherd in eine Düsenwanne, die am Boden eine Vielzahl von Düsenöffnungen aufweist. Das aus den Düsenöffnungen ausfließende, geschmolzene Glas wird mit hoher Geschwindigkeit abgezogen, wobei sich Fasern ausbilden. Eine Anzahl auf diese Weise ausgezogener Fasern wird dann zu einem Faden zusammengeführt und mit einer Schlichte beschichtet; der Faden wird schließlich auf einer Wickelvorrichtung auf eine Wickelpackung aufgewickelt. Die Drehgeschwindigkeit des die Wickelpackung tragenden Wickeldornes wird derartig gesteuert, daß man eine gleichmäßige Abzugsgeschwindigkeit erhält, die wiederum zu einem gleichförmigen Durchmesser der ausgezogenen Fasern führt, wenn die anderen Bedingungen, beispielsweise die Temperatur des geschmolzenen Glases, konstant bleiben. Da der Faden zur Ausbildung der Wickelpackung auf einen Kern aufgewickelt wird, wächst der Durchmesser der Wickelpackung allmählich an. In dem Maß, in dem der Durchmesser zunimmt, muß die Drehgeschwindigkeit der Wickelpackung abnehmen, damit eine konstante Abzugsgeschwindigkeit erreichbar ist.
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Es gibt eine Reihe von Steuerungen für die Wickelvorrichtung, mit der auch dann eine im wesentlichen gleichförmige Abzugsgeschwindigkeit erreichbar ist, wenn die Größe der Wickelpackung beim Aufwickeln der Fasern zunimmt. Bei einem bekannten System speichert ein Digitalcomputer oder eine andere Prozeßsteuereinheit Daten, die der gewünschten Drehgeschwindigkeit der Wickelvorrichtung zu verschiedenen Zeitpunkten nach dem Beginn des Aufwickelvorganges entsprechen. An jedem dieser Zeitpunkte wird die Drehgeschwindigkeit gemessen und mit dem gewünschten Wert verglichen und dabei ein Abweichungssignal erzeugt. Dieses Abweichungssignal wird verwendet, um die Drehgeschwindigkeit der Wickelvorrichtung zu variieren, so daß Abweichungen zwischen der gewünschten Geschwindigkeit und der tatsächlichen Geschwindigkeit reduziert werden. Bei einem bekannten System wird die Geschwindigkeit der Drehvorrichtung mit Hilfe einer magnetischen Kupplung gesteuert, die einen mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Motor mit einem Generator verbindet. Die vom Generator erzeugte Energie treibt ihrerseits den Motor der Wickelvorrichtung an. Ein Digitalcomputer erzeugt ein Ausgangssignal, welches in ein einen Sägezahngenerator aktivierendes Analogsignal umgewandelt wird. Der Sägezahngenerator seinerseits betätigt die magnetische Kupplung in der Weise, daß die Geschwindigkeit der Wickelvorrichtung herabgesetzt wird, wenn der Durchmesser der Wickelpackung zunimmt, so daß insgesamt eine konstante Abzugsgeschwindigkeit erreicht wird. Wenn man auf der Wickelvorrichtung ein anderes Produkt aufwickeln will, dann muß eine andere Analogsägezahnkurve im Digitalcomputer gespeichert werden.
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In der DE-OS 23 43 793 ist eine Steuerung des Aufwickelvorganges beschrieben, bei welcher die Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes in Abhängigkeit von der Zufuhrgeschwindigkeit und damit auch der Abzugsgeschwindigkeit der Fasern geregelt wird. Zu diesem Zweck wird die Faser zwischen der Abzugsstelle und dem Wickeldorn über einen schwenkbar gelagerten Fadenführer geführt, der bei der Anpassung der Wickeldornaufwickelgeschwindigkeit und der Abzugsgeschwindigkeit eine horizontale Nullstellung einnimmt, der jedoch aus dieser Nullstellung in die eine oder andere Richtung geschwenkt wird, je nachdem, ob die Umfangsgeschwindigkeit des Wickeldornes gegenüber der Abzugsgeschwindigkeit zu groß oder zu klein ist. Die Schwenkbewegung wird zu einer Regelung der Aufwickelgeschwindigkeit des Wickeldornes verwendet, so daß dadurch eine Anpassung der Wickeldornumfangsgeschwindigkeit an die tatsächliche Abzugsgeschwindigkeit der Faser erfolgt. Daneben ist noch eine spezielle Anfahrsteuerung beschrieben, die am Anfang und am Ende des Aufwickelvorganges kurz eingeschaltet wird, beispielsweise für 8-10 Sekunden. Der Zweck dieser Kurzzeitregelung ist konstruktionsbedingt und liegt darin, daß bei normalen Anordnungen das Ausziehrad, über welches die Faser unmittelbar nach dem Ausziehen läuft, schneller aus dem Ruhezustand beschleunigt werden kann als der Wickeldorn. Um hier eine Angleichung zu erreichen, wird im Rahmen der bekannten Steuerung die Beschleunigung des Ausziehrades so herabgesetzt, daß die Zunahme der Ausziehradgeschwindigkeit an die Zunahme der Wickeldorngeschwindigkeit angepaßt wird. Sobald der Wickeldorn bei dieser bekannten Anordnung eine Solldrehzahl erreicht hat, wird auch das Ausziehrad mit der normalen Nenndrehzahl betrieben.
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Neben der Abzugsgeschwindigkeit müssen auch andere Größen konstant gehalten werden, wenn man über die ganze Wickelpackung einen gleichförmigen Fadendurchmesser erzielen will. Beispielsweise muß die Menge des geschmolzenen Glases in der Düsenwanne konstant bleiben, um eine konstante Durchflußrate durch die Düsenöffnungen zu erreichen. Auch die Temperatur des geschmolzenen Glases muß konstant bleiben, um eine konstante Viskosität des geschmolzenen Glases und damit eine konstante Durchflußgeschwindigkeit durch die Düsenöffnungen zu erzielen. Im Idealfall wird eine Düsenwanne kontinuierlich betrieben, so daß all diese Größen einen Gleichgewichtswert aufweisen. Mehrere Wickeldorne sind auf einem drehbaren Träger angeordnet. Wenn eine Wickelpackung fast fertig ist, wird der nächste Wickeldorn in Drehbewegung versetzt. Sobald die Packung fertig ist, wird der nächste Wickeldorn in die Aufwickelposition geschoben, der ausgezogene Faden wird von dem Kern aufgenommen und eine neue Wickelpackung begonnen. Bei einem kontinuierlichen Betrieb dieser Art wird einerseits die Produktion erhöht, während andererseits Schwankungen des Faserdurchmessers in der Wickelpackung auf ein Minimum herabgesetzt werden. Beim Aufwickeln wird die Drehgeschwindigkeit der Wickelpackungen automatisch herabgesetzt. Bei einem solchen Betrieb befindet sich die Düsenwanne im Gleichgewichtszustand. Das aus dem Vorherd in die Düsenwanne eintretende und die Düsenwanne durch die Düsenöffnungen wieder verlassende Glas hat eine vorbestimmte hohe Temperatur. Zur Kompensation der Wärmestrahlungsverluste der Düsenwanne wird ein elektrischer Strom durch diese geführt, der die Temperatur der Düsenwanne und des darin enthaltenen, geschmolzenen Glases auf dem gewünschten Wert hält. Auf diese Weise läßt sich die Temperatur des geschmolzenen, aus den Düsenöffnungen austretenden Glases genau steuern und man erhält Fasern gleichmäßigen Durchmessers. Aus verschiedenen Gründen ist es jedoch manchmal notwendig, den Ausziehvorgang kurzzeitig zu unterbrechen. Das kann beispielsweise bei einem Faserbruch notwendig werden. Die Unterbrechungszeit kann zwischen einigen Minuten und acht Minuten oder mehr liegen, je nachdem, wann eine Bedienungsperson den Vorgang wieder starten kann. Während der ersten Minuten der Unterbrechungszeit sinkt die Temperatur der Düsenwanne etwas ab, da kein Glas mehr durch sie hindurchfließt. Sobald der Vorgang wieder gestartet wird, führt diese geringfügig abgesenkte Temperatur zu einer Zunahme der Viskosität des Glases und damit zu einer Abnahme der Durchflußgeschwindigkeit durch die Düsenöffnungen. Wenn dann mit normaler Abzugsgeschwindigkeit gearbeitet wird, ergeben sich Fasern mit geringerem Durchmesser. Bisher hat man die kurz nach dem Anfahren hergestellten Fasern daher wegwerfen müssen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren so zu verbessern, daß auch nach einer Unterbrechung des Herstellungsprozesses die Herstellung von Fasern mit gleichmäßigem Durchmesser möglich ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Es wird also im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen, die Abzugsgeschwindigkeit nach einer Unterbrechung bewußt und kontrolliert herabzusetzen, um eine Anpassung der Abzugsgeschwindigkeit an die jeweiligen Temperaturverhältnisse zu ermöglichen. Dies wird dadurch erreicht, daß in den Regelvorgang der Wickeldorngeschwindigkeit eingegriffen wird, und zwar speziell durch eine Modifikaton der Wickeldorndrehgeschwindigkeit-Meßwerte. Diese Meßwerte werden in einer Steuerung mit einem Faktor multipliziert, so daß für die eigentliche Drehgeschwindigkeitsregelung nicht mehr die tatsächliche Drehgeschwindigkeit mit der Solldrehgeschwindigkeit verglichen wird, sondern eine durch den genannten Faktor modifizierte, gemessene Drehgeschwindigkeit. Auf diese Weise ist es möglich, über einen genau vorgewählten Zeitpunkt gezielt die Abzugsgeschwindigkeit herabzusetzen.
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Es ist dabei günstig, wenn der vorgewählte Faktor während eines vorgegebenen Zeitraumes nach dem Beginn des Ausziehvorganges schrittweise erniedrigt wird, so daß eine Anpassung an die allmähliche Einstellung des Temperaturgleichgewichtes möglich ist.
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Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird bei der Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruches 3 gelöst.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Einrichtung zur Messung der Drehgeschwindigkeit ein Impulsgenerator ist, der ein Impulssignal erzeugt, dessen Frequenz der Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes proportional ist, daß weiterhin ein Zähler vorgesehen ist, der die Impulse während eines bestimmten Zeitintervalls zählt, daß die Einrichtung zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit diese in Abhängigkeit von der Zahl der Impulse pro Zeitintervall steuert und daß die Einrichtung zur Änderung der gemessenen Drehgeschwindigkeit um einen vorgegebenen Faktor das bestimmte Zeitintervall ändert, innerhalb dessen die Impulse gezählt werden.
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Vorteilhaft ist es, wenn die Einrichtung zur Änderung der gemessenen Drehgeschwindigkeit einen programmierbaren Zeitgeber umfaßt, der das den Zähler steuernde Zeitintervall mißt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Einrichtung zur Steuerung der Drehgeschwindigkeit einen Digitalrechner umfaßt, der abhängig von gespeicherten Daten über die gewünschte Drehgeschwindigkeit des Wickeldorns und von der vom Zähler angezeigten Impulszahl am Ende des Zeitintervalls ein Ausgangssignal erzeugt, das der eigentlichen Drehgeschwindigkeitssteuerung des Wickeldornantriebes zugeführt wird und dieses steuert, und daß der Digitalrechner Mittel zur Programmierung der vorbestimmten Zeitintervalle aufweist, die von dem programmierbaren Zeitgeber gemessen werden.
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Es wird also die Geschwindigkeit der Wickelvorrichtung derart gesteuert, daß sich in jedem Falle eine vorbestimmte Abzugsgeschwindigkeit für die Fasern ergibt. Ein Digitalcomputer, beispielsweise ein Mikrocomputer mit integrierter Schaltung, vergleicht ein der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit entsprechendes Rückkopplungssignal mit einer Drehgeschwindigkeitssollwertkurve und erzeugt ein Ausgangssignal, welches die Drehgeschwindigkeit regelt. Das Rückkopplungssignal wird vorzugsweise von einem Impulsgenerator erzeugt, der der Wickelvorrichtung zugeordnet ist. Die von diesem erzeugten Impulse werden in einem Zähler während eines vorbestimmten Zeitraumes, beispielsweise während 100 ms, addiert, so daß ein der Drehgeschwindigkeit entsprechendes Digitalsignal erzeugt wird. Dieses Signal wird dem Mikrocomputer zugeführt, der dann das Geschwindigkeitsregelsignal erzeugt. Bei einem sogenannten Kaltstart wird die Meßzeit des Zählers modifiziert. Wenn beispielsweise die Meßzeit um 6% erhöht wird, dann zählt der Zähler 6% mehr Impulse, als er bei normaler Zeitspanne zählen würde. Wenn dieses Signal dem Mikrocomputer zugeführt wird, dann erzeugt der Mikrocomputer ein Regelsignal, welches die Drehgeschwindigkeit der Wickelvorrichtung um etwa 6% herabsetzt, so daß die scheinbar gemessene Drehgeschwindigkeit der Solldrehgeschwindigkeit entspricht. Dadurch wird auch die Abzugsgeschwindigkeit der Fasern herabgesetzt, so daß die durch die geringere Glastemperatur und die erhöhte Viskosität hervorgerufenen Effekte kompensiert werden. In dem Maß, in dem die Temperatur der Düsenwanne allmählich auf den Gleichgewichtswert ansteigt, wird die Modifizierung der Meßzeit allmählich geringer, bis bei Erreichen des Gleichgewichtszustands wieder mit einer normalen Zeitspanne gearbeitet wird, beispielsweise mit 100 ms. Durch diese Regelanordnung wird die tatsächliche Zeit, die benötigt wird, um eine Wickelpackung herzustellen, etwas erhöht. Die auf die Wickelpackung aufgewickelten Fäden haben jedoch über die gesamte Wickelpackung einen gleichmäßigen Durchmesser, obwohl die Viskosität kurz nach dem Anfahren eine geringe Änderung aufweist.
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Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung. Es zeigt
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Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer Vorrichtung zur Modifizierung der Drehgeschwindigkeit eines Wickeldorns und
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Fig. 2 ein Diagramm, in dem die normale und die modifizierte Drehgeschwindigkeit des Wickeldorns dargestellt ist.
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In Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung 10 zur Herstellung einer Vielzahl von Fasern 11 aus Glas oder einem anderen thermoplastischen Material dargestellt, in welcher die Fasern 11 zu Fäden 12 gesammelt werden, die ihrerseits auf einem Wickeldorn 13 auf eine Wickelpackung aufgewickelt werden. Das geschmolzene, homogene Glas wird zunächst in einem nicht dargestellten Ofen zubereitet. Es fließt dann in einen Vorherd 14 und von dort in einem kontrollierten Strom 15 in eine Düsenwanne 16. Aus der Düsenwanne 16 fließt das geschmolzene Glas in einer Vielzahl von Einzelströmen durch ein Gitter von Düsenöffnungen 17, die sich am Boden der Düsenwanne 16 befinden. Normalerweise ist die Düsenwanne 16 elektrisch beheizt, so daß die Temperatur und damit die Viskosität der austretenden Schmelzglasströme gesteuert werden kann. Die aus den Düsenöffnungen 17 austretenden Schmelzglasströme werden mit einer hohen Geschwindigkeit abgezogen, so daß sie zu individuellen Fasern 11 verjüngt werden. Die ausgezogenen Fasern 11 werden in einer im wesentlichen konischen Anordnung zu einem Sammelelement 18 geführt, das den Faden 12 ausbildet. Das Sammelelement 18 kann auch in bekannter Weise eine geeignete flüssige Schlichte auf den Faden aufbringen. Vom Sammelelement 18 läuft der Faden 12 auf einen Wickeldorn 13, auf welchem es auf einem Kern zu einer Wickelpackung aufgewickelt wird. Der Wickeldorn 13 ist von konventioneller Bauart und weist eine Führung auf, die den Faden 12 lagenförmig auf den rotierenden Kern verteilt.
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Beim Aufwickeln des Fadens auf der Wickelpackung wird der Radius der Wickelpackung allmählich größer. Bei einer vorgegebenen Drehgeschwindigkeit des Wickeldorns wird dadurch auch die Abzugsgeschwindigkeit allmählich vergrößert, bis sie am Ende des Wickelzyklus eine maximale Lineargeschwindigkeit erreicht. Mit anderen Worten wird die lineare Abzugsgeschwindigkeit der Fasern aus den Düsenöffnungen zu Beginn des Wickelzyklus sowohl von der Drehgeschwindigkeit der Wickelpackung als auch vom Umfang der Wickelpackung bestimmt, der am Anfang relativ gering ist. Beim Aufbau der Wickelpackung hängt die Abzugsgeschwindigkeit der Fasern vom zunehmenden Umfang der Wickelpackung ab. Wenn man eine Zunahme der Abzugsgeschwindigkeit zuläßt, dann nimmt der Durchmesser der ausgezogenen Fasern ab, wenn man voraussetzt, daß die Temperatur des geschmolzenen Glases und andere Faktoren konstant bleiben. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Fließgeschwindigkeit des Schmelzglases durch die Düsenöffnungen 17 teilweise durch die Viskosität des Glases bestimmt wird, die ihrerseits wieder von der Temperatur abhängt. Es ist daher wünschenswert, die Aufwickelgeschwindigkeit in dem Maß zu verringern, in dem sich die Wickelpackung aufbaut, um eine konstante Linearabzugsgeschwindigkeit für die Fasern zu erreichen. Eine konstante Abzugsgeschwindigkeit führt zu einem gleichmäßigen Faserdurchmesser in der ganzen Wickelpackung, wenn alle anderen Faktoren, beispielsweise die Glastemperatur, konstant bleiben.
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Die Vorrichtung 10 ist derart aufgebaut, daß sie die Wickelgeschwindigkeit des Wickeldornes während des Aufbaus der Wickelpackung modifiziert, so daß sich für jeden aufeinanderfolgenden Wickelzyklus ein genau vorbestimmtes Geschwindigkeitsprofil ergibt. Normalerweise nimmt die Wickelgeschwindigkeit während des Wickelzyklus allmählich ab, um eine konstante Abzugsgeschwindigkeit aufrechtzuerhalten. Die Wickelgeschwindigkeit kann jedoch noch auf andere Weise geändert werden.
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In der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird der Wickeldorn 13 von einem mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Motor 24 angetrieben. Dieser Motor ist mit dem Wickeldorn über eine elektrisch betätigbare, magnetische Kupplung 25 verbunden. Die Drehgeschwindigkeit des Wickeldorns 13 läßt sich dadurch steuern, daß man die Energiezufuhr zur Kupplung 25 steuert. Ein digitaler Computer, beispielsweise ein als integrierte Schaltung aufgebauter Mikrocomputer 26, liefert einer Steuerschaltung 27 für die Energiezufuhr zur Kupplung 25 Daten, wodurch die der magnetischen Kupplung 25 zugeführte Energie variiert und damit die Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes 13 reguliert wird. Ein Drehgeschwindigkeitsimpulsgenerator 28 liefert dem Mikrocomputer 26 ein Rückkopplungssignal entsprechend der jeweiligen Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes 13. Der Mikrocomputer 26 berechnet dann ein Abweichungssignal aus der tatsächlichen Wickeldorngeschwindigkeit und der gewünschten Wickeldorngeschwindigkeit und führt dieses Abweichungssignal der Steuerschaltung 27 für die magnetische Kupplung zu. Diese Steuerschaltung 27 erhöht die Energiezufuhr zur magnetischen Kupplung 25, wenn die Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes zu niedrig ist, und verringert die Energiezufuhr zur magnetischen Kupplung 25, wenn die Wickeldorngeschwindigkeit zu hoch ist. Der Mikrocomputer 26 liefert ein digitales Ausgangssignal, aufgrund dessen die Steuerschaltung 27 der magnetischen Kupplung 25 die gewünschte Energie zuführt. Die Steuerschaltung 27 kann in geeigneter, bekannter Weise aufgebaut sein und beispielsweise einen Digital-Analogconverter und einen Sägezahngenerator umfassen. Das Ausgangssignal des Digital-Analog-Converters aktiviert den Sägezahngenerator, der die Energie für die Kupplung 25 liefert. Normalerweise liefert der Sägezahngenerator der Kupplung 25 eine abnehmende Energie, wenn sich die Packung auf dem Wickeldorn 13 aufbaut, um eine konstante Abzugsgeschwindigkeit der Faser 11 zu erreichen. Für die Steuerschaltung 27 können auch andersartige Schaltungen verwendet werden. Beispielsweise kann eine Wechselstromquelle mit einem phasengesteuerten Siliziumgleichrichter verbunden sein, der die der Magnetkupplung 25 zugeführte Energie steuert. Es wird an dieser Stelle auch darauf hingewiesen, daß die magnetische Kupplung 25 weggelassen und die Geschwindigkeit des Motors 24 direkt gesteuert werden kann. Die magnetische Kupplung 25 kann den Motor 24 auch mit einem Wechselstromgenerator verbinden, der seinerseits den Motor der Wickeldornvorrichtung mit einer gesteuerten Geschwindigkeit antreibt. Eine solche Anordnung ist beispielsweise in dem oben erwähnten US-Patent 34 71 278 beschrieben.
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Der Drehgeschwindigkeitsimpulsgenerator 28 liefert ein Ausgangssignal 29, dessen Frequenz der Drehgeschwindigkeit des Wickeldorns proportional ist. Die Ausgangsimpulse 29 werden in einem Drehgeschwindigkeitsimpulszähler 30 während einer vorbestimmten Meß- oder Fensterzeit gesammelt, so daß in dem Zähler 30 ein Signal gespeichert wird, das der Drehgeschwindigkeit des Wickeldorns entspricht. Die Meß- oder Fensterzeit wird durch einen programmierbaren ms-Zeitgeber 31 bestimmt. Nachdem die Drehgeschwindigkeitsimpulse während des vorgegebenen Meßzeitraumes in dem Zähler 30 gesammelt sind, werden die in digitaler Form vorliegenden Daten aus dem Zähler 30 in den Mikrocomputer 26 übertragen, indem sie mit einem Sollwert der Wickeldorngeschwindigkeit verglichen werden. Der Wickeldorngeschwindigkeitssollwert kann in einem Speicher im Mikrocomputer 26 in Form einer digitalisierten Analoggeschwindigkeitskurve in Form eines Polynoms gespeichert werden, welch letzteres jeweils für eine Zeit t berechnet wird, die vom Beginn des Aufbaus einer Packung auf dem Wickeldorn anläuft. Ein Startsignal 32 wird dem Mikrocomputer 26 entweder direkt beim Beginn des Aufbaus einer Wickelpackung vom Wickeldorn 13 oder von Hand gegeben, wenn eine Bedienungsperson der Vorrichtung 10 den Wickelvorgang einer Packung startet. Der Mikrocomputer 26 mißt dann kontinuierlich die Zeit vom Beginn des Wickelpackungsaufbaus an, um jeweils den Wickeldorndrehgeschwindigkeitssollwert zu bestimmen, der mit der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit verglichen wird, die sich aufgrund des Ausgangssignals des Zählers 30 ergibt.
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Der programmierbare ms-Zeitgeber 31 kann eine im Handel erhältliche Einheit sein, beispielsweise ein programmierbarer Zeitgeber mit einer integrierten Schaltung. Ein Eingang des programmierbaren ms-Zeitgebers 31 ist mit einem Referenzzeitimpulsgenerator 33 verbunden, ein anderer mit dem Mikrocomputer 26, der den Zeitgeber 31 so programmiert, daß dieser an einem Ausgang 34 das Impulszeitintervall auswählt. Das Ausgangssignal 34 wird dem Zähler 30 zugeführt und führt dazu, daß der Inhalt des Zählers 30 dem Mikrocomputer 26 zugeleitet wird. Der Mikrocomputer 26 kann beispielsweise den Zeitgeber 31 derart programmieren, daß alle 100 ms ein Ausgangsimpuls 34 erzeugt wird. Infolgedessen wird der Inhalt des Zählers 30, der der Geschwindigkeit des Wickeldorns 13 entspricht, alle 100 ms in den Mikrocomputer 26 übertragen. Das vom Zähler 30 in den Mikrocomputer 26 übertragene Geschwindigkeitssignal wird dazu verwendet, ein Abweichungssignal zu berechnen, mit welchem die Drehgeschwindigkeit des Wickeldorns auf den gewünschten Wert gebracht wird, damit eine vorbestimmte Abzugsgeschwindigkeit für die Fasern 11 erreicht wird.
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Normalerweise liefert der Mikrocomputer 26 ein Ausgangssignal zur Steuerung der Wickeldorndrehgeschwindigkeit, durch welches diese Geschwindigkeit bei jeder aufeinanderfolgenden Wickelpackung gleichmäßig herabgesetzt wird. Wenn man eine automatische Wickelvorrichtung verwendet, dann führt diese bei der Fertigstellung einer Wickelpackung automatisch einen neuen Wickeldorn herbei, auf dem eine neue Wickelpackung aufgewickelt wird, so daß die Fasern 11 von Wickelpackung zu Wickelpackung mit konstanter Abziehgeschwindigkeit kontinuierlich abgezogen werden. Wenn man einen konstanten Glasdurchsatz durch die Düsenwanne 16 aufrechterhält, dann bleiben Temperatur und Viskosität des die Fasern 11 bildenden Glases konstant. Jedoch kommt es vor, daß die Düsenwanne 16 geschlossen wird. Das wird beispielsweise dann ausgelöst, wenn ein Bruch eines oder mehrerer Fasern 11 auftritt. Wenn die Düsenwanne 16 einmal geschlossen ist, dann muß eine Bedienungsperson die Vorrichtung von Hand starten. Die Ausfallzeit hängt davon ab, wann eine Bedienungsperson zum Wiederinbetriebsetzen vorhanden ist. Im ersten Teil der Ausfallzeit nimmt die Temperatur des geschmolzenen Glases in der Düsenwanne 16 allmählich geringfügig ab. Beispielsweise kann die Temperatur des geschmolzenen Glases in der abgeschlossenen Düsenwanne in den ersten acht Minuten der Ausfallzeit langsam abnehmen, während sie dann auf einem neuen Gleichgewichtswert ist, der durch die elektrische Beheizung der Düsenwanne 16 gegeben ist. Wenn der Betrieb wieder aufgenommen wird, dann setzt die herabgesetzte Viskosität des Glases in der Düsenwanne den Glasdurchsatz herab, und es ergeben sich Fasern 11 mit geringerem Durchmesser, wenn die Abzugsgeschwindigkeit auf dem normalen Wert gehalten wird. Gemäß der Erfindung wird daher die Wickeldorngeschwindigkeit automatisch herabgesetzt, wenn eine neue Packung begonnen wird, nachdem eine Unterbrechung des Betriebes aufgetreten ist. Diese Abnahme der Wickeldorndrehgeschwindigkeit führt dazu, daß dem Mikrocomputer 26 ein abweichendes Rückkopplungssignal zugeführt wird, das anzeigt, daß der Wickeldorn 13 mit einer höheren Drehgeschwindigkeit umläuft. Wenn beispielsweise angezeigt wird, daß die Wickelgeschwindigkeit fälschlicherweise 10% zu hoch ist, dann vermindert der Mikrocomputer 26 die der magnetischen Kupplung 25 zugeführte Energie, so, daß die Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes um 10% verringert wird, also scheinbar auf den normalen Wert. Tatsächlich jedoch liegt dann die Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes 10% unterhalb der Geschwindigkeit, die der Mikrocomputer 26 als Drehgeschwindigkeit errechnet.
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Nach der Aufnahme des Betriebes steigt die Temperatur des aus den Düsenöffnungen 17 ausströmenden Glases während einer bestimmten Zeitspanne allmählich an, bis sie den Gleichgewichtswert wieder erreicht. In dem Maß, in dem die Temperatur allmählich zunimmt, nimmt die Viskosität des geschmolzenen Glases allmählich ab. Daher muß die prozentuale Kompensierung der Drehgeschwindigkeit des Wickeldorns allmählich von der vorbestimmten Anfangskompensation auf eine Kompensation Null abnehmen. Zur Erläuterung wird angenommen, daß die Düsenwanne 16 etwa vier Minuten nach einem Kaltstart die Gleichgewichtsbedingungen erreicht. Es wird weiterhin angenommen, daß die Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes 13 anfangs um 6% erniedrigt werden muß, um Fasern 11 zu erhalten, die denselben Durchmesser haben wie Fasern, die unter normalen Bedingungen hergestellt werden. Wie sich aus der folgenden Tabelle und aus der Darstellung der Fig. 2 ergibt, nimmt die Änderung der Wickeldorndrehgeschwindigkeit von anfangs 6% auf 0% in Schritten von 1% ab, die jeweils etwa 40 Sekunden lang sind. Normalerweise erhält der Mikrocomputer 26 vom Zähler 30 alle 100 ms ein Drehgeschwindigkeitssignal. Der Mikrocomputer 26 ist so programmiert, daß er die vom Zähler 30 aufgenommenen Geschwindigkeitsdaten auf 100-ms-Intervalle bezieht und unter Verwendung dieses Zeitintervalls die gewünschte Geschwindigkeit des Wickeldorns 13 an jedem Punkt der Wickelpackung berechnet. Jedoch ändert der Mikrocomputer 26 die dem programmierbaren ms-Zeitgeber 31 zugeführten Programmdaten derart, daß die Meß- oder Fensterzeit zu Beginn des Wickelpackungsaufbaus auf 106 ms festgesetzt wird. Infolgedessen sammelt der Zähler 30 6% mehr Impulse von dem Impulsgenerator 28, als dies bei der tatsächlichen Wickeldorngeschwindigkeit beim normalen Zeitintervall von 100 ms der Fall wäre. Diese falschen Daten werden dann vom Zähler 30 in den Mikrocomputer 26 übertragen, der dann ein Ausgangssignal an die Steuerschaltung 27 liefert, aufgrund dessen die Drehgeschwindigkeit des Wickeldorns um 6% herabgesetzt wird. Unter normalen Bedingungen werden in einem Zeitraum von 40 Sekunden von dem Zähler 30 400 Messungen durchgeführt. Wenn das Meßintervall jedoch auf 106 ms verlängert wird, wird zur Durchführung von 400 Messungen tatsächlich eine Zeit von 42,4 Sekunden benötigt. Durch die Herabsetzung der Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes 13 und die gleichzeitige Verlängerung der Zeit für 400 Messungen wird auf dem Wickeldorn 13 insgesamt die gleiche Fadenmenge in einem Zeitraum von 42,4 Sekunden aufgewickelt, die normalerweise in 40 Sekunden aufgewickelt wird. Die Zeit für die Ausbildung der Wickelpackung wird also ein wenig verlängert, während die auf der Wickelpackung gesammelte Fadenmenge insgesamt dieselbe bleibt. Nach den ersten 400 Messungen ändert der Mikrocomputer 26 die Daten, die dem programmierbaren ms-Zeitgeber 31 zugeführt werden, so daß die Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes nur noch 5% unter dem normalen Wert liegt. Dieser Wert wird während der folgenden 400 Messungen aufrechterhalten, dann wird die Geschwindigkeit gegenüber der Normalgeschwindigkeit während weiterer 400 Messungen nur noch um 3% abgesenkt, während weiterer 400 Messungen nur noch um 2%, während weiterer 400 Messungen nur noch um 1%, und dann wird wieder die normale Drehgeschwindigkeit gewählt. Während der sechs Stufen, in denen die Geschwindigkeit gegenüber der Normalgeschwindigkeit abgesenkt war, sind 248,4 Sekunden vergangen gegenüber 240 Sekunden bei normaler Geschwindigkeit. Obwohl also die Zeitdauer um 8,4 Sekunden verlängert worden ist, ist in diesem verlängerten Zeitraum dieselbe Länge des Fadens 12 auf der Wickelpackung gesammelt worden, da die Geschwindigkeit des Wickeldornes 13 gleichzeitig herabgesetzt war. Dies ist in der Kurve der Fig. 2 dargestellt, in welcher der Kurvenabschnitt 40 die normale Aufwickelgeschwindigkeit von der Zeit t&sub0; vom Anfang des Aufwickelns bis zur Zeit t&sub1; und das Kurventeil 41 die Wickelgeschwindigkeit vom Zeitpunkt t&sub1; bis zur Fertigstellung der Wickelpackung darstellt. Bei einem Kaltstart ändert der Mikrocomputer 26 die von dem programmierbaren ms-Zeitgeber 31 gemessenen Zeitintervalle in sechs Stufen von 6% bis zur Normalgeschwindigkeit, wobei sich die Kurve 42 ergibt. Jedoch hat sich die Zeitdauer vom Zeitpunkt t&sub0; bis zum Zeitpunkt t&sub1; um 8,4 Sekunden verlängert, wie oben erläutert wurde. Anstelle einer Anfangsgeschwindigkeit W&sub0; wird die Anfangsgeschwindigkeit des Wickeldorns am Beginn der Ausbildung der Wickelpackung zum Zeitpunkt t&sub0; um 6% auf W&sub0;&min; herabgesetzt. Tabelle &udf53;vz18&udf54; &udf53;vu10&udf54;
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Obwohl hier angegeben ist, daß die Drehgeschwindigkeit des Wickeldornes 13 beim Kaltstart abgesenkt wird, wird darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung auch dann Verwendung finden kann, wenn die Geschwindigkeit angehoben werden soll. Das ist dann der Fall, wenn die Temperatur des geschmolzenen, aus den Düsenöffnungen austretenden Glases höher ist als im Normalzustand. In diesem Falle nimmt die Viskosität des geschmolzenen Glases ab, so daß die durch die Düsenöffnungen 17 hindurchfließende Glasmenge zunimmt. Dies erfordert eine höhere Abzugsgeschwindigkeit. Die Abzugsgeschwindigkeit kann dadurch erhöht werden, daß der programmierbare ms-Zeitgeber 31 derart programmiert wird, daß er Meßzeiten bestimmt, die kürzer sind als die normalen 100 ms, beispielsweise 95 ms, bei einer Absenkung von etwa 5%.
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Die Temperatur der Düsenwanne 16 fällt nach einer Unterbrechung allmählich ab und kann beispielsweise nach einer bestimmten Zeit einen neuen Gleichgewichtswert erreichen, beispielsweise acht Minuten nach einer Unterbrechung. Wenn die Unterbrechung nur vier Minuten dauert, kann es notwendig sein, die Aufwickelgeschwindigkeit des Wickeldornes nur um 2% zu ändern anstelle von 6%, die notwendig wären, wenn die Unterbrechung acht Minuten oder länger dauert. Der Mikrocomputer 26 kann derart programmiert sein, daß er die Unterbrechungszeit überwacht und die prozentuale Geschwindigkeitsvariation entsprechend der tatsächlichen Unterbrechungszeit wählt.