DE2321482A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln von fortlaufenden faeden, insbesondere glasfaeden in form von spulen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln von fortlaufenden faeden, insbesondere glasfaeden in form von spulenInfo
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Description
Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von fortlaufenden Fäden, insbesondere Glasfaden in Form von
Spulen
Die Erfindung bezieht sich auf eh Verfahren zur Herstellung von Spulen durch Aufwickeln von fortlaufenden Fäden, insbesondere
Glasfaden, auf eine umlaufende, .Spulhülse unter Führung
des Fadens durch einen Fadenführer, der eine Hin- und Herbewegung parallel zur Hülsenachse und gleichzeitig eine
Radialbewegung bezüglich des Kernes zur Aufrechterhaltung eines konstanten Abstandes zwischen der Oberfläche der entstehenden
Spule und dem Fadenführer ausführt.
Bei bekannten Verfahren und Vorrichtungen wird die Radialbewegung
des Fadenführers in Bezug auf die Spulenoberfläche durch ein mit dieser Oberfläche in Berührung stehendes mechanisches
Element bewirkt. Dieses mechanische Element besteht
1 -
309846/046$
ORIGINAL INSPECT!
■ ι ; ; ■
im allgemeinen aus einer mit der Spule umlaufenden Druckrolle, die der Spule die gewünschte Form gibt, während
sie gleichzeitig für einen konstanten Abstand zwischen dem Fadenführer und der Spulenoberfläche sorgt.
Bekannt ist auch die Verwendung eines Fadenführers, der auf den Rand der Spule einen Druck ausübt und somit die
Funktion der vorstehend beschriebenen Druckrolle übernimmt.
Obwohl es sich im letzteren Fall um eine Verbesserung
handelt, macht sich bei beiden Vorrichtungen der gleiche Nachteil bemerkbar, der sich aus der körperlichen Berührung
der Druckrolle mit der Spulenoberfläche ergibt, welche zu einer Beschädigung der Fäden führt, was insbesondere
bei Fäden mit geringer Widerstandsfähigkeit gegen Reibung,z.B. bei Mineralfäden wegen der Verringerung der
Widerstandsfähigkeit zu Brüchen der Filamente sowie zur
Bildung von kurzen Fasern und Flusen führt.
Ein erhöhter Druck entsteht insbesondere zwischen der
Rolle und der Spule an den Spulenflanken, wo nach den
gewöhnlich angewendeten Aufwiekelverfahren eine Materialanhäufung
entsteht. Ein solcher Druck führt zu Filamentbrücken
sowie Deformationen und damit zu Spulen minderer
Qualität.
Im übrigen führen die hohen Wickelgeschwindigkeiten
sowie das Anfahren und Bremsen der Spulmaschine zu unterschiedlichen
Geschwindigkeiten zwischen Spule und Rolle und die darauf resultierenden Reibungen haben ebenfalls
eine Beeinträchtigung der Fadenqualität zur Folge.
3 09 846/04S β
232H82
Die Erfindung will diese Nachteile beseitigen.
Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß auf die Oberfläche
der Spule Strahlen eines strömungsfähigen Mediums
aus einem fest mit einer Fadenführer-Leitvorrichtung oder Leitwerk verbundenen Druckfühler (Näherungsfühler)
gerichtet werden und daß mittels der von der Oberfläche reflektierten Strahlen die Verschiebung der Fadenführer-Leitvorrichtung
sicherstellende Elemente betätigt werden. Auf diese Weise wird der Abstand zwischen der Oberfläche
der sich bildenden Spule und dem Fadenführer laufend konstant gehalten.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich im wesentlichen dadurch,
daß die Fadenführer-Leitvorrichtung fest mit einem Druckfühler verbunden ist, aus dem Strahlen eines strömungsfähigen
Mediums austreten, die nach Reflektion auf der Spulenoberfläche auf eine Druckmittelschaltung aufgegeben
werden, welche eine die Fadenführer-Leitvorrichtung betätigende Zylinder-Kolben-Anordnung steuert.
Die aus dem Druckfühler austretenden Strahlen treten vorzugsweise in einen mit einer Membran versehenen Verstärker
ein, dessen Ausgangssignale auf die Zylinder-Kolben-Anordnung
gelangen, die die Fadenführer-Leitvorrichtung betätigt.
Um während des Betriebes der Vorrichtung zu vermeiden, daß sich die Fadenführer-Leitvorrichtung aufgrund der verhältnismäßig
großen Druckunterschiede beim Ein- und Aussehalten des Verstärkers zu weit von der Spulenoberfläche
entfernt, erfolgen in weiterer Ausbildung der Erfindung
309846/045$
die Bewegungen der Fadenführer-Lei tvo-rrichtung schrittweise,
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zur Erzeugung
der schrittweisen Bewegungen der Fadenführer-Leitvorrichtung vor dem Verstärker ein Relaisventil vorgesehen,
das durch das Druckmittel am Ausgang des Verstärkers über eine Verzögerungsschaltung betätigbar ist.
In der Verzögerungsschaltung sind zweckmäßig ein Drosselventil und ein Speicherbehälter (Akkumulator)
vorgesehen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung werden Wulstbildungen
an den Enden der Wicklung (Spule) im Zuge ihrer Entstehung durch Luftstrahlen beseitigt, die durch an der
Fadenführer-Leitvorrichtung befestigten. Düsen erzeugt
werden.
Gemäß der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, die
Spule wabenförmig zu bewickeln, wodurch die Bildung von Verdickungen oder Wulsten bevorzugt vermieden werden
kann.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
Die Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Betätigungs-Vorrichtung für die Fadenführer-Leitvorrichtung mit Druckfühlerj
Fig. 2 eine schematische Gesamtansicht der Wickelvorrichtung;
- 4 H?; . 3 0 9846/045S
Fig. j5 eine Ansicht einer Spule mit der Bildung von
Verdickungen oder Wulsten an den Enden;
Fig. 4 die Darstellung einer Beblasvorrichtung zur Vermeidung der Bildung von Wulsten oder Verdickungen;
und in
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung
zur Steuerung des Fadenführers.
In der Beschreibung finden die nachstehend aufgeführten Bezugszeichen im Zusammenhang mit der Darstellung'in
den Zeichnungen Verwendung.
309846/0455
1 | Spule | 29 | 54 | 57 | Führungsschienen |
la | Spul-renker (Spindel) | 5o | 55 | 38 | Kehrgewindewelle |
2 | Faden | 51 | 56 | 59 | Spindel |
4 | Fadenführer | 32 | Zylind e r-KoIben-Ano rdnung | 4o | Treibriemen |
5 | Vorrichtung (Leitwerk) 35 | 41 | Vorgelege | ||
O | Aus tri t ts düs en | Leitung | 42 | Motor | |
7 | Druckfühler | Verstärker | 45 | Mitnehmerwelle | |
8 | Spulenoberfläche | Leitung | 44 | Teleskopwelle | |
9 | Drosselventil | 45 | |||
Rückschlagventil | 46 | Kardangelenk' | |||
Io | Relaisventil | 47 | Kardangelenk | ||
11 | Drosselventil | 48 | Buchs e | ||
12 | Speicherbehälter | 49 | Spule | ||
13 | Ausschalter | 5o | Verdickungen | ||
14 | Ausschalter | 51 | Rohr | ||
15 | Rückschlagventil | 52 | Rohr | ||
Io | Leitung | 55 | Kehrgewindewelle | ||
17 | Ventil | 54 | Welle | ||
18 | Ventil | 55 | Lager | ||
19 | Organ | 56 | Lager | ||
2o | Kolbenstange | Lager | |||
21 | Winkelhebel | Lager | |||
22 | Zugstange | Leitung | |||
23 | Schlitten | Arm | |||
24 | Zugfeder | ||||
25 | Walze | ||||
26 | Exzenter | ||||
27 | Getriebemotor | ||||
28 | Wendelschlitz |
Nach Fig. 1 wird der Faden 2 mittels eines beweglichen Fadenführers 4 zu einer Spule 1 aufgewickelt. Der Fadenführer
4 wird durch eine bei 5 schematisch dargestellte
Leitvorrichtung betätigt, die aus einer umlaufenden gegen-
Leitvorrichtung betätigt, die aus einer umlaufenden gegen-
3098A6/04SS
läufigen Kehrgewindewelle (Napier'sche Schnecke) besteht,
welche eine Hin-und Herbewegung auf den Fadenführer überträgt, der sich parallel zum Spulenkern 2a (Spindel)
auf dem sich Spule bildet, bewegt. Darüber hinaus weist die Fadenführer-Leitvorriehtung 5 Einrichtungen zur
schrittweisen radialen Bewegung des Fadenführers in Richtung des Pfeiles A in Bezug auf die Spule im Zuge von
deren Entstehung auf.
Erfindungsgemäß enthält die Vorrichtung einen durch
eine Leitung 5o mit Druckluft gespeisten Druckfühler "J>
dessen Austrittsdüsen 6 auf die Oberfläche 8 der Spule gerichtet
sind. Nähert sieh diese mit zunehmendem Spulendurchmesser den Düsen 6 so entsteht in- dem reflektierten
Strahl und damit in einer mit einem Verstärker 11, beispielsweise einem Membranverstärker, verbundenen Leitung
Io ein erhöhter Druck. Erreicht der Druck den Schwellenwert des Verstärkers, so entsteht am Ausgang des Verstärkers
in der Leitung 12 ein Druck, der durch ein Drosselventil 13 und ein Rückschlagventil 14 auf eine
Zylinder-Kolben-Anordnung 9 übertragen wird. Das Drosselventil IJ dient der Regelung der Luftströmung,
damit die Zylinder-Kolben-Anordnung 9 nicht zu schnell betätigt wird.
Wird das Signal in der Leitung Io nicht unterbrochen,
so entfernt die Zylinder-Kolben-Anordnung 9 die Fadenführer-Leitvorrichtung
5 und den Druckfühler 7 von der Spulenoberfläche ab in Richtung des Pfeiles A durch
Verschiebung der Kolbenstange 25 in Richtung des Pfeiles B
mittels des Winkelhebels 26 und der mit der Vorrichtung 5 verbundenen Zugstange 27. Diese Bewegung hält an, bis der
Druck in der Leitung Io aufgrund der Abnahme der auf den
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Druckfühler reflektierten Druckluft niedriger als der entsprechende
Schwellendruck in dem eingeschalteten Verstärker 11 geworden ist. Letzterer unterbricht dann
die Zuführung.der Betätigungsluft zu der Zylinder-Kolbe-Anordnung
9, so daß deren Kolben zum Stillstand kommt und damit die Radialbewegung der Padenfuhrer-Leitvorrichtung
unterbrochen wird.
Da der Unterschied zwischen dem Verstärker-Einschalt-
und Ausschalt-Druck verhältnismäßig groß ist wurden der
Druckfühler 7 und der Fadenführer 4 nach einer bestimmten Betriebszeit (ein Schaltspiel) der Vorrichtung von der
Oberfläche 8 der Spule 1 weit weggefahren.
Es ist deshalb vorgesehen, die radiale Bewegung der
Fadenführer-Leitvorrichtung 5 durch Unterbrechung des
Signals in der, Leitung Io durch ein Relaisventil 15
schrittweise durchzuführen. Dieses Relaisventil 15 ist
mit der Leitung 12 durch eine ein Drosselventil 16 und einen Speicherbehälter 17 enthaltenden Verzögerungskreis
verbunden. Dieser Kreis bewirkt eine um beispielsweise 1 Sekunde verzögerte Betätigung, d.h., daß in diesem Zeitraum von einer Sekunde die Druckwirkung in der Zylinder-Kolben-Anordnüng
9 verschoben wird. Die Zylinder-Kolben-Anordnung 9 entfernt daher die Fadenführer-Eeitvorriehtung
und den Druckfühler 7 von der Oberfläche 8 der Spule 1 nur um einen Schritt.
Nach dem Ausschalten des Verstärkers 11 durch das Relaisventil 15 wird der Steuerdruck in der Leitung 12
unterbrochen und das Relaisventil 15 daher von neuem geöffnet.
Da sich der Druckfühler 7 von der Oberfläche
der Spule 1 um einen Schritt entfernt hat, verringert
309846/(HSS
232H82
sich der Druck in der Leitung Io aufgrund der verminderten
Reflektion auf den Druckfühler 7 und es ergibt sich daher keine Betätigung des Verstärkers 11. Dieser
schaltet sich erst dann wieder ein, wenn sich die Oberfläche 8 der Spule 1 dem Druckfühler 7 wieder nähert,
wobei die Vorrichtung, ■ wie vorstehend beschrieben, eine weitere Verschiebung der aus Fadenführer-Leitvorrichtung
5 und Druckfühler 7 bestehenden Einheit um einen Schritt bewirkt.
Es besteht die Möglichkeit, die Fadenführer-Leitvorrichtung 5 durch zwei von Hand betätigbare Ausschalter
und 19 schnell von der Spule 1 zu entfernen bzw. ihr zu nähern.
Durch Betätig-ung des Schalters 18 wird über das Rückschlagventil 2o Luft in die Zylinder-Kolben-Anordnung 9
geführt, wodurch die Vorrichtung 5 mit großer Geschwindigkeit
von der Spule 1 entfernt wird.
Durch Betätigung des Schalters I9 kann die in der Zylinder-Kolben-Anordnung
9 befindliche Druckluft entweichen, wobei der ständig in der Leitung 21 herrschende Druck den
Zylinderkolben in eine angehobene Stellung schiebt und dadurch die Vorrichtung 5 mit großer Geschwindigkeit der
Spule 1 genähert wird. Die Ventile 22 und 23 dienen der
Einstellung des Arbeite- bzw. des Steuerluftdruckes.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer Wickelvorrichtung
zur Herstellung von Präzisionskreuzspulen (mit sich kreuzenden Wicklungen), bei der die Fadenführer-Leitvorrichtung
5 mit Hilfe der soeben beschriebenen Vor-
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232H82
richtung mit zunehmendem Durchmesser radial von der Spindel 31 wegbewegt wird. Das Regelorgan 24 empfängt
von dem Druckfühler 7 ein Signal, sobald sich die Oberfläche 8 der Spule 1 dem Druckfühler 7 nähert. Das Regelorgan
24 betätigt nun die Zylinder-Kolben-Anordnung 9, die durch den Winkelhebel 26 und die Zugstange 27 die*
Fadenführer-Leitvorrichtung 5 in Richtung des Pfeiles A
verschiebt. Die Fadenführer-Leitvorrichtung 5 ist an einem
Schlitten 28 befestigt, der auf zwei Führungsschienen 29
gleiten kann.
umlaufende
Die Fadenführer-Leitvorrichtung 5 enthält eine/Kehrgewindewelle
3ö, welche die Hin- und Herbewegung des
Fadenführers 4 sicherstellt, so daß der Faden wendelförmig auf der auf der Spindel 3I befestigten Hülse verteilt wird,
wobei die Aufteilung durch das Übersetzungsverhältnis
zwischen den Treibriemen 32 und den zwischen dem Motor
34 und der Mitnehmerwelle 35 des Leitwerkes 5 angeordneten
Vorgelegen 33 bestimmt wird. Eine an Kardangelenken 37
und 38 befestigte Teleskopwelle 36 ermöglicht trotz der
radialen Verschiebebewegung der Fadenführer-Leitvorrichtung 5 die Übertragung der Drehbewegung auf diese.
Die Vorrichtung zur Mitnahme der Fadenführer-Leitvorrichtung
kann durch Verwendung eines geeigneten Übersetzungsverhältnisses auch derart ausgebildet werden, daß man
Spulen mit wabenförmiger Wicklung erhält.
Nachstehend werden Beispiele für die Herstellung von Spulen mit bienenwabenförmiger Wicklung unter Verwendung
von Fäden mit unterschiedlichen Durchmessern gegeben.
- Io -
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Tabelle | I | 11-300 Tex | III-600 Tex | IV-24oo Tex |
|
25 1:8,38 |
25 1:8,44 |
2o 1:8,36 |
|||
Faden (Spinnfaden) | 1-68 Tex | ||||
Ziehgeschwindigkeit in m/sec Kreuzungsver hältnis Spulenabmessungen in mm |
31 1:8,46 |
Durchmesser D der vollen Spule" Durchmesser d des Doms (Spindel)
Länge L der Spule
Doppelhube zu Beginn der Wicklung pro Minute
Kanäle gebogen Abweichung
Abmessungen der Kanäle (Bandbreite.= ö)
am Dorn
an der Oberfläche Bandbrei te (mm)
Abmessungen der Kanäle
am Dorn
an der Oberfläche
2o5 | 0 | 245 | 245 | 245 |
144 | ,9 | 144 | 144 | 144 |
34o | 34o | 34o | 34o | |
483 | ,2 | 398 | 392 | 317 |
5,8° | ,8 | 11,7° | 11,7° | 11,7° |
1,6x9, | 2,8x15,6 | 3,2x18,1 | 5,8x32,3 | |
1,6x12 | 2,8x26,6 | 3,2x30,8 | 5,8x55,0 | |
1 | 2 | 3 | 4,5 | |
0,65x3 | 0,75x5,1 | 0,25x1,3 | 1,2x6,7 | |
0,65x4 | 0,75x7,6 | 0,25x2,2 | 1,2x12,5 | |
- 11 -
309846/0455
Fig. 5 zeigt eine Spule 4o mit Yerdiekungen 41 an den
Enden, Diese Verdickungen entstehen beim Aufwickeln offener oder geschlossener Präzisionswicklungen., wie
offener Präzisionsrautenwieklungen oder geschlossener
Präzisionsrautenwicklungen ohne Verwendung.einer Druckrolle.
.
Wählt man Wabenwicklungen, dann bilden sieh diese Verdickungen
auch dann nicht, wenn keine Druckrolle verwendet wird.
Zeigt die Wickelvorrichtung die Neigung zur Bildung von Spulen mit Verdickungen., so läßt sich deren Bildung durch
Aufblasen von Luft auf die Spulenenden vermeiden (Pig. 4). Die Luft strömt aus den Düsen 42 und 43 auf die Enden der
Spule 1 und drückt das aufgewickelte Material zusammen. Der Druck der Luft muß dem aufzuwickelnden Fadenmaterial
angepaßt sein." Die beiden Düsen 42 und hj>
sind an der Fadenführer-Leitvorrichtung befestigt und machen deren
radiale Bewegungen bei zunehmendem Durchmesser der Spule mit. Der Abstand der Düsen 42 und 4^5 von den Enden der
Spule 1 bleibt damit konstant.
Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, die dem Fadenführer eine zusätzliche Hubbewegung verleiht. Diese zusätzliche
Bewegung von je nach der Beschaffenheit der aufzuwickelnden
Fäden 1 bis Io mm verhindert ebenfalls - sogar ohne Verwendung einer Druckrolle - die Bildung von Verdickungen
oder Wulsten an den Spulenenden.
Eine Kehrgewindewelle 44 kann auf der Welle 45, ohne
auf dieser umzulaufen, eine axiale Bewegung ausführen.
Die Welle 45 dreht sich in Lagern 46 und 4?. Auf der
- 12 -
309846/0455
Kehrgewindewelle 44 sind Lager 48 und 49 angeordnet,
die die Büchse 39 tragen, an die ein Arm 51 befestigt
ist. Eine Zugfeder 52 drückt die drehbar an dem Arm befestigte Walze 53 gegen den Exzenter 54 an. Dieser
Exzenter 54 wird von dem Getriebemotor 55 langsam angetrieben und bewegt die Kehrgewindewelle 44 auf der Welle
45 axial hin und her. Der Fadenführer erhält damit einen Zusatzhub entsprechend dem Exzenterhub zusätzlich zum
Hub H der spiralförmigen Nut 56 in der Kehrgewindewelle
Patentansprüche
309846/0A55
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zum Aufwickeln fortlaufender Fäden, insbesondere Glasfaden auf eine umlaufende Spulhülse unter Führung des Fadens durch einen Fadenführer, der eine Hin- und Herbewegung parallel zur Hülsenachse und gleichzeitig eine Radialbewegung bezüglich des Kernes zur Aufrechterhaltung eines konstanten Abstandes zwischen der Oberfläche der entstehenden Wicklung und dem Fadenführer ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche (8) der Spule (1) Strahlen eines strömungsfähigen Mediums aus einem fest'mit einer Fadenführer-Leitvorrichtung (5) verbundenen Druckfühler (7) gerichtet werden und daß mittels der von der Oberfläche (8) reflektierten Strahlen die Verschiebung der Fadenführer-Leitvorrichtung (5) sieherstellende Elemente betätigt werden.2.■ Vorrichtung zum Aufwickeln fortlaufender Fäden, insbesondere Glasfaden, auf einen umlaufenden Kern, die vorhinein eine Hin-und Herbewegung parallel zur Kernachse ausführenden Fadenführer derart beschickt wird, daß zur Herstellung einer regelmäßigen Bewicklung über die gesamte Länge der Spule ein konstanter Abstand zwischen der Spulenoberfläche und dem Fadenführer aufrechterhalten wird, dadurch g e kennzeichnet, daß die Fadenführer-Leitvorrichtung •(5) fest mit einem Druckfühier (7) verbunden ist, aus dem Strahlen eines strömungsfähigen Mediums austreten, die nach Reflektion auf der Spulenoberfläche (8) auf eine Druckmittelschaltung aufgegeben werden, welche eine die Fadenführer-- 14 -309848/0455232H82Leitvorrichtung (5) betätigende Zylinder-Kolben-Anordnung (9) steuert.J. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Druekfühler (7) austretenden Strahlen in einen mit einer Membran versehenen Verstärker (11) eintreten, dessen Ausgangssignale auf die Zylinder-Kolben-Anordnung (9) gelangen, die die Fadenführer-Leitvorriehtung (5) betätigt.4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung der Fadenführer-Leitvorrichtung (5) schrittweise erfolgen.5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der schrittweisen Bewegungen der Fadenführer-Leitvorrichtung (5) vor dem Verstärker (11) ein Relaisventil (15) vorgesehen ist, das durch das Druckmittel am Ausgang des Verstärkers (H) über eine Verzögerungsschaltung betätigbar ist.6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verzögerungsschaltung ein Drosselventil (15) und ein Speicherbehälter (17) vorgesehen sind.7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Wulstbildungen an den Enden der Spule im Zuge ihrer Entstehung durch Luftstrahlen beseitigt werden, die durch an der Fadenführer-Leitvorrichtung (5) befestigte Düsen (42, 4^) erzeugt werden,- 15 -309846/04558. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule wabenförmig bewickelt wird.- 16 -309846/0455Leerseite
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