DE19817111A1 - Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens zu einer zylindrischen Kreuzspule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens zu einer zylindrischen Kreuzspule in einer Stufen-Präzisionswicklung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Beim Aufwickeln bzw. Aufspulen von synthetischen Fäden zu Kreuzspulen besteht das Problem der sogenannten "Spiegelbildung". Ein Spiegel entsteht bei wachsendem Spulendurchmesser immer dann, wenn pro Doppelhub der Changiereinrichtung eine oder mehrere vollständige Spulenumdrehungen stattfinden, d. h. wenn das Verhältnis aus Drehzahl der Spule zu Doppelhubfrequenz der Changiereinrichtung gleich 1, ein ganzzahliges Vielfaches oder ein ganzzahliger Bruch ist. Als Doppelhub wird dabei eine vollständige Hin- und Herbewegung des Changierfadenführers bezeichnet. Das Verhältnis aus Drehzahl der Kreuzspule zu Doppelhubfre­ quenz der Changiereinrichtung wird im allgemeinen mit Kreuzungsver­ hältnis K bezeichnet. Die Spiegel, die auch als Bildwicklungen bezeichnet werden, führen beim Abwickeln der Spule zu bestimmten Störungen. Ferner führen Spiegel während des Aufwickelns zu Schwingungen der Spulmaschine und damit zu einer unruhigen Anlage der Andruckwalze an der Spule und schließlich auch zur Schädigung der Spule. Spiegel müssen daher insbesondere bei glatten Fäden wie z. B. Chemiefasern vermieden werden.

Das Aufspulen von Fäden zu Kreuzspulen kann in wilder Wicklung, Präzisionswicklung oder in einer Stufen-Präzisionswicklung erfolgen. Bei der wilden Wicklung erfolgt der Spulenaufbau bei konstanter Spulenumfangsgeschwindigkeit und bei konstanter Changierfrequenz. Daraus ergibt sich, daß das Kreuzungsverhältnis (K-Wert), welches das Verhältnis der Drehzahl der Spulspindel zur Doppelhubzahl der Changierung darstellt, im Verlauf der Spulreise stetig abnimmt. Das ist dadurch bedingt, daß auch die Drehzahl der Spulspindel mit wachsendem Spulendurchmesser ab­ nimmt. Dabei entstehen zwangsläufig Spiegel, wenn das Kreuzungs­ verhältnis ganzzahlig wird oder Werte annimmt, die sich um einen großen Bruch vom nächsten ganzzahligen Spulenverhältnis unterscheiden. Als "großer Bruch" wird dabei ein Bruch bezeichnet, dessen Nenner eine ganze Zahl ist, also z. B. 1/2, 1/3, 1/4.

Bei einer Präzisionswicklung erfolgt der Spulenaufbau mit einer Changiergeschwindigkeit, die zu der Drehzahl der Spulspindel direkt proportional ist. Dies bedeutet, daß bei einer Präzisionswicklung das Kreuzungsverhältnis fest vorgegeben ist und im Verlaufe der Spulreise konstant bleibt, während die Changierfrequenz proportional zur Spindeldrehzahl mit dem Spulverhältnis als Proportionalitätsfaktor abnimmt. Eine in Präzisionswicklung aufgebaute Spule kann gegenüber einer in wilder Wicklung aufgebauten Spule Vorteile haben. Insbesondere läßt sich bei einer Präzisionswicklung durch Vorgabe des Spulverhältnisses die Spie­ gelbildung reduzieren.

Die sogenannte gestufte Präzisionswicklung oder auch Stufen- Präzisionswicklung (SPW) unterscheidet sich von der Präzisionswicklung lediglich dadurch, daß das Kreuzungsverhältnis nur während vorgegebener Phasen der Spulreise konstant bleibt. Von Phase zu Phase wird das Kreuzungsverhältnis in Sprüngen durch sprunghafte Erhöhung der Changiergeschwindigkeit verringert. Das bedeutet, daß bei der Stufen- Präzisionswicklung innerhalb jeder Phase bzw. Stufe eine Präzisionswicklung erfolgt, bei der die Changiergeschwindigkeit proportional mit der Spindeldrehzahl abnimmt. Nach jeder Phase wird die Changiergeschwindigkeit wieder sprunghaft erhöht, so daß sich ein erniedrigendes Kreuzungsverhältnis ergibt. Dabei werden die Kreuzungsverhältnisse, die während der einzelnen Phasen eingehalten werden sollen, vorausberechnet und einprogrammiert.

Aus der EP 0 578 966 B1 ist ein Aufspulverfahren bekannt, bei welchem ein Rechner von Stufe zu Stufe einer Stufenpräzisionswicklung das Kreuzungsverhältnis ermittelt und es mit gefährlichen Spiegelwerten vergleicht. Dabei wird mit den berechneten Kreuzungsverhältnissen gearbeitet, wenn dieses nicht im kritischen Bereich eines Spiegelwertes liegt. Wenn es jedoch im kritischen Bereich liegt, wird mit einem nur geringfügig veränderten Kreuzungsverhältnis gearbeitet. Das heißt, es wird im Falle von kritischen Spiegelwerten mit sogenannten (spiegelnahen) Windungszahlen gearbeitet, welche ein Kreuzungsverhältnis darstellen, das sich von einem Spiegelwert um eine definierte geringe Differenz un­ terscheidet. Gleichfalls ist beschrieben, daß der Verlegeabstand auf den Abstand von Fadenmitte bis Fadenmitte bezogen wird, wobei er mindestens gleich der Breite und höchstens gleich der dreifachen Breite des aufliegenden Fadens ist. Das heißt, es wird die Fadendicke beim Aufspulvorgang mitberücksichtigt.

In der EP 0 194 542 B1 (Bag. 1452) ist ein Verfahren zum Aufwickeln von Fäden, insbesondere Chemiefäden, in Spinn- und Streckmaschinen beschrieben. Bei diesem Verfahren wird die Stufen-Präzisionswicklung angewendet und eine Ungenauigkeit des Kreuzungsverhältnisses bewußt herbeigeführt. Es wird eine Modulation des Kreuzungsverhältnisses in einer bestimmten Modulationsbreite realisiert, bei welcher sich die Changiergeschwindigkeit um einen kleinen definierten Betrag bzgl. des berechneten und einprogrammierten Wertes der Changiergeschwindigkeit ändert.

Des weiteren ist aus der EP 0 055 849 B1 ein Verfahren zum Aufspulen von Garnen oder Bändchen in stufenweiser Präzisionswicklung bekannt, bei welchem die Änderung des Kreuzungsverhältnisses von einer Stufe der Präzisionswicklung zur nächsten so gering ausgeführt wird, daß die dadurch bedingten Änderungen der Aufwickelgeschwindigkeit des Garnes oder des Bändchens 3%, vorzugsweise 0,3%, der mittleren Aufwickelgeschwindigkeit nicht überschreitet.

Allen im Stand der Technik bekannten Verfahren ist gemeinsam, daß vor allem Spiegelbildungen höherer Ordnung oder auch Wabenbildungen nicht vollständig vermieden werden können, d. h. vor allem auch seltene Spiegel nicht berücksichtigt werden können, und deshalb selbst bei einer Stufen- Präzisionswicklung, wie sie im Stand der Technik bekannt ist, eine generelle Vermeidung von Spiegelbildungen nicht möglich ist.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Aufwickeln von Fäden zu schaffen, mit welchem eine zylindrische Kreuzspule mit guten Ablaufeigenschaften, d. h. im wesentlichen ohne Spiegel selbst höherer Ordnung und seltener Art und ohne Waben, zuverlässig erzeugt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Danach wird der Faden innerhalb einer Stufe mit einem vorbestimmten Kreuzungsverhältnis innerhalb vorgegebener Felder mit konstanter Breite auf dem Spulenumfang abgelegt. Die Felder mit einer konstanten Breite werden hier als sogenannte Feldbreiten B definiert. Die Feldbreite B, die den Abstand zwischen zwei benachbart abgelegten Fäden bzw. den Abstand benachbarter Umkehrpunkte definiert, ist durch die Changierfrequenz und die Umfangsgeschwindigkeit der Spule bestimmt. Die Feldbreite wird nun so vorgegeben, daß eine Mehrzahl von Feldbreiten symmetrisch hintereinander auf den momentan gewickelten Spulenumfang angelegt werden können. Somit ergibt sich eine ganzzahlige Teilungszahl T aus der Beziehung T=D.π/B. Die ganzzahlige Teilungszahl T gibt somit die Anzahl der auf dem Spulenumfang angelegten Feldbreiten B an. Bei fortschreitender Spulreise wird jede Feld­ breite auf dem Spulenumfang mit einer vorgegebenen Anzahl von abgelegten Fäden zu einer Lage ausgefüllt, wobei die Fäden mit einer definierten Überlappung auf dem Spulenumfang aufliegen. Ein abgelegter Faden ist hierbei das Fadenstück, das während eines Doppelhubes der Changierfadenführer auf dem Spulenumfang abgelegt wird. Nachdem die Lage gebildet ist und vor Beginn einer neuen Lage, wird zu dem neu entstehenden Spulendurchmesser eine neue Feldbreite B₂ festgelegt, wobei nur eine ganzzahlige Anzahl von Feldbreiten zugelassen ist. Stellt sich bei der Festlegung der Feldbreite B₂ heraus, daß ein bestimmter Grenzwert erreicht ist, wird das Kreuzungsverhältnis des neu entstehenden Spulen­ durchmessers berechnet. Die Changierfrequenz wird sodann sprunghaft auf das geänderte Kreuzungsverhältnis erhöht und in der benachbarten Stufe gewickelt.

Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß keine Spiegel gewickelt werden können, da die Fadenlagen und die Überlappungen der Fäden stets vorgegeben werden. Eine Vorgabe der Spiegelwerte ist daher bei diesem Verfahren nicht erforderlich. Zudem wird durch die Vorgabe der Überlappung der Fäden auf dem Spulenumfang ein gleichmäßiger und stabiler Spulenaufbau erreicht.

Die Vorgaben einer Feldbreite B₁ sowie die Vorgabe der innerhalb der Feldbreite abgelegten Fäden A sind abhängig von den Parametern des gewickelten Fadens wie Titer, Filemantzahl und Querschnitt sowie von dem gewünschten Spulenaufbau und werden vor Beginn der Spulreise festgelegt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die sprunghafte Änderung der Changierfrequenz, wenn bei Festlegung der Feldbreite B₂ ein nächsthöheres Vielfaches zu dem neugewickelten Spulendurchmesser entsteht. Dies ist besonders bei größeren Spulendurchmessern von Vorteil, da der Durchmesserzuwachs entsprechend groß ausfällt und sofort ein nächsthöheres Vielfaches der Feldbreite bestimmt werden kann. Die Anzahl der abgelegten Fäden innerhalb der Feldbreite sowie die Überlappung der Fäden kann dabei konstant gehalten werden, so daß die Feldbreite ebenfalls konstant bleibt (B₁=B₂).

Um auch bei kleinen Spulendurchmessern möglichst eine konstante Überlappung der Fäden auf der Spulenoberfläche zu erhalten, ist die Verfahrensvariante von Vorteil, bei der der Grenzwert durch eine maximale Anzahl von abgelegten Fäden A_max bestimmt ist, die innerhalb einer Feldbreite abgelegt werden. Hierbei wird A so vergrößert, daß der wachsende Durchmesser kompensiert wird und somit ein konstantes Vielfaches der Feldbreite beibehalten werden kann. Das geschieht so lange, bis A_max erreicht wird. Nun wird eine neue Teilungszahl T ermittelt, wobei die Feldbreite und die Anzahl der abgelegten Fäden vorgegeben werden. Dann erfolgt die Berechnung eines neuen Kreuzungsverhältnisses, so daß die Changierfrequenz sprunghaft erhöht werden kann, um die nächste Stufe zu wickeln.

Über Vorgabe einer Mindestanzahl von abzulegenden Fäden A_min kann zudem die Sprungweite zwischen zwei benachbarten Stufen bestimmt werden. Somit kann eine Spule mit annähernd konstantem Kreu­ zungswinkel mit entsprechend großer Anzahl von Stufen oder eine Spule mit stark verändernden Kreuzungswinkeln und geringer Anzahl von Stufen gewickelt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsvariante des Verfahrens erlaubt eine Spule mit einer konstanten Feldbreite sowie einer konstanten Anzahl von abgelegten Fäden innerhalb der Feldbreite zu wickeln. Hierbei kann die Überlappung der Fäden bis zu einem Maximalwert Q_max verändert werden. Dieses Verfahren ist insbesondere von Vorteil, um eine hohe Packungsdichte im Spulenaufbau zu erreichen.

Zur Vermeidung von Wildwicklungen ist die Überlappung Q stets kleiner der Breite des abgelegten Fadens F. Vorzugsweise liegt die Überlappung Q der Fäden im Wertebereich 0 < Q < 0,5.F.

Bei einer weiteren Verfahrensvariante wird eine minimale Überlappung vorgegeben, um sicherzustellen, daß eine gleichmäßige Massenverteilung auf der Spulenoberfläche vorherrscht und keine Lücken zwischen den Fäden auf dem Spulenumfang entstehen.

Bei einem weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Änderung der Changierfrequenz nur innerhalb einer vorgegebenen Obergrenze und einer vorgegebenen Untergrenze veränderbar. Dadurch wird gewährleistet, daß die Fadenspannung des Fadens auf der Spule innerhalb gewisser Grenzen bleibt, um einen ordnungsgemäßen Spulenaufbau zu bewirken.

Das erfindungsgemäße Verfahren realisiert eine Stufen-Präzisionswicklung mit hoher Flexibilität hinsichtlich des Spulenaufbaus. Die Changierfrequenz kann hierbei unabhängig vom Spulendurchmesser gesteuert werden. Ist beispielsweise die Anzahl der abgelegten Fäden als Grenzwert vorgegeben, so läßt sich aus dem Durchmesserzuwachs pro Zeiteinheit die Anzahl der Fäden bzw. die Anzahl der Doppelhübe vorausberechnen, so daß die Changierfrequenz zeitabhängig verändert werden kann.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung werden nun anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die Figuren detailliert erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Abwicklung einer Spule mit einer Teilung in Feldbreiten;

Fig. 2 die Ansicht einer Spule mit angelegten Feldbreiten;

Fig. 3 eine Feldbreite mit darin abgelegten Fäden;

Fig. 4 ein Diagramm mit dem Verlauf des Spulenverhältnisses über dem Spulendurchmesser;

Fig. 5 ein Diagramm mit dem Verlauf der Changierfrequenz über dem Spulendurchmesser.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist gezeigt, wie der Spulendurchmesser D gleichmäßig in eine Anzahl von Feldbreiten B aufgeteilt ist. Die Feldbreite B ergibt sich dabei durch den Abstand zweier benachbart abgelegter Fäden mit einem vorgegebenen Kreuzungsverhältnis. Hierbei sind die Hubumkehrpunkte des Changierfadenführers mit den Ziffern 1 bis 5 gekennzeichnet. Wie bei der Abwicklung des Spulendurchmessers (Fig. 1) gezeigt, wird somit der Umfang der Spule in einer Anzahl T Feldbreiten B zerteilt. Hieraus ergibt sich der Zusammenhang D.π = T.B bzw. für die Teilungszahl T = π.D/B. Die Fäden werden hierbei in der Reihenfolge der Hubumkehrpunkte 1, 2, 3, 4, 5 auf dem Spulenumfang nacheinander abgelegt. Bei fortschreitender Spulreise werden nun die einzelnen Feldbreiten symmetrisch mit einer bestimmten Anzahl von Fäden zu einer Lage aufgefüllt. Ein abgelegter Faden entspricht dabei dem Fadenstück, das während eines Doppelhubes des Changierfadenführers auf der Spule abgelegt wird.

Dieser Vorgang ist beispielhaft für die Feldbreite zwischen den Umkehrpunkten 1 und 2 in Fig. 1 gezeigt. Das Auffüllen der Feldbreite erfolgt jedoch symmetrisch. Nachdem alle Feldbreiten aufgefüllt sind, ist eine komplette Lage mit konstantem Kreuzungsverhältnis gewickelt. Der Durchmesser ist hierbei von D₁ auf D₂ (vgl. Fig. 3) angewachsen.

Um die Spulreise fortzuführen, wird nun der neu zu wickelnde Spulendurchmesser wiederum in eine Mehrzahl von Feldbreiten aufgeteilt. Sollte sich hierbei herausstellen, daß ein vorgegebener Grenzwert überschritten wird, wird ein neues Kreuzungsverhältnis errechnet. Die Changierfrequenz wird entsprechend sprunghaft zur Einstellung des neuen Kreuzungsverhältnisses erhöht, und die Spulreise kann fortgesetzt werden.

Die Festlegung der neuen Feldbreite B₂ kann nun wie folgt erfolgen:
In Fig. 2 ist hierzu eine Ansicht einer Spule gezeigt, die von einem Durchmesser D₁ bereits auf einen Durchmesser D_x angewachsen ist. Der Durchmesser D₁ ist in insgesamt fünf Feldbreiten B_x aufgeteilt, wobei hierbei die Feldbreite während der Spulreise konstant gehalten wurde. Somit ist B₁ = B_x. Als Grenzwert bei der Auffüllung des Spulenumfangs in Feldbreiten ist hierbei die Änderung der Teilungszahl T anzusehen. Sobald die nächsthöhere ganzzahlige Teilungszahl ermittelt wird, was bei großen Spulendurchmessern fast bei jeder Lage erreicht wird, erfolgt ein Sprung in eine benachbarte Stufe mit neuem berechneten Kreuzungsverhältnis.

Wie zuvor beschrieben wird bei dem Verfahren bei fortschreitender Spulenreise die Feldbreite B mit einer bestimmten Anzahl von Fäden gefüllt. In Fig. 3 ist hierzu ein weiteres Beispiel gezeigt, wobei die Feldbreite B₁ mit einer Anzahl von insgesamt neun Fäden (A=9) aufgefüllt ist. Die Ablagebreite der Fäden ist gleich F. Um einen stabilen Spulenaufbau zu erhalten, werden die Fäden innerhalb der Feldbreite B mit einer bestimmten Überlappung zueinander abgelegt. Die Überlappung Q kann hierbei zwischen den Extremen von völliger Überdeckung bis zu keiner Überdeckung abgelegt werden. Die Überlappung Q kann hierbei durch einen Quetschfaktor q bestimmt werden. Hierbei soll gelten, daß bei einer vollständigen Überlappung der Fäden der Quetschfaktor q gleich null ist und bei einer Ablage der Fäden ohne Überlappung der Quetschfaktor q gleich 1 ist. Aus dieser Beziehung läßt sich die Bandbreite B aus der Anzahl der abgelegten Fäden A, der Ablagebreite F und dem Quetschfaktor q wie folgt berechnen:

B = A.q.F+F.

Hieraus ist zu entnehmen, daß bei einem konstanten Quetschfaktor die Bandbreite mit der Anzahl der abgelegten Fäden proportional anwächst. Eine minimal vorgegebene Anzahl von Fäden entspricht somit einer Mindest-Bandbreite B_min. Ebenso führt eine vorgegebene maximale Anzahl von abgelegten Fäden zu einer nächstgrößten Feldbreite von B_max.

In Fig. 3 ist gezeigt, daß die erste Lage auf dem Spulenumfang fertig gewickelt ist, wobei in jeder Feldbreite neun Fäden mit einer Überlappung abgelegt sind. Der neu zu wickelnde Spulendurchmesser führt nun bei gleichbleibender Teilungszahl zu einer größeren Feldbreite B₂. Die Feldbreite B₂ wird wiederum mit Fäden zu einer Lage aufgefüllt, wobei die Anzahl der Fäden oder die Überlappung der Fäden verändert werden muß, um die größere Feldbreite B₂ zu einer Lage zu füllen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es wesentlich, daß das Verhältnis von dem Spulenumfang zu der Feldbreite immer ein ganzzahliges Vielfaches ergibt. Nur so ist gewährleistet, daß der Spulenumfang gleichmäßig mit Fäden belegt werden kann. Es gilt somit für die Teilungszahl T folgendes:

T = (D.π)/B = D.π/(A.q.F + F).

Für die ganzzahlige Teilungszahl gilt dann:

T_Z = (int)T.

Die Kreuzspule wird nun innerhalb einer Stufe mit einem konstanten Kreuzungswinkel gewickelt, bis alle Feldbreiten auf dem Umfang der Spule mit der vorgegebenen Anzahl von Fäden gefüllt sind. Das Spulverhältnis der Stufe K_S ergibt sich somit aus folgender Beziehung:

K_S = G + A/(A.T_Z+1).

Hierbei ist G die aktuelle Kreuzungsgrundzahl, d. h. die Vorkommastelle des momentanen Kreuzungsverhältnisses.

Ein abgelegter Faden ist hierbei das Fadenstück, das während eines Doppelhubes der Changierung auf dem Spulenumfang abgelegt wird. Da das Spulverhältnis, nämlich das Verhältnis zwischen der Spulendrehzahl zu der Changierfrequenz bzw. Doppelhubfrequenz, innerhalb der Stufe konstant ist, ist die Anzahl der Doppelhübe bis die Lage bzw. die Feldbreiten auf dem Spulenumfang ausgefüllt ist bekannt. Es wird somit nach (G.(T_Z.A+1) + T_Z) Doppelhüben mit einer neu zu wickelnden Lage begonnen, um einen neuen Durchmesser zu wickeln. Bei Erreichen einer neuen Lage kann nun wie folgt fortgefahren werden:
Das bisherige Kreuzungsverhältnis K_S wird beibehalten. Die Feldbreite B und die Anzahl der abgelegten Fäden A bleiben in diesem Fall konstant. Für den Fall, daß der Durchmesserzuwachs eine Veränderung der Teilungszahl T_Z nicht ermöglicht, wird automatisch der Quetschfaktor q vermindert. Damit wird die Überlappung der Fäden, die innerhalb der Feldbreite abgelegt werden, reduziert. Erst bei der Grenze Q_max < 1, d. h. keine Überlappung, wird mit einem festgelegten Q_min eine neue Teilung T_Z und somit ein neuer K_S-Wert berechnet. Der neue K_S-Wert gibt das Kreuzungsverhältnis der nächsten Stufe an. Es erfolgt somit eine sprunghafte Erhöhung der Changierfrequenz, um bei konstanter Umfangs­ geschwindigkeit der Spule die Wicklung in einer Nachbarstufe mit verändertem Kräuselungsverhältnis zu wickeln.

Der Beginn einer neuen Lage kann jedoch auch derart erfolgen, daß der Quetschfaktor q, d. h. die Überlappung der Fäden innerhalb der Feldbreite B, konstant bleibt. In diesem Fall wird die Anzahl der Fäden A, die innerhalb der Feldbreite abgelegt werden, so vergrößert, daß der gewachsene Durchmesser kompensiert wird und somit eine konstante Teilung T_Z beibehalten werden kann. Dies geschieht so lange, bis eine maximale Anzahl von Fäden A_max erreicht ist. Dann wird mit einer Mindestanzahl von abgelegten Fäden Tmin und somit aus einer Mindestfeldbreite B_min eine neue Teilung T_Z aus dem zu wickelnden Spulendurchmesser berechnet. Sodann wird das neue Kreuzungsverhältnis berechnet und die Changierfrequenz entsprechend sprunghaft erhöht. Die nächste Stufe kann dann gewickelt werden.

Bei größeren Spulendurchmessern ist es jedoch auch möglich, die Anzahl der abgelegten Fäden A und die Überlappung Q konstant zu halten. Hierbei ist Voraussetzung, daß der Spulendurchmesser mit einer großen Anzahl von Feldbreiten aufgeteilt ist. Der Durchmesserzuwachs nach Fertigstellung einer Lage auf dem Spulenumfang ergibt sodann wieder eine neue ganzzahlige Teilungszahl T_Z. Hieraus wird sodann das in der benachbarten Stufe zu wickelnde Kreuzungsverhältnis berechnet und die Changierfrequenz entsprechend erhöht.

Um die Ablaufeigenschaften der zu wickelnden Spule zu optimieren, ist es jedoch auch von Vorteil, wenn während der gesamten Spulreise die Kriterien zur Festlegung der Stufen gewechselt werden. Somit hat sich herausgestellt, daß eine Spule mit veränderlichen Überlappungen im Anfangsbereich und einer konstanten Überlappung im Bereich größerer Durchmesser bessere Ablaufeigenschaften aufweist.

Fig. 4 zeigt ein typisches Changierdiagramm für eine Stufen- Präzisionswicklung mit dem Spulendurchmesser D als Abszisse und der Changiergeschwindigkeit C als Ordinate. Gezeigt ist, daß auf einer Hülse von 100 mm Durchmesser eine Spule aus einem Faden gewickelt wird mit einem Enddurchmesser von 450 mm. Da die Zuliefergeschwindigkeit des Fadens zu der Spule konstant ist und aus diesem Grund die Oberflächengeschwindigkeit der Spule trotz steigenden Durchmessers konstant bleiben muß, nimmt die Drehzahl der Spulspindel im Verlaufe der Spulreise hyperbolisch ab. Es ist nun weiterhin erforderlich, daß die Fadenspannung des Fadens auf der Spule innerhalb gewisser Grenzen bleibt, um einen ordnungsgemäßen Spulenaufbau zu bewirken. Aus diesem Grunde muß die Changiergeschwindigkeit innerhalb vorgegebener Grenzen bleiben. Hierzu ist in dem Diagramm in Fig. 4 eine Obergrenze OGC und eine Untergrenze UGC eingetragen. In jeder Phase der Spulreise bzw. des Durchmesseraufbaus ist ein bestimmtes Kreuzungsverhältnis K_S konstant vorgegeben. Ein konstantes Kreuzungsverhältnis K während einer Aufwickelphase bedeutet, daß die Changiergeschwindigkeit proportional zur Spindelgeschwindigkeit abnimmt. Diese Abnahme der Changiergeschwindigkeit erfolgt nun so lange, bis eine neue Teilungszahl berechnet wird. Die Schritte zur Ermittlung eines neuen Kreuzungsverhältnisses werden mit einem programmierbaren Rechner ermittelt. Diesem Rechner sind die Grenzen der Changiergeschwindigkeit UGC und OGC eingegeben. Da die Anzahl der Doppelhübe vorausbestimmbar ist, die zum Auffüllen einer Lage erforderlich ist, kann der Rechner vorausbestimmen, inwieweit bei der Abnahme der Changierfrequenz der untere Grenzwert erreicht wird. In dem Fall, daß der untere Grenzwert überschritten würde, wird eine Korrektur durch Veränderung der Überlappung oder Anzahl der abgelegten Fäden vorgenommen. Am Ende einer Stufe wird die Changiergeschwindigkeit sprunghaft erhöht. Bei dieser sprunghaften Erhöhung wird ein neues Kreuzungsverhältnis K_S berechnet, das kleiner ist als das zuvor gewickelte Kreuzungsverhältnis.

In Fig. 5 ist hierzu ein Diagramm mit dem Spulendurchmesser D als Abszisse und dem Kreuzungsverhältnis K als Ordinate gezeigt. Hierbei ergibt sich entsprechend ein oberer Grenzwert des Kreuzungsverhältnisses OGK, der sich aufgrund der begrenzten Changierfrequenz ergibt. Die untere Grenze des Kreuzungsverhältnisses wird durch den noch zulässigen zu wickelnden Kreuzungswinkel begrenzt. Somit ergibt sich, daß der obere Grenzwert der Changierfrequenz eine konstante Größe ist. In dem Diagramm aus Fig. 5 sind die jeweiligen Stufen, in denen der Spulendurchmesser gewickelt wird, mit K_S bezeichnet. Durch die vielfachen Möglichkeiten zur Steuerung der Fadenablage kann jede beliebige Stufung während der Spulreise eingestellt werden. Hierbei besteht die Möglichkeit, eine Treppenkurve zu fahren, die annähernd einen hyperbolischen Verlauf ermöglicht und somit ein annähernd konstanter Kreuzungswinkel während der Aufwicklung beibehalten werden kann. Hierzu ist eine hohe Anzahl von Stufen erforderlich, die durch eine entsprechende Vorgabe einer kleinen Feldbreite sowie einer kleinen Anzahl von abgelegten Fäden innerhalb der Feldbreite erreicht werden kann. Es ist jedoch auch möglich, eine Treppenkurve mit möglichst wenigen Stufen während der Spulreise zu erzeugen. In diesem Fall wird die gesamte Bandbreite es zulässigen Kreuzungswinkels ausgenutzt.

Claims (9)

1. Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens zu einer zylinderischen Kreuzspule in einer Stufenpräzisionswicklung, bei welchem die Changierfrequenz in mehreren Stufen mit jeweils einem vorbestimmten Kreuzungsverhältnis (Verhältnis der Drehzahl der Kreuzspule zu der Changierfrequenz) laufend proportional zur Drehzahl der Kreuzspule vermindert wird und bei welchem die Changierfrequenz beim Übergang von einer Stufe zu benachbarten Stufe auf eine höhere Changierfrequenz mit dem vorbestimmten Kreuzungsverhältnis der benachbarten Stufe erhöht wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Spulendurchmesser (D) in einer der Stufen in folgenden Schritten gewickelt wird:

• a) Mehrere jeweils den Abstand zwischen zwei benachbart abgelegten Fäden definierende Felder mit konstanter Breite (Feldbreiten) (B₁) werden symmetrisch hintereinander auf den momentan gewickelte Spulenumfang (π.D) angelegt, so daß sich eine ganzzahlige Teilungszahl T = D.π/B₁ ergibt.
• b) Jede Feldbreite (B₁) wird mit einer vorgegebenen Anzahl von abgelegten Fäden (A) mit vorgegebener Überlappung (Q) zu einer Lage ausgefüllt.
• c) Vor Beginn einer neuen Lage wird der neu entstehenden Spulen­ durchmesser durch Wiederholung des Schrittes a) am Umfang in mehreren neu festgelegte Feldbreiten (B₂) aufgeteilt.
• d) Wird beim Festlegen der Feldbreite (B₂) ein bestimmter Grenzwert erreicht, wird ein neues Kreuzungsverhältnis des neu entstehendem Spulendurchmesser berechnet und nach Erhöhung der Changierfrequenz in der benachbarten Stufe gewickelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert durch die nächsthöhere ganzzahlige Teilungszahl (T) des neu entstehenden Spulendurchmessers bestimmt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldbreite konstant bleibt (B₁ = B₂) bei veränderter oder unveränderter Anzahl von abgelegten Fäden (A) und Überlappung (Q).

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert durch eine maximale Anzahl von abgelegten Fäden (A_max) bestimmt ist, die innerhalb einer Feldbreite (B_max) mit konstanter Überlappung (Q) abgelegt werden kann.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine minimale Anzahl von Fäden (A_min) vorgegeben wird, um eine neue Teilungszahl (T) aus dem neu entstehendem Spulendurchmesser und einer Feldbreite (B_min) zu bestimmen.

6. Verfahren nach einem der Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Grenzwert durch eine maximale Überlappung (Q_max) bestimmt ist, die sich bei einer konstanten Anzahl von Fäden (A) innerhalb einer konstanten Feldbreite (B₁ = B₂) ergibt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine minimale Überlappung (Q_min) vorgegeben wird, um eine neue Teilungszahl (T) aus dem neu entstehendem Spulendurchmesser und der Feldbreite (B₁) zu bestimmen.

8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlappung (Q) kleiner ist als eine Ablagebreite (F) des Fadens, vorzugsweise im Wertebereich zwischen 0 und 0,5.F liegt.

9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Changierfrequenz innerhalb einer vorgegebenen Obergrenze und einer vorgegebenen Untergrenze geändert wird.