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WO1994011290A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufspulen eines fadens - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufspulen eines fadens Download PDF

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Publication number
WO1994011290A1
WO1994011290A1 PCT/CH1993/000255 CH9300255W WO9411290A1 WO 1994011290 A1 WO1994011290 A1 WO 1994011290A1 CH 9300255 W CH9300255 W CH 9300255W WO 9411290 A1 WO9411290 A1 WO 9411290A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
winding
speed
crossing angle
signal
mandrel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/CH1993/000255
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Werner Klee
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4257568&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO1994011290(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Priority to EP93924483A priority Critical patent/EP0629174B1/de
Priority to DE59309258T priority patent/DE59309258D1/de
Priority to US08/256,460 priority patent/US5605295A/en
Priority to JP6511559A priority patent/JPH07502961A/ja
Publication of WO1994011290A1 publication Critical patent/WO1994011290A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/38—Arrangements for preventing ribbon winding ; Arrangements for preventing irregular edge forming, e.g. edge raising or yarn falling from the edge
    • B65H54/381—Preventing ribbon winding in a precision winding apparatus, i.e. with a constant ratio between the rotational speed of the bobbin spindle and the rotational speed of the traversing device driving shaft
    • B65H54/383—Preventing ribbon winding in a precision winding apparatus, i.e. with a constant ratio between the rotational speed of the bobbin spindle and the rotational speed of the traversing device driving shaft in a stepped precision winding apparatus, i.e. with a constant wind ratio in each step
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for winding threads onto a sleeve by means of the so-called step-precision winding principle.
  • DOS 3332382 shows a winding device which is designed to form a coil by means of step precision winding.
  • this DOS it is provided to enter certain winding ratios in a memory and to call them up during the winding cycle if necessary.
  • a "jump" between turns is triggered as a function of the determined actual value of the crossing angle of the coil - see FIG. 3 of the DOS.
  • EP - C - 64579 shows another machine which is suitable for winding by the step precision winding method.
  • the turn ratios are again stored (as pairs of numbers M / N).
  • the jumps are triggered as a function of the coil diameter (see FIGS. 7 to 9 and the corresponding description on page 7 of the EP patent specification).
  • the invention provides a method for forming a package with a step-precision winding, the turn ratio being changed when the crossing angle assumes a predetermined value, characterized in that the crossing angle is obtained by comparing the peripheral speed of the package with a derived from the pack speed is determined.
  • the invention provides a method for forming a package with a step-precision winding, characterized in that a signal for controlling the oscillation is obtained by adapting a dome speed signal as a function of a predetermined winding ratio, the predetermined winding ratio depending on the instantaneous determined crossing angle is fixed.
  • FIG. 1 is a view of a bobbin winder
  • Fig. 2 shows a cross section through the contact roller
  • FIG. 6 is a diagram (similar to FIG. 3 of DOS 3332382) for explaining the application of the step precision winding method according to this invention
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of further details of the arrangement according to FIGS. 5 and
  • Fig. 8 is a diagram for explaining a crossing angle course.
  • reference number 1 shows a winding machine operating at high speed, in particular for synthetic filaments. To simplify the description, only a single thread run is shown. In reality, up to eight spools are arranged side by side on such machines on each mandrel. The construction of the machine 1 corresponds to the known state of the art, as described, for example, in the already mentioned European patent specification No. 0200234.
  • the housing of the machine 1 is designated by reference number 3.
  • a turret 5 can be pivoted about an axis 7 and carries a mandrel 9 on each of its two ends, onto each of which a sleeve 11 is attached.
  • the pack 10 of a full spool 13 is shown on the mandrel 9 below; only a very small amount of threads is wound on the upper sleeve 11 and is barely visible in FIG. 1.
  • the thread 15 running from above is guided back and forth by a traversing device 17 and, before it reaches the sleeve 11, loops around a tachometer or contact roller 19.
  • FIGS. 1 and 2 Between the contact roller 19 and the surface of the sleeve 11 is in FIGS. 1 and 2 have a gap “S” at the beginning of the winding process, which gap is filled up on the sleeve 11 only after a certain amount of thread has been wound up and then disappears.
  • the size of the gap "S” is set in advance and depends on the speed of the contact roller 19 and thus the wind speed of the machine and on Titer and other properties of the thread 15 to be wound.
  • the gap "S" is not essential for this invention, but must be taken into account if it is provided, because the control of the winding process according to the preferred embodiment can only take place after the contact between the pack and the contact roller has come about.
  • the contact roller 19 and the traversing device 17 are mounted in a cantilever 21 which is vertically displaceable along the guide 23.
  • the initial winding of the thread 15 onto the sleeve 11 without contact with the contact roller 19 has the advantage that there is no "flexing work” and friction of the contact roller 19 and the sleeve 11 and thus no damage to the outer layers of the threads 15 wound on the sleeve 11 can.
  • the time until the gap "S" is filled is determined using a previously calculated speed ramp, that is to say a speed curve which lowers the speed of the coil mandrel 9 with increasing diameter of the coil pack 13, so that when the gap "S" - and mutual contact - the two surface speeds are mathematically identical.
  • a previously calculated speed ramp that is to say a speed curve which lowers the speed of the coil mandrel 9 with increasing diameter of the coil pack 13, so that when the gap "S" - and mutual contact - the two surface speeds are mathematically identical.
  • this due to various parameters such as the nature of the thread 15, titer, etc., this is only theoretically possible.
  • the control-related, software-based procedure for changing the speed ramp due to the detuning is illustrated and explained with the aid of a possible "circuit" according to FIG. 3.
  • this "circuit” is "implemented” in the machine control software.
  • the setpoint generator 25 for the contact roller 19 receives setting values both for the opening speed v ⁇ w and for a correction factor which controls the peripheral force, as described, for example, in EP-A-182389. Since an asynchronous motor is used as the contact roller drive motor 37, the contact signal (frequency F-tachometer) deviates from the contact setpoint. The absolute level of the frequency (F-tachometer) is of no importance for the monitoring in the monitoring device 27. After such a time delay, so that the contact roller 19 runs at the starting speed, the mandrel drive motor 35 is switched on by the control and is also brought up to the starting speed, where the thread feed can take place.
  • the monitoring device 27 switches on the ram generator 39, which supplies its output frequency to the frequency converter 33.
  • the controller 31 is deactivated at this time since the contact signal (F-tachometer) cannot be used for regulation.
  • the contact frequency After touching one or more of the coil packs with the contact roller 19, the contact frequency deviates from its starting value. This deviation is determined by the monitoring device 27, which now switches off the ramp generator 39 and activates the controller 31. The controller 31 then returns the mandrel speed v ⁇ w to a value which gives a predetermined contact frequency (the control frequency corresponding to the setpoint for the winding speed).
  • the deviation from the starting value must reach such a degree that an essentially slip-free, non-positive connection between the surfaces of the Contact roller 19 and the pack 10 come about on the spool 11. Small interferences can be disregarded. It is also possible to incorporate a time delay after the deviation has been ascertained, in order to ensure that the requirements for the essentially slip-free, non-positive connection between the surfaces of the contact roller 19 and the coil pack 10 have been met, and thus of the contact signal to obtain a clear measured value for the actual winding speed v DO .
  • the deviation from the starting value can be upward (FIG. 4) or downward (no figure).
  • the control frequency can be above or below the start frequency or it can be the same as the start frequency.
  • FIG. 5 has no relation to the geometry of the actual machine arrangement (FIG. 1), since FIG. 5 deals with signal connections rather than with the spatial design of the machine.
  • the motor 35 and the motor 37 are each provided with a tachometer signal generator 42 or 43, which generates a signal which represents the speed of the motor or the axis driven by the motor. These signals are supplied to the controller 41.
  • the controller 41 generates a signal which is supplied to the motor 40 (or to a controller for the motor 40, not shown) in order to determine the speed of this motor. This determines the movement of the thread guide or thread guides.
  • Fig. 6 The spool diameter is plotted on the horizontal axis of the diagram (the axis does not start from the "zero" diameter, because a "spool trip" begins at a minimum spool diameter given by the diameter of the empty sleeve 11, FIG. 1) is).
  • the crossing angle of the coil is plotted on the vertical axis.
  • the turn ratios must be precisely defined to at least four (better still five) decimal places.
  • the spool structure can be impaired by delays in performing such jumps. Any delay in the determination of a new winding ratio in the control 41 and any inaccuracy in the execution of a jump should be avoided as far as possible.
  • the traversing speed In order to maintain a turn ratio predetermined by the controller 41.
  • the traversing speed must be continuously adapted because the mandrel speed is reduced with increasing spool diameter in order to keep the peripheral speed of the spool constant.
  • the traversing speed is speed of the mandrel speed by a feed frequency for a frequency-controlled drive motor 40 (FIG. 5) being derived directly from the output signal of the encoder 42 (FIG. 5).
  • the controller 41 comprises a multiplication device 44, by means of which the frequency generated by the transmitter 42 is multiplied by a factor "X".
  • the output signal of the device 44 is forwarded to a frequency converter 45 as a control signal and determines the output signal of the power section of the converter 45.
  • the last output signal is supplied to the motor 40 (FIG. 5) as a supply frequency and determines the speed of this motor.
  • the motor 40 can be designed as a synchronous motor, for example.
  • a synchronous motor, or even a frequency-controlled motor, as a traversing drive motor 40 is not an essential feature of the invention, since any other precisely controllable motor that can provide the required power could be used.
  • the controller 41 would then have to generate a suitable control signal for the engine controller.
  • the factor X corresponds to the applicable turns ratio.
  • the prevailing factor must be replaced by a new one, which must be queried from the aforementioned memory 47 and loaded into the device. Replacing a factor with a new factor can be done quickly and is effective almost immediately for determining the output frequency of the converter 45.
  • FIG. 8 The principle of a preferred embodiment for setting a device according to this invention is shown schematically in FIG. 8.
  • the target crossing angle can be determined as a function of the coil diameter.
  • the course of the setpoint curve is determined with four support points SPO, SP1, SP2 and SP3 and the bandwidth B.
  • the bases are e.g. defined as follows:
  • SP 0 sleeve diameter (Fix) / crossing angle 0 (example: 106mm / 14 °)
  • SP 3 Spool diameter / crossing angle 3 (example: 420mm / 14 ")
  • the controller must determine the currently valid setpoint for the crossing angle on the basis of an ascertainment or a measurement of the winding diameter. This results in a currently valid turn ratio, which must be changed when the effective crossing angle shifts outside the bandwidth.

Landscapes

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

Abstract

Beim Aufwinden nach dem Stufenpräzisionswicklungsverfahren wird die Drehzahl eines Changiermotors direkt aus der Drehzahl des Spulendorns abgeleitet. Vorzugsweise wird die Ableitung anhand des momentan gültigen Windungsverhältnisses durchgeführt, welches ihrerseits in Abhängigkeit vom Kreuzungswinkel bestimmt wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufspulen von Fäden auf eine Hülse mittels des soge¬ nannten Stufenpräzisionswickelungsprinzips.
Stand der Technik
Die DOS 3332382 zeigt eine SpulVorrichtung, die zur Bildung einer Spule mittels des Stufenpräzisionswickelns konzipiert ist. Insbesondere ist nach dieser DOS vorgesehen, bestimmte Windungsverhältnisse in einen Speicher einzugeben und sie bei Bedarf während der Spulreise abzurufen. Ein "Sprung" zwischen Windungsverhältnissen ist in Abhängigkeit vom er¬ mittelten IST-Wert des Kreuzungswinkels der Spule ausgelöst - siehe Fig. 3 der DOS.
EP - C - 64579 zeigt eine weitere Maschine, die zum Spulen nach dem Stufenpräzisionswickelverfahren geeignet ist. Die Windungsverhältnisse sind wieder (als Zahlenpaare M/N) ge¬ speichert. Die Sprünge sind in diesem Fall in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser ausgelöst (siehe Fig. 7 bis 9 und die entsprechende Beschreibung auf Seite 7 der EP-Patent¬ schrift) .
Die Erfindung sieht in einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Bildung einer Packung mit einer Stufenpräzisionswicklung vor, wobei das Windungsverhältnis dann geändert wird, wenn der Kreuzungswinkel einen vorgegebenen Wert einnimmt, da¬ durch gekennzeichnet, dass der Kreuzungswinkel durch einen Vergleich der Umfangsgeschwindigkeit der Packung mit einer aus der Packungsdrehzahl abgeleiteten Grosse ermittelt wird. Die Erfindung sieht in einem zweiten Aspekt ein Verfahren zur Bildung einer Packung mit einer Stufenpräzisionswicklung vor, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal zum Steuern der Changierung durch die Anpassung eines Domdrehzahlsignales in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Windungsverhältnis gewonnen wird, wobei das vorgegebene Windungsverhältnis in Abhängigkeit vom momentan ermittelten Kreuzungswinkel fest¬ gelegt wird.
Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht einer Spulmaschine spulenseitig,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Kontaktwalze und den
Spulendorn zu Beginn des Aufspulens, gemäss unserem EP-Patent 200234,
Fig. 3 ein Beispiel einer möglichen Schaltanordnung zur Aktivierung eines Mittels zur Drehzahlregulierung des Spulendornes nach unserer schweizerischen Pa¬ tentanmeldung Nr. 2332/92 vom 23.07.1992,
Fig. 4 eine Darstellung des Frequenzverlaufes der Kontakt¬ walze nach der Aktivierung durch eine "Verstimmung" der Frequenz der Kontaktwalze durch die Spule nach CH 2332/92,
Fig. 5 eine schematische Darstellung der Signalverbindung zwischen dem Spulendorn und der Changierung einer Maschine nach dieser Erfindung,
Fig. 6 ein Diagramm (ähnlich der Fig. 3 der DOS 3332382) zur Erklärung der Anwendung des Stufenpräzisions- wickelverfahrens nach dieser Erfindung, Fig. 7 eine schematische Darstellung von weiteren Einzel¬ heiten der Anordnung nach Fig. 5 und
Fig. 8 ein Diagramm zur Erklärung eines Kreuzungswinkel¬ verlaufes.
In Figur 1 ist mit Bezugszeichen 1 eine mit hoher Geschwin¬ digkeit arbeitende Spulmaschine für insbesondere synthe¬ tische Filamente dargestellt. Zur Vereinfachung der Be¬ schreibung ist nur ein einziger Fadenlauf dargestellt. In Wirklichkeit sind an solchen Maschinen auf jedem Dorn bis acht Spulen nebeneinander angeordnet. Der Aufbau der Ma¬ schine 1 entspricht dem bekannten Stand der Technik, wie er beispielsweise in der bereits erwähnten europäischen Pa¬ tentschrift Nr. 0200234 beschrieben ist.
In der Figur sind daher auch nur die für die Beschreibung der Erfindung wesentlichen Elemente dargestellt. Mit Be¬ zugszeichen 3 ist das Gehäuse der Maschine 1 bezeichnet. Ein Revolver 5 ist um eine Achse 7 schwenkbar und trägt an sei¬ nen beiden Enden je einen Dorn 9, auf welche je eine Hülse 11 aufgesteckt ist. Auf dem untenliegenden Dorn 9 ist die Packung 10 einer vollen Spule 13 dargestellt; auf der oberen Hülse 11 ist erst eine sehr geringe Menge von Fäden aufge¬ spult und in Figur 1 noch kaum sichtbar. Der von oben zu¬ laufende Faden 15 wird durch eine Changiervorrichtung 17 hin und her geführt und umschlingt, bevor er die Hülse 11 er¬ reicht, eine Tacho- oder Kontaktwalze 19. Zwischen der Kon¬ taktwalze 19 und der Oberfläche der Hülse 11 ist in den Fi¬ guren 1 und 2 zu Beginn des SpulVorganges ein Spalt "S" vorhanden, der erst nach dem Aufwinden einer gewissen Fa¬ denmenge auf die Hülse 11 aufgefüllt wird und dann ver¬ schwindet. Die Grosse des Spaltes "S" wird zum voraus ein¬ gestellt und hängt von der Drehzahl der Kontaktwalze 19 und damit der Aufwindgeschwindigkeit der Maschine sowie vom Titer und weiteren Eigenschaften des aufzuwindenden Fadens 15 ab.
Der Spalt "S" ist für diese Erfindung nicht wesentlich, uss aber berücksichtigt werden, falls er vorgesehen ist, weil die Steuerung des Wickelverfahrens nach der bevorzugten Ausführung erst nach dem Zustandekommen der Berührung zwi¬ schen der Packung und der Kontaktwalze stattfinden kann.
Die Kontaktwalze 19 sowie die Changiervorrichtung 17 sind in einem Ausleger 21 gelagert, der entlang von Führung 23 ver¬ tikal verschiebbar ist.
Das anfängliche Aufwinden des Fadens 15 auf die Hülse 11 ohne Kontakt mit der Kontaktwalze 19 hat den Vorteil, dass dadurch keine "Walkarbeit" und Reibung der Kontaktwalze 19 sowie der Hülse 11 und somit keine Schädigung der auf Hülse 11 aufgewundenen äusseren Lagen der Fäden 15 erfolgen kann. Die Zeit, bis der Spalt "S" gefüllt ist, wird mit einer im voraus berechneten Drehzahlrampe bestimmt, das heisst einem Drehzahlverlauf, der die Drehzahl des Spulendornes 9 mit zunehmenden Durchmesser der Spulenpackung 13 soweit absenkt, damit bei aufgefülltem Spalt "S" - und damit gegenseitigem Kontakt - die beiden Oberflächengeschwindigkeiten rechne¬ risch identisch sind. Dies ist aber infolge verschiedenster Parameter, wie Beschaffenheit des Fadens 15, Titer, etc, nur theoretisch möglich.
Das regelungstechnische, softwaremässige Vorgehen bei der Aenderung der Geschwindigkeitsrampe aufgrund der Verstimmung ist anhand einer möglichen "Schaltung" gemäss Figur 3 dar¬ gestellt und erläutert. Diese "Schaltung" wird in der Praxis in der Software der Maschinensteuerung "realisiert" . Beim Start erhält der Sollwertgeber 25 für die Kontaktwalze 19 Einstellwerte sowohl für Auf indgeschwindigkeit vτw, als auch einen Korrekturfaktor, welcher die Steuerung der Um- fangskraft, wie sie beispielsweise in der EP-A-182389 be¬ schrieben ist, bewirkt. Da als Kontaktwalzenantriebsmotor 37 ein Asynchronmotor eingesetzt ist, weicht das Kontaktsignal (Frequenz F-Tacho) vom Kontaktsollwert ab. Die Absoluthöhe der Frequenz (F-Tacho) ist aber für die Ueberwachung im Ueberwachungsgerät 27 ohne Bedeutung. Nach einer derartigen Zeitverzögerung, so dass die Kontaktwalze 19 mit der Start¬ drehzahl läuft, wird der Dornantriebsmotor 35 durch die Steuerung eingeschaltet und ebenfalls bis auf die Startge¬ schwindigkeit gebracht, wo der Fadeneinzug stattfinden kann.
Das Ueberwachungsgerät 27 schaltet beim Fadeneinzug den Ram¬ pengenerator 39 ein, welcher seine Ausgangsfrequenz an den Frequenzumrichter 33 liefert. Das Gerät 27, wie auch der Rampensignalgenerator 39, der den Drehzahlverlauf des Spu- lendornes 9 festlegt, erhalten separat ein Signal, wenn der Fadeneinzug stattfindet. Der Regler 31 ist zu diesem Zeit¬ punkt deaktiviert, da das Kontaktsignal (F-Tacho) für eine Regelung nicht brauchbar ist.
Nach der Berührung einer oder mehrerer der Spulenpackungen mit der Kontaktwalze 19 weicht die Kontaktfrequenz von ihrem Startwert ab. Diese Abweichung wird vom Ueberwachungsgerät 27 festgestellt, welches den Rampengenerator 39 nun abschal¬ tet und den Regler 31 aktiviert. Der Regler 31 führt dann die Dorngeschwindigkeit vτw auf einen Wert zurück, welcher eine vorbestimmte Kontaktfrequenz (die Regelfrequenz ent¬ sprechend dem Sollwert für. die Spulgeschwindigkeit) ergibt.
Die Abweichung vom Startwert muss ein derartiges Mass er¬ reichen, dass eine im wesentlichen schlupffreie, kraft- εchlüssige Verbindung zwischen den Oberflächen der Kontaktwalze 19 und der Packung 10 auf der Spule 11 zustande kommen. Kleine Störwirkungen können dabei unbeachtet blei¬ ben. Es ist auch möglich, eine Zeitverzögerung nach dem Feststellen der Abweichung einzubauen, um sicher zu stellen, dass die Voraussetzungen an die im wesentlichen schlupf¬ freie, kraftschlüssige Verbindung zwischen den Oberflächen der Kontaktwalze 19 und der Spulenpackung 10 erfüllt worden sind, um so vom Kontaktsignal einen eindeutigen Messwert für die Ist-Spulgeschwindigkeit vDO zu erhalten.
Die Abweichung vom Startwert kann nach oben (Figur 4) oder nach unten (keine Figur) erfolgen. Die Regelfrequenz kann oberhalb oder unterhalb der Startfrequenz liegen oder sie kann gleich sein wie die Startfrequenz.
Die nachfolgende Beschreibung geht nun davon aus, dass der Spalt aufgefüllt worden ist bzw. auch am Anfang des Spul- bildungsverfahrens nicht vorgesehen ist. Im letzteren Fall besteht von Anfang an Berührung zwischen der Kontaktwalze und der Packung.
Fig. 5 zeigt schematisch weitere Einzelheiten der Antriebe für die verschiedenen wesentlichen Baugruppen der Maschine. Diese Baugruppen umfassen
die Kontakt- bzw. Tachowalze 19 mit ihrem Antriebsmotor 37
der sich in der Spulstelle befindliche Spulendorn (in Fig.5 nicht sichtbar) mit der Packung 10 und seinem An¬ triebsmotor 35, und
die Changiervorrichtung 17 mit ihrem Antriebsmotor 40. Die Steuerung der Maschine ist als ganzes mit den Bezugs¬ zeichen 41 angedeutet. Die Darstellung in Fig. 5 hat zur Geometrie der eigentlichen Maschinenanordnung (Fig.l) keine Beziehung, da die Fig. 5 sich eher mit Signalverbindungen als mit der räumlichen Gestaltung der Maschine befasst.
Der Motor 35 und der Motor 37 sind mit je einem Tachosi¬ gnalgeber 42 bzw. 43 versehen, welcher ein Signal erzeugt, das die Drehzahl des Motors bzw. der vom Motor angetriebenen Achse darstellt. Diese Signale werden an die Steuerung 41 geliefert. Die Steuerung 41 erzeugt ein Signal, welches an den Motor 40 (bzw. an einen nicht gezeigten Regler für den Motor 40) geliefert wird, um die Drehzahl dieses Motors zu bestimmen. Dadurch wird die Bewegung des Fadenführers bzw. der Fadenführer bestimmt.
Die Theorie der Stufenpräzisionswicklung, wie sie hier rea¬ lisiert wird, ist in DOS 3332382 erklärt worden und wird hier nicht wiederholt. Die Wirkung ist in Fig. 6 zusammenge- fasst. Auf der waagrechten Achse des Diagramms ist der Spu¬ lendurchmesser aufgetragen (die Achse geht nicht vom Durch¬ messer "null" aus, weil eine "Spulreise" beginnt bei einem minimalen Spulendurchmesser, der durch den Durchmesser der leeren Hülse 11, Fig.l gegeben ist). Auf der senkrechten Achse ist der Kreuzungswinkel der Spule aufgetragen.
Es ist ein Merkmal einer Präzisionswicklung, dass sich der Kreuzungswinkel mit zunehmendem Spulendurchmesser abnimmt, wenn das Windungsverhältnis (die Anzahl Doppelhube des Fa¬ denführers pro Spulenumdrehung) konstant unverändert bleibt. Kurven konstanter Windungsverhältnisse sind mit W angedeu¬ tet.
Bei einer Stufenpräzisionswicklung findet an gegebenen Stellen während der Spulreise "Sprünge" von einem höheren Windungsverhältnis (Kurve näher der linken Ecke des Dia¬ gramms) auf einem niedrigeren Windungsverhältnis (Kurve weiter von der linken Ecke entfernt) statt.
Gemäss dem nun vorgesehenen Verfahren findet ein solcher Sprung dann statt, wenn der Kreuzungswinkel bei dem herr¬ schenden Windungsverhältnis auf einen unteren Grenzwert Gu gefallen ist. Die Sprunghöhe ist begrenzt durch einen oberen Grenzwert Go, welcher unakzeptable plötzliche Aenderungen der Spulverhältnisse vermeidet. Diese maximale Sprunghöhe kann aber nicht unbedingt ausgenützt werden, weil die "gültigen" Windungsverhältnisse als Einzelwerte in einem Speicher der Steuerung 41 eingegeben werden müssen. Weil nur eine endliche Zahl solcher Windungsverhältnisse gespeichert werden können, uss bei einem Sprung ein "vorhandener" Wert innerhalb der Grenzen Gu-Go aus dem Speicher ausgesucht und zur Geltung gebracht werden.
Die Windungsverhältnisse müssen genau auf mindestens vier (besser noch fünf) Dezimalplätze genau festgelegt werden. Bei sehr hohen Liefergeschwindigkeiten (Spulenumfangsge¬ schwindigkeiten) kann der Spulenaufbau durch Verzögerungen bei der Durchführung solcher Sprünge beeinträchtigt werden. Jede Verzögerung bei der Ermittlung eines neuen Windungs¬ verhältnisses in der Steuerung 41 und jede Ungenauigkeit bei der Ausführung eines Sprunges ist möglichst zu vermeiden.
Es ist bekannt, die Changiergeschwindigkeit zu steuern, um ein von der Steuerung 41 vorgegebenes Windungsverhältnis einzuhalten. Die Changiergeschwindigkeit muss dabei konti¬ nuierlich angepasst werden, weil die Dorndrehzahl mit zu¬ nehmendem Spulendurchmesser reduziert wird, um die Umfangs¬ geschwindigkeit der Spule konstant zu halten.
In der Ausführung nach Fig. 7 wird die Changiergeschwindig- keit der Dorndrehzahl nachgeführt, indem eine Speisefrequenz für einen frequenzgesteuerten Antriebsmotor 40 (Fig.5) di¬ rekt aus dem Ausgangssignal des Gebers 42 (Fig.5) abgeleitet wird. Dazu umfasst die Steuerung 41 eine Multiplikations¬ vorrichtung 44, mittels welcher die vom Geber 42 erzeugte Frequenz durch einen Faktor "X" multipliziert wird. Das Ausgangssignal der Vorrichtung 44 wird an einen Frequenzum¬ richter 45 als Steuersignal weitergeleitet und bestimmt das Ausgangssignal des Leistungsteils des Umrichters 45. Letz¬ teres Ausgangssignal wird als Speisefrequenz an den Motor 40 (Fig.5) geliefert und bestimmt die Drehzahl dieses Motors. Der Motor 40 kann z.B. als Synchronmotor ausgeführt werden.
Die Verwendung eines Synchronmotors, oder sogar eines fre¬ quenzgesteuerten Motors, als Changierantriebsmotor 40 ist kein wesentliches Merkmal der Erfindung, da jeder andere genau steuerbare Motor, der die erforderliche Leistung er¬ bringen kann, benutzt werden könnte. Die Steuerung 41 müsste dann ein geeignetes Steuersignal für den Motorregler erzeu¬ gen.
Der Faktor X entspricht dem geltenden Windungsverhältnis. Bei einem "Sprung" muss der herrschende Faktor durch einen neuen ersetzt werden, welcher aus dem vorerwähnten Speicher 47 abgefragt und in die Vorrichtung eingeladen werden muss. Das Ersetzen von einem Faktor durch einen neuen Faktor kann schnell durchgeführt werden und ist für die Bestimmung der Ausgangsfrequenz des Umrichters 45 fast sofort wirkungsvoll.
Wichtig dabei ist aber das Auslösen eines Sprunges. Hier sollen auch Verzögerungen möglichst vermieden werden. Ein neuer Faktor muss ausgesucht werden, wenn der Kreuzungswin¬ kel auf einen vorgebbaren Wert absinkt, was überwacht werden muss. Dazu könnte auch der Motor 40 mit einem Tachosignalge- ber versehen werden, was dem Messen des Kreuzungswinkels gleich käme, (vgl. DOS 3332382). Dies erfordert aber ein zu¬ sätzlicher Signalgeber und zusätzliche Signalverarbeitungs¬ kapazität in der Steuerung 41. Signale, die zum Feststellen des Kreuzungswinkels verwendet werden können, sind aber schon gemäss Fig. 3 und Fig. 5 vorhanden, nämlich das Aus¬ gangssignal der Vorrichtung 44, (welches der Changierge¬ schwindigkeit entspricht) und das Ausgangssignal des Tacho¬ signalgebers 43, (welches der Umfangsgeschwindigkeit der Spule entspricht) . Die Messung des IST-Wertes vom Kreu¬ zungswinkel durch die Verarbeitung dieser Signale findet in der Einheit 46 (Fig.7) statt. Die Grenzwerte Go, Gu (Fig.6) können vom Benutzer z.B. über eine Tastatur 48 eingegeben werden und mit dem IST-Wert verglichen werden.
Eingabe eines Kreuzunσswinkelverlaufes
Das Prinzip einer bevorzugten Ausführung zum Einstellen ei¬ nes Gerätes nach dieser Erfindung ist in Fig. 8 schema¬ tisch gezeigt.
Um den Packungsaufbau optimieren zu können, kann der Soll- Kreuzungswinkel in Funktion des Spuldurchmessers bestimmt werden. Der Verlauf der Sollwertkurve wird mit vier Stütz¬ punkten SPO, SP1, SP2 und SP3 und der Bandbreite B festge¬ legt.
Die Stützpunkte sind z.B. dabei wie folgt definiert:
SP 0 : Hülsendurchmesser (Fix) / Kreuzungswinkel 0 (Beispielr 106mm/14°)
SP 1 : Umsch. K.Winkel 1 / Kreuzungswinkel 1 (Beispiel: 150πrnι/15,75°)
SP 2 : Umsch. K.Winkel 2 / Kreuzungswinkel 2 (Beispiel: 250mm/14°)
SP 3 : Spuldurchmesser / Kreuzungswinkel 3 (Beispiel: 420mm/14") In diesem Fall, wo sich der erwünschte Kreuzungswinkel über die Spulreise ändert, muss anhand einer Emittlung bzw. einer Messung des Spulendurchmessers der momentan gültige Sollwert für den Kreuzungswinkel durch die Steuerung festgestellt werden. Dies ergibt ein momentan gültiges Windungsverhält¬ nis, welches dann geändert werden muss, wenn sich der ef¬ fektive Kreuzungswinkel ausserhalb der Bandbreite abwandert.

Claims

Patentansprüche
1. Ein Verfahren zur Bildung einer Packung mit einer Stu¬ fenpräzisionswicklung, wobei das Windungsverhältnis dann geändert wird, wenn der Kreuzungswinkel einen vorgege¬ benen Wert einnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kreuzungswinkel durch einen Vergleich der Umfangsge¬ schwindigkeit der Packung mit einer aus der Packungs¬ drehzahl abgeleiteten Grosse ermittelt wird.
2. Ein Verfahren zur Bildung einer Packung mit einer Stu¬ fenpräzisionswicklung, dadurch gekennzeichnet, dass ein Signal zum Steuern der Changierung durch die Anpassung eines Dorndrehzahlsignales in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Windungs erhältnis gewonnen wird, wobei das vorgegebene Windungsverhältnis in Abhängigkeit vom mo¬ mentan ermittelten Kreuzungswinkel festgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Grosse eine Funktion sowohl der Packungs¬ drehzahl wie auch des Windungsverhältnisses ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich¬ net, dass das genannte Signal sowohl zum Steuern der Changierung wie auch zum Ermitteln des Kreuzungswinkels verwendet wird.
5. Eine SpulVorrichtung zur Bildung einer Packung, die eine Stufenpräzisionswicklung aufweist, mit einem Spuldorn, einem Antrieb für den Dorn, einer Changierung, einem Antrieb für die Changierung und Mitteln zum Erzeugen eines Signals, welches der Drehzahl des Domes ent¬ spricht gekennzeichnet durch eine Steuerung, die dazu angeordnet ist, anhand des genannten Signals ein weiteres Signal zu erzeugen, welches zur Bestimmung der Changiergeschwindigkeit verwendbar ist.
Eine SpulVorrichtung zur Bildung einer Packung, die eine Stufenpräzisionswicklung aufweist, mit einem Spulendorn, einem Antrieb für den Dorn, einer Changierung und einer Steuerung zum Aendern des Windungsverhältnisses in Ab¬ hängigkeit vom festgestellten Wert des Kreuzungswinkels, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um den Kreuzungswinkel durch einen Vergleich der Umfangs¬ geschwindigkeit der Packung mit einer aus der Packungs¬ drehzahl ermittelten Grosse abzuleiten.
Eine SpulVorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die genannte Grosse anhand eines von der Steuerung vorgegebenen Windungsverhältnisses ermittelt wird.
Eine Spulvorrichtung mit einer Steuerung für ein Stu- fenpräzisionswicklungsverfahren gekennzeichnet durch eine Einstellung für die Steuerung, welche die Defini¬ tion des Verfahren mittels einer Mehrzahl von Soll- Kreuzungswinkeln im Lauf der Spulreise ermöglicht, wobei für jeden Winkel eine Bandbreite definiert ist.
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