CH618401A5

CH618401A5 -

Info

Publication number: CH618401A5
Application number: CH675576A
Authority: CH
Inventors: Heinz Dipl Ing Schippers; Erich Dr Ing Dr Lenk; Manfred Dr Ing Dr Mayer; Hans-Jochen Busch; Hermann Bremer
Original assignee: Barmag Barmer Maschf
Priority date: 1975-06-12
Filing date: 1976-05-31
Publication date: 1980-07-31
Also published as: JPS5237846A; IT1061993B; JPS6020308B2; GB1533446A; US4106710A

Description

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spulmaschine zum Aufspulen von synthetischen Fäden zu schaffen, die eine genau definierte und in weiten Bereichen einstellbare Anpresskraft zwischen der Kontaktwalze und den sich bildenden Wickeln gestattet. Es soll dazu eine Regelvorrichtung erstellt werden, die jede Änderung des Abstandes zwischen der Changierein-richtung und der Spulenoberfläche und damit auch der Anpresskraft während der Spulzeit sofort wieder ausregelt, ohne dass der Spulvorgang unterbrochen werden muss; ausserdem sollen die Mittel zur Aufbringung der Anpresskraft weitgehend verzögerungsfrei und reibungsfrei arbeiten. Da der Anpressdruck während des Spulvorganges ursächlich auch vom Abstand der Changiereinrichtung von der Spulenoberfläche abhängt, soll die Regelvorrichtung bei Spulmaschinen mit Spulenrevolver auch während der Fadenübergabe von der vollen Spule zur Leerhülse verwendet werden können. Dabei soll die mögliche Reibung in den Antriebselementen, die auf dem Stick-S lip-Effekt beruht, sicher vermieden werden.

Zum besseren Verständnis der Aufgabe ist es notwendig, einige Begriffe zu erläutern.

Unter Kontaktwalze wird eine Walze verstanden, die mit der Spulenoberfläche in Reibkontakt ist. Sie kann dabei als Treibwalze dienen und die Spule direkt antreiben, oder als Regelwalze dienen, die die Drehzahl des Spulenantriebes steuert. Zu dem Begriff Stick-Slip-Effekt ist auszuführen, dass er beim Antrieb von Maschinenteilen mit Pneumatikzylindern auftritt, wenn mit sehr niedrigen Geschwindigkeiten gefahren wird, beispielsweise mit wenigen cm/min. Dieser Effekt beruht auf der Haftreibung zwischen Kolben und Zylinderwand, die bei geringen Verfahrensgeschwindigkeiten das Zeit-Weg-Verhalten des Kolbens sehr stark beeinflusst. Aufgrund der Haftreibung reagiert der Kolben nicht auf sehr kleine Druckänderungen, wie sie zur Erzeugung niedriger Verfahrensgeschwindigkeiten notwendig sind. Vielmehr erhöht sich der Druck in dem Arbeitsraum des Zylinders so lange, bis die zur Überwindung der Haftreibung notwendige Kraft erzeugt ist. Ist diese überwunden, so springt der Kolben in Verfahrensrichtung, da die zur Aufrechterhaltung des Gleitens notwendige Kraft geringer ist als die zur Überwindung der Haftreibung. Der dabei auftretende «Sprung» des Kolbens ist so gross, dass die von dem in dem vergrösserten Arbeitsraum herrschenden Druck erzeugte Kraft nicht ausreicht, das Gleiten des Kolbens aufrechtzuerhalten. Der Kolben bleibt stehen. Erst wenn der Druck in dem vergrösserten Arbeitsraum so weit angestiegen ist, dass die Haftreibung überwunden werden kann, bewegt sich der Kolben wieder sprungartig weiter. Im Weg-Zeit-Diagramm wird dieses Verhalten durch eine Treppenfunktion verdeutlicht. Der Stick-Slip-Effekt lässt sich mit pneumatischen Bauelementen nur sehr schwer kompensieren.

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Die erfindungsgemässe Spulmaschine zum Aufwickeln von vorzugsweise synthetischen Fäden mit einer Regeleinrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes der Changiereinrichtung von der Spulenoberfläche ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Tragwellen von Spule und Kontaktwalze auf einer zum Schlitten relativ und zum Schlittenweg im wesentlichen parallel bewegbaren, von einem reibungsfrei arbeitenden Kraftspeicher gehaltenen Trageinrichtung gelagert ist, wohingegen die jeweils andere Tragwelle während des Aufwik-kelvorganges ortsfest gehalten angeordnet ist, und dass an Trageinrichtung und Schlitten Einrichtungen zum Erfassen und Regeln der Relativbewegung zwischen Trageinrichtung und Schlitten befestigt sind, die mit den Zylinder-Kolben-Einheiten in Wirkverbindung stehen.

Es sei darauf hingewiesen, dass bei der Anordnung der Kontaktwalze auf dem Schlitten auch die Changiereinrichtung am Schlitten gelagert ist. Andererseits sind Kontaktwalze und Changiereinrichtung zusammen am ortsfesten Maschinengestell angeordnet, wenn die die Spule aufnehmende Spanndornwelle auf dem Schlitten gelagert ist.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass nunmehr die Anpresskraft zwischen der Kontaktwalze und der Spulenoberfläche von einem separaten Maschinenelement, dem Kraftspeicher, aufgebracht wird, das gleichzeitig bzw. mittelbar über die Trageinrichtung zur Darstellung des Istwertes bei dem Regelkreis benutzt wird und welche unabhängig von den Antriebselementen des Schlittens eingestellt werden kann. Dadurch ist es möglich, dass die Spulmaschine mit äusserst geringen Anpresskräften, z.B. 1000 g arbeitet. Selbst bei Etagenbauweise - d.h, über der Spulspindel ist die Changierung und die Kontaktwalze angeordnet oder umgekehrt - lässt sich die Anpresskraft unabhängig von der Höhe des Gewichtes der beweglichen Maschinenteile erzeugen. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass bei einer Spulmaschine gemäss der Erfindung Unförmigkeiten bzw. Ungleichmässigkeiten in der Schlittenbewegung bzw. ( = beziehungsweise) durch Fehler im Wickelaufbau auftretende Schwingungen nicht auf den Schlitten, der entweder die Spule oder die Kontaktwalze trägt, übertragen werden, sondern dass sie nur auf die geringe Masse der von der Trageinrichtung gehaltenen Kontaktwalze bzw. Spule einwirken, die leicht zu dämpfen ist. Durch eine Verwirklichung sehr geringer Anpresskräfte wird ferner eine Gefahr der Beschädigung der einzelnen Spulenlagen vermieden. Weiterhin lassen sich durch diese geringen Anpresskräfte profilierte oder texturierte Fäden problemlos aufspulen, die sonst durch eine zu hohe Anpresskraft deformiert würden.

Im folgenden sind anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1,2 schematisierte Darstellungen der erfindungsge-mässen Spulmaschine,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der in Fig. 2 skizzierten Spulmaschine mit einer vorteilhaften Anordnung der Regeleinrichtung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den erfmdungsgemässen M embran-Zy linder,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer Spulmaschine mit Spulenrevolver,

Fig. 6 einen Querschnitt durch den Schlitten der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung,

Fig. 7 einen schematisierten Schaltplan zur Regelung der Schlittenbewegung gemäss der Erfindung,

Fig. 7a einen weiteren Schaltplan zur Regelung der Schlittenbewegung der in Fig. 5 dargestellten Spulmaschine unter Verwendung eines Düse-Prallplatte-Systems,

Fig. 8 eine Darstellung der Regelung mit logischen Bauelementen,

Fig. 9 bis 12 eine schematisierte Darstellung wichtiger Arbeitssituationen während des Wechselvorganges bei der in Fig. 5 dargestellten Maschine,

Fig. 13 die in Fig. 3 dargestellte Spulmaschine mit einer weiteren, erfmdungsgemässen Ausgestaltung,

Fig. 14 einen schematisierten Schaltplan zur Regelung des Hydraulikzylinders 50 in Fig. 13.

In Fig. 1 ist der Schlitten 2 in den Führungen 3 horizontal verfahrbar angeordnet. Auf ihm ist die als Spanndornwelle 11 ausgebildete Tragwelle für die Spule 44 in der Trageinrichtung 9 befestigt. Die Spulenhülse 15 ist in an sich bekannter Weise auf der Spanndornwelle 11 aufgesteckt und befestigt. Die Trageinrichtung 9 besteht aus dem Arm 6 und dem Joch 10 (Fig. 3). Das Joch 10 wird über den Kraftspeicher 17 am Schlitten 2 befestigt. Das Gewicht der Spule 44 wird von einer hier nicht dargestellten, parallel zum Schlittenverfahrensweg angeordneten Führung aufgefangen. Der Schlitten selbst wird von den vorzugsweise mit Druckluft beaufschlagten Zylinder-Kolben-Einheiten 4 und 5, deren Zylinder ortsfest am Maschinengestell 1 befestigt ist, verfahren. Ihre Kolbenstangen sind in geeigneter Weise am Schlitten 2 befestigt. Um ein einwandfreies Arbeiten der Spulmaschine zu gewährleisten, werden die Pneumatikzylinder 4 und 5 beidseitig des Kolbens mit Druckluft beaufschlagt.

Am Maschinengestell 1 ist die Changiereinrichtung 12 ortsfest angeordnet. Sie besteht aus einem hin- und herlaufenden Fadenführer 13.1, der von der Kehrgewindewalze 13 angetrieben wird, und der Nutwalze 14. Der Faden 20 umschlingt die Nutwalze 14 mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 60°. Unterhalb der Nutwalze 14 ist die Kontaktwalze 8 auf einer nicht näher bezeichneten, im Maschinengestell 1 drehbar gelagerten Tragwelle ortsfest angeordnet. Die Antriebseinheiten für die Changiereinrichtung und die Kontaktwalze sind ebenfalls im Maschinengestell 1 angeordnet, jedoch hier nicht dargestellt.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass die Mehrzahl der drehbar angetriebenen Teile im ortsfesten Maschinengestell angeordnet ist. Sie kann dann bevorzugt werden, wenn die Spule beidseitig gelagert werden und der Spulenantrieb allein durch die Kontaktwalze erfolgen soll.

Zur Regelung der Schlittenbewegung dienen die beiden Düsen 18 und 18', die an dem Schlitten 2 neben dem Joch 10 angeordnet sind und mit einer an der Trageinrichtung 9 befestigten, nicht näher bezeichneten Platte zusammenwirken. Die Düse 18' ist mit den beiden Pneumatikzylindern 4 und 5 auf der Seite der Auslassöffnung für die Kolbenstange verbunden. Die Düse 18 ist mit dem anderen Druckraum der Pneumatikzylinder 4 und 5 verbunden. Zwischen dem Druckluftnetz und den beiden Düsen sind die beiden Drosseln 19 und 19' angeordnet.

Es sei klargestellt, dass die Schlittenbewegungen senkrecht oder horizontal ausgeführt werden können und dass die Kontaktwalze entweder als Antriebswalze für die Spule und/oder als Regelwalze für die Umfangsgeschwindigkeit der achsangetriebenen Spule eingesetzt werden kann.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Spulmaschine wird der Schlitten 2 in den Führungen 3 von den beiden Pneumatikzylindern 4 und 5 vertikal verfahren. Auf dem Schlitten sind -im Gegensatz zu Fig. 1 - die Changiereinrichtung 12, ebenfalls aus der Kehrgewindewalze 13 und der Nutwalze 14 bestehend, sowie die Kontaktwalze 8 angeordnet. Die Kontaktwalze 8 ist dabei mittels einer nicht näher beschriebenen Tragwelle in der Trageinrichtung 9 drehbar gelagert. Das Joch (hier nicht näher bezeichnet) ist über den Kraftspeicher 17 mit dem Schlitten verbunden. Unterhalb des Schlittens 2 ist die Spanndornwelle 11 mit der Spulenhülse 15 angeordnet. Da der Schlitten aufgrund seines Gewichtes abwärts fahren kann, kann die Regeleinrichtung bei diesem Ausführungsbeispiel wesentlich vereinfacht werden. Die Pneumatikzylinder 4 und 5 sind deshalb als

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einseitig mit Druck beaufschlagte Zylinder ausgeführt. Die Düse 18 ist in dem Druckluftnetz parallel zu dem Druckraum der Zylinder geschaltet. Auch hier ist zwischen den Zylindern und dem Druckmittelreservoir die Drossel 19 angeordnet.

Die Ausführung nach Fig. 2 wird insbesondere dann bevorzugt, wenn die als Spanndornwelle ausgebildete Tragwelle fliegend gelagert ist und eine grosse, auskragende Länge hat, da die ortsfeste Lagerung eine derartige Konstruktion erleichtert.

In Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung der in Fig. 2 schematisiert dargestellten Spulmaschine abgebildet. Hier ist besonders deutlich, wie die Trageinrichtung 9 in dem Schlitten 2 befestigt ist. Das Joch 10 wird von den beiden Kraftspei-chem 17 gehalten, die an der Deckplatte des Schlittens 2 befestigt sind. Der Aufbau und die Funktion der Kraftspeicher werden noch im einzelnen beschrieben.

Zwischen den beiden Kraftspeichern ist die Düse 18 in einem äusserst geringen Abstand über dem Joch 10 am Schlitten 2 befestigt (Fig. 2, 3). Aus diesem Grund wird das Joch vorteilhafterweise als ebene Platte ausgebildet, damit es als Prallplatte für die an der Düse ausströmende Luft benutzt werden kann.

In Fig. 4 wird ein Schnitt durch den erfmdungsgemässen Kraftspeicher 17 dargestellt. Der Kraftspeicher 17 besteht im wesentlichen aus dem zylindrischen Zwischenkörper 171, der oberen, flächengrösseren Membran 172 und der unteren, flächenkleineren Membran 173. Die beiden Membranen 172 und 173 sind auf den Stirnseiten an den jeweils überhöht ausgebildeten Randbereichen des Zwischenkörpers mit Hilfe der Klemmringe 174 und 175 aufgespannt. In der zentral angeordneten Bohrung des Zwischenkörpers 171 ist das zylindrische Verbindungselement 178 angeordnet, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als der Bohrungsdurchmesser. Dadurch entsteht der Ringspalt 180. Das Verbindungselement 178 ist stirnseitig sowohl an der oberen Deckplatte 176 als auch an der unteren Deckplatte 177 befestigt. Diese Deckplatten sind auf der Membran 172 bzw. 173 angeordnet und begrenzen die frei dehnbare Membranfläche, indem sie eine kleinere Fläche aufweisen, als die ihnen zugeordnete Membran. Der unterhalb der Membran 172 verbleibende Ringraum 179 ist an die Einlassöffnung 182 angeschlossen, die druckmittelseitig mit dem Betriebsnetz der Maschine verbunden ist. Der untere Ringraum 181 ist mit der verschliessbaren Einlassöffnung 183 verbunden. Beide Ringräume stehen über den Ringspalt miteinander in Verbindung. Zusätzlich ist es möglich, in dem Übergang des unteren Ringraumes in den Ringspalt ein fest eingestelltes Drosselelement 184 vorzusehen. Um eine ausreichende Dämpfungswirkung des Membran-Zylinders zu erzielen, wird dieser durch die Einlassbohrung 183 nahezu zur Hälfte mit Öl gefüllt. Dadurch ist ebenfalls das Drosselelement 184 in Öl getaucht, so dass der Drosselspalt voll wirksam ist.

Der vorbeschriebene, als Membran-Zylinder ausgebildete Kraftspeicher hat gegenüber anderen, bekannten Kraftspeichern wesentliche Vorteile, wie auch aus der weiteren Beschreibung zu erkennen ist. Durch seinen Anschluss an das Druckluftnetz kann die Grösse der Anpresskraft jederzeit und unabhängig von konstruktiven Veränderungen geregelt oder gesteuert werden. Die kleinen Bewegungen, die notwendig sind, um den Istwert zu erfassen, werden reibungsfrei ausgeführt. Ein weiterer Vorteil des Membran-Zylinders besteht darin, dass er eine absolute Geradführung bewirkt, wodurch die von ihm gehaltenen Elemente keine zusätzliche Geradfüh-rung benötigen. Er eignet sich deshalb besonders zur Istwertdarstellung, da sichergestellt ist, dass jede Störgrösse sofort eine Änderung des Istwertes hervorruft. Ausserdem bestehen keine Dichtprobleme.

Als Kraftspeicher können auch Federn, Gewichte, andere bekannte hydraulische oder pneumatische Systeme oder ähnliche Einrichtungen verwendet werden. Bei der Verwendung hydraulischer oder pneumatischer Systeme lässt sich der Anpressdruck ebenfalls steuern oder regeln. In diesem Fall kann der Druck über Zeitsteuerungen oder Wegesteuerungen auch im Verlauf einer Spulreise variabel eingestellt werden, so dass es möglich ist, die Anpresskraft im Verlauf einer Spulreise feinfühlig zu variieren. Es kann auch zu Beginn des Aufspulvorganges eine höhere Anpresskraft eingestellt werden und diese dann mit zunehmendem Wickeldurchmesser durch eine geeignete Zeitsteuerung oder Wegesteuerung anhand einer gewünschten Kennlinie zurückgenommen werden.

Es sei hier daraufhingewiesen, dass das gegenüber dem Schlitten bewegliche Teil, Spule oder Kontaktwalze, statt in einer Geradführung auch in einer Schwinge aufgehängt werden kann, an welcher dann der Kraftspeicher angreift. Die durch die Aufhängung in einer Schwinge sich ergebende bogenförmige Bewegung macht sich dann nicht störend bemerkbar und ist praktisch als geradlinig zu bezeichnen, wenn die Auslenkungen der Spule oder der Kontaktwalze sofort ausgeregelt werden und dadurch nur sehr kurz sind.

Die Wirkungsweise der erfmdungsgemässen Spulmaschine mit der vorteilhaften Ausgestaltung wird unter Benutzung der in den Fig. 1 und 2 eingezeichneten, schematisierten Schaltpläne im folgenden näher erläutert. Bei den Schaltplänen wurden nur die zum Verständnis der Regelung notwendigen Bauelemente eingezeichnet. Sämtliche übrigen Bauelemente, die zu einem sicheren Spulvorgang notwendig, aber an sich bei Spulmaschinen der eingangs erwähnten Art üblich sind, wurden in diesen Schaltskizzen nicht berücksichtigt.

Im folgenden sollen zunächst die regeltechnischen Zusammenhänge erläutert werden. Wenn die Kontaktwalze 8 und die Leerhülse 15 bzw. die Spule 44 miteinander in Reibkontakt stehen, wird - wie weiter unten noch im einzelnen zu beschreiben ist - mit Hilfe des Kraftspeichers 17 im Zusammenwirken mit den Zylinder-Kolben-Einheiten 4, 5 die gewünschte Anpresskraft eingestellt. Der Abstand der Düse 18 bzw. der Düsen 18 und 18' zur Trageinrichtung 9 wird derart eingestellt, dass der aus diesem Abstand sich ergebende Druck bzw. die daraus resultierende Kraft in den Zylinder-Kolben-Einheiten 4,5 das verbleibende Schlittengewicht gerade kompensiert. Der Abstand der Changiereinrichtung - genauer gesagt der Nutwalze 14 - von der Spulenoberfläche, die Grösse des Druckes in den Zylinder-Kolben-Einheiten 4, 5 und der Abstand der Düsen 18 bzw. 18' von der Trageinrichtung 9 siiid analoge Grössen und entsprechen bei dieser Einstellung dem Sollwert. Dieser Sollwert ist durch den Abstand der Düsen 18 bzw. 18' von der Trageinrichtung 9 leicht erfassbar dargestellt. Die Stellung, die Schlitten 2 und Kontaktwalze 8 bei dieser Einstellung zueinander eingenommen haben, wird im folgenden als die Arbeitsposition der Vorrichtung bezeichnet. Als Störgrösse ist beispielsweise das durch Unrundheiten der Spule bewirkte Auslenken der Kontaktwalze zu verstehen. Dadurch ändern sich einmal der Abstand der Changiereinrichtung von der Spule und zum anderen selbstverständlich auch der Abstand zwischen der Düse 18 bzw. 18' und der Trageinrichtung 9, der sich als Istwert darstellt. Der Abstand zwischen Düse und Prallplatte bzw. zwischen Düse 18 und der Trageinrichtimg 9 ist die Regelgrösse. Das Düse-Prallplatte-System ist Regler und Messwertumformer zugleich. Wird der Abstand zwischen Düse 18 und Trageinrichtung 9 - der gleichbedeutend mit dem Istwert ist - z.B. kleiner, so steigt der Luftdruck in den Zylinder-Kolben-Einheiten 4, 5 und in deren Zuleitungen. Die Zylinder-Kolben-Einheiten 4, 5 wirken als Stellglieder. Der Luftdruck ist die Stellgrösse.

Bei Inbetriebnahme der Spulmaschine wird durch die Einlassbohrung 182 der Kraftspeicher 17 mit Druckluft beaufschlagt. Je nach Grösse der Flächendifferenz der Membran stellt sich aufgrund des anliegenden Arbeitsdruckes - üblicher5

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weise 6 bar - eine Haltekraft ein (Fig. 2,3). Diese Haltekraft kann durch Zwischenschaltung eines Druckreduzierelementes variiert werden. Der Druck in dem Kraftspeicher 17 wird so eingestellt, dass das Gewicht der Trageinrichtung und der darin gelagerten Kontaktwalze (Fig. 2, 3) zu einem grossen Teil kompensiert wird. In Fig. 1 wird der Druck so eingestellt, dass zwischen der Kontaktwalze und der Spüle die gewünschte Anpresskraft vorhanden ist.

Wird die in Fig. 1 dargestellte Spulmaschine, bei welcher die Spanndornwelle 11 auf dem Schlitten 2 drehbar angeordnet ist, so ausgebildet, dass die Schlittenbewegung senkrecht verläuft, so muss in der Druckluft-Zufuhrleitung zu dem Kraftspeicher 17 eine Steuereinrichtung zwischengeschaltet werden, damit - trotz des stetig wachsenden Spulengewichtes - immer eine konstante Restkraft zur Ausübung der Anpresskraft vorhanden ist. Die Steuereinrichtung kann beispielsweise als Schablone ausgeführt werden, wobei dann an dem Schlitten ein Steuerventil angeordnet ist, das die am Maschinengestell befestigte Schablone abtastet.

In der in Fig. 1 dargestellten Ausführung vergrössert sich bei wachsendem Wickeldurchmesser der Spalt zwischen der Düse 18 und der Trageinrichtung 9, dadurch strömt hier mehr Luft ab als in der Arbeitsstellung des Systems, wodurch in den Zylinderräumen 4 und 5 links von den Kolben der Druck absinkt, während er rechts von den Kolben ansteigt, da der Abstand zwischen der Düse 18' und der Trageinrichtung 9 entsprechend kleiner geworden ist und die Luft sich deshalb dort staut. Der Schlitten fahrt demzufolge nach links. Durch die Schlittenbewegung stellt sich zwischen der Düse 18 und der Trageinrichtung einerseits und der Düse 18' und der Trageinrichtung andererseits der Arbeitsspalt wieder ein, so dass der Schlitten stehenbleibt.

Wächst der Wickel im Durchmesser bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Spulmaschine, so wird die Kontaktwalze und die Trageinrichtung aus ihrer Arbeitsposition verschoben.

Dadurch läuft bei dem in Fig. 2 und 3 dargestellten Kraftspeicher folgendes ab. Die beiden Membranen 172 und 173 werden nach oben durchgewölbt, wodurch das in dem unteren Ringraum 181 eingefüllte Öl durch die Drossel 184 gedrückt wird. Damit ist eine leichte Dämpfungswirkung gegeben, da die eingeleitete Kraft durch die Verdrängungsarbeit verbraucht wird. Somit ist es nicht möglich, dass sich in das System eingeleitete Schwingungen aufschaukeln.

Gleichzeitig verkleinert sich der Spalt zwischen der Düse 18 und dem Joch 10, womit sich auch die an der Düse abströmende Luftmenge verringert, so dass nahezu die gesamte durch die Drossel 19 strömende Luftmenge nunmehr den Pneumatikzylindern 4 und 5 zugeführt wird. Der Schlitten fahrt demzufolge aufwärts (Fig. 2, 3). Dadurch sinkt die Trageinrichtung - gegenüber dem Schlitten - um den zurückgelegten Schlittenweg wieder ab, und der Spalt zwischen der Düse 18 und dem Joch 10 vergrössert sich wieder. Der Schlitten bleibt stehen, da zwischen der Düse und der Trageinrichtung wieder der Arbeitsspalt erreicht ist. Bei der Abwärtsbewegung der Trageinrichtung in ihre Arbeitsposition wird die Auslenkung der Membran rückgängig gemacht und von dem in dem Ringraum 179 herrschenden Luftdruck das öl wieder durch die Drosselstelle zurückgedrückt. Der analoge Vorgang läuft ab, wenn die Trageinrichtung über ihre Arbeitsposition nach unten hin ausgelenkt wird.

Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, dass das Düse-Prallplatte-System in seiner physikalisch einfachsten Form als wirkungsvoll arbeitender Regler geeignet ist, und zwar deshalb, weil dieses System die Einrichtung zum Erfassen des Istwertes, den Messwertumformer und die Einrichtung zum Ausregeln der Sollwertabweichungen in sich vereinigt. Durch Zwischenschaltung geeigneter Elemente - z.B. Drosseln und Speicher - lässt er sich sehr einfach allen denkbaren Betriebssituationen leicht anpassen. Als Regler können allerdings auch Steuerschieber in Betracht kommen, die mit der Trageinrichtung mechanisch verbunden sind und so proportional zur Änderung des Istwertes betätigt werden können.

Wie weiter oben bereits angedeutet, kann ein einstellbares Drosselelement in die gemeinsame Zuführleitung zu der Düse 18 und den Pneumatikzylindern 4 und 5 eingebaut werden. Dadurch lässt sich der den Sollwert darstellende Abstand zwischen Düse und Prallplatte in gewissen Grenzen beliebig wählen, und somit die Ansprechempfindlichkeit des Systems einstellen. Weiterhin ist es hierdurch möglich, unter Ausnutzung der Kraft-Weg-Abhängigkeit des Kraftspeichers für die auch hier der vorerwähnte Membran-Zylinder in Betracht kommt, auch die Anpresskraft zwischen der Kontaktwalze und der Spule einzustellen. Zudem kann durch die Verwendung einer einstellbaren Drossel, die durch eine Zeit- oder Wegesteuerung in Abhängigkeit von dem Achsabstand bewegungssteuerbar ist, auf eine einfache Art und Weise während der Aufspulzeit eine konstante oder variable Anpresskraft erreicht werden. Eine Einstellung der Anpresskraft ist auch dann möglich, wenn bei wegunabhängiger Kraftcharakteristik des Kraftspeichers die Düse in ihrer Befestigung axial verschiebbar angeordnet ist. Wird ein einstellbares Druckreduzierelement in die Zufuhrleitung des Kraftspeichers hineingebaut, so lässt sich während des Betriebes der Spulmaschine die von dem Kraftspeicher 17 aufgebrachte Haltekraft variieren.

Wie ausführliche Versuche zeigten, haben schlagartige Be-lastungsgrössen aufgrund der erfmdungsgemässen Regelung keinen bleibenden Einfluss auf die Schlittenbewegung, so dass die konstante Anpresskraft immer gewährleistet ist. In die Trageinrichtung eingeleitete Schwingungen werden aufgrund des erfmdungsgemässen Kraftspeichers sofort gedämpft.

In Fig. 5 ist eine ähnliche Spulmaschine wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, nur mit dem Unterschied, dass bei dieser Ausführungsform ein Spulenrevolver 21 vorgesehen ist, auf dem zwei Spanndornwellen 11.1 und 11.2 mit den beiden Spulhülsen 15.1 und 15.2 vorhanden sind. Zusätzlich ist an der Seite der Changiereinrichtung 12 (Fig. 6) die Fadenanlegeeinrichtung 45 angeordnet.

Diese Maschine besitzt eine Regeleinrichtung, die abwechselnd mit zwei Reglern arbeitet, deren Bedeutung weiter unten noch erläutert wird. In Fig. 6 ist der zusätzliche Regler 49 erkennbar, der aus den als Scheiben ausgebildeten Abstandshaltern 49.1,49.2 und 49.3 besteht. Diese Scheiben sind als elektrische Kontakte ausgebildet. Die Abstandsscheibe 49.1 ist koaxial zur Nutwalzenachse aufgesteckt. Die beiden anderen Abstandsscheiben 49.2 und 49.3 sind je auf einer Spanndornwelle 11.1 bzw. 11.2 fluchtend zu der Abstandsscheibe 49.1 angeordnet. Alle drei Abstandsscheiben sind gegenüber dem Maschinengestell 1 bzw. dem Spulenrevolver 21 elektrisch isoliert angeordnet. Dabei ist der Durchmesser der Abstandsscheibe 49.1 grösser als der Durchmesser der Nutwalze 14. Ebenso sind die Durchmesser der Abstandsscheiben 49.2 und 49.3 geringfügig grösser als die Durchmesser der Leerhülsen 15.1 und 15.2.

Bei hohen Aufspulgeschwindigkeiten kann es sich zur Vermeidung von Abschlägern als notwendig erweisen, die Schlepplänge (Abstand des Ablaufpunktes des Fadens von der Nutwalze zum Auflaufpunkt des Fadens auf der Spule) während des Wickelvorganges konstantzuhalten. Aus diesem Grund wurde in Fig. 6 durch die strichpunktierte Linie dargestellt, dass neben der Kontaktwalze 8 auch die Nutwalze 14 in der bewegbaren Trageinrichtung 9 gelagert ist, so dass deren Auslenkungsbewegungen synchronisiert sind.

Anhand des in den Fig. 7,8 dargestellten schematisierten Schaltplanes zur Regelung der Schlittenbewegung, in welchem nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Bauteile skizziert sind, und anhand der in den Fig. 9 bis 12 dargestellten schematisierten Arbeitssituationen wird die Funktion der

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erfmdungsgemässen Regeleinrichtung näher erläutert. In Fig. 8 sind die «UND»-Glieder (AND-) mit 28, 30, 33, 34,35,36, 37, die «ODER»-Glieder (OR-) mit 32,40 und 41 und die «NICHT»-Glieder (NOT-) mit 31 und 38 bezeichnet.

Der Spulenrevolver 21 befindet sich in der Aufwickelstellung (Fig. 9). Er ist in dieser Position in an sich bekannter Weise arretiert (nicht dargestellt). Das von dieser Arretierung ausgehende Signal wird in dem Logikschaltplan (Fig. 8) mit 27 bezeichnet. Mit wachsendem Spulendurchmesser muss der Schlitten 2 vertikal nach oben verfahren werden. Diese Bewegung wird auch hier mit Hilfe der aus ihrer Arbeitsposition im Schlitten verschiebbar gelagerten Trageinrichtung 9 geregelt. Das Wachsen der Wicklung 43 bewirkt eine Auslenkung der Trageinrichtung 9 über die Kontaktwalze 8 nach oben. Dadurch wird in dem Logikschaltplan (Fig. 8) das Signal 25 gesetzt. Da die Achsabstandshalter 49.1 und 49.2 bzw. 49.3 nicht miteinander in Kontakt sind, ist ebenfalls das Signal 23 gesetzt. Bei Vorliegen dieser drei Signale 27,25, 23 ist das «UND»-Glied 35 angesteuert, von dem das Ventil Dbl (Fig. 7 und 8) und über das «ODER»-Glied 41 das Ventil W1 in Stellung «I» geschaltet sind. Dadurch fliesst das Druckmittel - in diesem Ausführungsbeispiel insbesondere Druckluft - von der Druckmittelquelle (Pumpe) bzw. aus einem anderen, nicht dargestellten Vorratsbehälter über die Leitungen 22,22.1 'und 22.4 in die Pneumatikzylinder 4 und 5 (Fig. 7). Die Kolben der Pneumatikzylinder 4, 5 fahren aus. Der Druckmittelabfluss aus den Pneumatikzylindern 4 und 5 wird von der Stellung der Trageinrichtung 9 über das Ventil Db 1 geregelt, das in der Leitung 22.7 eingebaut ist, die über die Leitung 22.5 mit den Pneumatikzylindern und über die Leitung 22.9 mit dem Ventil W1 verbunden ist. Durch die Bewegung des Schlittens 2 nach oben wird die Kontaktwalze 8 wieder - relativ zum Schlitten -in ihre Arbeitsposition gesenkt, wodurch das Ventil Db 1 geschlossen wird. Der Schlitten 2 bleibt stehen. In dem Logikschaltplan in Fig. 8 verlöscht dadurch das Signal 25, und das Signal 26 wird gesetzt. Dadurch wird das «UND»-Glied 36 betätigt, wodurch das Ventil W1 in Stellung «0» geschaltet wird.

Sollte aufgrund irgendeiner Störung der Schlitten 2 zu weit nach oben fahren, so wird die Trageinrichtung 9 nach Passieren ihrer Arbeitsposition nach unten verschoben. Dies bedeutet für den Logikschaltplan, dass das Signal 26 verlöscht ist und das Signal 24 gesetzt wird, wodurch das «UND»-Glied 37 angesteuert wird, das sowohl das Ventil Db2 als auch über das «ODER»-Glied 40 das Ventil W1 in Stellung «2» schaltet. Dadurch wird die Bewegungsrichtung des Schlittens 2 umgesteuert. Die Druckluft gelangt nun über die Leitungen 22.9, 22.6 und 22.5 in den oberen Teil der Pneumatikzylinder (Fig. 7). Der Ausfluss wird in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung der Trageinrichtung 9 von dem Ventil Db2 geregelt, wobei die Druckluft durch die Leitung 22.4,22.2 und 22 zu dem Ventil W1 zurückströmt. Der Schlitten 2 fährt so lange nach unten, bis die Trageinrichtung 9 wieder in ihrer Arbeitsposition steht. Dabei ist in dem Logikschaltplan (Fig. 8) das Signal 24 gelöscht und das Signal 26 wieder vorhanden, so dass das «UND»-Glied 36 das Ventil W1 in Stellung «0» schaltet. Der Schlitten 2 bleibt stehen.

Ist die Wicklung 43 auf der Hülse 15.1 (Fig. 10) zu ihrer vorher bestimmten Grösse gewickelt, so wird über nicht dargestellte geeignete Taster der Spulenwechsel Vorgang ausgelöst. Dazu wird zuerst die Arretierung des Spulenrevolvers 21 gelöst. Dadurch verlöscht das Signal 27 im Logikschaltplan (Fig. 8). Somit hegt am Ausgang der «NICHT»-Glieder 38 und 31 ein Signal vor.

Durch die volle Spule 44 wird ein Drehmoment auf den Antrieb des Spulenrevolvers 21 ausgeübt, und die volle Spule 44 versucht, schlagartig nach unten wegzudrehen. Um die plötzliche Drehbewegung des Spulenrevolvers 21 zu vermeiden, wird dem zum Antrieb des Spulenrevolvers 21 vorgesehenen Motor ein Bremsmoment aufgegeben. Dadurch dreht sich der Spulenrevolver 21 langsam.

Mit dem Lösen der Arretierung des Spulenrevolvers 21 wird gleichzeitig die achsangetriebene Leerhülse 15.2 auf die notwendige Umfangsgeschwindigkeit beschleunigt. Durch das Drehen des Spulenrevolvers 21 wird die Trageinrichtung 9 aus ihrer Arbeitsposition nach unten verschoben. Das Signal 24 in Fig. 8 ist gesetzt und da sich die Achsabstandsscheiben 49.1 und 49.2 noch nicht berühren, liegt ebenfalls immer noch Signal 23 an. Somit wird das «UND»-Glied 33 angesteuert, wodurch über das «ODER»-Glied 40 das Ventil W1 in Stellung «2», und das Ventil W2 in Stellung «1» geschaltet wird. Der Durchfluss durch das Ventil W2 und W3 ist so dimensioniert, dass der Schlitten 2 der Drehbewegung des Spulenrevolvers 21 folgen kann bzw. nicht zu schnell ist. Dadurch folgt der Schlitten 2 der Abwärtsbewegung der vollen Spule 44, indem die Pneumatikzylinder 4 und 5 über die Leitungen 22.9, 22.6 und 22.5 mit Druckluft beaufschlagt werden. Der Ausfluss aus den Pneumatikzylindern ist über die Leitungen 22.4,22.3 und 22 freigegeben.

Der Spulenrevolver 21 dreht sich bis in die in Fig. 10 dargestellte Stellung. Sowohl der Spulenrevolver 21 als auch der Schlitten 2 bleiben stehen. Dabei Hegen im Logikschaltplan (Fig. 8) die Signale 23 und 26 vor, so dass das «UND»-Glied 36 das Ventil W1 in Stellung «0» schaltet. In dieser Stellung wird der Faden 20 durch die Fadenanlegeeinrichtung 45 von der vollen Spule 44 auf die Leerhülse 15.2 übergeben. Nach der Fadenübergabe dreht sich der Spulenrevolver 21 weiter. Dadurch berühren sich die Achsabstandsscheiben 49.1 und 49.2, während gleichzeitig die Trageinrichtung 9 wieder aus ihrer Arbeitsposition nach unten verschoben wurde.

In Fig. 8 ist nun das Signal 23 gelöscht, die Signale 29,24 und das negierte Signal 27 gesetzt. Dadurch fehlt den «UND»-Gliedern 33, 34,35,36 und 37 das Signal 23, so dass die Schlittensteuerung nur noch über die «UND»-Glieder 28 und 30 angesprochen werden kann.

Bei dem Vorliegen der Signale 29, 24 und dem durch das «NICHT»-Glied 31 negierte Signal 27 wird das «UND»-Glied 28 angesteuert, wodurch über das «ODER»-Glied 32 das Ventil W1 und das Ventil W3 in Stellung «1» geschaltet werden. Dadurch werden die Pneumatikzylinder 4 und 5 über die Leitungen 22, 22.1 und 22.4 mit Druckluft versorgt, die die Zylinder über die Leitungen 22.5, 22.8 und 22.9 wieder verlässt. Der Schlitten 2 fahrt so lange vertikal nach oben, bis die Abstandsscheiben 49.1 und 49.2 ausser Eingriff gelangen. Gleichzeitig dreht sich der Spulenrevolver 21 weiter. Die Trageinrichtung 9 ist vollständig nach unten verschoben.

In Fig. 11 ist die Situation gezeigt, in der der Schlitten 2 wieder seine Bewegungsrichtung umkehren muss. Solange die Abstandsscheiben 49.1 und 49.2 in Kontakt sind, fahrt der Schlitten 2 nach oben. Durch das Weiterdrehen des Spulenrevolvers 21 über die in Fig. 11 dargestellte Stellung hinaus, gelangen die Abstandsscheiben 49.1 und 49.2 ausser Kontakt. Dadurch verlöscht in Fig. 8 das Signal 29, und das Signal 23 ist wieder gesetzt. Da nun das Signal 23, das Signal 24 und das durch das «NICHT»-Glied 38 negierte Signal 27 vorliegt, wird über das «UND»-Glied 33 das Ventil W2 in Stellung «1» und über das «ODER»-Glied 40 das Ventil W1 in Stellung «2» geschaltet. Der Schlitten 2 fahrt abwärts, da die Pneumatikzylinder 4 und 5 über die Leitungen 22.9,22.6 und 22.5 mit Druckluft versorgt werden. Der Ausfluss aus den Pneumatikzylindern 4 und 5 ist über die Leitungen 22.4, 22.3 und 22 freigegeben. Da sich der Spulenrevolver 21 kontinuierlich dreht, und der Schlitten 2 nicht schlagartig seine Bewegungsrichtung ändern kann, folgt der Schlitten 2 mit einer kleinen Zeitverzögerung in seiner Abwärtsbewegung der Drehung des Spulenrevolvers 21. Dadurch bleiben die Abstandsscheiben 49.1 und 49.2 ausser Eingriff.

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Die Drehgeschwindigkeit des Spulenrevolvers 21 und die Abwärtsbewegung des Schlittens 2 sind so aufeinander abgestimmt, dass bei der in Fig. 12 dargestellten Situation die Trageinrichtung 9 über die Kontaktwalze 8 wieder in ihre Arbeitsposition angehoben wird. Gleichzeitig berühren sich wieder die Abstandsscheiben 49.1 und 49.2. In dem in Fig. 8 gezeigten Logikschaltplan liegen die Signale 29,26 und das negierte Signal 27 an. Dadurch wird das «UND»-Glied 30 durchgeschaltet, so dass über das «ODER»-Glied 32 das Ventil W1 und das Ventil W3 in Stellung «1» geschaltet werden. Der Schlitten 2 fahrt vertikal nach oben, da die Pneumatikzylinder 4 und 5 über die Leitungen 22,22.1 und 22.4 mit Druckluft versorgt werden, die diese über die Leitungen 22.5,22.8 und 22.9 wieder verlässt.

Der Schlitten 2 verfahrt aber nur geringfügig, da bei der Drehung des Spulenrevolvers 21 bzw. bei der Aufwärtsbewegung des Schlittens 2 die Abstandsscheiben 49.1 und 49.2 sofort wieder ausser Eingriff gelangen. Dadurch verlöscht das im Logikschaltplan gesetzte Signal 29, und das Signal 23 liegt an. Da aber der Spulenrevolver 21 noch weiter bis in seine Spulposition gedreht wird, wird die Trageinrichtung 9 nach oben verschoben. Dadurch liegen im Logikschaltplan die Signale 23,25 und das noch negierte Signal 27 an, so dass über das «UND»-Glied 34 das Ventil W3 und über das «ODER»-Glied 41 das Ventil W1 in Stellung «1» geschaltet werden. Die Pneumatikzylinder 4 und 5 werden über die Leitungen 22,22.1 und 22.4 mit Druckluft beaufschlagt, die diese über die Leitungen 22.5,22.8 und 22.9 wieder verlässt.

Durch die Aufwärtsbewegung des Schlittens 2 wird die Trageinrichtung 9 in ihre Arbeitsposition gesenkt. Das Signal 25 in Fig. 8 verlöscht und das Signal 26 wird gesetzt. Dadurch wird das «UND»-Glied 36 gesetzt, und der Schlitten 2 bleibt stehen. Da der Spulenrevolver 21 in der Zwischenzeit seine Spulstellung erreicht hat (Fig. 9), wird seine Arretierung vorgenommen. Dadurch liegt in dem Logikschaltplan in Fig. 8 wieder ein positives Signal 27 vor. Der oben beschriebene Arbeitszyklus beginnt von neuem. Währenddessen wird die volle Spule 43 von der Spanndornwelle 11.1 entfernt und eine neue Leerhülse aufgeschoben.

In Fig. 7a ist eine andere Regeleinrichtung für die Schlittenbewegung dargestellt. Sie besteht im Unterschied zu der in Fig. 7 dargestellten Einrichtung aus zwei Düsen 18 und 18', die an dem Joch 10 der Trageinrichtung 9 angeordnet sind. Durch die Verwendung des Düse-Prallplatte-Systems wird der Schaltaufwand wesentlich vereinfacht. Während des Aufspulvorganges arbeitet das Regelsystem analog wie das in Fig. 1 geschildert ist, da das Ventil W^t in Sperrstellung geschaltet ist.

Während des Wechselvorganges läuft folgender Schaltvorgang ab: Durch das Drehen des Spulenrevolvers 21 vergrössert sich der Abstand zwischen der Düse 18 (Fig. 7a) und dem Joch 10 bzw. Trageinrichtung 9. Dadurch kann die Luft aus dem unteren Zylinderraum der Zylinder 4 und 5 entweichen, und der Schlitten 2 fahrt abwärts. Mit dem Fortdrehen des Spulenrevolvers 21 gelangen die Abstandsscheiben 49.1 und 49.2 miteinander in Kontakt. Dadurch wird das Ventil W4 geschaltet. Damit strömt Druckluft über die Leitung 48.5 in die Leitung 48.2, wodurch die Pneumatikzylinder 4 und 5 wieder ausgefahren werden. Der Spalt an der Düse 18 kommt nicht zum Tragen, da sowohl über die Drossel D2 und die Leitung 48.1 als auch über das Ventil W4, die Leitung 48.5 und die Leitung 48.2 Luft in das System eingelassen wird. Der Schlitten fährt aufwärts. Die aus den oberen Zylinderräumen der Zylinder 4 und 5 verdrängte Luft entweicht über die Leitung 48.6 und das Ventil W4.

Gelangen die Abstandsscheiben 49.1 und 49.2 ausser Kontakt, so wird das Ventil W4 wieder in Sperrstellung geschaltet. Damit wird über die Leitung 48.5 keine Luft mehr in das Betriebsnetz gegeben und die über die Drossel D2 und die Leitung 48.1 einströmende Luft kann an der Düse 18 wieder abströmen. Gleichzeitig strömt an dieser Düse Luft aus den unteren Zylinderräumen der Zylinder 4 und 5 über die Leitungen 48.2 und 48.1 ab. Damit fahrt der Schlitten 2 wieder abwärts.

Wie ausführliche Versuche bestätigen, reicht diese sehr einfach und doch betriebssicher aufgebaute Pneumatikschaltung vollständig aus, um sämtliche, während der Aufspulzeit und des Spülenwechselvorganges auftretenden Bedienungsabläufe sicher auszuführen.

Es ist auch möglich, anstelle von zwei Düsen 18 und 18' nur eine Düse 18 anzuordnen. Während der Aufspulzeit arbeitet diese Regeleinrichtung dann wie die in Fig. 2,3 beschriebene.

Während der Spulenwechselzeit arbeitet diese Einrichtung dann wie oben beschrieben.

Es kann allerdings bei dieser Lösung nicht ausgeschlossen werden, dass - da der Schlitten 2 aufgrund seines Gewichtes abwärts fährt - die Abwärtsbewegung zu langsam in bezug auf die Drehgeschwindigkeit des Spulenrevolvers 21 verläuft. In diesem Fall ist die Schaltung nach Fig. 7 oder 7a günstiger.

Die bis hierhin beschriebenen Ausführungsformen der erfmdungsgemässen Vorrichtung arbeiten sämtlich zu voller Zufriedenheit mit rein pneumatisch betriebenen Regel- und Antriebseinrichtungen für den Schlitten. Reibungseinflüsse und Ungleichförmigkeiten werden von den die Anpresskraft aufbringenden Bauelementen aufgefangen und - im verfahrenstechnischen Sinn - praktisch unschädlich gemacht. Falls jedoch in speziellen Fällen besonders schwere Schlittenkonstruktionen notwendig sein sollten, könnten bei einem rein pneumatischen Antrieb des Schlittens eventuelle geringfügige Unsicherheiten auftreten. Um auf den pneumatischen Antrieb nicht verzichten zu müssen, und dennoch eine absolut gleichförmige Schlittenbewegung gewährleisten zu können, wird für solche nur vielleicht auftretenden Ausnahmefalle eine weiter ausgebildete Ausführungsform vorgesehen, bei der zusätzlich zu den pneumatischen Antriebselementen eine hydraulisch arbeitende Zylinder-Kolben-Einheit von aussen am Schlitten angreift.

Fig. 13 zeigt eine solche Ausführungsform, die im wesentlichen der in Fig. 3 dargestellten Maschine ähnlich ist, jedoch gegenüber dieser den Unterschied aufweist, dass hier an dem Schlitten 2 ein Hydraulikzylinder 50 angebracht ist. Es sind sonst die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 3 verwendet. Die Funktion des Hydraulikzylinders 50 und seine Steuerung wird im folgenden anhand der Fig. 13 und dem schematisierten Schaltplan in Fig. 14 näher erläutert.

Der Faden 20 wird auch hier vertikal von oben zu der Changiereinrichtung 12 geführt. Diese changiert den Faden über die Nutwalze 14 auf die Spulenhülse 15. Die Spulenhülse 15 kann auch hier - wie in den Fig. 1 bis 3 - durch Zentralantrieb angetrieben werden, so dass die Kontaktwalze 8 hauptsächlich Regelfunktion besitzt. Es ist aber auch möglich, wie schon oben erläutert, die Spulenhülse 15 über die Kontaktwalze 8 anzutreiben. Die Kraftspeicher 17 sind mit den in Fig. 3 und 4 dargestellten identisch.

Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungen wird das Schlittengewicht durch die Pneumatikzylinder 4 und 5 überkompensiert, d.h. ohne Gegenkraft würde der Schlitten 2 in seine obere Endstellung fahren. Um dies aber zu verhindern, wird im Hydraulikzylinder 50 eine Gegenkraft erzeugt, die zusammen mit der aus dem Schlittengewicht resultierenden Kraft wertmässig gleich der von den Pneumatikzylindern 4 und 5 erzeugten Kraft ist, so dass die Kontaktwalze 8 mit dem von dem Kraftspeicher 17 vorbestimmten Anpressdruck auf der Spulenoberfläche 15 aufliegt. Dadurch ist ein Kräftegleichgewicht gegeben, wodurch der Schlitten 2 in jeder Position gehalten werden kann.

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Der in den Pneumatikzylindern 4 und 5 erzeugte Druck wird während des gesamten Aufwickelvorganges konstantgehalten.

Es wird folgende Arbeitsposition angenommen:

Eine fertiggewickelte Spule 44 wurde auf der Spanndornwelle 11 gegen eine leere Spulenhülse 15 ausgetauscht. Der Schlitten 2 steht in seiner oberen Endstellung. Das Wegeventil W5 in Fig. 14 wird in Stellung «2» geschaltet. Dies kann beispielsweise von Hand geschehen, oder bei automatischem Spulenwechsel über hier nicht dargestellte Taster oder über ein Zeitrelais erfolgen, das in irgendeinem vorherbestimmten Zeitpunkt von dem Schlitten oder von der vollen Spule ausgelöst wird. Durch die Betätigung des Wegeventils W5 fahrt der Schlitten 2 abwärts. Gleichzeitig wird mit der Betätigung des Wegeventils W5 in Stellung «2» das Ventil Db4 geöffnet. Der Hydraulikzylinder 50 ist dadurch mit dem nicht näher bezeichneten Ölvorratsbehälter verbunden (Fig. 14). Durch die Abwärtsbewegung des Kolbens im Hydraulikzylinder 50 saugt dieser Öl aus dem Vorratsbehälter über das Ventil Db4 in seinen Ärbeitsraum. In seiner untersten Stellung schaltet der Schlitten 2 über ein nicht näher dargestelltes Tastelement das Wegeventil W5 in Stellung «1». Dadurch wird gleichzeitig das Ventil Db4 gesperrt und der Ausfluss aus dem Hydraulikzylinder 50 wird über das Ventil 51 reguliert, das von der Trageinrichtimg 9 auf mechanischem Weg betätigt wird. Durch die Stellung «1» des Wegeventils W5 werden die grösseren Kolbenflächen der beiden Zylinder 4 und 5 mit Druckluft beaufschlagt. Der Schlitten 2 bleibt aber stehen, da der Rücklauf aus dem Hydraulikzylinder 50 durch das Ventil 51 über die Trag9 618401

einrichtung 9 gesperrt ist. Die untere Endstellung des Schlittens ist so definiert, dass die Kontaktwalze 8 die geforderte Anpresskraft auf den Wickel 43 bzw. die Spulenhülse 15 aufbringen kann, d.h. die Trageinrichtung 9 befindet sich in der 5 Arbeitsstellung. Während des Spulvorganges wächst der Spulendurchmesser. Dadurch wird die Trageinrichtung 9 über die Kontaktwalze 8 aus ihrer Arbeitsstellung nach oben ausgelenkt. Die Anpresskraft ändert sich dabei nicht, da die von den Kraftspeichern erzeugte Kraft wegunabhängig ist. Durch die Auslenkung der Trageinrichtung 9 wird das Ventil 51 geöffnet. Der Rücklauf aus dem Hydraulikzylinder 50 ist freigegeben, und der Schlitten 2 fährt nach oben. Dabei wird die Trageinrichtung 9 wieder in ihre Arbeitsstellung gebracht, das Ventil 51 schliesst sich, und der Schlitten 2 bleibt stehen. Dieser Vorgang läuft je nach eingestelltem Schaltweg der Trageinrichtung 9 und dem augenblicklich vorhandenen Spulendurchmesser mehr oder weniger kontinuierlich ab.

Wenn die Spule 43 fertiggewickelt ist, wird durch die Spule oder die Schlittenstellung das Ventil Db3 geöffnet, wodurch der Rücklauf des Öles aus dem Hydraulikzylinder 50 freigegeben ist. Da an den Pneumatikzylindern 4 und 5 stets der volle Pumpendruck anliegt, fahrt der Schlitten 2 in seine oberste Stellung. In der obersten Schlittenstellung wird das Wegeventil W5 in Stellung «0» geschaltet, und das Zeitrelais zur Steuerung der Abwärtsbewegung wird ausgelöst. Gleichzeitig mit der Umschaltung des Wegeventils W5 wird das Ventil Db3 geschlossen. Die volle Spule 44 kann von der Spanndornwelle 11 entfernt werden und gegen eine leere Spulenhülse ausgetauscht werden. Anschliessend beginnt der vorher beschriebene Arbeitszyklus von neuem.

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6 Blätter Zeichnungen

Claims

618401 PATENTANSPRÜCHE

1. Spulmaschine zum Aufwickeln von vorzugsweise synthetischen Fäden mit einer Regeleinrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes der Changiereinrichtung von der Spulenoberfläche, bestehend aus mindestens einer ersten drehbaren Tragwelle zum Aufnehmen von Spulen, aus einem von Zylinder-Kolben-Einheiten angetriebenen, gegenüber dem Maschinengestell verfahrbaren Schlitten, aus einer Nutwalze zur Fa-denchangierung, wobei der Faden die Nutwalze mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 60° umschlingt, und aus einer auf einer zweiten Tragwelle angeordneten Kontaktwalze, die mit einer auf der ersten Tragwelle aufgespannten Spule in Reibkontakt bringbar ist, wobei der Fadenauflaufpunkt vor dem Berührpunkt der Kontaktwalze mit der Spule liegt, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Tragwellen von Spule (44) und Kontaktwalze (8) auf einer zum Schlitten (2) relativ und zum Schlittenweg im wesentlichen parallel bewegbaren, von einem reibungsfrei arbeitenden Kraftspeicher (17) gehaltenen Trageinrichtung (9) gelagert ist, wohingegen die jeweils andere Tragwelle während des Aufwickelvorganges ortsfest gehalten angeordnet ist, und dass an Trageinrichtung (9) und Schlitten (2) Einrichtungen zum Erfassen und Regeln der Relativbewegung zwischen Trageinrichtung (9) und Schlitten (2) befestigt sind, die mit den Zylinder-Kolben-Einheiten (4, 5) in Wirkverbindung stehen.

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2. Spulmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragwelle der Kontaktwalze (8) in der Trageinrichtung (9) gelagert ist und dass die als Spanndornwelle (11) ausgebildete Tragwelle der Spule (44) im ortsfesten Maschinengestell (1) oder in einem seinerseits im ortsfesten Maschinengestell (1) drehbar gelagerten Spulenrevolver (21) drehbar gelagert ist.

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Kolben-Einheiten (4, 5) mit Druckluft versorgbar sind, und dass auf der Achse der Nutwalze (14) und auf jeder Spanndornwelle (11.1,11.2) je ein Abstandshalter (49.1,49.2,49.3) angeordnet ist, die als elektrische Kontakte ausgebildet sind und über pneumatische Schaltungselemente (Wl, W2, W3,22, 22.1 bis 22.8) mit den Zylinder-Kolben-Einheiten (4,5) und den Steuerventilen (Dbl, Db2) in Wirkverbindung stehen.

3. Spulmaschine nach den Patentansprüchen 1 oder 2, mit horizontal verfahrbar angeordnetem Schlitten, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtungen zum Erfassen und Regeln der Relativbewegung zwischen Schlitten (2) und Trageinrichtung (9) zwei entgegengesetzt arbeitende, am Schlitten (2) befestigte Düsen (18,18') mit der Trageinrichtung (9) in Wirkverbindung stehen, die aus einem gemeinsamen Druckluftnetz gleichzeitig in den Zylinder-Kolben-Einheiten (4,5) mit Druckluft beaufschlagbar sind, und dass in den gemeinsamen Luftzuleitungen verstellbare Drosseln (19,19') angeordnet sind.

4. Spulmaschine nach den Patentansprüchen 1 oder 2, mit horizontal verfahrbar angeordnetem Schlitten, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtungen zum Erfassen und Regeln der Relativbewegung zwischen Schlitten (2) und Trageinrichtung (9) zwei entgegengesetzt arbeitende Steuerventile (Db 1, Db2) am Schlitten (2) angeordnet sind, welche durch die sich auslenkende Trageinrichtung (9) betätigbar und aus einem gemeinsamen Druckluftnetz mit Druckluft versorgbar sind.

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5. Spulmaschine nach den Patentansprüchen 1 oder 2, mit vertikal verfahrbar angeordnetem Schlitten, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtung zum Erfassen und Regeln der Relativbewegung zwischen Trageinrichtung (9) und Schlitten (2) mindestens eine Düse (18) am Schütten (2) befestigt ist, die mit der Trageinrichtung (9) in Wirkverbindung steht und gleichzeitig mit den Zylinder-Kolben-Einheiten (4, 5) aus einem gemeinsamen Druckluftnetz mit Druckluft beaufschlagbar ist, und dass in der Luftzuleitung der Düse (18) eine verstellbare Drossel (19) angeordnet ist.

6. Spülmaschine nach den Patentansprüchen 1 oder 2, mit vertikal verfahrbar angeordnetem Schlitten, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtungen zum Erfassen und Regeln der Relativbewegung zwischen Schlitten (2) und Trageinrichtung (9) zwei entgegengesetzt arbeitende Steuerventile (Db 1, Db2) am Schlitten angeordnet sind, welche durch die sich auslenkende Trageinrichtung (9) betätigbar sind und aus einem gemeinsamen Druckluftnetz gleichzeitig mit den Zylinder-Kol-ben-Einheiten (4, 5) mit Druckluft versorgbar sind.

7. Spulmaschine nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur Kontaktwalze (8) die Nutwalze (14) in der Trageinrichtung (9) gelagert ist.

8. Spulmaschine nach einem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher (17) eine Dämpfungseinrichtung (183,184) enthält.

9. Spulmaschine nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher (17) und die Dämpfungseinrichtung (183,184) als ein mit einem Druckmittel, vorzugsweise mit einem gasförmigen Druckmittel beaufschlagter Membran-Zylinder (171, 172,173) ausgebildet ist.

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10. Spulmaschine nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftspeicher (17) als ein mit einem Druckmittel beaufschlagbarer Membran-Zylinder (171,172, 173) ausgebildet ist, bestehend aus einem zentrisch durchbohrten, vorzugsweise kreiszylinderförmigen Zwischenkörper (171), dessen Stirnseiten überhöht ausgebildete Ränder mit unterschiedlichen Wandstärken besitzen, wodurch Ringräume (179, 181) mit unterschiedlichen Durchmessern gebildet sind, dass auf den Rändern jeweils eine Membran (172,173) gespannt ist, auf der jeweils eine zur Membranfläche geometrisch ähnliche flächenkleinere Deckplatte (176,177) befestigt ist, und die dadurch freibleibenden Membranflächen unterschiedlich gross sind, und dass die Deckplatten (176, 177) über ein in der zentrischen Bohrung frei bewegbar angeordnetes Verbindungselement (178) starr miteinander verbunden sind.

11. Spulmaschine nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die flächenkleinere Membran (173) mit öl und die flächengrössere (172) mit Luft beaufschlagt ist, wobei das Öl bis in die zentrale Bohrung des Zwischenkörpers (171) eingefüllt ist, und dass in dem ölgefüllten Abschnitt ein Drosselelement (184) angeordnet ist.

12. Spulmaschine nach Patentanspruch 1, mit mindestens zwei als Spanndornwellen ausgebildeten Tragwellen für Spulen, die auf einem unterhalb eines vertikal verfahrbaren Schlittens angeordneten Spulenrevolver drehbar gelagert sind und mit einer Fadenwechseleinrichtung zur Überführung des laufenden Fadens von der vollen Spule auf die Leerhülse, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtungen zum Erfassen und Regeln der Relativbewegung zwischen Trageinrichtung (9) und Schlitten (2) zwei entgegengesetzt arbeitende Düsen (18, 18') am Schlitten (2) angeordnet sind, die mit der Trageinrichtung (9) in Wirkverbindung stehen und aus einem gemeinsamen Druckluftnetz gleichzeitig mit den Zylinder-Kolben-Einheiten (4, 5) mit Druckluft versorgbar sind, dass in der Zuleitung zu den Düsen (18, 18') verstellbare Drosseln (Dbl, Db2) angeordnet sind und dass auf der Achse der Nutwalze (14) und auf jeder Spanndornwelle (11.1,11.2) je ein Abstandshalter (49.1,49.2,49.3) angeordnet ist, die als elektrische Kontakte ausgebildet sind und über pneumatische Schaltungselemente (W4,48.1 bis 48.6) mit den Zylinder-Kolben-Einhei-ten (4, 5) und den Düsen (18,18') in Wirkverbindung stehen.

13. Spulmaschine nach Patentanspruch 1, mit mindestens zwei als Spanndornwellen ausgebildeten Tragwellen für Spulen, die auf einem unterhalb eines vertikal verfahrbaren Schlittens angeordneten Spulenrevolver drehbar gelagert sind und mit einer Fadenwechseleinrichtung zur Überführung des laufenden Fadens von der vollen Spule auf die Leerhülse, dadurch gekennzeichnet, dass als Einrichtungen zum Erfassen und Regeln der Relativbewegung zwischen Trageinrichtung (9) und Schlitten (2) zwei entgegengesetzt arbeitende Steuerventile (Dbl, Db2) am Schlitten (2) befestigt sind, die mit der Trageinrichtimg (9) in Wirkverbindung stehen und aus einem gemeinsamen Druckluftnetz gleichzeitig mit den Zylinder-

14. Spulmaschine nach einem der vorangehenden Patentansprüche 3, 5 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die als Regeleinrichtungen eingesetzten Düsen (18, 18') in ihrer Befestigung axial verschiebbar angeordnet sind und dass der Kraftspeicher eine wegabhängige Kraftcharakteristik besitzt.

15. Spulmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die als Regeleinrichtung eingesetzten Düsen (18, 18') in ihrer Befestigung axial verschiebbar angeordnet sind und dass der Kraftspeicher (17) eine wegunabhängige Kraftcharakteristik besitzt.

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16. Spulmaschine nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ausser den Zylinder-Kolben-Einheiten (4, 5) für den Antrieb des Schlittens (2) eine zusätzliche am Schlitten (2) angreifende Zylinder-Kolben-Einheit (50) vorgesehen ist, deren Auslassöffnung über ein Steuerventil (51) mit der Trageinrichtung (9) in Wirkverbindung steht.

Die Erfindimg betrifft eine Spulmaschine zum Aufwickeln von vorzugsweise synthetischen Fäden mit einer Regeleinrichtung zur Konstanthaltung des Abstandes der Changiereinrich-tung von der Spulenoberfläche, bestehend aus mindestens einer ersten drehbaren Tragwelle zum Aufnehmen von Spulen, aus einem von Zylinder-Kolben-Einheiten angetriebenen, gegenüber dem Maschinengestell verfahrbaren Schlitten, aus einer Nutwalze zur Fadenchangierung, wobei der Faden die Nutwalze mit einem Umschlingungswinkel von mindestens 60° umschlingt, und aus einer auf einer zweiten Tragwelle angeordneten Kontaktwalze, die mit einer auf der ersten Tragwelle aufgespannten Spule in Reibkontakt bringbar ist, wobei der Fadenauflaufpunkt vor dem Berührpunkt derKontaktwal-ze mit der Spule liegt.

Mit dem Einführen des Schnellspinnens und Spinnstrek-kens von Chemiefasern wurde es erforderlich, ebenfalls die Aufwickelgeschwindigkeiten der Aufspuleinheiten zu steigern. Durch die Steigerung der Aufspulgeschwindigkeiten wurde gleichzeitig der Lärmpegel der Maschine erhöht. Es wurde aufgrund zahlreicher Untersuchungen gefunden, dass die Höhe des Lärmpegels eine Funktion der Grösse der Anpresskraft zwischen Kontaktwalze und Spule ist, die ihrerseits wiederum eine Funktion des Abstandes der Changiereinrichtung von der Spulenoberfläche ist.

Es sind nun eine Reihe von Spulmaschinen bekannt, bei denen versucht wurde, die Anpresskraft zwischen der Kontaktwalze und der Spule zu senken. So ist z.B. in der DT-OS 2 048 416 eine Vorrichtung beschrieben, bei der über eine Zy-linder-Kolben-Einheit die Anpresskraft zwischen der Kontaktwalze und der Spule einstellbar ist. Diese Vorrichtung besitzt jedoch den Nachteil, dass die Anpresskraft gleichzeitig von der Antriebseinheit zur Erzeugung der Schlittenbewegung aufgebracht wird. Dadurch übertragen sich Ungleichmässig-keiten in der Schlittenbewegung auf die Höhe der Anpresskraft, so dass diese nicht konstant bleibt. Ebenso wirkt sich die Reibung in den Antriebseinheiten für den Schlitten nachteilig auf das Konstanthalten der Anpresskraft aus. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, dass Ungleichmässigkeiten in der Schlittenbewegung bzw. in dem Spulenaufbau zu Belastungs-grössen auf den Schlitten fuhren können. Diese müssen wegen der Gefahr von sich aufschaukelnden Schwingungen gedämpft werden. Die dazu notwendige Dämpfung ist wegen der grossen Massen aufwendig.

Die gleichen Schwierigkeiten treten bei Spulmaschinen mit Spulenrevolver auf. Hierbei besteht noch zusätzlich die Schwierigkeit, dass während des Spulenwechselvorganges sich schon die ersten Fadenlagen auf der Leerhülse bilden, die ebenfalls nicht beschädigt werden dürfen. Dazu ist ebenfalls in der obengenannten DT-OS 2 048 416 eine Vorrichtung zum Steuern der Schlittenbewegung beschrieben. Die Steuerung bedient sich Kurvenscheiben und darauf gleitender Taster. Diese Schaltart besitzt den Nachteil, dass neben einer Vielzahl von Kurvenscheiben, Tastern und Zeitrelais keine Rückmeldung über die Richtigkeit und Vollständigkeit der auszuführenden bzw. ausgeführten Bewegungsabläufe vorliegt. Ebenso sind diese Kurvenscheiben an ganz bestimmte Spulendurchmesser und Spulengrössen gebunden. Ein weiterer Nachteil der Steuerung besteht darin, dass Steuerbefehle ausgelöst werden, ohne dass die Richtigkeit des Auslösezeitpunktes gewährleistet ist.