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Spulvorrichtung zum Aufwickeln von Fäden
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Die Erfindung betrifft eine Spulvorrichtung der im Oberbegriff des
ersten Anspruchs angegebenen Art, insbesondere zum Aufwickeln von Fäden. Auch Spulvorrichtungen
zum Aufwickeln von Bändchen, fadenähnlichem oder bahnförmigem Gut können nach der
Erfindung ausgebildet sein.
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Nach der DE-PS 21 10 367 ist eine Spulvorrichtung bekannt, bei welcher
das Spannfutter, das während des Aufspulvorganges -von einer Treibwalze über Umfangskontakt
mit der Spule angetrieben wird, zeitweise direkt über eine Welle angetrieben wird,
und zwar einmal zum Ende jedes Spulvorganges, wenn die fertiggewickelte Spule aus
dem Umfangskontakt mit der Treibwalze in ihre Spulenwechselposition gebracht wird
und insbesondere zum anderen vor Beginn des eigentlichen Wickel vorganges, um das
Spannfutter mit der aufgesteckten Leerhülse auf die Anfangs-Betriebsdrehzahl zu
beschleunigen.
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Die Beschleunigung der Spannfutterwelle mit der aufgesteckten Leerhülse
mittels eines Hilfsmotors wird deshalb bevorzugt, weil eine Beschleunigung durch
die Treibwalze über Umfangskontakt bei sehr hohen Umfangsgeschwindigkeiten zur Zerstörung
der ersten Fadenlage führt, so daß die inneren Fadenschichten des Spulenwickels
und gegebenenfalls die vorgelegte Fadenreserve für die Weiterverarbeitung unbrauchbar
sind.
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Unter Anfangs-Betriebsdrehzahl wird hier die Drehzahl verstanden,
bei welcher die Umfangsgeschwindigkeit der auf das Spannfutter aufgespannten Leerhülse
gleich der Laufgeschwindigkeit des angelieferten und aufzuwickelnden Fadens ist.
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Bei der Spulvorrichtung nach DE-PS 21 10 367 ist ein Tachogenerator
vorgesehen, der beim Feststellen einer vorgegebenen Drehzahl des Hilfsmotors bzw.
der Spannfutterwelle den Hilfsmotor abschaltet. Diese Einrichtung hat den Nachteil,
daß der
Hilfsmotor zu früh abgestellt werden kann; denn wenn auch
der Hilfsmotor das Spannfutter auf die vorgegebene Drehzahl beschleunigt hat, ist
nicht gewährleistet, daß dann auch die Treibwalze - die durch einen verfahrbaren
Schlitten an die Spule herangebracht wird - tatsächlich schon in Umfangskontakt
mit der Leerhülse bzw. mit den ersten Lagen des Spulenwickels gelangt ist und das
volle Antriebsmoment übernommen hat Das verfrühte Abstellen des Hilfsmotors kann
dann zu einem Absinken der Drehzahl unter die Anfangs-Bc'triebsdrehzahl und dadurch
zur Fadenverschlappung und zu itadenbriichen führen.
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Außerdem kann es zu Fadenwicklern auf der Nutwalze oder auf der Spannfutterwelle
neben der Leerhülse kommen. (Unter "Spannfutterwelle" wird im folgenden die das
Spannfutter antreibende Welle verstanden, wobei das Spannfutter entweder von der
Spannfutterwelle selbst getragen oder auf einem starr am Maschinengestell auskragend
befestigten Tragarm frei drehbar gelagert sein kann).
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Aufgabe der- Erfindung ist es, die Spulvorrichtung so auszubilden,
daß der Hilfsmotor erst dann ausgeschaltet wird, wenn sichergestellt ist, daß die
Treibwalze das volle Antriebsmoment der Spannfutterwelle übernommen hat.
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Diese Aufgabe ist durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angeaebene
Erfindung gelöst, wobei die Erfindung sowohl für solche SuLvorrichtungen gilt, bei
denen die Treibwalze auf einem Schlitten sitzt (DE-OS 21 10 367) als auch für solche,
bei denen die Spule auf einem Schlitten sitzt (z.B.
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DE-OS 25 44 773). Die Übernahme des vollen Antriebsmomentes der Spannfutterwelle
erfolgt in dem Augenblick, in welchem die bereits mit ihrer Betriebsdrehzahl drehende
Treibwalze
die ebenfalls mit ihrer Anfangs-Betriebsdrehzahl angetriebene
Leerhülse bzw. die erste darauf aufgewickelte Fadenlage berührt. Diese Kontaktnahme
bedeutet für das Antriebssystem des die Treibwalze oder die Spule tragenden Schlittens
eine Laständerung, die sich als plötzliche charakteristische Druckänderung im Antriebssytem
darstellt. Die Nutzung dieser Druckänderung im Antriebssystem zum Ausschalten des
Hilfsmotors bedeutet demnach, cqaß der Hilfsmotor zwangsläufig genau zum richtigen
Zeitpunkt ausgeschaltet wird. Dabei ist davon auszugehen, daß die Zeit für das Heranfahren
der Treil)walze an die Spulenhülse länger ist als die Beschleunigunqszeit für das
Spannfutter. Nach der erfindungsgemäßen Ausbildung der Spulvorrichtung ist somit
sichergestellt, daß kein Schlupf zwischen den Umfängen von Treibwalze und Leerhülse
bzw. ersten Fadenlagen auftritt und hierdurch keine Beschädigungen der leerhülse
bzw. der bereits darauf aufgelegten Fadenlagen auftreten kann.
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In Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist es vorteilhaft,
einen druckabhängiqen Signalgeber im Antriebssystem für den Schlitten anzuordnen,
der das Signal zum Ausschalten des Hilfsmotors liefert, wenn die Treibwalze mit
ihrem Umfang den Umfang der Leerhülse bzw. der ersten Fadenlagen der Spule berührt.
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Zum Steuern bzw. Rcgeln des Antriebssystems für den Schlitten wird
gemäß Anspruch 3 vorteilhafterweise eine Nachlaufregelung für das Antriebssystem
verwendet, über welche Druckluft ausströmen kann und der Signalgeber geschaltet
wird, wenn der Druck im Antriebssystem den Regelbereich erreicht.
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Dabei kann der Druck im Antriebssystem z.B. abfallen, uiitl der in
das Antriebssystem eingebaute druckabllänsiq<3 Siqialgeber, der diesen I)ruckabfall
wahrnimmt, gibt ein inal an einen Steuerteil ab, der dann über ein z.13. elektrisches
Signal den Hilfsmotor für die Spannfutterwelle ausschaltet.
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Als in die weiter oben erwähnte Nachlaufregelung des Antriebssystems
integrierte Meßeinrichtung wird gemäß Anspruch 4 vorteilhafterweise ein Düse-Prallplatte-System
verwendet. Dieses System kann in der Nachlaufregelschaltung nicht nur als Meßeinrichtung
sondern gleichzeitig auch als Vergleichseinrichtung und als Steuereinrichtung dienen.
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Die Spule oder die Treibwalze ist nach Anspruch 3 in einer Trageinrichtung
drehbar gelagert. Als Aufhängung für diese Trageinrichtung kann das ortsfeste Maschinengestell
oder der verfahrbare Schlitten dienen. Die Ansprüche 5 bis 8 beschreiben zweckmäßige
Ausführungsformen der Erfindung hinsichtlich der Zuordnung von Spule und Treibwalze
zueinander und hinsichtlich ihrer verschiedenen Aufhängungsmöglichkeiten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Schlitten vertikal verfahrbar
angeordnet. Dabei können für den Antrieb des Schlittens bevorzugt einseitig druckmittelbeaufschlagbare
Zylinder-Kolben-Einheiten verwendet werden.
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Nach Anspruch 10 wird bei einem horizontal verfahrbaren Schlitten
ein Düse-Prallplatte-System verwendet, das aus einer Prallplatte und zwei mit dieser
zusammenwirkenden Düsen besteht, da der Schlitten in diesem Fall von beidseitig
beaufschlagbaren Zylinder-Kolben-Einheiten in beiden Bewegungsrichtungen angetrieben
wird.
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In Abhängigkeit von der Schlittenführung und - bei zweiseitig beaufschlagten
Zylinder-Kolben-Einheiten - vom Ort der Anschlußstelle für den druckabhängigen Signalgeber
im Antriebssystem kann nach den Ansprüchen 11 und 12 ein
handelsübliches
"variables Grenzsignalelement, positiv" oder ein 1,variables Grenzsignalelement,
negativ" als druckabhängiger Signalgeber verwendet werden. Das "variable Grenzsignalelement,
positiv" spricht auf Druckanstieg an, das andere Element entsprechend auf abfallenden
Druck.
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In Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Spannfutterwelle und
der Motorwelle des Hilfsmotors eine Schaltkupplung angeordnet, die ebenfalls durch
das von dem druckabhängigen Signalgeber ausgehende Signal entkuppelt wird, damit
die am Spulenumfang angreifende Treibwalze nicht über die Spannfutterwelle den ausgeschalteten
Motor antreibt. Hierdurch würde die Drehzahl der Spule abfallen, was - wie bereits
weiter oben beschrieben - zu Fadenverschlappung und den damit verbundenen unerwünschten
Folgen führen würde.
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Außerdem würde die hierdurch bedingte Höherbelastung der Treibwalze
zu Schlupf am Spulenumfang führen und somit Schädigungen des Wickelgutes zur Folge
haben.
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Der Steuerteil der Spulvorrichtung, der unter anderem auch solche
für diese Erfindung nicht relevante Funktionen steuert und der gegebenenfalls Impulse
von bestimmten Größen in Impulse anderer Größen umwandeln kann, wie z.B. pneumatische
Impulse in elektrische Impulse oder umgekehrt, kann z.B. ein Mikroprozessor sein
oder aus miteinander verbundenen pneumatischen Steuer- und Schaltbausteinen aufgebaut
sein.
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Er kann u.a. Taktbausteine enthalten, durch die dann die einzelnen
Arbeitsschritte zum Teil gleichzeitig und zum Teil auch nacheinander, bzw. auf von
außen zugeführte Steuersignale hin ausgelöst werden. So kann z.B. auch bei Betätigen
der Starttaste zu Beginn der Spulreise das Ingangsetzen der Antriebe für die Treibwalze
und die Changiereinrichtung in
dem verfahrbaren Schlitten und die
Schlittenbewegung selbst in Gang gesetzt werden. Außerdem kann dabei gleichzeitig
der Hilfsmotor eingeschaltet oder nach kurzer Verzögerung die Motorwelle mit der
Spannfutterwelle gekuppelt werden.
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Als Hilfsmotor kann ein Elektromotor, insbesondere ein Synchronmotor
verwendet werden; es kann aber auch ein Druckluft-oder Druckölmotor eingesetzt werden.
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Der Izilfsmotor dient bevorzugt nicht nur zum Beschleunigen der Spannfutterwelle
und des Spannfutters mit der Leerhülse, sondern auch zum Aufwickeln der ersten Fadenlagen.
Hierzu wird ein Frequenzgeber vorzugsweise so eingestellt, daß die Umfangsgeschwindigkeit
der Leerhülse im wesentlichen gleich der Fadengeschwindigkeit ist. Es können dann
zunächst einige Fadenlagen ohne Berührung mit der Treibwalze aufgewickelt werden.
Damit wird die sonst bestehende Gefahr beseitigt, daß die ersten Fadenlagen zwischen
der Leerhülse und der Treibwalze durch zu hohe, insbesondere stcßweise Pressung
beschädigt wird.
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Zu diesem Zweck wird zu Beginn des Spulvorganges bei der Annäherung
von Treibwalze und Leerhülse verhindert, daß sich deren Umfänge völlig berühren;
vielmehr ist ein Anschlag vorgesehen, gegen den der die Treibwalze oder die Spannfutterwelle
tragende Schlitten derart anfährt, daß ein schmaler Spalt zwischen den Umfängen
von Treibwalze und Leerhülse bestehen bleibt. Nachdem dann der Faden an die Leerhülse
angelegt ist, und die ersten Spulenlagen auf die Leerhülse gelegt sind, berührt
deren Umfang sehr schnell die Treibwalze, die dann darauf den weiteren Antrieb der
Spule übernimmt, wobei dann - wie bereits weiter oben erwähnt - sich der Druck im
Antriebssystem für den Schlitten ändert und das Antreiben durch den Hilfsmotor beendet
wird.
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Im folgenden werden anhand der beiliegenden Zeichnung Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Spulvorrichtung näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht einer Spulvorrichtung
mit einem senkrecht verfahrbaren, die Treibwalze tragenden Schlitten; Fig. 2 eine
teilweise, längs der Spannfutterwelle geschnit-ene Ansicht der Spulvorrichtung gemäß
Fig. 1 mit einem schematischen Schaltplan für das pnrumatische Antriebssystem des
Schlittens; Fig. 3 eine s-hematisch Frontansicht der Spulvorrichtung mit einem horizontal
verfahrbaren, die Treibwalze tragenden Schlitten sowie einen schematischen Schaltplan
für das pneumatische Antriebssystem des Schlittens; Fig. 4 die schematische Frontansicht
eines anderen Ausführunqsbeispiels mit einem senkrecht verfahrbaren die Spannfutterwelle
tragenden Schlitten und die schematische Darstellung des Antriebssystems für den
Schlitten; Fig. 5 eine teilweise längs der Spannfutterachsen geschnitten Ansicht
einer Spulvorrichtung mit Spulenrevolver.
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Fig 1 zeigt vor dem Maschinengestell 1 vorkragende Teile der Spulvorrichtung.
Eine Spule 15 ist auf einem Spannfutter aufgespannt, das seinerseits auf der Spannfutterwelle
11 angeordnet ist. Die Spannfutterwelle 11 ist im Maschinengestell 1 ortsfest, jedoch
frei drehbar gelagert.
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Es ist auch eine Aus führungs form der erfindungsgemäßen Spulvorrichtung
möglich, bei welcher das Spannfutter frei drehbar auf einem am Maschinengestell
1 starr befestigten, auskragenden Tragarm gelagert ist und eine Spannfutterwelle
- ohne Beanspruchung durch Querkräfte - lediglich das Antriebsmoment
für
das Spannfutter überträgt, z.B. während der Anlaufphase bis zur Übernahme des vollen
Antriebsmomentes durch die Treibwalze.
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Das Spannfutter kann normal oder extrem lang ausgebildet sein.
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Im letzten Fall ist es so eingerichtet, daß es entweder eine extrem
lange Spulenhülse oder mehrere normal lange bzw. kurze Spulenhülsen aufnehmen kann.
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Der Schlitten 2 ist in Führungen 3 des Maschinengestells. 1 vertikal
verfahrbar. Der Antrieb des Schlittens 2 erfolgt mittels der pneumatisch beaufschlagten
Zylinder-Kolben-Einheiten 4 und 5, (vergleiche Fig. 3 und 4) von denen in Fig. 1
nur die Zylinder-Kolben-Einheit 4 zu erkennen ist.
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Die Zylinder der Zylinder-Kolben-Einheiten 4 und 5 sind beidseitig
des Schlittens 2 ortsfest am Maschinengestell 1 befestigt. Die Kolbenstangen sind
in geeigneter Weise am Schlitten 2 befestigt. Die Changiereinrichtung 13 - z.B.
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aus einer Kehrgewindewalze und einem von dieser hin- und herbewegten
Changierfadenführer bestehend - und die Nutwalze 14 sind mit ihren hier nicht dargestellten
Antrieben im Schlitten 2 untergebracht. Außerdem ist am Schlitten 2 eine aus einem
Joch 10 sowie Armen 6 und 7 bestehende Trageinrichtung 9 ang(serdnet, in der die
Treibwalze 8 drehbar aelagert ist.
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Ebenfalls ist im Schlitten 2 eine Düse 18 eines Düse-Prallplatte-Systems
- das in der DE-OS 25 44 773 näher erläutert ist - befestigt, vor deren Auslaßöffnung
das als Prallplatte ausgebildete Joch 10 der Trageinrichtung 9 angeordnet ist.
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Das Joch 10 wird von zwei Kraftspeichern 17, die an der Deckplatte
des Schlittens 2 befestigt sind, gehalten. Sie ermöglichen eine Relativbewegung
zwischen der Trageinrichtung 9 - mit der darin hängenden, drehbar gelagerten Treibwalze
8 -und
dem Schlitten 2 in bestimmbaren Grenzen; insbe:ondere haben
die Kraftspeicher 17 die Aufgabe einen Teil des Gewichtes von Trageinrichtung und
Treibwalze aufzunehmen, wodurch die an der Spule wirksame Anpreßkraft bestimmt werden
kann. Bevorzugt werden solche Kraftspeicher gewählt, welche die Kraft möglichst
gleichbleibend, nahezu vom Weg unabhängig abgeben.
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Dadurch bleibt die Anpreßkraft zwischen Treibwalze und Spule weitgehend
unbeeinflußt von der Regelbewegung bzw. Relativbewegung der Trageinrichtung 9 gegenüber
dem Schlitten 2.
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Die Kraftspeicher 17 sind beispielsweise als Membran-Zylinder ausgebildet
(Konstruktion und Funktion eines solchen Membran-Zylinders sind in der DE-OS 25
44 773 im einzelnen beschrieben).
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Nach einer hier nicht dargestellten Ausführungsform (DE-OS 25 32 165)
kann die Treibwalze 8 statt in einer geradgeführten Aufhängung in zwei auf einer
Welle befestigten Schwingen drehbar gelagert sein, wobei die Welle reibungsarm drehbar
zwischen der vorderen und der hinteren Schlittenwand gelagert ist.
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Die Düse 18 ist zur Trageinrichtung 9 so angeordnet, daß sich bei
einer Aufwärtsbewegung der Trageinrichtung 9 relativ zum Schlitten 2 der Abstand
zwischen der Düse und der Trageinrichtung verkleinert. Die Düse ist druckmittelseitig
mit dem pneumatischen Antriebssystem für den Schlitten 2 verbunden.
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Das Düse-Prallplatte-System nach Fig. 1 arbeitet - kurzgefaßt -auf
folgende Weise: Wenn durch Anwachsen des Wickels 15 die Treibwalze 8 gegenüber dem
Schlitten 2 angehoben wird und dadurch der Spalt zwischen der Düse 18 und dem Joch
10 geringer wird, steigt der Druck im Antriebssystem und somit auch in den Pneumatikzylindern
4 und 5 an, so daß der Schlitten 2 angehoben wird und der zunächst eingestellte
Abstand zwischen der Düse 18 und dem Joch 10 sich wieder einstellt. Wenn umgekehrt
der
Schlitten soweit angehoben wird, daß der Luftspalt breiter
wird, bläst die Dse tuft ab; der Druck in den Zylinder Kolben-Einheiten 4 und 5
sinkt ab und der Schlitten 2 fährt abwärts bis der Luftspalt wieder seine Sollbreite
erreicht hat.
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In Fig. 2 ist di(> Anordnung eines IIilfsmotors in der Verlängerung
der Spannfutterwelle auf der Rückseite des Maschinengestells 1 gezeigt; er ist mit
12 bezeichnet. Als Hilfsmotor kann ein Synchronmotor eingesetzt sein, dessen Drehzahl
mittels eines Frequenz generators derart verstellbar ist, daß die Umfangsgeschwindigkeit
der Leerhülse im wesentlichen an die Laufgeschwindigkeit des angelieferten Fadens
angepaßt werden kann.
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Die Motorwelle des Hilfsmotors ist mittels einer Schaltkupplung 16
üblicher Bauart mit der Spannfutterwelle 11 im Antriebssinne verbindbar. Die Kupplung
16 kann elektromagnetisch, hydraulisch oder vorzugsweise pneumatisch betätigbar
.sein.
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Der flilfsmotor 12 ist über ein Steuerteil 21 mit dem pneumatischen
Antriebs system für den Schlitten schalttechnisch verbunden. Der Steuerteil kann
pneumatische, hydraulische oder elektronische Schalt- und Steuerglieder - z.B. einen
Mikroprozessor - enthalten. Da der Steuerteil nicht Gegenstand dieser Erfindung
ist, kann hier auf eine Erläuterung der Einzelheiten dieses Steuerteils 21 verzichtet
werden.
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Der Hilfsmotor hat die Aufgabe, die Spannfutterwelle 11 -nach dem
Aufstecken einer oder mehrerer Leerhülsen auf das Spannfutter - auf ihre Anfangs-Betriebsdrehzahl
bzw. auf eine Drehzahl im Bereich ihrer Anfangs-Betriebsdrehzahl zu beschleunigen
und vorerst weiter anzutreiben, damit der mit
konstanter Geschwindigkeit
angelieferte Faden möglichst ohne Verlust an die Leerhülsen angelegt und störungsfrei
aufgewickelt werden kann, bis die Treibwalze 8 mit ihrem Umfang den Umfang der ersten
Fadenlagen auf der Leerhülse berührt und somit den Antrieb der Spule einschließlich
der Spannfutterwelle 11 übernimmt.
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Im Augenblick der Kontaktnahme zwischen Treibwalze und Spule muß der
Hilfsmotor 12 abgeschaltet werden. Es ist zweckmäßig, um dabei den Antrieb der Motorwelle
des ausgeschalteten Hilfsmotors 12 über die Spannfutterwelle 11 zu verhindern, die
Verbindung zwischen der Spannfutterwelle 11 und der Motorwelle des Hilfsmotors 12
zu trennen, was über die in Fig. 2 schematisch dargestellte Schaltkupplung 16 erreicht
wird.
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Das Antriebssystem für den Schlitten 2 besteht - wie im Zusammenhang
mit Fig. 1 bereits erläutert - aus den Zylinder-Kolben-Einheiten 4 und 5, von denen
in Fig. 2 ledisllich die Zylinder-Kolben-Einheit 4 teilweise gezeigt ist. Alìßer
dem Steuerteil 21 enthielt die Steuer- und Regelei.nrichtung ein JA-Verstärker-Element
23, einen druckabhängigen Signalgeber 24 - z.B. ein handelsübliches "variables Genzsignalelement,
positiv" - eine Drossel 19 und das bereits beschriebene Düse-Prallplatte-System
18, 10. Die Schaltelemente 23 und 24 sind pneumatische Bauelemente. Alle pneumatischen
Schalt- bzw.
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Steuerelemente werden von einer gemeinsamen, hier nicht im einzelnen
dargestellten Druckluftquclle versorgt. Der Steuerteil 21 weist unter anderem auch
von Hand zu betätigende Bedienungsknöpfe - z.B. den Startknopf - auf.
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Vor Beginn des Spulvorganges steht der Schlitten 2 oberhalb der Spannfutterwelle
11 in seiner Ruheposition mit einem Abstand zur Spannfutterwelle 11, der es zuläßt,
die Spannfutterwelle 11 bequem mit einer oder mehreren Leerhülsen zu bestücken.
Mit dem Betätigen des nicht dargestellten Starttasters am Steuerteil 21 werden gleichzeitig
mehrere für den Betrieb der Spulvorrichtung notwendige Funktionen in Gang gesetzt,
von
denen hier nur solche erwähnt werden, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung von Interesse sind. So werden die Antriebe für die Treibwalze 8 und
die Changiereinrichtungen 13 und 14 in Gang gesetzt, der Hilfsmotor 12 eingeschaltet
und die Schaltkupplung 16 gekuppelt.
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Der Schlitten 2 wird für die Abwärtsbewegung freigegeben.
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Weiterhin ergeht ein Signal vom Steuerteil 21 über die Steuerleitung
22 an das JA-Verstärker-Element 23. Dieses Element 23 stellt die Verbindung zwischen
der Druckluftquelle über die Leitung 27, Drossel 19 und Druckleitung 28 zu den Zylinder-Kolben-Einheiten
4 und 5 her. Die an die Druckluftleitung 28 angeschlossene Druckluftleitung 29 beaufschlagt
das Düse-Prallplatte-System mit Druckluft.
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Da die Treibwalze 8 sich in dieser Stellung nicht auf der Spule bzw.
auf den Leerhülsen abstützt, hängt sie mit ihrem vollen Gewicht über die Trageinrichtung
9 an den Kraftspeichern 17, wodurch die Trageinrichtung 9 relativ zum Schlitten
2 soweit absinkt, daß der Luftspalt zwischen der Düse 18 und dem Joch 10 der Trageinrichtung
9 seine größte Weite erreicht.
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Die in dem Leitungssystem 28, 29 und den Zylinder-Kolben-Einheiten
4 und 5 anstehende Druckluft strömt daher aus der Düse 28 aus, so daß der in den
Zylinder-Kolben-Einheiten 4 und 5 wirksame Druck so niedrig ist, daß sich der Schlitten
durch sein Eigengewicht absenkt.
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Auf die Darstellung einer Fadenanlegevorrichtung ist hier der besseren
Übersichtlichkeit wegen verzichtet. Es kann zum Beispiel die in der DE-OS 25 47
401 beschriebene Fadenanlegevorrichtung verwendet werden. Auch auf den Fadenanlegevorgang
soll hier im einzelnen nur insoweit eingegangen werden,
als er
für das Verständnis der Erfindung notwendig ist. Zum Anlegen des Fadens kann der
Schlitten soweit abgesenkt werden, daß die Treibwalze 8 die auf dem Spannfutter
aufgesteckten Leerhülsen berührt oder aber bis er an einen Anschlag fährt, der so
angeordnet ist, daß bei Anschlagposition zwischen der Treibwalze 8 und der auf dem
Spannfutter aufgesteckten Leerhülse ein Luftspalt von einigen Zehntel Millimetern
bestehen bleibt.
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Bei der ersten dieser beiden Möglichkeiten besteht die Gefahr, daß
die Leerhülse bzw. die Leerhülsen und insbesondere die ersten auf die Leerhülsen
aufgewickelten Fadenwindungen beschädigt werden. Außerdem entsteht bei der Berührung
zwischen der Treibwalze 8 und den Leerhülsen erheblicher Lärm. Aus diesen Gründen
wird die zweite Möglichkwit bevorzugt.
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Beim Anfahren des Schlittens 2 gegen den hier nicht dargestellten
Anschlag wird durch entsprechende Signale von Steuerteil 21 der Fadenanlegevorgang
ausgelöst. Der Motor 12 wurde - wie weiter oben schon erwähnt - bereits vorher in
Gang gesetzt und die Schaltkupplung 16 gekuppelt, so daß die Spannfutterwelle 11
inzwischen ihre Betriebsdrehzahl erreicht hat.
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Nachdem der Faden bzw. die Fäden von der Leerhülse bzw. den Leerhülsen
erfaßt worden ist bzw. sind, werden nunmehr einige Schichten von Fäden auf die Hülsen
gelegt, bis der Luftspalt zwischen der Leerhülse bzw. den Leerhülsen und der Treibwalze
8 nunmehr durch Fadenmaterial ausgefüllt ist.
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In dem Augenblick, in dem die äußere Fadenlage in Kontakt mit dem
Umfang der Treibwalze 8 gelangt und der auf diesen Fadenlagen aufliegende Gewichtsanteil
der Treibwalze 8 der gewünschten Anpreßkraft entspricht bzw. diese im nächsten Sekundenbruchteil
überschreitet, wird der Luftspalt zwischen dem Joch 10 und der Düse 18 so stark
verringert, daß sich die Druckluft staut und dadurch der Druck in den Zylinder-Kolben-Einheiten
4 und 5 ansteigt.
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Dieser Druckanstieg hat zwei Wirkungen zur Folge: Der druckabhängiqe
Signalgeber 24 stellt diesen Druckanstieg fest und gibt ein Signal über die Steuerleitung
25 an den Steuerteil 21. Der Steuerteil 21 gibt darauf seinerseits ein Signal an
den Motor 12 und die Schaltkupplung 16, die daraufhin ausgeschaltet bzw. entkuppelt
werden. Der Antrieb der Spannfutterwelle 11 wird nunmehr allein von der Treibwalze
8 übernommen.
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Die zweite Wirkung ist zwar für das Verständnis der Erfindung unerheblich,
soll hier aber der Vollständigkeit halber kurz erläutert werden. Der Druckanstieg
bewirkt das Heben der Kolben in die Zylinder-Kolben-Einheiten 4 und 5 und damit
die Aufwärtsbewegung.des Schlittens 2. Dadurch erweitert sich wieder der Luftspalt
zwischen dem Joch 10 und der Düse-18, so daß der Druck im Antriebssystem - also
auch inden Zylinder-Kolben-Einheiten 4 und 5 wieder absinkt, und der Schlitten hierdurch
wieder stehen bleibt. Dieses Absinken des Druckes hat keine Wirkung auf den Hilfsmotor
12 und die Kupplung 16. Die Kraftspeicher 17 sind im Zusammenwirken mit dem Düse-Prallplatte-System
derart abgestimmt, daß dauernd ein konstanter Anpreßdruck zwischen dem Spulenwickel
15 und der Treibwalze 8 aufrecht erhalten wird (Einzelheiten hierzu können der DE-OS
25 44 773 entnommen werden).
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In Fig. 3 ist der Schlitten 32 in Führungen 3 des Maschinengestells
1 horizontal verfahrbar angeordnet. Im Gegensatz zur Ausführung gemäß Fig. 1 ist
hier die Treibwalze 8 nicht beweglich im Schlitten 32 aufgehängt. Dagegen ist die
Spannfutterwelle 11 in der gegenüber dem Maschinengestell 1 relativ in Grenzen bewegbaren
Trageinrichtung 9 drehbar gelagert.
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Der nicht dargestellte Hilfsmotor ist derart an der Trage in richtung
9 befestigt, daß er die Relativbewegung der Spannfutterwelle 11 zum Maschinengestell
1 -mit ausführt. Die Trageinrichtung 9 ist über einen Kraftspeicher 17 am Maschinengestell
befestigt. Die Antriebseinrichtung für die Schlittenbewtng ist durch die Zylinder-Kolben-Einheiten
4'und 5'
schematisch dargestellt. Die Schaltung der pneumatischen
Steuer- und Regeleinrichtung in Fig. 3 unterscheidet sich von der in Fig. 2 dargestellten
Einrichtung dadurch, daß hier im Düse-Prallplatte-System zwei Düsen 18 und 18' mit
einer Prallplatte 26 -zusammenwirken.
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Diese Anordnung ergibt sich aus der Notwendigkeit, den Schlitten 2
in beiden Bewegungsrichtungen antreiben zu müssen, im Gegensatz zu der Schlittenführung
nach den Fig. 1 und 2, bei welcher die vertikale Verfahrbarkeit des Schlittens 2
den Antrieb für die Abwärtsbewegung überflüssig macht, da das Absenken unter Ausnutzung
des Eigengewichtes des Schlittens 2 erfolgt.
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Eine Kupplung 16 ist im Schaltplan nach Fig. 3 nicht gezeigt, wird
aber in diesem Ausführungsbeispiel zweckmäßigerweise auch angewendet. Die übrigen
Schaltelemente sind mit den in den Fig. 2 dargestellten identisch.
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Die Einrichtung arbeitet in der für die Erfindung relevanten Phase
wie folgt: Wenn der Schlitten 32 in Ruhestellung steht, wird die Trageinrichtung
9 mit der Spannfutterwelle 11, auf der die Leerhülse bereits aufgespannt sein möge,
von dem Kraftspeicher 17 - in der Darstellung nach Fig. 3 - nach rechts gedrängt,
da die auf das Spannfutter aufgespannte Leerhülse bei Ruhestellung des Schlittens
2 nicht am Umfang der Treibwalze 8 anliegt. Dabei ist die Spaltweite zwischen der
Prallplatte 26 und der Düse 18 gleich bzw. nahezu Null, wodurch der Druck in den
kolbenstangenseitigen Zylinderräumen der Zylinder-Kolben-Einheiten 4' und 5' höher
ist als in den kolbenseitigen Zylinderräumen.
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Der Schlitten fährt dadurch nach Betätiqung der St.1rttaste nach links.
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Wie bei der Ausführungsfom nach den Fig. 1 und 2 kann auch hier der
Schlitten 32 so auf die Spannfutterwelle 11 zufahren, daß die Treibwalze 8 direkt
mit dem Umfang der Leerhülse in Kontakt gelangt, oder der Schlitten kann zunächst
gegen einen Anschlag fahren, so daß zwischen der Treibwalze 8 und dem Umfang der
Hülse ein Luftspalt bestehen bleibt, der - selbstverständlich nachdem der hier nicht
näher zu besprechende Fadenanlegevorgang abgeschlossen ist - vor aufzuwickelnden
Fadenlagen ausgefüllt wird, so daß nach sehr kurzer Wickelzeit der Umfang dieses
wachsenden Wickels den Umfang der Treibwalze 8 berührt. Durch diese Berührung wird
die Spannfutterwelle 11 - in der Zeichnung nach Fi«. 3 - gegen die Kraft des Kraftspeichers
17 nach links gedrückt, wodurch einerseits der Luftspalt zwischen der Düse 18 und
der Prallplatte 26 qrößer wird, so daß der Druck in den kolbenstangenseitigen Zylinderräumen
der Zylinder-Kolben-Einheiten 4 und 5 abfällt und andererseits der Luftspalt zwischen
der Düse 18' und der Platte 26 enger wird,so daß. der Druck in den kolbenseitigen
Zylinderräumen ansteigt und dadurch der Schlitten - in der Zeichnung nach Fig. 3
gesehen - nach rechts bewegt wird, bis der Gleichgewichtszustand im Düse-Prallplatte-System
18 - 26 - 18' wieder hergestellt ist, wobei sich auch die am Kraftspeicher 17 vorgegebene
Anpreßkraft automatisch einstellt.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist der Druckabfall im
koLbenstangenseitigen Zylinderraum der Zylinder-Kolben-Ein.ieiten 4 und 5 entscheidend
für das Ausschalten und Abkuppeln des Hilfsmotors- 12r der zu Beginn der Spulreise,
als der Schlitten 32 zu seiner Bewegung in Richtung auf die Spannfutterwelle 11
in Gang gesetzt wurde, ebenfalls eingeschaltet und seine Motorwelle mit der Spannfutterwelle
11 gekuppelt wurde. In diesem Fall ist als druckabhänqiger Signalgeber
31
ein "variables Grenzsignalelement, negativ" gewählt, das auf Druckabfall reagiert
und den Steuerteil 21 über die Steuerleitung 25 das Signal zum Ausschalten und Entkuppeln
des Motors 12 liefert, im Gegensatz zur Einr:chtuuq nach Fig. 2, bei der ein Druckanstieq
für die Sign.llaba e entscheilcnd is.
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Eine mögliche Abwandlung der Vorrichtung nach Fig. 3 könnte darin
bestehen,~da3 anstelle des "variablen Grenzsignalelementes, negativ" an d-r Druckleitung
28' ein "variables Grenzsignalelement, positiv 24 an der Druckleitung 28 angeschlossen
ist, welches auf Druckanstieg anspricht.
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In Fig 4 ist eine Spulvorrichtung dargestellt, an der ein vertikal
verfahrbarer Schlitten 2 die Spannfutterwelle 11 trägt. Der lediqlich im Schaltplan
der pneumatischen Steuer-und Regeleinrichtung symbolisch wiedergegebene Hilfsmotor
12 ist ebenfalls am Schlitten 2 in der rückwärtigen Verlängerung der Spannfutterwelle
11 und mit dieser kuppelbar am Schlitten 2 befestigt. Die Trageinrichtung 9, welche
die Treibwalze 8 trägt, ist hierbei über einen Kraftspeicher 17 am Maschinengestell
und relativ zu diesem in Grenzen und reibungsarm beweglich angeordnet. Während die
Düse 18 am Maschinengestell 1 befestigt ist-, ist die Prallplatte 26 des Düse-Prallplatte-Systems
an der gegenüber dem Maschinengestell 1 bewegbaren Trageinrichtung 9 rngeordnet.
Die einzelnen Steuer- bzw.
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Schaltelemente im chaltplan nach Fig. 4 sind identisch mit den entsprechenden
Elementen in den voraufbeschriebenen Fig. 2 und 3. Das Düse-Prallplatte-System entspricht
im wesentlichen dem in Fig. 2 dargestellten.
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Die Wirkungweise des pneumatischen Antriebs systems entspricht ebenfalls
im wesentlichen der Arbeitsweise der vorbeschriebenen Antriebseinrichtungen.
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Ein Unterschied gegenüber der Arbeitsweise der Einrichtung gemäß Fig.
2 besteht allerdings darin, daß bei Kontaktaufnahm
(} zwischen
der Treibwalze 8 und dem Umfang der Anfangsfadenlagen auf der Spulenhülse der Spalt
zwischen der Düse 18 und der Prallplatte breiter wird, der Druck im Antriebssystem
dadurch abfällt und ein solcher druckabhängiger Siqnalgeber 31 gewählt ist, der
auf diesen Druckabfall im Antriebssystem hin den Hilfsmotor 12 abstellt und die
Kupplung 16 löst.
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Die Spulvorrichtung nach Fig. 5 unterscheidet sich von denen in den
Fig. 1 bis 4 dargestellten Spulvorrichtungen in einigen wesentlichen Einzelheiten.
Die Spulvorrichtung weist zwei Spannfutterwellen 41 auf, die frei drehbar in einem
Spulenrevolver 33 angeordnet -sind., der seinerseits um seine Mittelachse 35 drehbar
im Maschinengestell 34 gelagert ist.
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Der Drehantrieb für den Spulenrevolver 33 ist hier nicht dargestellt.
Auf der Rückseite des Maschinengestells 34. iet auf der Drehachse 35 des Spulenrevolvers
33 eine Kolbenstange 36 einer Zylinder-Kolben-Einheit 37 angeschraubt, d.h der.
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Zylinder 38 (Kupplungszylinder) ist axial verschiebbar auf der olbenstange
36, die auch den Kolben trägt, angeordnet.
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An dem axial verschiebbaren Zylinder 38 ist der elektrische Hilfsmotor
12 mittels eines in der Drehachse 35 des Spulen revolvers 33 drehbar gelagerten
Schwenkhebels 39 befestigt, dessen vorderer Wellenzapfen als Reibkonus 40 ausgebildet
ist. Dieser Reibkonus 40 paßt in den Gegenkonus 42, der das rückwärtige Ende der
Spannfutterwelle 41 bildet.
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Der vertikal verfahrbare Schlitten 2 trägt die gleichen Baueinheiten
- z.B. Treibwalze 8, Trageinrichtung 9, Kraftspeicher 17 und Düse 18 - wie der Schlitten
2 der. in den
Fig. 1 und 2 dargestellten Spulvorrichtung. Auf die
Darstellung der pneumatischen Antriebseinrichtung mit den Zylader-z:olbell-Einheiten
4 und 5 ist hier verzichtet. Sie ist im wesen Lichn identisch mit der Antriebseinrichtung
gemäß Fig. 2.
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Anstelle der Kupplung 16 gemäß Fig. 2, ist bei-der Spulvorrichtung
gemäß Fig. 5 die Konuskupplung 40, 42 getreten, die dadurch betätigt - d.h. gekuppelt
bzw. entkuppelt - wird, daß durch Beaufschlagung der Zylinder-Kolben-Einheit 37
mit Druckluft der Hilfsmotor 12 axial auf die Spannfutterwelle 41 zu bzw.
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von dieser wegbewegt wird. Die Verbindung bzw. Trennung der Zylinder-Kolben-Einheit
37 mit bzw. von der nicht dargestellten Druckluftquelle erfolgt durch solche im
Steuerteil 21 integrierte Schalt- bzw. Steuerelemente.
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Fig. 5 zeigt den Hilfsmotor 12 in seiner Arbeitsposition, bei welcher
die Kupplungsteile 40 und 42 miteinander gekuppelt sind,-und die Spanlfutterwelle
41 vom Hilfsmotor 12 auf seine Anfangs-Betriebsdrehzahl beschleunigt wird. Eine
Leerhülse 43 ist bereits auf die Spannfutterwelle 41 aufgesteckt.
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Die mit der Treibwalze 8 in Umfangskontakt stehende Spule 15 ist bereits
fertig gewickelt.
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Beim nächsten Arbeitsschritt werden die beiden Spannfutterwellen 41
ihre Position wechseln, d.h. der Spulenrevolver 33 wird um die Dreliac} e 36 derart
<jedreht, daß die Treibwalze 8 und die fertiggewickelte Spule 15 außer Eingriff
gelangen und andererseits der Umfang der Leerhülse 43 mit dem Umfang der Treibwalze
8 in Berührung kommt bzw. daß die Treibwalze 8 und die Leerhülse 43 in eine Lage
zu einander gelangen, bei der zwischen ihren Umfängen noch ein Luftspalt von einigen
Zehntel Millimetern verbleibt. Während dieser Drehbewegung des
Spulenrevolvers
33 bleibt die Antriebsverbindung zwischen der Welle des Hilfsmotors 12 und der Spannfutterwelle
4 bestehen, d.h. der Hilfsmotor 12 wird mit dem Schwenkhebel 39 um die Drehachse
36 geschwenkt (Einzeiheiten hierzu sind in der DE-AS 26 55 544 beschrieben).
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Nun folgt das Wechseln des aufzuwickelnden Fadens von der vollen Spule
15 an die Leerhülse 43. (Da dieser Vorgang nicht erfindungswesentlich ist, wid er
hier nicht näher-beschribben). Die darauf folgenden Arbeitsschritte sind zum größten
Teil Wiederholungen der Arbeitsgänge, die im Zusammenhang mit den in den Fig. 1
bis 4 dargestellten Vorrichtungen erläutert wurden: Aufwickeln der ersten Fadenlagen,
Kontakt zwischen diesen Fadenlagen und dem Umfang der Treibwalze- 8, Ansprechen
des druckabhängigen Signalgebers (nicht dargestellt), Weitergabe des Signals an
den Steuerteil 21, der dadurch die Beaufschlagung der Zylinder-Kolben-Einheit 37
veranlaßt, so daß der Zylinder 38 und damit der Schwenkhebel 39 sowie der Hilfsmotor
12 eine Axialbewegung ausführen. Hierdurch wird die Konuskupplung 40, 42 getrennt,
und der Schwenkhebel.39 mit dem Hilfsmotor 12 nimmt unter der Wirk-mg einer Feder
(nicht dargestellt) seine Ausgangsposition ein (Einzelheiten hierüber sind der DE-AS
26 55 544 zu entnehmen).
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Der in der Spulvorrichtzng gemäß Fig. 5 verwendete druckabhängige
Signalgeber, reagiert auf Druckansieg im Antriebssystem und entspricht dem in der
Steuer- und Regeleinrichtung für die Spulvorrichtung gemaß den Fiq. 1 und 2 verwendeten
handelsüblichen "variable Grenzsignalelemnt, positiv".
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Beide druckabhängige Signalgeber, sowohl das "variable Grenzsignalelement,
positiv" als auch das "variable Grenzsignalelement, negativ" sind auf einen gewünschten
Druck ~ Sollwert einstellbar, und geben je nach Ausführung entweder ein pneumatisches
Signal weiter oder wandeln den im pneumatischen Antriebssystem festgestellten Druck-Sollwert
in ein elektrisches Signal um.
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Der Steuerteil 21 weist pneumatische Taktbausteine auf, die auf Betätigen
einer einzigen Taste mehrere Funktionen gleichzeitig oder nacheinander auslösen
können.
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BEZUGS ZEICHENAUFSTELLUNG 1 Maschinengestell 2 Schlitten 3 Führungen
4) 4) Pneumatik-Zylinder 5) 7 ) Arme der Trageinrichtung 8 Treibwalze 9 Trageinrichtung
9', 10 Joch (als Prallplatte) 11 Spannfutterwelle 12 Hilfsmotor 13 Changiereinrichtung
(Kehrgewindea.alze) 14 Nutwalze 15 Spule (Wickel) 16 Schaltkupplung 17 Kraftspeicher
18 Düse 19 Drossel 20 Druckmittelleitung 21 Steuerteil (Mikroprozessor) 22 Steuerleitung
23 JA-Verstärker-Element 24 druckabhängiger Signalgeber (variables Grenzsignalelement,
positiv) '5 Sleuerleitung 26 Prallplatte 27 28 ) Druckleitung 29 30 Steuerleitung
31 druckabhängiger Signalgeber (variables Grenzsignalelement, negativ) 32 Schlitten,
horizontalbewegbar (Fig. 3) 33 Spulenrevolver
34 Maschinengestell
35 Drehachse 36 Kolbenstange 37 Zylinder-Kolben-Einheit 38 Zylinder (@upplungszylinder)
39 Schwenkhebel 40 Reibkonus 41 Spanndornwelle 42 Gegenkonus 43 Leerhülse