DE3725812A1 - Vorrichtung zum wickeln von kreuzspulen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wickeln von Kreuzspulen mit Antrieb der Spulen am Umfang und Verlegung des Fadens durch einen auf einer hin- und herbewegbaren Fadenführerstange angeordneten Faden­ führer.

Bei derartigen Spulvorrichtungen wird die Spule mit konstanter Um­ fangsgeschwindigkeit angetrieben. Der den Faden verlegende Changier­ fadenführer wird ebenfalls mit fast über die ganze Spulenbreite konstanter Geschwindigkeit hin- und herbewegt, wobei der über eine Vielzahl von Spulstellen sich erstreckende Antrieb der Fadenführer­ stange mit den Fadenführern bekannterweise mittels Kurvenscheiben erfolgt. Schließlich ist auch der Kreuzungswinkel des auf die Spule auflaufenden Fadens über die gesamte Bewicklungsdicke der Spule kon­ stant.

Diese Antriebsverhältnisse wirken sich insofern nachteilig auf die Spulenbildung aus, als dadurch Randwülste an den Spulenkanten und Bildwicklungen mit mehreren aufeinanderfallenden Fadenwindungen ver­ ursacht werden. Diese Fehler im Spulenaufbau können zu Störungen beim Abzug des Fadens von der Spule führen und das Durchfärben der Spulen verhindern.

Um Randwülsten und Bildwicklungen entgegenzuwirken, wurden bereits zahlreiche getriebetechnische Vorschläge gemacht, um der Fadenführer­ stange zusätzlich zu ihrem Grundantrieb noch eine periodisch sich wiederholende Zusatzbewegung zu erteilen und durch Einsatz sogenann­ ter Bildstörgetriebe den Fadenkreuzungswinkel auf der Spule zu ändern (DE-AS 28 14 759; DE-OS 22 54 344; DE-OS 25 34 239).

Beim Wickeln von konischen Kreuzspulen mit konstanter oder auch variabler Fadenzuführgeschwindigkeit besteht ferner das Problem, daß mit wachsender Spulenfülle die Kreuzspule Kontakt mit den links und rechts neben einer Reibzone liegenden Teilen der Antriebswalze be­ kommt und nicht mehr nur in der Reibzone, sondern an verschiedenen Stellen ihres Umfanges angetrieben wird. Dadurch wird die Drehzahl der Kreuzspule schwankend und unkontrollierbar, was sich nachteilig auf die Qualität der Spule auswirkt. Zur Lösung dieses Problems wurde vorgeschlagen, den Fadenkreuzungswinkel in der Reibzone gegenüber dem Fadenkreuzungswinkel außerhalb der Reibzone zu verkleinern, sei es dadurch, daß die Steigung der Steuernut in der Mitte der Steuertrom­ mel für den Antrieb der Fadenführerstange kleiner gehalten wird als in den anderen Bereichen oder zwischen die Steuertrommel und die Fadenführerstange ein Koppelgetriebe geschaltet wird (DE-PS 26 32 014). Durch all diese Maßnahmen entsteht jedoch ein Mehrauf­ wand, der die Vorrichtung beträchtlich verteuert und nicht alle Forderungen bezüglich eines gleichmäßigen Spulenaufbaus erfüllt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise einen optimalen Spulenaufbau ermög­ licht.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fadenführer­ stange durch einen Servomotor angetrieben ist, den ein Mikroprozessor steuert.

Damit wird erreicht, daß Hub, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Fadenführerstange allein durch die Drehbewegung des Servomotors be­ stimmt sind. Sie können auf einfachste Weise beliebig voneinander unabhängig und sehr genau eingestellt und während der Spulenbildung variiert werden. Außerdem wird nur ein Minimum an verschleißbehafte­ ten Bauteilen für den Antrieb benötigt.

Um die vom Servomotor erzeugte Drehbewegung in eine mit hoher Ge­ schwindigkeit ablaufende gerade Hin- und Herbewegung der Fadenführer­ stange umzusetzen, ist die Fadenführerstange über ein Zahnrad ange­ trieben, das in eine der Fadenführerstange zugeordnete Zahnstange eingreift.

Das Zahnrad kann auf der Motorwelle befestigt sein oder auch auf der Abtriebsseite eines dem Servomotor nachgeschalteten Getriebes zur Untersetzung der Motordrehzahl. Zweckmäßig ist der Servomotor ein bürstenloser Drehstrommotor, der leistungsstark und reaktionsschnell ist sowie eine große Drehkraft vom Stillstand bis zu hohen Drehzahlen hat.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine durch einen Servomotor angetriebene Fadenführerstange in perspektivischer Darstellung, und

Fig. 2 einen Prinzipschaltplan

Mit 1 ist in Fig. 1 eine Fadenführerstange bezeichnet, die sich in bekannter Weise über mehrere Spulstellen erstreckt und in einer Mehrzahl von Gleitlagern 11 geführt ist. Zur Bildung einer Kreuzspule 10 wird die Fadenführerstange 1 hin- und herbewegt. Diese Bewegung ist durch den Doppelpfeil P gekennzeichnet. Die Fadenverlegung an jeder Spulstelle erfolgt durch Fadenführer 2, die auf der Fadenführer­ stange 1 befestigt sind und somit deren Changierbewegung folgen. Die Kreuzspulen 10 werden durch eine rotierende Antriebswalze 12 an ihrem Umfang und unabhängig vom Antrieb der Fadenführerstange 1 angetrieben.

Der Antrieb der Fadenführerstange 1 erfolgt durch einen Servomotor 3, dessen Drehbewegung durch ein Zahnrad 4 in Verbindung mit einer Zahn­ stange 5 in eine gerade Hin- und Herbewegung der Fadenführerstange 1 umgesetzt wird. Die Zahnstange 5, in die das Zahnrad 4 eingreift, ist mit der Fadenführerstange 1 mechanisch gekoppelt oder auch in diese integriert. Im Ausführungsbeispiel ist dem Servomotor 3 zur Unter­ setzung seiner Drehzahl ein Getriebe 6 nachgeordnet und das Zahnrad 4 auf der Abtriebsseite des Getriebes 6 angeordnet. Das Getriebe 6 gestattet eine Erhöhung des Drehmomentes und damit eine Vergrößerung des Radius des Zahnrades 4. Das Zahnrad 4 kann jedoch gegebenenfalls auch unmittelbar auf der Motorwelle des Servomotors 3 befestigt sein. Ebenso besteht die Möglichkeit, auch andere geeignete mechanische Vorrichtungen zum Umsetzen der Drehbewegung des Servomotors 3 in eine gerade Hin- und Herbewegung der Fadenführerstange 1 zu verwenden, für eine langsame Changierung beispielsweise eine Spindel und Spindel­ mutter.

Als Servomotor 3 wird vorzugsweise ein Motor mit besonders kleiner Drehmasse eingesetzt, der außerdem leistungsstark und reaktions­ schnell ist sowie eine große Drehkraft vom Stillstand bis zu hohen Drehzahlen in beiden Drehrichtungen zum Beschleunigen und Verzögern hat. Diese Forderungen erfüllt beispielsweise ein bürstenloser Dreh­ stromservomotor.

Der Servomotor 3 wird elektronisch gesteuert. Wie in Fig. 2 schema­ tisch dargestellt, enthält die Steuereinrichtung einen Mikrorechner- Steuerteil MS, in den die Sollwerte S von Drehwinkel, Drehgeschwindig­ keit, Drehbeschleunigung und Drehverzögerung oder Drehkraft des Servo­ motors 3 eingegeben werden. Dies können Sätze fester Werte sein, die digital über eine Tastatur eingegeben werden, wobei die Ablauffolge und die Wiederholungszahl der Sätze mit eingegeben werden. Die Soll­ werte können auch zeitlich veränderlich sein. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, den Mikrorechner des Steuerteils MS mit Ablaufpro­ grammen zu programmieren.

Der Mikrorechner-Steuerteil MS ist mit einem Regler R verbunden, der seinerseits mit dem Servomotor 3 über eine elektrische Leitung 30 verbunden ist und dafür sorgt, daß die Istwerte der Bewegung des Servomotors 3 zu jedem Zeitpunkt mit den Sollwerten übereinstimmen. Die Istwerte werden durch einen dem Servomotor 3 zugeordneten Encoder bzw. Resolver E festgestellt, der über elektrische Leitungen 31 und 32 mit dem Regler R und dem Steuerteil MS des Mikrorechners verbunden ist. Der Regler R und Servomotor 3 werden über ein an das Stromnetz angeschlossenes Leistungsteil L betrieben.

Der erfindungsgemäße Antrieb ermöglicht es, die Fadenführerstange 1 mit den Fadenführern 2 konstant und ruckfrei am Hubanfang zu be­ schleunigen und am Hubende zu verzögern sowie ihr zwischen der Beschleunigungs- und Verzögerungsphase an den Hubenden eine konstante oder beliebig beschleunigte und verzögerte Bewegung zu erteilen.

Da ferner die Hübe der Fadenführerstange 1 bzw. Fadenführer 2 bezüg­ lich ihrer Länge während des Spulenaufbaus und ihrer Anzahl frei programmierbar sind, lassen sich Bildwicklungen und Wülste an den Spulenenden durch entsprechende Wahl und Aufeinanderfolge von Hubver­ kürzungen auf einfache Weise vermeiden.

So kann zur Vermeidung von Bildwicklungen eine beliebig wählbare Hub­ verkürzung eingesetzt werden, die nach einer ebenfalls beliebig wähl­ baren Anzahl von Maximalhüben der Fadenführerstange 1 beim Spulbeginn und danach jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl gleich langer Hübe erfolgt. Dabei werden die beiden Hub-Endlagen um gleiche Beträge nach innen verschoben.

Ferner kann, um keine Randwülste zu erhalten, eine periodische Verkür­ zung und wieder Verlängerung im Rahmen der fortlaufenden Hubverkür­ zung vorgesehen werden, wobei die beiden Hubendlagen um gleiche Beträge nach innen bzw. außen verschoben werden. Dadurch werden gleichzeitig auch Bildwicklungen verhindert.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Wickeln von Kreuzspulen mit Antrieb der Spulen am Umfang und Verlegung des Fadens durch einen auf einer hin- und her­ bewegbaren Fadenführerstange angeordneten Fadenführer für jede Spulstelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführerstange (1) durch einen Servomotor (3) angetrieben ist, den ein Mikrorechner steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fadenführerstange (1) über ein Zahnrad (4) angetrieben ist, das in eine der Fadenführerstange (1) zuge­ ordnete Zahnstange (5) eingreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zahnrad (4) auf der Motorwelle des Servomotors (3) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Zahnrad (4) auf der Abtriebsseite eines dem Servomotor (3) nachgeschalteten Getriebes (6) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotor (3) ein bürstenloser Drehstrommotor ist.