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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer konischen Kreuzspule aus S-gedrehtem Garn. Die Erfindung betrifft ferner die Kreuzspule sowie eine Spulvorrichtung zur Herstellung der Kreuzspule.
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Die
DE 10 2008 015 907 A1 offenbart eine Arbeitsstelle einer Spulmaschine mit einer Spulvorrichtung zur Herstellung konischer Kreuzspulen. An den Arbeitsstellen der Spulmaschine werden Spinnkopse, das Produkt einer Ringspinnmaschine, zu großvolumigen Kreuzspulen umgespult. Solche Kreuzspulen sind häufig als konische Kreuzspulen ausgebildet. Das heißt, die Kreuzspule weist zu der einen Stirnseite hin einen kleineren Durchmesser und zu der anderen Stirnseite hin einen größeren Durchmesser auf. Bei der Weiterverarbeitung werden Kreuzspulen über den kleineren Durchmesser abgezogen. Dadurch wird die Reibung des abgezogenen Garns an dem Garnkörper der Kreuzspule verringert.
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Die Spulvorrichtung weist einen Spulenrahmen zum Haltern der Kreuzspule beziehungsweise der Hülse, eine als einzelmotorisch angetriebener Fingerfadenführer ausgebildete Verlegevorrichtung zur Verlegung des Fadens auf der Kreuzspule und eine als Spulenantriebswalze ausgebildete Vorrichtung zum Antreiben der Kreuzspule auf. Aufgrund des unterschiedlichen Umfangs an den beiden Stirnseiten einer konischen Kreuzspule wird auf der Seite mit dem größeren Durchmesser mehr Garn aufgewunden als auf der Seite mit dem kleineren Durchmesser. Um eine ordnungsgemäße Verlegung des Faden zu gewährleisten, ist es erforderlich, dass die Verlegevorrichtung auf der Seite mit dem größeren Durchmesser eine geringere Geschwindigkeit aufweist als auf der Seite mit dem kleineren Durchmesser. Das Verhältnis der Verlegegeschwindigkeit zwischen der, betrachtet von der Bedienseite, linken und rechten Stirnseite der Kreuzspule wird als Konizitätsfaktor oder Symmetrieverhältnis bezeichnet.
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Gesponnene Garne aus Einzelfasern können entweder als Z-gedrehtes oder S-gedrehtes Garn ausgebildet sein. Bei einem Z-gedrehten Garn liegen die Einzelfasern im Garn bei senkrecht gehaltenem Faden in Richtung des Schrägstriches des Buchstabens Z. Ein S-gedrehtes Garn weist eine entgegengesetzte Drehung auf. Die Einzelfasern liegen bei senkrecht gehaltenem Faden in Richtung des Schrägstriches des Buchstabens S. Garne sind überwiegend Z-gesponnen, so dass bei Z-gedrehten Garnen in der Regel auf eine explizite Angabe der Drehung verzichtet wird.
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Spulvorrichtungen sind in der Regel so ausgebildet, dass die Stirnseite der Kreuzspule mit dem kleineren Durchmesser auf der, betrachtet von der Bedienseite, linken Seite der Spulvorrichtung und entsprechend die Stirnseite der Kreuzspule mit dem größeren Durchmesser, betrachtet von der Bedienseite, rechten Seite der Spulvorrichtung angeordnet ist. Gemäß der oben erläuterten Definition ist das Symmetrieverhältnis, mit der die Kreuzspule gewickelt wird, größer als eins. Bei dieser Anordnung bildet sich eine konische Kreuzspule mit einer sogenannten p-Wicklung aus. Das heißt, beim Abziehen des Fadens über den kleineren Durchmesser der Kreuzspule zeigt der tangential zur Bewicklung gehaltene Faden in Blickrichtung auf den kleineren Durchmesser der Kreuzspule den Verlauf des Buchstaben p. Für ein Z-gedrehtes Garn, das in p-Wicklung auf eine Kreuzspule gewickelt ist, ergibt sich ein optimales Abzugsverhalten. Bevor der Faden beim Abzug von der Kreuzspulenoberfläche abhebt, liegt er zunächst bogenförmig auf dem Kreuzspulenumfang. Beim Abzug rollt der Faden dann in Umlaufrichtung mit und erhält eine weitere Drehung, die ein Zudrehen des Fadens bewirkt.
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Wenn ein S-gedrehtes Garn von einer Kreuzspule mit p-Wicklung abgezogen wird, wirkt die durch das Abrollen erteilte Drehung der Garndrehung entgegen, so dass der Faden aufgedreht wird. Dadurch stehen verstärkt Fasern von dem Faden ab. Die abstehenden Fasern führen dazu, dass sich einzelne Fäden miteinander verhaken können und es dadurch zu Schwierigkeiten beim Abzug von der Kreuzspule kommen kann. Zusätzlich sorgt die S-Drehung des Garnes beim Abzug von einer P-Wicklung für ein Eindrehen des Fadenballons, wodurch das Verhaken von Fäden noch befördert wird.
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Um ein S-gedrehtes Garn optimal von einer Kreuzspule abziehen zu können, kann die Kreuzspule als q-Wicklung ausgebildet werden. Beim Abziehen des Fadens über den kleinen Durchmesser der Kreuzspule zeigt der tangential zur Bewicklung gehaltene Faden in Blickrichtung auf den kleinen Durchmesser der Kreuzspule den Verlauf des Buchstabens q. Um eine konische Kreuzspule mit q-Wicklung herzustellen, muss die Kreuzspule so aufgewickelt werden, dass sich beim Spulen, betrachtet von der Bedienseite, auf der linken Seite der größere und auf der rechten Seite der kleinere Durchmesser ausbildet. Das heißt, das Symmetrieverhältnis ist kleiner als eins. Eine konische Hülse muss also im Vergleich zum Wickeln einer p-Wicklung entgegengesetzt eingelegt werden. Dazu ist ein Umbau des Spulenrahmens erforderlich.
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Die
DE 10 2008 015 908 A1 offenbart eine Spuleinrichtung zum Wickeln einer Kreuzspule auf eine zylindrische Hülse. Um eine konische Kreuzspule herzustellen, wird bei Z-Garn während der Spulenreise das Symmetrieverhältnis während der Spulenreise ausgehend vom Wert 1 erhöht. Somit entsteht eine Kreuzspule mit einer p-Wicklung. Bei S-Garn wird das Symmetrieverhältnis ausgehend von dem Wert 1 während der Spulenreise gesenkt. Damit entsteht eine konische Kreuzspule mit q-Wicklung. Aufgrund der zylindrischen Hülse kann die Hülsenaufnahme zwar unverändert für Z- und S-Garn verwendet werden, es ist aber eine besondere Ausbildung des Spulenrahmens erforderlich. Beim Wickeln einer Kreuzspule mit q-Wicklung ist eine Neigung des Spulenrahmens zur Horizontalen erforderlich, die über das sonst übliche Maß bei Spuleinrichtungen zum Wickeln von p-Wicklungen hinausgeht.
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Aus der
DE 10 2008 015 907 A1 ist außerdem bekannt, beim Wickeln einer p-Wicklung aus Z-gedrehtem Garn auf eine konische Hülse mit einem Symmetrieverhältnis zu starten, das größer ist als für die gewünschte Konizität der Kreuzspule erforderlich, und dann das Symmetrieverhältnis während der Spulenreise auf den gewünschten Wert abzusenken. Durch diese Vorgehensweise soll erreicht werden, dass am Anfang der Spulenreise mehr Garn auf die Seite mit dem größeren Durchmesser gewickelt wird, um dadurch den angetriebenen Durchmesser auf diese Seite zu verlagern. Dadurch werden Schwankungen der Rotationsgeschwindigkeit und damit des Schleppfehlers bei der Verlegung in den Umkehrpunkten reduziert. Eine Aussage zum Wickeln von 5-Garn macht die
DE 10 2008 015 907 A1 nicht.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Wickeln von konischen Kreuzspulen mit S-gedrehtem Garn zu schaffen, die ein gutes Abzugsverhalten aufweisen und ohne größere Änderungen auf gängigen Spuleinrichtungen für Z-Garn gefertigt werden können.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem das S-gedrehte Garn so auf eine Hülse gewickelt wird, dass sich eine p-Wicklung ausbildet und wobei das Symmetrieverhältnis, das heißt, das Verhältnis der Verlegegeschwindigkeit zwischen der, betrachtet von der Bedienseite, linken und rechten Stirnseite der Kreuzspule, während der Spulenreise vergrößert wird.
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Der Erfindung liegen im Wesentlichen zwei Erkenntnisse zugrunde, die miteinander kombiniert werden. Zum einen sind bei kleinen Spulendurchmessern die Abzugseigenschaften von S-gedrehtem Garn auch von einer p-Wicklung akzeptabel, zum anderen kann das Verhaken von Fäden beim Abziehen durch das Wickeln mit einem möglichst großen Symmetrieverhältnis weitestgehend verhindert werden. Ein großes Symmetrieverhältnis beziehungsweise eine starke Konizität der Kreuzspule begrenzt aber den maximalen Durchmesser. Kleine Kreuzspulendurchmesser reduzieren aber die Produktivität der Garnverarbeitung und sind deshalb unerwünscht. Deshalb wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Kreuzspule zu Beginn der Spulenreise mit einem kleineren Symmetriefaktor gewickelt. Mit zunehmendem Durchmesser wird das Symmetrieverhältnis erhöht. Auf diese Weise entsteht eine Kreuzspule mit ausreichendem Durchmesser und guten Abzugseigenschaften.
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Da eine Kreuzspule mit p-Wicklung gespult wird, können gängige Spulenrahmen für Kreuzspulen aus Z-Garn verwendet werden. Lediglich die Steuereinrichtung einer gängigen Spuleinrichtung muss so angepasst werden, dass ein sich über die Spulenreise vergrößerndes Symmetrieverhältnis vorgegeben werden kann. Das sollte in Regel über eine Softwareanpassung möglich sein.
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Vorteilhafterweise wird das S-gedrehte Garn auf eine konische Hülse gewickelt. Damit kann bereits mit einem Symmetrieverhältnis größer als eins entsprechend der Konizität der Hülse gestartet werden, so dass zum Ende der Spulenreise ein größerer Symmetriefaktor möglich ist, als bei einer zylindrischen Spule. Dadurch werden die Abzugseigenschaften weiter verbessert.
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Das Symmetrieverhältnis kann exponentiell, linear oder sprungartig vergrößert werden.
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Die Erfindung betrifft außerdem eine konische Kreuzspule, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist. Eine solche konische Kreuzspule umfasst eine Hülse und einen Garnkörper aus S-gedrehtem Garn, wobei der Garnkörper als p-Wicklung ausgebildet ist und die Konizität der unteren Garnlagen geringer ist als die Konizität der oberen Garnlagen. Vorzugsweise ist die Hülse der erfindungsgemäßen konischen Kreuzspule als konische Hülse ausgebildet.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Spulvorrichtung zur Herstellung einer konischen, als p-Wicklung ausgebildeten Kreuzspule, aufweisend einen Spulenrahmen zum Haltern einer konischen Hülse, eine einzelmotorisch angetriebene Verlegevorrichtung zur Verlegung eines Fadens auf der Kreuzspule und eine Vorrichtung zum Antreiben der Kreuzspule, wobei eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Verlegevorrichtung vorhanden ist, die so ausgebildet ist, dass das Symmetrieverhältnis, das heißt, das Verhältnis der Verlegegeschwindigkeiten zwischen der, betrachtet von der Bedienseite, linken und rechten Stirnseite der Kreuzspule, während der Spulenreise vergrößert werden kann.
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Der Spulvorrichtung können Eingabemittel zugeordnet sein, über die ein Bediener einen steigenden Verlauf des Symmetrieverhältnisses während der Spulenreise vorgeben kann. Der Verlauf kann in den der Spulvorrichtung zugeordneten Speichermitteln gespeichert werden. Die Steuereinrichtung ist so ausgebildet, dass der vorgegebene Verlauf in Abhängigkeit des Kreuzspulendurchmessers automatisch eingestellt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigen
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1 in Seitenansicht schematisch eine Arbeitsstelle einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine;
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2 eine perspektivische Vorderansicht auf die Spulvorrichtung gemäß 1;
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3 einen linearen Verlauf des Symmetrieverhältnisses;
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4 einen exponentiellen Verlauf des Symmetrieverhältnisses;
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5 einen sprungartigen Verlauf des Symmetrieverhältnisses.
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In 1 ist in Seitenansicht schematisch eine Arbeitsstelle 2 einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine, im Ausführungsbeispiel ein so genannter Kreuzspulautomat 1, dargestellt. Auf den Arbeitsstellen 2 derartiger Kreuzspulautomaten 1 werden auf Ringspinnmaschinen produzierte, relativ wenig Fadenmaterial aufweisende Spinnkopse 3 zu großvolumigen Kreuzspulen 5 umgespult. Die Kreuzspulen 5 werden nach ihrer Fertigstellung mittels eines nicht dargestellten, selbsttätig arbeitenden Serviceaggregates, vorzugsweise eines Kreuzspulenwechslers, auf eine maschinenlange Kreuzspulentransporteinrichtung 7 übergeben und zu einer maschinenendseitig angeordneten Spulenverladestation oder dergleichen transportiert.
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Solche Kreuzspulautomaten 1 weisen in der Regel außerdem eine Logistikeinrichtung in Form eines Kops- und Hülsentransportsystems 6 auf. In diesem Kops- und Hülsentransportsystem 6 laufen die Spinnkopse 3 beziehungsweise Leerhülsen auf Transporttellern 11 um. Vom Kops- und Hülsentransportsystem 6 sind in der 1 lediglich die Kopszuführstrecke 24, die reversierend antreibbare Speicherstrecke 25, eine der zu den Spulstellen 2 führenden Quertransportstrecken 26 sowie die Hülsenrückführstrecke 27 dargestellt.
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Jede Arbeitsstelle 2 des Kreuzspulautomaten 1 weist eine Steuereinrichtung, einen so genannten Spulstellenrechner 28 auf, der unter anderem über eine Busverbindung 29 an eine zentrale Steuereinheit 30 des Kreuzspulautomaten 1 sowie über Steuerleitungen 15, 35 an die Einzelantriebe 14, 33 der Spulvorrichtung 4 angeschlossen ist.
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Die Spulvorrichtung 4 verfügt unter anderem über einen Spulenrahmen 8, der, wie in 1 angedeutet, wenigstens um eine Schwenkachse 12, die parallel zur Rotationsachse der Kreuzspule 5 verläuft, beweglich gelagert ist. Der Spulenrahmen 8 kann außerdem, was grundsätzlich bekannt und deshalb aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist, um eine weitere Schwenkachse, die orthogonal zur Schwenkachse 12 verläuft, begrenzt drehbar gelagert sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Spulenrahmen 8 so ausgebildet, dass eine konische Hülse zum Wickeln konischer Kreuzspulen aufnehmen kann.
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Wie in 1 weiter angedeutet, liegt die im Spulenrahmen 8 frei rotierbar gehalterte Kreuzspule 5 während des Spulbetriebes mit ihrer Oberfläche auf einer Spulenantriebswalze 9 auf, die durch einen Elektromotor 33 einzelmotorisch beaufschlagt wird. Der Elektromotor 33 ist dabei über die Steuerleitung 35 an den Arbeitsstellenrechner 28 angeschlossen.
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Des Weiteren ist zur Changierung eines Fadens 16 während des Spulprozesses eine Verlegevorrichtung 10 vorgesehen. Eine solche, in der 1 lediglich schematisch angedeutete Verlegevorrichtung 10 weist vorzugsweise einen Fingerfadenführer 13 auf, der, durch einen reversiblen Einzelantrieb 14 beaufschlagt, den auf die Kreuzspule 5 auflaufenden Faden 16 mit hoher Geschwindigkeit zwischen den Stirnseiten der Kreuzspule 5 traversiert. Der Fadenführerantrieb 14 steht dabei über die Steuerleitung 15 ebenfalls mit dem Arbeitsstellenrechner 28 in Verbindung.
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Solche Arbeitsstellen 2 verfügen in der Regel außerdem über eine Fadenverbindungseinrichtung 42, vorzugsweise eine pneumatische Spleißeinrichtung, ein Greiferrohr 43 zum Handhaben des Unterfadens sowie über eine Saugdüse 17, mit der ein auf die Kreuzspule 5 aufgelaufener Oberfaden aufgenommen und in die Fadenverbindungseinrichtung 42 eingelegt werden kann.
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Die 2 zeigt die Spulvorrichtung 4 einer Arbeitsstelle 2 in perspektivischer Vorderansicht. Das heißt, die 2 zeigt die Spuleinrichtung 4, betrachtet von der Bedienseite. Wie angedeutet, weist jede dieser Arbeitsstellen 2 ein mit einer Eingabeeinrichtung 32 ausgestattetes Spulstellengehäuse 31 auf, das unter anderem den Spulstellenrechner 28 aufnimmt. Am Spulstellengehäuse 31 ist außerdem die Spulvorrichtung 4 festgelegt, die im Wesentlichen aus dem Spulenrahmen 8 zum Haltern der konischen Hülse 18 einer Kreuzspule 5, der Spulenantriebswalze 9 zum Rotieren einer konischen Hülse 18 beziehungsweise der sich darauf ausbildenden Kreuzspule 5 sowie der Verlegevorrichtung 10 zum Traversieren des auf die Kreuzspule 5 auflaufenden Fadens 16 besteht.
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Die Verlegevorrichtung 10 weist einen Fingerfadenführer 13 auf, dessen Einzelantrieb 14 über die Steuerleitung 15 mit dem Spulstellenrechner 28 verbunden ist. Der Fingerfadenführer 13 ist über den Spulstellenrechner 28 definiert ansteuerbar, so dass unter anderem die Fadenverlegegeschwindigkeit exakt einstellbar ist.
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Die Spulenantriebswalze 9 verfügt ebenfalls über einen Einzelantrieb 33, der seinerseits über die Steuerleitung 35 mit dem Spulstellenrechner 28 in Verbindung steht, um den Einzelantrieb 33 definiert anzusteuern. Der Spulenrahmen 8, der um wenigstens eine Schwenkachse 12 begrenzt drehbar gelagert ist, weist zwei Spulenrahmenarme 20, 21 auf, die ihrerseits jeweils mit einem rotierbar gelagerten Hülsenaufnahmeteller ausgestattet sind.
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Die Aufspulung des S-gedrehten Fadens 16 auf die konische Hülse 18 erfolgt unter Berücksichtigung der Geometrie der Hülse 18, um sicherzustellen, dass es zu einem gleichmäßigen Spulenaufbau der herzustellenden konischen Kreuzspule 5 kommt. Hierzu wird in Abhängigkeit von der Konizität der Hülse 18 ein Geschwindigkeitsverhältnis berechnet, welches das Verhältnis der Fadenverlegegeschwindigkeiten an den Stirnseiten der Kreuzspule 5 wiedergibt und an dem Spulstellenrechner 28 oder an der zentralen Steuereinheit 30 voreingestellt wird. Dieses nachfolgend als Symmetriefaktor S bezeichnete Geschwindigkeitsverhältnis beeinflusst die Menge des auf die konische Hülse 18 aufgespulten Fadens 16 zwischen den beiden Stirnseiten der Hülse 18 und damit den Spulenaufbau der Kreuzspule 5. Die konische Hülse 18 ist zum Spulen einer Kreuzspule 5 mit p-Wicklung eingelegt. Das heißt, die Seite mit dem kleineren Durchmesser ist links angeordnet und die Seite mit dem größeren Durchmesser rechts. Dabei wird die Fadenverlegegeschwindigkeit auf der linken Seite größer eingestellt als auf der rechten Seite. Das Symmetrieverhältnis ist definiert als das Verhältnis der Verlegegeschwindigkeit zwischen der, betrachtet von der Bedienseite, linken und rechten Stirnseite der Kreuzspule. Damit ergibt sich im vorliegenden Fall beim Wickeln der Kreuzspule auf eine konische Hülse ein Startwert des Symmetrieverhältnisses S, der größer als eins ist. Die Fadenverlegegeschwindigkeit ändert sich in Abhängigkeit vom vorgegebenen Symmetrieverhältnis S innerhalb eines Verlegehubes des Fingerfadenführers 13 von der einen zu der anderen Seite der Hülse 18, so dass sich die aufgespulte Fadenmenge des auf die Hülse 18 aufgespulten Fadens 16, bezogen auf die Breite der Hülse 18, entsprechend verändert. Die Anpassung der Fadenverlegegeschwindigkeit innerhalb des Hubes über die Spulenbreite dient dazu, einen gleichmäßigen Aufbau des Spulenkörpers zu erreichen.
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Die 3 bis 5 zeigen mögliche Verläufe des Symmetrieverhältnisses S in Abhängigkeit des Durchmessers D der Kreuzspule 5. Alle dargestellten Verläufe beziehen sich auf das Wickeln einer konischen Kreuzspule 5 mit p-Wicklung auf eine konische Hülse 18. Der Startwert des Symmetrieverhältnisses S ist in allen Figuren bereits größer als eins. Beim Wickeln des S-Garns in p-Wicklung auf eine zylindrische Hülse ist der Startwert des Symmetrieverhältnisses S sinnvollerweise gleich 1. In jeden Fall wird mit zunehmendem Durchmesser D das Symmetrieverhältnis S erhöht. Dadurch nimmt die Konizität der Kreuzspule 5 beziehungsweise der einzelnen Garnlagen der Kreuzspule über die Spulenreise entsprechend zu. Die Vergrößerung des Symmetrieverhältnisses S kann kontinuierlich erfolgen, wie in den 3 und 4; oder sprungartig, wie in 5. Die Anpassung kann linear, wie in 3, oder exponentiell, wie in 4, erfolgen. In 4 wird das Symmetrieverhältnis S bei geringem Durchmesser D nur wenig erhöht und bei größerem Durchmesser entsprechend stärker. Das heißt, es findet hier eine progressive Anpassung des Symmetrieverhältnisses S in Abhängigkeit von dem Kreuzspulendurchmesser D statt.
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Die Verläufe des Symmetrieverhältnisses können an dem Spulstellenrechner 28 oder an der zentralen Steuereinheit 30 durch den Bediener vorgegeben werden. Es ist dazu eine besondere Eingaberoutine vorhanden. Der Verlauf kann zum Beispiel als Wertetabelle oder als Funktion vorgegeben werden. Der Verlauf wird dann in einem Speicher des Spulstellenrechners 28 oder der zentralen Steuereinheit 30 abgelegt. Der Spulstellenrechner 28 steuert mittels dieses Verlaufs den Einzelantrieb 14 des Fingerfadenführers 13 so an, dass das Symmetrieverhältnis S während der Spulenreise entsprechend des vorgegebenen Verlaufs vergrößert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008015907 A1 [0002, 0009, 0009]
- DE 102008015908 A1 [0008]
