DE2310202A1 - Spulmaschine - Google Patents

Description

Bag.

B a r m a g

Banner Maschinenfabrik
Aktiengesellschaft

Wuppertal

Spulmaschine

In Spinnmaschinen, Streckmaschinen und Spinn- Streckmaschinen zur Herstellung von Chemiefasern werden heute konstante
Fadengeschwindigkeiten von mehr als 3.000 m/min, erreicht.
Zum Aufspulen dieser Chemiefasern sind Spulmaschinen zu verwenden, die trotz des wachsenden Spulendurchmessers eine konstante, der Fadengeechwindigkeit entsprechende Oberflächengeschwindigkeit der Spule gewährleisten, Herkömmlicherweise werden hierzu Spulmaschinen mit Kontaktwalzen eingesetzt. In einem Teil der Spulmaschinen dienen diese Kontaktwalzen als Treibwalzen. Die als Treibwalzen dienenden Kontaktwalzen werden durch einen Synchronmotor angetrieben und stehen im reibschlüssigen Kontakt mit der Spulenoberfläche. Sie gewährleisten auf diese Weise den Antrieb der Spule mit stets konstanter, der Fadengeschwindigkeit entsprechender Oberflächengeschwindigkeit.

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In anderen Spulmaschinen, (DT-PS 1 115 815) , deren Aufwikkelspulen durch einen Achsantrieb angetrieben werden, dienen die Kontaktwalzen als Heßeinrichtungen für die Oberflächengeschwindigkeit der Spule. Das erzeugte, die Oberflächengeschwindigkeit repräsentierende Meßsignal, wird einer Steuereinrichtung zugeführt. Durch diese Steuereinrichtung wird die Drehzahl des Achsantriebs so gesteuert oder geregelt, daß die Oberflächengeschwindigkeit der Spule trotz ihres wachsenden Durchmessers konstant bleibt.

Eine andere bekannte Spulmaschine (DT - PS 1 267 78Ο) weist einerseits einen Achsantrieb für die Spule und andererseits eine mit konstanter Drehzahl umlaufende Treibwalze auf, deren Antriebsdrehmoment während des Aufwickelvorganges annähernd konstant gehalten wird.

Unabhängig vom Verwendungszweck derartiger Kontaktwalzen in Spulmaschinen ist das Problem entstanden, daß bei der eingangs erwähnten hohen Fadengeschwindigkeit und Oberflächengeschwindigkeit der Spule eine ganz erhebliche sirenenartige Lärmbelästigung entsteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktwalze zu schaffen, durch die auch bei hohen Fadengeechwindigkeiten und Oberfläcbengeschwindigkeiten der Spule derartige sirenenartige Geräuschbeläetigungen vermieden werden, ohne daß dadurch die Funktionsfähigkeit der Kontaktwalze als Treibwalze oder Meßwalze vermindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Spulmaschine zum Aufspulen von mit konstanter Geschwindigkeit anfallenden Chemiefasern vorgeschlagen, wobei die Spulmaschine mit einer Kontaktwalze ausgerüstet ist, welche mit der Oberfläche der Spule in Reibkontakt steht und

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zylindrische Endteile besitzt, welche einen größeren Durchmesser ale der Mittelteil der Kontaktwalze haben, dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchmesserdifferenz zwischen den zylindrischen Endteilen und dem Mittelteil der Kontaktwalze so groß ist, daß die Kontaktwalze lediglich mit ihren zylindrischen Endteilen die Kantenbereiche der Spule berührt.

Hierzu setzt sich die Erfindung in bewußten Gegensatz zu der Lehre des US - Patentes 3 393 879, das zwar auch eine Kontaktwalze mit durchmeseervergrößerten Endteilen aber einen Kontakt über die gesamte Spulenlänge vorschlägt. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu Nutze, daß für die Lärmentwicklung neben anderen Gründen insbesondere die durch die Spule und die Kontaktwälze ausgelöste Luftbewegung sowie Pressung und Eindrückung der Spule durch die Kontaktwalze verantwortlich sind. Zur Begrenzung der Luftbewegung und Verhinderung von Luftstauungen sowie zur Verminderung der Pressung und Eindrückung werden nach dieser Erfindung weiterhin Grenzwerte für die Durchmesser und Kontaktlängen der Endteile der Kontaktwalze vorgeschlagen. Dabei wurde als überraschender Effekt gefunden, daß eine Verkürzung der Kontaktlänge ohne Beeinträchtigung des durch Reibung übertragbaren Drehmoments möglich ist, weil sich einmal in den erfahrungsgemäß sehr hart ausgebildeten Kantenbereichen höhere Pressungen aufbringen lassen und weil es zum anderen gelungen ist, durch die Verminderung der Luftbewegungen und Verhinderung der Luftstauungen in dem Berührungespalt zwischen Kontaktwalze und Spule den Reibungskoeffizienten insbesondere bei höchsten Fadenlaufgeechwindigkeiten von mehr als J.000 bis 4.000 m/min, zu erhöhen, indem die Luftfilmbildung zwischen Kontaktwalze und Spule verhindert wird.

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Bei diesem Lösungeweg mußte nach der Erfindung besonderer Wert darauf gelegt werden, daß die Spule aus hoch empfindlichem frischgesponnenen Chemiefasermaterial keinen übermäßigen Deformationen unterworfen wird*

Aue diesem Grunde sind in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung Durchmesserbegrenzungen nach unten vorgeschlagen worden, wobei die Erfindung sich zur besonderen Aufgabe macht, ein Optimum in der geometrischen Auslegung der Kontaktwalze und Spulenhülse bzw. Spule zu finden, indem einerseits der Wunsch nach möglichst kleinem Durchmesser der Kontaktwalze, welcher eine geringe Luftbewegung gewährleistet, mit den Erfordernissen in Einklang gebracht werden, die an die Pressung und Eindrückung zwischen Spule und Kontaktwalze gestellt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Oberfläche der Endteile mit einem Profil zu versehen, wodurch Luftquetschungen zwischen der Kontaktwalze und der Spule vermindert werden.

Um auch die übrige Spulmaschinenkonstruktion den Erfordernissen an die neuartige Auslegung der Kontaktwalze anzupassen und insbesondere eine Beeinflussung des Fadens durch den sich über den Changierhub ändernden Durchmesser der Kontaktwalze zu vermeiden, wird vorgeschlagen, daß die Kontaktwalze auf einem Schlitten derart gelagert und daß der Schlitten gegenüber dem ortsfest gelagerten Hülsenspannfutter derart beweglich geführt ist, daß der Auflaufpunkt des Fadens auf die Spule - in Drehrichtung der Spule gesehen - vor der Kontaktlinie zwischen Kontaktwalze und Spule liegt. Dabei ist der Schlitten mit der Kontaktwalze vorteilhafterweise auf einer vertikalen Bahn in Richtung auf die Spule hin und

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davon wegbewegbar, wobei - zur teilweisen Kompensierung des Schlittengewichts - steuerbare Entlastungseinrichtungen zur teil· weisen Aufnahme des Gewichts des Schlittens vorgesehen sind. Hierdurch kann der Anpreßdruck zwischen Kontaktwalze und Spule den im Laufe der Spulreise wachsenden Spulendurchmesser angepaßt werden.

Die Anpreßkraft zwischen Kontaktwalze und Spule kann insbesondere dann klein und die Lärmbelästigung niedrig gehalten werden, wenn die Kontaktwalze nicht zur Übertragung des vollen, zum Antrieb der Spule erforderlichen Drehmoments eingesetzt wird.

Es wird deswegen in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Kontaktwalze, wie an sich bekannt - durch einen Synchronmotor derart angetrieben wird, daß ihre Oberflächengeschwindigkeit der Spule d.h. im wesentlichen der vorgegebenen Fadengeschwindigkeit entspricht und daß der Kontaktwalze Einrichtungen zur Messung der Abweichung ihrer Istgeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit sowie Regeleinrichtungen zugeordnet sind, über welche ein auf das Hülsenspannfutter wirkender Achsantriebsmotor steuerbar ist.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die eine weitere Herabsetzung des Anpreßdrucks zwischen Kontaktwalze und Spule erlaubt, ist die Kontaktwalze als Meßwalze ausgebildet, welche einen Impulsgeber betätigt, mit Einrichtungen zur Bildung eines Differenzwertes aus einem der Impulsfolge entsprechenden Signal und einem eingegebenen Sollwert verbunden ist, über welche Einrichtungen ein auf das Hülsenspannfutter wirkender Achsantriebsmotor steuerbar ist·

Weitere Vorteile der Erfindung und die Einzelheiten ihrer Ausführung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.

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Es zeigen:

Fig. 1 die Ansicht einer Spulmaschine zum Aufwickeln von Chemiefasern

Fig. 2 einen Querschnitt derselben Spulmaschine

Fig. 3 die schematische Darstellung einer Kontaktwalze nach dieser Erfindung mit der anliegenden Spule

Fig. k bis Fig. 6 vorteilhafte Ausgestaltungen der Kontaktwalze nach dieser Erfindung.

Fig. 7 Kontaktwalzen - Endteile mit verschiedenen Profilierungen

Fig. 8 ein vorteilhaftes Tragsystem zur Steuerung der Anpreßkraft zwischen Kontaktwalze und Spule

Fig. 9 die graphischen Darstellungen von Changierkurven

Fig.10 und

Fig.11 die schematische Darstellung von Aufspulmaschinen mit Achsantrieb und einer Kontaktwalze sowie den zugehörigen Schalteinrichtungen zur Messung und Regelung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule.

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Die Spulmaschine nach Fig. 1 und Fig. 2 besteht aus dem Maschinengestell 20,in welchem eine Spannfutterwelle 10 drehbar gelagert ist. Mit der Spannfutterwelle 10 ist das Spannfutter 9 auskragend verbunden. Auf dem Spannfutter 9 kann eine Hülse δ eingespannt werden.

Auf der Hülse 8 wird der Faden 17 aufgespult. Zur Verlegung des Fadens 17t der über den ortsfesten Fadenführer 19 anläuft« dient einmal der Changierfadenführer 11. Der Changierfadenführer 11 wird in der Geradführung 13 geführt und - wie insbesondere Fig. 2 zeigt durch eine Kehrgewindewalze 12 mit Kehrgewinde 2** angetrieben. Die Kehrgewindewalze ist auf einer Welle 1*+ gelagert und wird synchron zu der Umlenkwalze 13 durch einen nicht dargestellten gemeinsamen Motor angetrieben. Die Umlenkwalze 15 ist auf der Welle 16 gelagert. Die Umlenkwalze 15 trägt in einer Ausführung, welche zur Herstellung exakt gewickelter zylindrischer Kreuzspulen mit großem Gewicht geeignet ist, die Fadenführungsnuten 23· Diese Fadenführungsnuten 23 können sich entweder über den gesamten Hubbereich des Changierfadenführers 11 erstrecken oder aber nur in den Endbereichen der zylindrischen Spule angeordnet sein. In jedem Falle übernehmen die Fadenführungenuten 23 die Verlegung des Fadens in den Kantenbereichen 7. Der Fadenführer 11 hat die Funktion, den Faden sicher in die Fadenführungsnuten zu geleiten und - sofern die Fadenführungsnuten sich nicht über die gesamte Changierlänge erstrecken - den Faden im mittleren Changierbereich zu verlegen.

Die Spule 6 steht mit einer Walze 1 in reibschlüssigem Kontakt. Die* Walze 1 ist auf der Welle 5 gelagert und weist zylindrische Endstücke «(3'auf, welche einen größeren Durchmesser als der Mittelteil haben und daher allein in Kontakt mit der Spule stehen.

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Wie insbesondere der Querschnitt nach Fig. 2 zeigt, sind die Kehrgewindewaise 12 mit dem zugehörigen Fadenführer 11 und der Geradführung 13 sowie die Umlenkwalze 15 sowie die Kontaktwalze 1 auf einem Schlitten 18 gelagert. Dieser Schlitten ist in Führungen 21 in senkrechter Richtung derart beweglich, daß die zylindrischen Endstücke .Oder Kontaktwalze 1 stets in Reibkontakt mit der wachsenden Spule stehen und vor dem wachsenden Durchmesser der Spule 6 ausweichen können. Dabei ist besonderer Wert darauf gelegt, daß die Linie 25, auf der der Faden, von der Umlenkwalze 15 kommend, auf die Spule 6 aufläuft, während der gesamten Spulreise vor der Kontaktlinie 26 zwischen Kontaktwalze 1 und Spule 6 liegt.

Fig. 3 stellt in schematischer Anordnung die Kontaktwalze 1 mit zylindrischen Endteilen 2 und 3» Mittelteil k und Welle 5 sowie die Spule 6 mit Hülse 8, Spannfutter 9 und Spannfutterwelle 10 dar. Die Kontaktlänge zwischen den zylindrischen Endteilen 2 und 3 der Spule ist jeweils mit 22 bezeichnet. Die Kantenbereiche der Spule tragen die Bezeichnung 7·

Die Kantenbereiche sind von dem übrigen Spulenkörper dadurch unterschieden, daß dort Verdickungen und/oder Verhärtungen auftreten. Diese Erscheinungen im Einzelnen und ihre Ursachen sind in dem US - Patent 3 089 657 beschrieben.

Zur Verdeutlichung der Beziehungen, welche nach dieser Erfindung zwischen den Kantenbereichen 7 und den Kontaktlängen 22 zu herrschen haben, wird im folgenden auf Fig. 9 verwiesen.

Fig. 9 zeigt 2 unterschiedliche Changierkurven. Diese Changierkurven stellen die Abwicklung des Kehrgewindes 24 oder aber, sofern die Umlenkwalze 15 Fadenführungsnuten 23 aufweist, die Abwicklung dieser Fadenführungenuten dar. Dabei sei bemerkt, daß es im folgenden lediglich auf die Ausbildung der Changierkurven in den Hubumkehrbereichen ankommt, da der Verlauf der Changierkurven in den Hubumkehrbereichen für die Ausbildung der Kantenbereiche 7 der Spule 6 wesentlich verantwortlich ist.

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Das Diagramm nach Fig. 9a zeigt in den Umkehrbereichen drei verschiedene Kurvenzüge. Der Kurvenzug 28 stellt die ideale Fadenverlegungskurve dar. Er zeichnet sich durch einen scharfen Knick in den Umkehrpunkten aus. Diese ideale Fadenverlegungskurve mit scharfen Kehrpunkten wird angestrebt, ist jedoch'praktisch aus zwei Gründen nicht zu erreichen. Der erste Grund ist, daß die Changierkurve 27 nicht in einem, der idealen Fadenverlegungskurve 28 entsprechenden scharfen Winkel umkehren kann. Denn ein Changierfadenführer 11, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, würde die entsprechende Massekräfte nicht aushalten. Sofern die Fadenverlegung in den Umkehrbereichen durch Fadenführungsnuten 23 ( siehe Fig. 1 ) ausgeführt wird, würde durch eine zu scharfe Ausbildung der Umkehrbereiche die Gefahr entstehen, daß der Faden aus den Fadenführungsnut en herausspringt. Der zweite Grund dafür, daß die ideale Fadenverlegungskurve 28 nicht erreicht werden kann, ist darin zu sehen, daß der Faden gegenüber seiner Unterlage - sei es Spulenhülse, sei es das bereits abgelegte Fadenmaterial - nur einen geringen Reibungskoeffizienten besitzt. Der Faden wird daher unter der Zugspannung, mit der er auf der Spule abgelegt wird, die Tendenz besitzen, sich in den Umkehrbereichen bogenförmig abzulegen. Aus diesen Gründen ist die Länge der Spule bei Ausführung der Changierkurve 27 nach Fig. 9a geringer als die Länge des Changierhubes (H).

Die Changierkurve 27 nach Fig. 9b ist in den Hubumkehrpunkten so ausgebildet, daß sie über die ideale Fadenverlegungskurve 28 hinaus läuft und sodann mit einer größeren Steigung umkehrt. Hierdurch kann die reale Fadenverlegung der idealen Fadenverlegungskurve weiter angenähert werden.

Der hervorstechende Kennwert für die Changierkurven nach Fig. 9a und Fig. 9b und die Ausbildung der Kantenbereiche insbesondere die axiale Erstreckung der Kantenbereiche ist die Bogenhöhe B- .

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Die Bogenhöhe B„ beträgt in ausgeführten Changiereinrichtungen zwischen 0,1mm und 3 mn· Durch die Wahl der Bogenhöhe B„ wird die Ausbildung der Kantenbereiche 7 beeinflußt. Die Bogenhöhe B_ ist daher eine geeignete Grundlage für die Bemessung der Kontaktlänge 22 zwischen Spule und Kontaktwalze. Eine andere Bezugsgröße für die Bemessung der Kontaktlänge ist die Bogenhöhe B„ mit der der Faden auf der Spule abgelegt wird. Durch die Bogenhöhe B_ kann die Ausbildung der Kantenbereiche unter Berücksichtigung aller wesentlichen Einflußfaktoren beschrieben werden. Die Bogenhöhe B„ ist daher als Bezugsgröße für die Kontaktlänge 22 besonders geeignet und wird als solche durch Versuch ermittelt. Die Kontaktlänge 22 sollte mindestens der dreifachen Bogenhöhe B„ entsprechen.

Wird die Kontaktlänge 22 kurzer als die dreifache Bogenhöhe gewählt, so besteht die Gefahr, daß die zylindrischen Endteile 2,3 der Kontaktwalze die Kanten der Spule zerquetschen. Dabei ist berücksichtigt, daß die Verdickung bzw. Verhärtung der Spule in den Umkehrbereichen - von Mitte her gesehen - zunächst zunimmt, dann aber auf einer Strecke, die bei gut ausgeführter Changierung ungefähr der dreifachen Bogenhöhe entspricht, zur Kante hin wieder abnimmt, so daß dieser Teil des Kantenbereichs zum Eingreifen für die Kontaktwalze nicht geeignet ist. Ferner muß die Kontaktlänge deswegen langer als die dreifache Bogenhöhe gewählt werden, damit der auf die Spule auflaufende Faden die Kanten der zylindrischen Endstücke 2,3 unter seinem Verlegungswinkel kreuzt und nicht bei zu den Umkehrpunkten hin abnehmendem Verlegungewinkel vor den zur Mitte der Kontaktwalze hinweisenden Kanten der zylindrischen Endstücke 2,3 hängen bleibt.

Die Kontaktlänge 22 sollte ferner so gewählt werden, daß eine lineare Belastung der Spule von 0,2 Kp/cm nicht unterschritten und von 2 Kp / cm nicht überschritten wird. Der Minimalwert ist ab-

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hängig von der Reibung zwischen Kontaktwalze und aufzuspulendem Material sowie von den aufzubringenden Reibkräften. Der Wert von 2 Kp / cm soll nicht überschritten werden, damit Zerstörungen und Zerquetschungen des aufzuspulenden Fadenaaterials vermieden werden. Zur Erreichung dieser Werte sind die Kontaktlänge und die Anpreßkräfte aufeinander abzustimmen.

Anhand der Fig. k bis 6 werden vorteilhafte Modifikationen der Kontaktwalze 1 beschrieben. Dabei haben die auch in Fig. 3 identisch vorkommenden Teile der Anordnung identische Bezugsseichen erhalten.

Die Kontaktwalze 1 in Fig. h unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 3 durch die kegelstumpfförmigen Zwischenstükke 30« 31· In Fig. 5 sind die Zwischenstücke als Scheiben einer Kugel, eines Paraboloids oder ähnlichem ausgebildet. Dabei sind die Übergänge zwischen den Endteilen 2,3 in Fig. 5 und den Zwischenstücken 33i 3^ 6O bearbeitet, daß keine Kanten gebildet werden. Die Durchmesserminderung der Zwischenstücke 3O, 31 in Fig. k und 33,3¹I in Fig. 5 sollte auf die Härte der herzustellenden Spulen und das aufzuspulende Material durch Versuch bestimmt und so gewählt werden, daß sich in den Bereichen 32 zwischen den Kontaktbereichen 22 der Spule und den kontaktlosen Bereichen der Spule keine deutlichen, das empfindliche Fadenmaterial schädigende übergänge zeigen. ·

Die Durchmesser der zylindrischen Endteile 2, 3 sollten auf den Durchmesser der leeren Spulenhülse 8 abgestimmt werden. Zu Beginn der Spulenreise bestehen besonders günstige Kontaktverhältnisee zwischen den* zylindricchen Endteilen 2,3 und der Hülse bzw. den wenigen Fadenlagen auf der Hülse.

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Um insbesondere in diesem Zustand eine Schädigung des Fadenmaterials durch zu hohe Pressung zu vermeiden sollten die Summe der Durchmesser der zylindrischen Endteile 2,3 der Kontaktwalze 1 und der Leerhülse den Wert von 50 mm nicht unterschreiten. Andererseits darf die Summe der Durchmesser auch nicht zu groß werden, da von der Größe des Durchmessers die Lärmbelästigung abhängt. Es wurde nämlich gefunden, daß die Lärmbelästigung durch Luftumwälzung und ähnliches mit steigendem Durchmesser wächst. Der Maximalwert der Summe der Durchmesser sollte bei 250 mm liegen. Als besonders vorteilhafter Wert für die Summe der Durchmesser wurde der Bereich von 15O bis 200 mm gefunden, da hier ein günstiger Kompromiß zwischen maximal auftretender Pressung und minimaler Lärmentwicklung gefunden wurde. Da der Durchmesser der Hülse in einer Normung festgelegt ist, wurde für eine Spulenhülse mit einem Durchmesser von 50 mm ein Durchmesser der zylindrischen Endstücke 2,3 von 100bis200 mm, vorzugsweise I5O mm ermittelt.

Die Kontaktwalzen, welche in den Figuren 3 bis 5 gezeigt sind, weisen zylindrische Mittelteile auf.

In Fig. 6 ist ein Mittelteil gezeigt, dessen Durchmesser zur Mitte der Kontaktwalze 1 hin abnimmt. Das hat den Vorteil, daß in dem zwischen Mittelteil 33 und der Spule entstehenden Spalt ein Druckabfall zur Mitte der Kontaktwalze hin entsteht. Durch diesen Druckabfall strömt die von der Oberfläche des Mittelteils 35 ergriffene Luft zur Mitte des Mittelteils ab, ohne - wie es bei zylindrischen Walzen sonst der Fall ist - mehrere Umläufe mitzumachen und hierdurch auf höhere Geschwindigkeiten zu kommen.

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Im übrigen sollte in allen Ausgestaltungen der Erfindung nach den Figuren 3 bis 6 der größte Durchmesser des Mittelteils der Kontaktwalze mindestens 20 mm kleiner als der Durchmesser der zylindrischen Endteile sein. Durch diese vorgeschlagene Maßnahme wird gewährleistet, daß die von der Spule einerseits und dem Mittelteil andererseits mitgeführte Luft geräuschlos zwischen Spule und Mittelteil entweichen kann.

Weiterhin können die Ausführungen nach den Figurer 3 bis Fig. 6 zylindrische Endteile mit einer Profilierung aufweisen. In Fig. 7a ist ein rautenförmiges, in Fig. 7b ein umlaufendes απ.! in Fig. 7 c ein schwach schraubenförmiges Profil dargestellt. Das schraubenförmige Profil hat den Vorteil, daß es keine regelmäßig wiederkehrenden Eindrücke auf der Spule hinterläßt. Die Flanken der Profile müssen zur Vermeidung von Schädigungen der Spule abgerundet sein, was z. B. durch Sandstrahlen erfolgen kann.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch das Maschinengehäuse 20 der Spulmaschine nach Fig. 1. Auch hier sind die Bezeichnungen, die in Fig. 1 gewählt wurden, beibehalten. Es sind die Spannfutterwelle 10 mit dem Spannfutter 9» der Hülse 8 und der Spule 6 dargestellt. Die Spannfutterwelle 10 ist in dem Maschinengestell 20 ortsfest gelagert. Sie wird durch den Achsantriebsmotor J>6 angetrieben. Weiterhin ist der Schlitten 18, die Führungsplatte 13 des Changierfadenführers 11 sowie die Umlenkwalze 13 sichtbar. Die Umlenkwalze weist in ihrem Inneren einen als Außenläufermotor ausgebildeten Synchronmotor auf. Die nicht dargestellte Kehrgewindewalze ist mit der Umlenkwalze 13 durch ein Getriebe, z. B. Zahnriemchen verbunden, welches in dem Gehäuse 37 umläuft. Die Kontaktwalze 1 wird mit einem Synchronmotor ausgestattet, welcher im Inneren der Endteile untergebracht und als Außenläufermotor ausgebildet ist.

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Zur Kompensation des Gewichts des Schlitten 18 mit allen darauf befindlichen Maschinenteilen weist die Spulmaschine mehrere pneumatische Zylinder 38 mit Kolben 39 und Kolbenstangen 40 auf, die über Lager 43 mit dem Schlitten und in einem Widerlager mit dem Maschinengestell 20 verbunden sind. Kolben und Zylinder sind durch eine Membran gegeneinander abgedichtet. Die Membran ist in dem Zylinder durch die Flanschen 42 festgeklemmt. Die Membran 41 gewährleistet große Kolbenwege. Zur sicheren Führung des Schlitten 18 dienen mindestens zwei Geradführungen 44. Der Schlitten kann durch Haken 45 i*¹ seiner obersten Stellung arretiert werden. Der Zylinder 38 wird druckluftbeaufschlagt, wobei entweder sein gesamtes Gewicht kompensiert wird, so daß der Schlitten von der Spule abfährt oder wobei ein Teil des Gewichtes kompensiert wird, so daß eine bestimmte Anpreßkraft zwischen Kontaktwalze und Spule einstellbar ist. Vorzugsweise sind Entlastungseinrichtungen vorgesehen, die in Abhängigkeit von dem im Verlauf der Spulreise wachsenden Spulendurchmeseer durch die Aueweichbewegung der Kontaktwalze steuerbar sind. Es sind dies in Fig. 8 insbesondere die Ventile 46 und 47, die durch den Nocken 48 betätigt werden. Das Ventil 47 ist so angeordnet, daß im Verlauf der Spulreise, insbesondere nach-dem einige Fadenablagen von einigen mm Dicke auf die Leerhülse aufgebracht worden sind, der Nocken 48 das Ventil 47 derart beaufschlagt, daß über das Ventil 47 dem Zylinder 38 ein höherer Druck zugeführt und dadurch eine weitere Kompensation des Schlittengewichts erfolgen kann. Das Ventil 46 ist so angeordnet, daß bei seiner Betätigung der Zylinder 38 mit einem so hohen Druck beaufschlagt wird, daß der Schlitten von der Spule abrückt.

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In Fig. 10 ist vor allem die elektrische Schaltung einer Spulmaschine nach Fig. 8 dargestellt. Dabei ist der Antriebsmotor der Kontaktwalze 1 der Klarheit halber als normaler Innenläuferaotor dargestellt, obwohl er - wie bereits beschrieben in dem Beispiel nach Fig. 8 als Außenläufermotor in den Enden der Kontaktwalze liegt. Die Kontaktwalze 1 ist in der Spulmaschine nach Fig. 8 und Fig. 10 als Meßwalze 10 ausgebildet. Sie wird durch den Synchronmotor 49 mit konstanter Geschwindigkeit und daher auch konstanter Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Da sie mit- ihrem Umfang an der Spule 6 anliegt, übt der Achsantriebemotor 36, der über die Spannfutterwelle 10 und das Spannfutter 9 auf die Spule einwirkt, bei zunehmendem Spulendurchmesser auch ein Drehmoment auf die Kontaktwalze 1 auf. Dieses Drehmoment wird gemessen. Geeignete Verfahren und Vorrichtung hierzu sind bekannt. Der Meßwert wird dem Differenzgeber 51 zugeführt und dort mit dem Sollwertsignal S verglichen. Durch das Ausgangssignal des Differenzgebers 51 wird der Frequenzwandler 50 so nachgestellt, daß die Drehzahl des Antriebsmotors zurückgenommen wird, bis das von der Spule 6 auf die Kontaktwalze ausgeübte Drehmoment gleich Null ist.

In Fig. 11 ist die Schaltung einer Spulmaschine dargestellt, bei der die Kontaktwalze auf einen Impulsgeber z. B. durch die magnetisch wirksame Einlage 53 auf eine Induktionsspule 52 einwirkt. Die erzeugte Impulskette wird im Wandler 5*+ in ein geeignetes Analogsignal, z. B. eine elektrische Spannung V umgewandelt. Diese Spannung V wird in dem Differenzgeber 55 mit einem gleichartigen einstellbaren Signal S verglichen. Dieses Signal S repräsentiert die durch die Fadengeschwindigkeit vorgegebene Umfangsgeechwindigkeit der Spule. Durch das Differenzsignal D wird die Drehzahl des Antriebsmotors 36 zurückgenommen, bis das Differenzsignal gleich Null ist.

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Claims (11)

Patentansprüche

1. Spulmaschine zum Aufspulen von mit konstanter Geschwindigkeit anfallenden Chemiefasern, wobei die Spule eine Kontaktwalze besitzt, welche mit der Oberfläche der Spule in Reibkontakt steht und zylindrische Endteile besitzt, welche einen größeren Durchmesser als der Mittelteil der Kontaktwalze haben,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Durchmesserdifferenz zwischen den zylindrischen Endteilen (2,3) und dem Mittelteil (*O der Kontaktwalze (1) so groß ist, daß die Kontaktwalze (i) lediglich mit ihren zylindrischen Endteilen (2,3) die Kantenbereiche (7) der Spule berührt.

2» Spulmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Kontaktlänge (22) der zylindrischen Endteile (2,3) mit der Spule (6) auf jeder Seite jeweils mindestens der 3- fachen Bogenhöhe (Bp,Fig.9a, 9b) entspricht, welche Bogenhöhe der abgelegte Faden in den Hubumkehrbereichen aufweist.

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3. Spulmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktwalze (i) zwischen den Endteilen (2,3) und dem Mittelteil (^,35) jeweils ein Zwischenstück ( 3Ο,31;33,3^ mit zur Kitte der Kontaktwalze hin abnehmendem Durchmesser aufweist.

k. Spulmaschine nach Anspruch 3ι dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Endteile (2,3) jeweils ohne Kantenbildung in die Zwischenstücke (30,31; 33.3*» ) übergehen.

5. Spulmaschine nach den Ansprüchen 1 bis h, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Mittelteils (33) der Kontaktwalze von den Enden zur Mitte hin abnimmt .

6. Spulmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Endteile (2,3) ein in ihrer Oberfläche eingearbeitetes Profil (Fig.7a,b,c) aufweisen.

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7. Spulmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kontaktwalze (i) auf einem Schlitten (18) derart gelagert und daß der Schlitten (i8) gegenüber dem ortsfest gelagerten Hülsenspannfutter (9) derart beweglich geführt ist, daß der Auflaufpunkt des Fadens auf die Spule - in Drehrichtung der Spule gesehen - vor der Kontaktlinie (26) zwischen Kontaktwalze (1) und Spule (6) liegt.

8. Spulmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Schlitten (18) mit der Changiereinrichtung ( 11,12,13,14,24 ) und der Kontaktwalze (1) auf einer vertikalen Bahn in Richtung auf die Spule (6) hin und davon weg bewegbar ist, wobei steuerbare Entlastungseinrichtungen ( 38,39,40,41,42,43,44 ) zur teilweieen Aufnahme des Gewichts des Schlittens (18) vorgesehen sind.

9. Spulmaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Entlastungeeinrichtungen ( 38,...44 ) in Abhängigkeit von dem im Verlauf der Spulreise wachsenden Spulendurchmesser durch die Ausweichbewegung der Kontaktwalze (1) steuerbar sind.

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10. Spulmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kontaktwalze (1) in an sich bekannter Weise durch einen Synchronmotor derart angetrieben wird, daß ihre Oberflächengeschwindigkeit der Oberflächengeechwindigkeit der Spule (6) d.h. im wesentlichen der vorgegebenen Fadengeschwindigkeit entspricht,und daß der Kontaktwalze (1) Einrichtungen ( ^, 50,51,36) zur Messung der Abweichung ihrer Istgeschwindigkeit von der Sollgeschwindigkeit sowie Regeleinrichtungen zugeordnet sind, über welche ein auf das Hülsenspannfutter (9) wirkender Achsantriebsmotor steuerbar ist.

11. Spulmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet.daß

die Kontaktwalze als Meßwalze do) auegebildet ist, welche einen Impulsgeber ( 52,53) betätigt, der mit Einrichtungen ( 5*+»55) zur Bildung eines Differenzwertes aus einem der Impulsfolge entsprechenden Signal und einem eingegebenen Sollwert verbunden ist über welche Einrichtungen eine auf das Hülsenspannfutter (9) wirkender Achsantriebsmotor (36) steuerbar ist.

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