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Verfahren und Vorrichtung zum Baumen von Fäden
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Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zum Bäumen
von Fäden von einer Schärtrommel einer Konusschärmaschine auf einen Kettbaum, wobei
die Trommel und/oder der Kettbaum unter Berücksichtigung des Konuswinkels und proportional
der beim Abwickeln abnehmenden Wickeldicke seitlich zueinander verschoben werden,
indem ein elektromotorischer Fahrantrieb der abnehmenden Wickeldicke entsprechend
und in einer ein Changieren der auf den Kettbaum auflaufenden Fäden bewirkenden
Weise gesteuert wird.
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Mit Hilfe einer Konusschärmaschine wird eine Vielzahl von Fäden von
Spulen eines Spulengatters bandweise auf-die Schãrtrommel der Konusschärmaschine
gewickelt. Dazu ist eine Konusschärmaschine bekannt, bei der die Schärtrommel und/oder
ein Support fur ein Fadenleitriet unter Berücksichtigung des Konuswinkels und proportional
der beim Aufwickeln anwachsenden Wickeldicke seitlich zueinander verschoben werden,
indem der Wickel von einer Kühlwalze abgetastet und ein Vorschubantrieb der abgetasteten
Wickeldicke entsprechend beaufschlagt wird.
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Wenn die Schärtrommel vollgewickelt ist, werden alle Fäden
gemeinsam
von der Schärtrommel auf einen Kettbaum umgewickelt, mit dem die Fäden der weiteren
Verarbeitung zugeführt werden.
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Das Umwickeln bzw. Bäumen muß so erfolgen, daß alle Fäden der auf
die Trommel gewickelten Fadenbänder senkrecht zur Trommelachse und zur Bäumachse
verlaufen. Dazu wird die Kühlwalze der bekannten Konusschärmaschine gegen die Wicklung
der Schärtrommel gedrückt und folgt dementsprechend der beim Bäumen abnehmenden
Fadenwicklung. Dementsprechend wird ein elektromotorischer Fahrantrieb eines Maschinengestells
über Steuerschalter betätigt, so daß die Schärtrommel und der Kettbaum relativ zueinander
stets- dieselbe Lage einnehmen, das Abwickeln der Fäden senkrecht zur Trommelachse
und zur Bäumachse also gewährleistet bleibt.
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Um zu. verhindern, daß die auf den Kettbaum auflaufenden zwischen
bereits aufgewickelte Fadenabschnitte oder rechts und links neben die Wicklung geraten,
so daß beim Abwickeln des Kettbaums ungleichmäßige Beanspruchungen der Fäden bzw.
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Fäden brüche auftreten, ist das Changieren bekannt, also das geringfügige
seitliche Verlagern der beim Bäumen auf den Kettbaum auflaufenden Fadenschar. Dies
wird bei der bekannten Vorrichtung dadurch erreicht, daß die die seitliche Verstellung
der Schärtrommel steuernden Steuerschalter verzögert ansprechen, wodurch in gewissem
Umfang ungleichmäßiges Auflaufen der Fadenschar auf den Kettbaum erreicht wird.
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Außerdem- ist es bei -einer anderen Konusschärmaschine bekannt, in
die mechanische Verbindung eines elektromotorischen Fahrantriebs zu einem Maschinengestell
für die Schärtrommel
ein Diffenrentialgetriebe einzubauen, mit dem
die Bewegung eines von der Schärtrommel angetriebenen Exzenters eingeleitet wird,
so daß die Schärtrommel entsprechend ungleichmäßig verfahren wird und dadurch ein
Changieren der Fadenschar stattfindet.
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Bei beiden bekannten Vorrichtungen bringt die jeweils vorhandene
Mechanik Fehler, so daß das Changieren nicht in dem gewünschten Ausmaß erfolgt.
Ferner ist die Einstellung der Changierung vor Beginn des Baumens schwierig, insbesondere
bei der Changierung durch Exzenter, da dessen Stellung nicht bekannt ist. So wird
normalerweise eine von der Nullstellung abweichende Stellung der Schärtrommel gegeben
sein, was beim Bäumen dazu führt, daß die Fadenschar z.B. zu weit nach rechts und
Zu wenig nach links changiert, bezogen auf die erwunschte Mittellage. Ferner ist
es nicht möglich, die Changierung während des Bäumen zu ändern, was erforderlich
ist, wenn sich z.B. die Baumscheiben infolge der großen Belastung durch die sich
aufbauende Wicklung nach außen biegen und eine Vergrößerung des Changierhubs erforderlich
wäre.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
genannten Art zu schaffen, mit dem die Changierung vor und während des Bäumen möglichst
fehlerfrei eingestellt bzw. geändert werden kann.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Steuerspannung des elektromotorischen
Fahrantriebs eine in ihrer Amplitude einstellbare Wechselspannung überlagert wird,
deren Frequenz in Abhangigkeit von der Wickelgeschwindigkeit der Fäden bestimmt
wird.
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Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß das Changieren nicht mittels
mechanischer Bauteile erfolgt, sondern durch eine der Steuerspannung zu überlagernde
Wechselspannung, wobei deren Frequenz in Abhängigkeit von der Wickelgeschwindigkeit
der Fäden bestimmt wird. Damit werden von einer Mechanik herrührende Fehler ausgeschlossen
und es wird die Möglichkeit geschaffen, die zu überlagernden Wechselspannung bezüglich
ihrer Frequenz und ihrer Amplitude im gewunschten Ausmaß zu beeinflussen.
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In Weiterbildung des Verfahrens wird die Amplitude der We-chselspannung
von einer Überwachungseinrichtung geregelt, die Abweichungen der Lage des Kettbaums,
der Kettbaumscheiben und/oder der Fadenschar von der jeweiligen Soll-Lage feststellt.
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Ein derartiges Bãumverfahren bedarf keiner manuellen Beeinflussung,
falls währen des Bäumens von der ursprünglichen Einstellung abweichende Changierung
erforderlich ist, da der Chagierhub selbsttätig geregelt wird.
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Bei einer Vorrichtung zur Durchfuhrung des Bäumverfahrens ist der
elektromotorische Fahrantrieb ein Schrittschaltmotor, zur Erzeugung der Steuerspannung
dieses Motors ist ein impulsgesteuerter Gleichspannungsgeber vorhanden, einer von
diesem Gleichspannungsgeber erzeugten Gleichspannung ist die Wechselspannung überlagert,
und mit der wechselspannungsuberlagerten Gleichspannung ist ein der Erzeugung der
Steuerspannung des Schrittschaltsmotors dienender Schaltimpulserzeuger angesteuert.
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Die die Changierung der Fäden bewirkende Wechs-elspannung ist mit
einem Potentiometer erzeugt, das an eine das Nullpotential
einschließende
elektrische Gleichspannung gelegt ist und dessen Abgriff von einem beim Baumen rotierenden
Teil der Vorrichtung angetrieben ist. In baulich besonders vorteilhafter Weise ist
das Potentiometer ein Ringpotentiometer und das den Abgriff antreibende Teil ist
eine Uberlaufwalze fur die Fadenschar.
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Zur Einstellung der Amplitude der Wechselspannung ist die Große der
am Potentiometer vorhandenen Gleichspannung durch ein Stellpotentiometer einstellbar.
Zur selbsttätigen Einstellung der Amplitude der Wechselspannung weist die Überwachungseinrichtung
je Kettbaumscheibe eine deren seitliche Ausbiegungen messende Lichschranke auf.
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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer
Vorrichtung zum Bäumen, Fig. 2 ein Blockschaltbild zur Erzeugung der Steuerspannung
des elektromotorischen Fahrantriebs, Fig. 3 eine schematische Darstellung der Schärtrommel
und des Kettbaums zur Erläuterung des Entstehens des Changierhubs, Fig. 4 die Darstellung
des Vorschubs, bezogen auf die Trommelumdrehungen, in einem Diagramm und Fg.5 die
Schaltung eines Ringpotentiometers in Ergänzung des Blockschaltbilds der Fig. 2.
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Der aus den Faden 21 gebildete Wickel 26 der Schärtrommel 1 hat den
in Fig. 3 dargestellten, dem Trommelkonus angepaßten Aufbau. Er muß daher und zur
weiteren Verarbeitung der Fäden
z.B. beim Weben, auf einen Kettbaum
3 umgewickelt werden, der.
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eine linke Baumscheibe 4 und eine rechte Baumscheibe 5 besitzt.
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Beim Umwickeln verläuft die Fadenschar 21 über die zur Führung dienenden
Überlaufwalzen 2a,b.
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Fig. 3 läßt deutlich erkennen, daß beim Wickeln entweder die Schärtrommel
1 nach links oder der Kettbaum 3 nach rechts verschoben werden muß, damit die Fadenschar
entsprechend der gestrichelten Linie 27 normal zu den Achsen der Schärtrommel bzw.
des Kettbaums verläuft. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
eine Axialverschiebung der Schartrommel 1 vorgesehen, die in einem nicht dargestellten
Maschinengestell drehbar gelagert ist, welches auf nicht dargestellten Radern einer
ortsfesten Schienenanlage verfahren werden kann. Dazu ist ein elektromotorischer
Fahrantrieb 7 vorhanden, der rechts- und linksherrum drehen kann. Entsprechende
Drehbewegungen des Fahrantriebs werden über Zahnräder 8,9, einen Schneckentrieb
10, zwei Zahnräder 11,12 und eine Achse 13 auf ein Zahnrad 14 übertragen, welches
sich in den Richtungen.plus/ minus einer ortsfesten Zahnstange 15 verdrehen kann,
so daß.das den Fahrantrieb aufweisende verfahrbare Maschinengestell und damit die
Schärtrommel entsprechend in den Richtungen plus/ minus verschiebbar ist.
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Wird der in Fig. 3 dargestellte Gesamtweg 28 der Schärtrommel 1 unter
deren gleichmäßiger Verschiebung in einer Richtung vorgenommen, so laufen die Faden
der Fadenschar 21 ohne Abweichungen nach rechts oder links innerhalb der strichpunktierten
Grenzen 29 auf den Kettbaum, wobei es leicht vorkommen kann,
daß
die Fäden bei wachsender Wickeldicke des Kettbaums unkontrolliert ungeordnet zwischen
den Baumscheiben aufgewickelt werden, die einen etwas größeren Abstand voneinander
haben können, als es der Breite der Fadenschar entspricht. Zur Vermeidung dessen
wird die Schartrommel nicht gleichmäßig nach links bewegt , sondern unter Changieren
der Fadenschar, wozu die Schãrtrommel ungleichmäßig bewegt wird. Gemäß Fig. 3 wird
die Schãrtrommel zunächst schneller nach links verschoben, als es dem Normalvorschub
entspricht. Infolgedessen wird die Fadenschar bis an die linke Baumscheibe 4 gewickelt.
Nach z.B. zwei Trommelumdrehungen erfolgt ein verzögerter Vorschub der Schãrtrommel,
bis sie eine Lage erreicht, die hinter der bei Normalvorschub zuruck bleibt. Da-di-e
Faden währenddessen jedoch zumindest gleich schnell weiter abgewickelt werden, kann
die Fadenschar 21 bis an die rechte Baumscheibe 5 gelangen. Ist das z.B. nach zwei
weiteren Trommelumdrehungen der Fall, wird der Vorschub der Schärtrommel durch den
elektromotorischen Fahrantrieb 7 wieder beschleunigt usw. Fig. 4 zeigt ein Diagramm,
in dem die Abhängigkeit der Trommelumdrehungen von dem Vorschub der Schärtrommel
in einer ausgezogenen Zick-Zack-Linie dargestellt ist, während der. gleichmäßige
Vorschub, also der Normalvorschub gestrichelt eingezeichnet ist. Eine entsprechende
Dar stellung, bezogen auf den durch den Konus der Schärtrommel 1 bestimmten Wicklungsaufbau
des Wickels 26 findet sich in Fig. 3, woraus sich der in der unteren Hälfte der
Fig. 3 dargestellte Changierhub 30 ableiten läßt.
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Damit die Schärtrommel 1 zur Erzielung einer changierten Wicklung
auf den Kettbaum 3 mehr oder weniger schnell nach
links oder in
einem gewissem Umfang nach rechts zurück und anschließend wider nach links bewegt
werden kann, ist der elektromotrische Fahrantrieb als Schrittschaltmotor ausgebildet.
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Er wird durch einen S-chaltimpulsgeber 24 gesteuert, wie aus dem linken
Symbol des entsprechenden Blocks ersichtlich ist.
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Dem Schaltimpulsgeber 24 ist ein Verstarker 22 vorgeschaltet, der
seinerselts von einem impulsgesteuerten Gleichspannungsgeber beaufschlagt ist. Die
von letzterem erzeugte Gleichspannung berücksichtigt den Konuswinkel des Konus der
Schãrtrommel und die beim Abwickeln abnehmende Wickeldicke entsprechend der zuvor
beim Scharen gemessenen Zunahme der Wickeldicke in Abhängigkeit von der Zahl der
Trommelumdrehungen.
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Eine derartige, vom Gleichspannungsgeber 23 gelieferte Gleichspannung
ist geeignet, den Schaltimpulsgeber 24 entsprechend dessen rechter Symboldarstellung
anzusteuern, um einen gleichmäßigen Vorschub der Schartrommel zu erreichen. Soll
davon abgewichen werden, also ein Changieren erreicht werden, so wird der von dem
Gleichspannungsgeber gelieferten Gleichspannung eine Wechselspannung uberlagert,
deren Amplitude in derselben Größenordnung der'Gleichspannung liegt. Diese Wechselspannung
wird von dem gemäß Fig. 5 als Ringpotentiometer ausgebildeten Potentiometer 18 erzeugt
und der Gleichspannung des -Gleichspannungsgebers 23 überlagert. Je nach Amplitude
der zu überlagernden Wechselspannung wird die zum Schaltimpulsgeber 24 gelangende
Spannung größer oder kleiner als die Gleichspannung des Gleichspannungsgebers sein,
so daß der Schrittschaltmotor 7 entsprechend schneller oder langsamer laufs oder
sich gar eine
kurze Zeit anders herumdreht, wenn eine negative
Amplitude der zu überlagernden Wechselspannung die vom Gleichspannungsgeber erzeugte
Gleichspannung dberkompensiert.
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Die Amplitude der Wechselspannung ist mit einem Stellpotentiometer
19 einstellbar, das sich gemäß Fig. 1 an einer Schalt- und Schutzstange 20 befindet,
mit der der B§umbetrieb gesteuert wird. Entsprechend kann die Bedienungsperson die
Changierung verändern, wenn sie z.B. die Baumscheibenausbiegung x feststellt. Eine
derartige Überwachung der Baumscheiben kann auch selbsttätig durch Lichtschranken
6a,b erfolgen.
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Die Erzeugung der zu überlagernden Wechselspannung mit dem Potentiometer
18 erfolgt gem. Fig. 5, indem dieses als Ringpotentiometer ausgebildete Potentiometer
an z.B. plus/minus 15 V gelegt wird. Der Abgriff 18a wird gemaß Fig. 1 von einem
Schneckengetriebe 16 über einen Kettentrieb 17 umlaufend angetrieben, wobei das
Schneckengetriebe mit der Überlaufwalze 2a in drehfester Verbindung steht, so daß
der Abgriff 18a in Abhangigkeit von der Wickelgeschwindigkeit der Fäden gedreht
wird, was entsprechend die Frequenz der Wechselspannung bestimmt. Der Antrieb des
Abgriffs mit Hilfe der Überlaufwalze hat den Vorteil, daß der Wicklungsaufbau der
Wicklung des Kettbaums 3 im gewünschten Sinn ungleichmäßig wird, da sich die Drehzahl
der Überlaufwalze 2a im Verhältnis zur Drehzahl der Trommel 1 während des Bäumvorganges
verändert.
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