DE3002035A1

DE3002035A1 - Vorrichtung zum aufspulen eines fadens

Info

Publication number: DE3002035A1
Application number: DE19803002035
Authority: DE
Inventors: Robert Zang
Original assignee: Asa SA
Current assignee: Asa SA
Priority date: 1979-01-29
Filing date: 1980-01-21
Publication date: 1980-07-31
Also published as: JPS55101557A; IT8047733A0; FR2447343A1

Description

Anmelderin:

ASA S.A.

76, boulevard du 11 Novembre

69100 Villeurbanne/Frankreich

Bezeichnung: Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf eine zylindrische, an einem Antriebszylinder anliegende Trägerhülse

- bei der der Faden zur Erzielung einer bestimmten

Kreuzwicklung über einen, eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Fadenführer auf die Hülse aufgewickelt wird,

- bei der die Hülse auf ihrer gesamten Länge auf einen durch den anliegenden Antriebszylinder antreibbaren Dorn aufgeschoben ist,

- bei der der Dorn frei drehbar an einem Tragteil angeordnet ist, das sich beim Aufbringen der Wicklung verschwenkt und das von einer Einrichtung beeinflußt ist, die einen in Abhängigkeit vom Durchmesser der Wicklung und von der Winkelposition der Hülse programmierten Druck ausübt.

Die Anlage der Trägerhülse gegen den Antriebszylinder kann auf verschiedene Arten erreicht werden, im wesentlichen erfolgt sie jedoch nach zwei technischen Ausbildungen:

Gemäß der ersten Ausbildung ist die Trägerhülse

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zwischen einem Paar drehbarer und koaxial angeordneter Greifflansche gehalten, von denen jeder mit einem Endbereich der Hülse zusammenwirkt. Diese Flansche sind über Lager drehbar am Endbereich eines Schwenkbügels gehalten, der von zwei Armen mit parallelen Achsen gebildet ist, von denen eine gelenkig ausgeführt ist, um das Einbringen und Herausnehmen der Hülse zwischen den beiden Halteflanschen zu ermöglichen. Dieser Bügel hält die Hülse in Anlage an den Antriebszylinder, durch den die Hülse in Rotation versetzt wird.

Nach der zweiten Ausbildung ist die Hülse auf ihrer gesamten Länge auf einen Dorn aufgesteckt. Dieser hat im allgemeinen radiale Kräfte für das Festlegen der Hülse auf dem Dorn ausübende Spannelemente. Der Dorn ist an einem Schwenkarm fliegend angeordnet. Dieser gewährleistet, wie bei der ersten Ausbildung, die Anlage der Hülse am Antriebszylinder.

Während des Aufspulens ist es notwendig, daß die Trägerhülse und damit auch die sich bildende Wicklung in konstanter Weise und mit gleichbleibendem Druck am Antriebszylinder anliegt. Aufgrund der Rotationsgeschwindigkeit des Antriebszyliriders und demzufolge der Trägerhülse hat die im Aufbau befindliche Spule eine Tendenz abzuprallen. Dies führt auf der die Spule bildenden Fadenwicklung zur Ausbildung eines Fehlers, der unter dem Namen "Facette" bekannt ist und der unter anderem zu einem schlechteren, späteren Abwickeln der Spule und gegebenenfalls zu einem Bruch und einer vorzeitigen Abnutzung der mechanischen Vorrichtung führt.

Weiterhin ist es während des Aufspulens wichtig, die Dichte der hergestellten Wicklungen zu kontrollieren. Um dies durchzuführen, muß der Anpreßdruck des Trägers und der im Aufbau befindlichen Spule an den Antriebszylinder im wesentlichen konstant sein. Da sich jedoch beim Aufwickeln das Gewicht der Wicklung erhöht, ist es notwen-

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dig, diese Gewichtszunahme je nach Wicklung auszugleichen, indem ein variabler, nach einer bekannten Gesetzmäßigkeit bestimmter Anpreßdruck an den Antriebsyzlinder gewährleistet wird.

Weiterhin führen Reibungen im Bereich der horizontalen Gelenkverbindung, um die der Wicklungsträger während der Ausbildung der Wicklung schwenkt, zu nicht kontrollierbaren Variationen im ausgeübten Anpreßdruck. Demzufolge ist es notwendig, diese Gelenkverbindung über Lager auszuführen, wodurch wiederum die Herstellung der Vorrichtung erschwert wird. Diese Lager haben zudem die Eigenschaft, sich rasch aufgrund der Vibrationen abzunutzen.

Um die Dichte der gebildeten Wicklungen zu kontrol-

-] 5 lieren, benutzt man gewöhnlich eine Anordnung von Gegengewichten, die je nach Notwendigkeit entsprechend dem Schwenkwinkel des Bügels oder des Haltearms eingesetzt werden. Eine derartige Lösung arbeitet jedoch nicht vollständig zufriedenstellend, da einerseits die mit Gegengewicht arbeitenden Systeme sehr viel Platz benötigen und andererseits sie es nicht ermöglichen, einen präzisen Druckverlauf für die Wicklung an dem Antriebszylinder zu erreichen.

Um einen präzisen und bestimmten Anpreßdruck der Wicklung gegen den Antriebszylinder zu erreichen, ist es zum Beispiel aus der US-PS 2 196 000 oder aus der GB-PS 1 007 933 bekannt, pneumatische Stelleinrichtungen zu benutzen, die direkt auf das Tragteil (Arm oder Bügel) wirken und die entweder einen konstanten Druck auf dieses Tragteil oder einen programmierten Druck ausüben. Diese Lösung arbeitet jedoch nicht zufriedenstellend, da es notwendig ist, Stelleinrichtungen mit einem großen Hub zu verwenden, die ebenso zusätzliche, störende Reibungen in die Vorrichtung einbringen.

Aus der FR-PS 2 355 759 ist eine Aufspulmaschine

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bekannt, bei der der Dorn, auf den die Hülse aufgesteckt ist, nicht schwenkbar ist, sondern linear in bezug auf den Antriebszylinder verschiebbar ist. In dieser Ausführung hat die benutzte Stelleinrichtung im wesentlichen die Wirkung, die Vibrationen abzudämpfen und nicht nur die Wicklung in Anlage an den Antriebszylinder zu halten, und dies mit einem präzisen, in Abhängigkeit von dem Anstieg des Durchmessers der Wicklung programmierten Anpreßdruck.

Derzeitig ermöglicht es keine Aufwickelvorrichtung _f die störenden Reibungen zu vermeiden, die im Bereich der Gelenkverbindung, um die das Tragteil während der Ausbildung der Wicklung schwenkt, auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Aufspulmaschinen zu vermeiden und eine Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf eine Hülse zu schaffen, die eine einfache Konstruktion aufweist, wirksam und ökonomisch ist, wenig Platz beansprucht und die es insbesondere ermöglicht, die Wicklung in Anlage an den Antriebszylinder mit einer präzisen, in Abhängigkeit vom Anstieg des Durchmessers der Wicklung programmierten Anpreßdruck zu halten, wobei störende Reibungskräfte, die im Bereich der Gelenkverbindung des Tragteils hervorgerufen werden, eliminiert werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der schwenkbare Tragteil des Dorns einerseits einen auf einer Welle, deren Drehung zwangsläufig gesteuert ist, angeordneten schwenkbaren Hauptarm und andererseits einen zweiten Arm aufweist, dessen einer Endbereich den Dorn trägt und dessen anderer Endbereich mittels eines nachgiebigen, eine Bewegung des zweiten Armes mit geringer Amplitude ermöglichenden Verbindungselements am Hauptarm befestigt ist, und daß der von dem Dorn gegen den Antriebszylinder ausgeübte Anpreßdruck über eine am Hauptarm befestigte und auf den zweiten Arm wirkende

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pneumatische Stelleinheit mit programmierten Druckwerten aufgebracht wird.

In dem nun folgenden Teil der Beschreibung wird die Erfindung insbesondere in ihrer Anwendung auf eine Aufspulvorrichtung erläutert, bei der die Trägerhülse für die Spule auf ihrer gesamten Länge auf einen Dorn aufgesteckt ist, der fliegend an einem Schwenkarm angeordnet ist. Wenn nun die Erfindung an einer Aufspulmaschine beschrieben wird, bei der der Antriebszylinder lediglich eine einzige Trägerhülse antreibt, so liegt klar auf der Hand, daß sich die Erfindung auch auf Spulmaschinen bezieht, bei denen ein einziger Antriebszylinder die gleichzeitige Ausbildung von mehreren Wicklungen ermöglicht. Weiterhin läßt sich die Erfindung ebenfalls für Spulmaschinen verwenden, bei denen die Trägerhülse für die Spule zwischen zwei Flanschen gehalten ist, die auf einem Schwenkbügel angeordnet sind.

Zur erfindungsgemäßen Vorrichtung gehören weiterhin eine Einrichtung für die Steuerung des Luftdrucks in der pneumatischen Stelleinrichtung und auch eine Steuereinrichtung für die Drehung der das Tragteil des Doms tragenden Welle.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und die sich aus ihr ergebenden Vorteile können besser anhand des im folgenden wiedergegebenen Ausführungsbeispiels erläutert werden, das anhand der Zeichnung beschrieben wird. In dieser zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Aufspulvorrichtung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Aufspulvorrichtung gemäß Fig. 1 ,

Fig. 3 ein perspektivisch dargestelltes Montagebild der Ausbildung des schwenkbaren Tragteils des Doms für eine Aufspulvirrichtung nach der Erfindung, Fig. 4 eine Seitenansicht der Schwenkverbindung

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zwischen dem Hauptarm und dem zweiten Arm und

Fig. 5 ein Schnittbild einer pneumatischen Stelleinrichtung mit Membran, wie sie benutzt wird, um einen Druck auf den zweiten Arm auszuüben. Wie aus den Figuren hervorgeht, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung im wesentlichen einen Dorn 1 auf, auf den eine Trägerhülse 2 aufgeschoben ist, die sich in Anlage an einen Antriebszylinder 3 befindet und auf die der Faden 4 aufgebracht wird. Dieses Aufbringen des Fadens 4 wird in konventioneller Weise mittels eines Fadenführers ausgeführt, der eine hin- und hergehende Bewegung ausführt und eine gewünschte Kreuzwicklung aufzubringen gestattet. Diese, dem Aufbringen des Fadens 4 dienende Einrichtungen sind bekannt, sie werden daher zur Vereinfachung weder beschrieben noch dargestellt.

Erfindungsgemäß ist der Dorn 1 frei drehbar an einem Tragteil angeordnet, das während der Ausbildung der Wicklung schwenkt und das der Wirkung einer Einrichtung unterworfen ist, die einen in Abhängigkeit vom Anstieg des Durchmessers der Spule und der Winkelposition des Tragteils des Dorns 1 in bezug zum Antriebszylinder 3 programmierten Druck ausübt.

Das schwenkbare Tragteil des Doms 1 wird von einem schwenkbaren Hauptarm 5, der auf einer Welle 6 angeordnet ist, deren Achse 7 einen konstanten Abstand vom Antriebszylinder 3 hat und von einem zweiten Arm 8 gebildet. Der Dorn 1 ist fliegend an einem Endbereich des zweiten Arms 8 nahe dem Antriebszylinder 3 in einem Lager 9 gelagert, das seine freie Rotation ermöglicht. Weiterhin ist der zweite Arm 8 mit dem Hauptarm 5 über ein nachgiebiges Verbindungselement verbunden, das eine Bewegung des zweiten Arms 8 mit geringer Amplitude ermöglicht, wenn auf den Dorn 1 ein Druck ausgeübt wird. Diese nachgiebigen Verbindungselemente ermöglichen eine

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Schwenkverbindung praktisch ohne Reibung.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese nachgiebige Verbindung des zweiten Arms mit dem Hauptarm 5 mittels Metallblättchen 10 bis 11 und 12 bis 13 erreicht, die zueinander im rechten Winkel angeordnet sind und von denen jeweils ein Ende am Hauptarm 5 und das andere Ende am zweiten Arm 8 befestigt ist. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine Bewegung mit geringer Amplitude des zweiten Arms 8, wenn ein Druck auf den Dorn 1 ausgeübt wird.

Weiterhin wird das Andrücken des Dorns 1 gegen den Antriebszylinder 3 erfindungsgemäß mittels einer pneumatischen Stelleinrichtung 14,26 erreicht, deren aktiver Teil 15 auf einen Druckfühler mit Dehnungsmeßstreifen 16 wirkt, welcher am zweiten Arm 8 befestigt ist. "■ Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen pneumatischen Stelleinrichtung ist im einzelnen aus Fig. 5 ersichtlich. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Stelleinrichtung im wesentlichen von einer nachgiebigen, widerstandsfähigen Membran 26 gebildet, die an einem Basisteil 14 befestigt ist, welches mit dem Hauptarm verbunden und über eine Leitung 17 mit einer Druckluftquelle verbunden ist.

Als Meßwertgeber für den Druck kann man jeden gewohnlichen Druckfühler verwenden. Ein Druckfühler, der sich zur Ausführung der Erfindung eignet, ist ein Druckfühler mit Dehnungsmeßstreifen, wie er von der Firma H.B.M. unter der Bezeichnung "3/120 LY 11" vertrieben wird.

In Fig. 4 ist im Detail die Art und Weise der Befestigung der nachgiebigen Blättchen 10 bis 11 (oder 12 bis 13) gezeigt, die eine Verbindung des zweiten Arms 8 mit dem Hauptarm 5 ermöglichen. Vorteilhafterweise sind diese nachgiebigen Blättchen in den Armen 5,8 mittels Schrauben 18,19 gehalten, die sich auf in Kontakt

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mit den Blättchen 10,11 befindlichen Zwischenelementen 20,21 abstützen. Diese Blättchen 10 bis 11, 12 bis 13, halten den zweiten Arm 8, wobei sie eine Bewegung mit geringer Amplitude ermöglichen, die in der Größenordnung von + 1 Millimeter am Ende des Dorns liegt, wenn ein Druck auf den Dorn 1 ausgeübt wird.

Weiterhin überwacht, wie dies detaillierter im Montagebild nach Fig. 3 zu ersehen ist, ein mit dem Hauptarm 5 verbundener Positionsmeßfühler 24 die Verschwenkungen des zweiten Arms 8 bezüglich des Hauptarms 5 zwischen zwei Extrempositionen und bewirkt eine Drehung der Welle 6 und demzufolge des an dieser Welle 6, zum Beispiel mittels Schrauben 23 befestigten Hauptarms 5. Ein Positionsgeber, der für die Ausführung der Erfindung geeignet ist, ist ein Meßfühler vom Typ 932 SS2 der Firma Honeywell.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Aufspulvorrichtung ist die folgende:

Während des Aufspulens des Fadens 4 auf die Trägerhülse 2 bewirkt ein Ansteigen des Durchmessers der Wicklung ein Verschwenken des zweiten Arms 8 um die Achse 22, die vom Schnittpunkt der Blättchen 10 bis 11 und 12 bis 13 gebildet ist. Bei dieser Bewegung drückt der Arm 8 gegen den Positionsgeber 24, der eine geringe Drehung der Welle 6, die den schwenkbaren Hauptarm 5 trägt, auslöst.

Wenn der zweite Arm 8 in seine Ausgangsposition bezüglich des Hauptarms 5 zurückgekehrt ist, ändert der Positionsgeber seinen Zustand, die geringe Drehung des Arms wird gestoppt. Weiterhin wird je nach der Verschwenkung der gesamten Einheit der von der Stelleinrichtung 14 auf den zweiten Arm 8 und demzufolge von der Wicklung des Fadens gegen den Antriebszylinder 3 ausgeübte Anpreßdruck nach einer Gesetzmäßigkeit geändert, die in Abhängigkeit vom Durchmesser der Wicklung

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und von der Winkelposition bezüglich des Pilotzylinders bestimmt ist. Diese Steuerung des Anlagedrucks wird in einfacher Weise dadurch erreicht, daß ein Druckwertgeber mit Dehnungsmeßstreifen 16 direkt am zweiten Arm 8 ange-5 ordnet wird und sich in Kontakt mit der Membran 26 der pneumatischen Stelleinrichtung 14,26 befindet. Dieser Meßwertgeber ist mit einem elektronischen Komparator verbunden, an dem eine zweite elektrische Spannung (Sollspannung) anliegt, die vorab eingeregelt ist nach einem Programm, das über die Abhängigkeit des Druckes vom Durchmesser der Wicklung bestimmt ist. Dieser Komparator steuert automatisch die Änderung des Drucks im Inneren der Stelleinrichtung mit Membran 26.

Anders ausgedrückt ist nach dem gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung der am zweiten Arm 8 befestigte Druckgeber mit Dehnungsmeßstreifen 16 in Kontakt mit dem aktiven Teil 15 der Membran 26 der pneumatischen Stelleinheit. Dieser Meßwertgeber gibt an seinem Ausgang ein elektrisches Signal ab, das dem Druck proportional ist, rait dem der Dorn 1 auf den zweiten Arm 8 und demzufolge die Wicklung des Fadens gegen den Antriebszylinder 3 drückt. Dieses elektrische Ausgangssignal des Meßwertgebers wird mit einem elektrischen Signal, das in Abhängigkeit vom Durchmesser der Wicklung programmiert ist, in einem Komparator verglichen, der auf den Druck in der Stelleinrichtung dergestalt einwirkt, daß er das Ausgangssignal des Meßwertgebers auf einem nahegelegenen, wenn nicht identischen Wert mit dem Programmsignal hält.

Eine derartige Vorrichtung ermöglicht es, einen Anpreßdruck der Wicklung gegen den Antriebszylinder 3 in präziser und zuverlässiger Weise zu erreichen, wobei alle störenden Reibungskräfte ausgeschaltet sind, die im Bereich der Schwenkverbindung des Tragteils auftreten.

Es ist aus sich heraus verständlich, daß die Erfindung ebenfalls alle im gleichen Sinne realisierten Ausführungs-

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beispiele umfaßt. So kann sie ebenfalls an Aufspulmaschinen Verwendung finden, bei denen sich die Trägerhülse und/oder der die Wicklung tragende Dorn linear verschiebt. In diesem Fall ist das bewegbare Element auf einem Träger befestigt, der sich geringfügig unter dem Einfluß der Erhöhung des Durchmessers der Wicklung verschieben kann. Der Druck wird wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel durch eine pneumatische Stelleinheit aufgebracht. 10

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Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Aufspulen eines Fadens auf eine zylindrische, an einem Antriebszylinder anliegende Trägerhülse

- bei der der Faden zur Erzielung einer bestimmten Kreuzwicklung über einen, eine hin- und hergehende Bewegung ausführenden Fadenführer auf die Hülse aufgewickelt wird,

- bei der der Dorn frei drehbar an einem Tragteil angeordnet ist, das sich beim Aufbringen der Wicklung verschwenkt und das von einer Einrichtung beeinflußt ist, die einen in Abhängigkeit vom Durchmesser der Wicklung und von der Winkelposition der Hülse pro- * grammierten Druck ausübt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der schwenkbare Tragteil des Doms (1) einerseits einen auf einer Welle (6), deren Drehung zwangsläufig gesteuert ist, angeordneten, schwenkbaren Hauptarm (5) und andererseits einen zweiten Arm (8) aufweist, dessen einer Endbereich den Dorn (1) trägt, und dessen anderer Endbereich mittels eines nachgiebigen, eine Bewegung des zweiten Armes (8) mit geringer Amplitude ermöglichenden Verbindungselements (10 bis 13) am Hauptarm (5) befestigt ist, und daß der von dem Dorn (1) gegen den Antriebszylinder (3) ausgeübte Anpreßdruck über eine am Hauptarm (5) befestigte und auf den zweiten

™ Arm (8) wirkende pneumatische Stelleinheit (14,26) mit programmierten Druckwerten aufgebracht wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine den Luftdruck in der pneumatischen Stelleinheit (14,26) mit Membran (26) steuernde Regeleinrichtung und eine Steuereinrichtung für die Drehung der den Spu-

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lenträger tragenden Welle (6) aufweist.

3- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Bewegung mit schwacher Amplitude des zweiten Arms (8) bezüglich des Hauptarmes (5) ermöglichenden, nachgiebigen Verbindungselemente aus Metallblättchen (10-11 und 12-13) gebildet sind, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind und deren einer Endbereich am Hauptarm (5) und deren anderer Endbereich am zweiten Arm (8) befestigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Andrücken des Dorns (1) gegen den Antriebszylinder (3) mittels einer pneumatischen Stelleinheit (14,26) erfolgt, deren aktiver Teil (15) an einem, am zweiten Arm (8) angeordneten Druckwertfühler (16) mit Dehnungsmeßstreifen anliegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der am zweiten Arm (8) angeordnete Druckwertgeber

(16) mit Dehnungsmeßstreifen an der Membran (26) der pneumatischen Stelleinheit (14,26) anliegt, daß dieser Geber (16) ein_; dem von dem Dorn (1) auf den zweiten Arm (8) ausgeübten Druck proportionales und demzufolge dem Druck der Fadenwicklung gegen den Antriebszylinder (3) entsprechendes elektrisches Signal abgibt, das mit einem elektrischen, in Abhängigkeit vom Durchmesser der Wicklung programmierten Sollsignal in einer Vergleichsstufe verglichen wird, welche auf den Druck in der pneu-

30matischen Stelleinrichtung dergestalt einwirkt, daß das Ausgangssignal des Druckgebers (16) einen dem Sollwert zumindest sehr benachbarten Wert hat.

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