EP3626657A1 - Spulmaschine - Google Patents
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- EP3626657A1 EP3626657A1 EP18195553.5A EP18195553A EP3626657A1 EP 3626657 A1 EP3626657 A1 EP 3626657A1 EP 18195553 A EP18195553 A EP 18195553A EP 3626657 A1 EP3626657 A1 EP 3626657A1
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- European Patent Office
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- thread guide
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- B65H2701/30—Handled filamentary material
- B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments
Definitions
- the invention relates to a winding machine, by means of which the winding of a material to be wound is carried out with a winding with any winding pattern, which winding can take place with or without a sleeve, so that the coil can have only the winding or the winding and a sleeve.
- a generic winder is out, for example WO 03/099695 A1 known.
- two winding spindles are rotatably mounted on a rotatable turret.
- the spindles By rotating the turret, the spindles can be moved alternately into a winding position and an alternating position, the spindles being able to be coupled to a drive in the winding position and the items to be wound being wound into a winding in the winding position.
- a thread guide is pivotally mounted via a swivel arm, against which, in turn, a pressure roller is rotatably mounted.
- the thread guide is pressed onto a lateral surface of a winding of a bobbin wound on the spindle in the winding position via the pressure roller.
- the thread guide has a traversing thread guide.
- the traversing thread guide is driven in an oscillating manner.
- the traversing thread guide executes a traversing movement, the stroke of which essentially corresponds to the laying width of the winding material, i.e. the axial length of the winding (whereby, for example, the trailing path between the traversing thread guide and the deposit point can shorten the laying width compared to the stroke) and which is oriented parallel to the longitudinal and / or rotational axis of the spindle.
- the rotational movement of the spindle or bobbin on the one hand and the traversing movement of the traversing thread guide on the other hand are matched to one another by a suitable control system in such a way that a predetermined winding pattern results.
- the winding material passes directly from a head thread guide mounted on the frame of the winding machine, which is designed here as a head thread guide roller, to the traversing thread guide and is applied by the latter to the outer surface of the winding via the pressure roller.
- the winding material runs from the top thread guide to the traversing thread guide in a laying triangle, the length of which depends on the distance of the head thread guide arranged at the apex of the laying triangle from the traversing thread guide and in which a traversing angle changes with the traversing movement within a total traversing angle ⁇ .
- the distance of the pressure roller from the longitudinal and / or rotational axis of the spindle changes, which leads to a pivoting compensatory movement of the swivel arm with the thread tail held thereon.
- SAHM 830XE Another generic winder is marketed by the applicant under the designation "SAHM 830XE” (cf. www.sahmwinder.de/ effort/sahm-carbon-fiber-winders/sahm-830xe.html, date of inspection 22.08.2018).
- This winding machine does not have a turret, but a single spindle with a fixed longitudinal and / or rotational axis towards the frame of the winder.
- the thread tail unit is not mounted on a swivel arm which is pivotably mounted relative to the frame. Rather, the compensating movement of the thread tail takes place with an increasing diameter of the winding in that the thread tail is guided horizontally and translationally displaceably on the frame of the winding machine.
- the winding material arrives directly from a head thread guide roller mounted on the frame of the winding machine to the traversing thread guide of the thread tail unit.
- EP 1 656 317 B1 first describes an embodiment with a thread guide which is pivotally mounted on a swivel arm and which carries an overflow bracket, by means of which the winding material is deflected between a head thread guide and the traversing thread guide.
- a dancer roll is arranged upstream of the head thread guide, which can be deflected against the pretension of a spring and serves to keep the tension in the winding material as constant as possible.
- this deflection can also be used in an open-loop or closed-loop control for adjusting the speed of the drive in order to maintain a predetermined tension in the winding material and to bring about a constant equilibrium position of the dancer roll.
- EP 1 656 317 B1 also describes the finding that with the increasing diameter of the winding and the associated pivoting of the swivel arm with the thread tail held thereon, the length of the bobbins between the top thread guide and the thread tail, i.e. the length of the Laying triangle changed. This should also lead to variations in the tension in the winding material, which has the consequence that the winding material is applied to the winding with different tension.
- EP 1 656 317 B1 proposes to provide an additional thread support means between the head thread guide and the deflection bar with a traversing traverse thread guide, which is held by a cantilever arm with the greatest possible distance from the traversing thread guide with a deflection bar. In this case, the vertex of the laying triangle is not specified by the head thread guide, but by the additional thread support means.
- the thread support means Since the thread support means is also pivoted with the pivoting of the swivel arm and the thread tail, the length of the laying triangle does not change with the increase in the diameter of the winding. An entry angle of the material to be wound between the head thread guide and the additional thread support means does not change and is also independent of the traversing movement. An undesirable influence of the changing diameter of the winding on the length of the laying triangle is avoided by using the thread support means.
- EP 1 656 317 B1 also discloses further embodiments in which an additional roller is supported on the thread tail unit by means of a cantilever arm with a strain gauge arranged therein, this additional roller being arranged upstream of the thread support means.
- the length of the cantilever arm on which the thread support means is supported has narrow limits, but the length of the laying triangle is also small. This in turn has the disadvantage that the traversing movement changes the tension in the ware to an undesirable extent or the use of a curved overflow clamp is absolutely necessary, which, however, can be undesirable due to the additional deflection, which can lead to impairment of the ware.
- the applicant also sells a winder under the label "Carbon Star 850XE” (see www.sahmwinder.de/commun/sahm-carbon-fiber-winders/carbonstar-ii.html; date of inspection: August 22, 2018) , in which the thread guide with the traversing thread guide is moved with the compensating movement due to the increasing diameter of the winding in a linear movement towards the head thread guide. In this way, the compensating movement does not lead to a change in the entry angle ⁇ and the angle at which the material to be reeled leaves the head thread guide and the angle at which the material to be reeled enters the thread guide.
- the length of the laying triangle is reduced with the compensating movement, which has the consequence that the total traversing angle ⁇ of the laying triangle becomes larger with the compensating movement, which also increases the extent of a necessary deflection of the items to be washed by the traversing thread guide, which is undesirable.
- the winding machine according to the invention has a frame which can also be designed as a base plate, frame or housing.
- the winding machine has a spindle, which can be rotatable, for example, in order to bring about the rotational movement of the coil during winding, or can also not be rotatable, in which case in particular a drive of the coil to bring about the rotational movement via a drive of a bobbin or one with the lateral surface interacting friction drive can take place.
- the invention also includes embodiments in which not only one spindle is provided on the winding machine, but at least two spindles. It is also possible here that at least two spindles are held on one turret (cf. the prior art mentioned at the beginning EP 1 507 730 A1 ).
- the winding machine has a thread tail unit.
- the thread tail unit has an iridescent traversing thread guide.
- the thread tail has a pressing means, which is pressed onto a lateral surface of a winding wound on the spindle.
- the pressure means is preferably a pressure roller which is rotatably mounted on a base body of the thread guide. Such a pressure roller can only be used to support the thread guide on the winding. It is also possible for the rinsing material to be additionally placed on the outer surface of the winding via the pressure roller.
- a compression of the winding can take place on the outer surface of the winding, with which the winding can be made harder and / or a different length of the rinsed material can be stored in the same diameter of the winding. It is also possible for the pressure roller to exert a pressing force which can be varied via the winding travel on the outer surface of the winding. It is also possible that the pressure of the pressure roller on the outer surface of the winding is controlled or regulated in such a way that the winding cannot bulge due to excessive pressure or marks on the items to be wound at crossing points of the winding.
- the thread tail unit (and thus the traversing thread guide) can be moved with a compensating movement in relation to the spindle in accordance with the increasing diameter of the winding, which is ensured by the pressing means being supported on the outer surface of the winding.
- the winding machine has a head thread guide.
- This head thread guide precedes the traversing thread guide in the thread path.
- the head thread guide is arranged, held and / or guided on the frame at a distance from the thread guide.
- the winding material arrives directly from the head thread guide to the thread tail unit without a deflection of the winding material taking place between the head thread guide and the thread tail unit on the path of the winding material.
- the head thread guide specifies the vertex of the laying triangle.
- the invention proposes (alternatively or also cumulatively to these known measures which are to be taken in the area of the thread tail unit) that the head thread guide is movably held and guided on the frame of the winding machine.
- a movement of the top thread guide takes place as a function of the compensating movement which the thread tail unit carries out with the change in the diameter of the winding.
- the movement of the head thread guide takes place in such a way that the effects of the compensating movement on the path of the winding material between the head thread guide and the traversing thread guide are at least reduced.
- any movement of the head thread guide can take place.
- the head thread guide can be guided relative to the frame via a translatory guide, a curved guide or an arcuate guide. These variants can be used both when the thread tail is guided translationally with respect to the frame, and also in the event that the thread tail is pivoted relative to the frame, for example via a swivel arm.
- the movement of the head thread guide preferably takes place in such a way that it corresponds to the compensating movement of the thread tail unit with respect to the direction and / or the amount, or is approximated to this.
- the movement of the top thread guide takes place in such a way that an entry angle ⁇ of the winding material into the thread guide does not change in a plane which is oriented transversely to the traversing axis of the traversing thread guide, including in particular also changes in the entry angle ⁇ of + /-5.0 ° or +/- 2.0 ° or +/- 1.0 ° or +/- 0.5 ° can be subsumed.
- the head thread guide can be moved via an actuator, the movement controlled by the actuator taking place as a function of the compensating movement.
- the diameter of the winding can be detected directly or indirectly by means of a sensor.
- the sensor can use a distance measurement, a feeler wheel and the like. ⁇ . capture the diameter of the winding. It is also possible for the diameter of the winding to be detected indirectly by measuring a movement of the thread tail unit as a result of the compensating movement. It is also possible to indirectly determine the diameter of the winding by measuring a length of the wound material from which the diameter of the winding can be calculated.
- the extent of the movement of the traversing thread guide in particular the number of strokes passed, can be used to infer the diameter of the winding indirectly.
- Another possibility for determining the diameter of the winding is the calculation of the same from the Spindle speed and / or the speed of the winding material.
- the length of the winding material, which is wound in the winding can be calculated from the integral of the speed of the winding material (which can also be calculated from the course of the spindle speed), from which then in turn, the diameter of the winding can be determined via a map or a functional dependency. If there is then a corresponding signal with regard to the current diameter of the winding, the actuator can be actuated by means of a control unit, which then moves the head thread guide to the required extent.
- a particularly simple but reliable possibility for bringing about the movement of the head thread guide is the mechanical coupling of the compensating movement of the thread guide with the movement of the head thread guide, so that passive measures are taken here.
- the thread tail is mechanically coupled to the head thread guide via a coupling means such as a coupling strut or possibly also a gear connection, so that the compensating movement of the thread tail is converted via the kinematics of the coupling strut or the gear connection arranged between the head thread guide and the thread tail in the movement of the head thread guide.
- Any traversing thread guide can be used in the thread guide, as is known, for example, from the different embodiments of the prior art.
- a traversing thread guide is used in the winding machine according to the invention, which slidably guides and / or deflects the winding material.
- this length is at least 300 mm (for example more than 350 mm, more than 400 mm, more than 450 mm, more than 500 mm or even more than 600 mm).
- a choice of such a length means that the laying triangle also has a corresponding length, so that a change in the length of the winding material between the head thread guide and the traversing thread guide, which could lead to a change in the tension of the winding material, is relatively small, which may result in the use of a compensation bracket can be dispensed with.
- the head thread guide on the one hand and the thread tail on the other hand can have any degrees of freedom.
- the thread guide and the head thread guide are each translationally guided, the translational degrees of freedom of the thread guide and the head thread guide being oriented parallel to one another.
- the movements of the thread tail on the one hand and the head thread guide on the other hand are preferably synchronous with the same amplitude along the parallel degrees of freedom. It is possible, for example, that a head thread guide is arranged in the lower end region of the winding machine and that it is guided in translation in the horizontal direction by means of a guide.
- the thread guide can be arranged in an upper end region of a frame of the winding machine with a likewise horizontal degree of freedom. In this way, a small length of the winding material between the head thread guide and the traversing thread guide can still be ensured with the small construction size of the winding machine, with the advantages explained above and associated therewith.
- Fig. 1 shows a spatial view of a winder 1.
- the winder 1 has a frame 2, which with a cover plate, a housing, a frame u. ⁇ . Can be formed.
- the essential components of the winding machine 1 mentioned below are held and / or guided on the frame 2.
- the winding machine 1 has a stationary rotating spindle 3, which is oriented parallel to a y-axis.
- a thread tail 4 extends parallel to the spindle 3 and in the direction of the y-axis.
- the thread tail 4 is movably mounted on the frame 2 via a guide 5, which here specifies a horizontal degree of freedom 6.
- the thread tail 4 has a pressure means 7, here a pressure roller 8, the pressure roller 8 being rotatably mounted parallel to the y-axis on a base body of the thread tail 4.
- the thread tail 4 is loaded along the degree of freedom 6 in the direction of the spindle 3 by means of a suitable actuator (not shown here) or a weight, so that the thread tail 4 is supported by the pressure roller 8 with a predetermined pressure force on the outer surface of a winding created on the spindle 3 is.
- the thread tail unit 4 has a traversing thread guide 9, which is moved back and forth parallel to the y-axis with a traversing movement 10.
- a winding material 11 is provided, for example, via a continuous or discontinuous manufacturing process and is fed to the thread guide 4, here the traversing thread guide 9 via an input roller 12, a deflection roller 13 and a head thread guide 14, which is designed here as a head thread guide roller 15. There is no further guide element between the head thread guide 14 and the thread tail unit 4, by means of which the winding material 11 is guided or deflected.
- a laying triangle 16 with a total traversing angle ⁇ is established between the top thread guide 14 and the thread guide 4 (cf. Fig. 4 ), with the head thread guide 14 specifying the apex 17 of the laying triangle 16 and the length of the laying triangle 16 corresponding to a distance 22 between the head thread guide 14 and the traversing thread guide 9.
- the head thread guide 14 is guided over a guide 18 with a translatory and horizontal degree of freedom 19 relative to the frame 2.
- an x-axis denotes a horizontal direction, which for the exemplary embodiment shown is oriented parallel to the degrees of freedom 6, 19.
- the y-axis is oriented parallel to the longitudinal and / or rotational axis of the spindle 3.
- the thread guide 4 extends in the direction of the y-axis
- the traversing movement 10 of the traversing thread guide 9 is oriented parallel to the y-axis and the pressure roller 8 rotates about the y-axis.
- a z-axis denotes a vertical axis of the winder 1.
- An entry angle ⁇ denotes the angle of the ware 11 in the xz plane with respect to the z-axis.
- Fig. 2 shows the winding machine at the beginning of the winding trip, that is, at the beginning of the creation of a winding on the spindle 3.
- the thread tail 4 has assumed the position in the direction of the degree of freedom 6, which is the smallest radial distance from the longitudinal and rotational axis of the spindle 3 has.
- the diameter of the winding increases, which has the consequence that the thread tail 4 moves increasingly along the degree of freedom 6 with a compensating movement 23 away from the longitudinal and / or rotational axis of the spindle 3.
- the coupling of the movement of the thread guide 4 with the movement of the head thread guide 14 takes place for the exemplary embodiment shown via a mechanical coupling means 20, which is designed here as a coupling strut 21, which rigidly connects the thread guide 4 to the head thread guide 14 (cf. Fig. 3 ).
- the coupling strut 21 preferably runs inside the frame or housing 2, so that it is not visible from the outside and is covered by a housing wall.
- the traversing thread guide 9 is plate-shaped, the traversing thread guide 9 in this case having a U-shaped recess, for example, through which the winding material 11 passes.
- the winding material 11 then passes in a straight line without deflection through the U-shaped recess, while for deflection from the central position there is a deflection through a side leg of the U of the traversing thread guide 9 and one with increasing distance from the central position greater deflection takes place through this side leg of the U.
- the traversing thread guide 9, which is in the form of a plate here, is vertical to the direction of entry of the material to be wound 11 oriented so that the traversing thread guide 9 and the plane of extension of the U-shaped recess is also inclined at the entry angle ⁇ with respect to the xy plane.
- the invention includes embodiments in which the movement of the head thread guide 14 is dependent only on the compensating movement 23 of the thread tail 4, as well as embodiments in which the movement of the head thread guide 14 in addition to the dependence on the compensating movement 23 of the thread tail 4 also depends on at least one further company size is dependent.
- the invention furthermore also includes embodiments in which the movement of the head thread guide 14 is coupled to the movement of the thread tail unit 4 not over the entire stroke, but only over a partial stroke of the compensating movement 23.
- the movement of the head thread guide 14 can be coupled to the movement of the thread tail unit 4 via any linear or non-linear dependency.
- the invention also includes embodiments in which a movement of the head thread guide 14 is not only dependent on the movement of the thread guide 4, but can also be carried out for other purposes.
- the movement of the head thread guide 14 can also be used to at least temporarily control or regulate the tension of the winding material 11.
- the movement of the head thread guide 14 can take place at the beginning of the winding trip, at the end of the winding trip or for an exchange of the bobbin, for example to support or enable catching or cutting of the winding material 11 or one To bring about configuration of the winding machine 1, which is advantageous for this particular operating state.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Spulmaschine, mittels welcher das Wickeln eines Spulguts mit einer Wicklung mit einem beliebigen Wickelmuster erfolgt, wobei dieses Wickeln mit oder ohne eine Hülse erfolgen kann, so dass die Spule nur die Wicklung oder die Wicklung und eine Hülse aufweisen kann.
- Vorzugsweise dient die Spulmaschine dem Wickeln eines Spulguts in Form eines "technischen Garns". Hierbei handelt es sich um ein faden- oder bandförmiges Spulgut, welches
- biegeweich ausgebildet ist und/oder
- als Einzelfilament oder Multifilament (beispielsweise mit mehr als 12.000 Einzelfilamenten bis hin zu 300.000 Einzelfilamenten) ausgebildet ist und/oder
- eine zu der Wicklung gewickelte Länge von mehr als 100 km (insbesondere mehr als 200 km, mehr als 300 km bis hin zu einer Länge von 600 km) besitzt und/oder
- ein Gewicht/Länge (sogenannter "Titer") im Bereich von 10.000 bis 20.000 den [g/9.000 m] (beispielsweise von 12.000 bis 16.000 den) besitzt und/oder
- als Kreuzwicklung gewickelt ist und/oder
- als Kreuzwicklung ohne Abstützung der Stirnseiten an Trommelscheiben gewickelt ist und/oder
- mit Spulgeschwindigkeiten von mindestens 10 m/min (vorzugsweise mehr als 30 m/min oder mehr als 50 m/min) gewickelt wird.
- Eine gattungsgemäße Spulmaschine ist beispielsweise aus
WO 03/099695 A1 - Eine weitere gattungsgemäße Spulmaschine wird unter der Kennzeichnung "SAHM 830XE" von der Anmelderin vertrieben (vgl. www.sahmwinder.de/produkte/sahm-carbon-fiber-winders/sahm-830xe.html, Datum der Einsichtnahme 22.08.2018). Diese Spulmaschine verfügt nicht über einen Revolver, sondern eine einzige Spindel, die eine feste Längs- und/oder Rotationsachse gegenüber dem Rahmen der Spulmaschine hat. Bei dieser Spulmaschine ist das Fadenleitwerk nicht an einem gegenüber dem Rahmen verschwenkbar gelagerten Schwenkarm gelagert. Vielmehr erfolgt hier die Ausgleichsbewegung des Fadenleitwerks mit sich vergrößerndem Durchmesser der Wicklung dadurch, dass das Fadenleitwerk horizontal und translatorisch verschieblich an dem Rahmen der Spulmaschine geführt ist. Auch hier gelangt das Spulgut unmittelbar von einer an dem Rahmen der Spulmaschine gelagerten Kopffadenführerrolle zu dem Changierfadenführer des Fadenleitwerks.
-
EP 1 656 317 B1 beschreibt zunächst eine Ausführungsform mit einem an einem Schwenkarm verschwenkbar gelagerten Fadenleitwerk, welches einen Überlaufbügel trägt, durch welchen das Spulgut zwischen einem Kopffadenführer und dem Changierfadenführer umgelenkt wird. Für diese Ausführungsform ist dem Kopffadenführer eine Tänzerrolle vorgeordnet, welche gegen die Vorspannung einer Feder auslenkbar ist und dazu dient, die Spannung in dem Spulgut möglichst konstant zu halten. Ergibt sich für eine Spannungsänderung in dem Spulgut eine Auslenkung der Tänzerrolle, kann diese Auslenkung in einer Steuerung oder Regelung auch für eine Anpassung der Drehzahl des Antriebs herangezogen werden, um eine vorbestimmte Spannung in dem Spulgut aufrecht zu erhalten und eine konstante Gleichgewichtslage der Tänzerrolle herbeizuführen. Für diesen bekannten Stand der Technik beschreibtEP 1 656 317 B1 , dass während der Changierbewegung die Länge des Spulguts innerhalb des Verlegedreiecks mit einer entsprechend der hochfrequenten Changierbewegung hohen Frequenz variiert, was zu unerwünschten Änderung der Spannung in dem Spulgut führt, die unter Umständen mittels der Tänzerrolle und der Anpassung der Drehzahl des Antriebs der Spindel nicht ausgeglichen werden können. Um die Änderung der Fadenlänge innerhalb des Verlegedreiecks möglichst klein zu halten, wird der Abstand des Kopffadenführers von dem Fadenleitwerk vergrößert, was aber die Bauraumanforderungen der Spulmaschine vergrößert.EP 1 656 317 B1 beschreibt darüber hinaus die Erkenntnis, dass sich mit dem sich vergrößerndem Durchmesser der Wicklung und der damit einhergehenden Verschwenkung des Schwenkarms mit dem daran gehaltenen Fadenleitwerk auch in Abhängigkeit von dem Schwenkwinkel des Schwenkarms die Länge des Spulguts zwischen dem Kopffadenführer und dem Fadenleitwerk, also die Länge des Verlegedreiecks verändert. Auch hierdurch soll es zu Variationen der Spannung in dem Spulgut kommen, welche zur Folge hat, dass das Spulgut mit unterschiedlicher Spannung an die Wicklung angelegt wird. Variiert die Spannung des Spulguts zwischen dem Spulenrand und der Spulenmitte, kann gemäßEP 1 656 317 B1 das Spulgut vom Rand der Wicklung gelöst werden und sich dann um einen Kern der Spule wickeln, was zu einem Maschinenstopp führen kann oder aber auch bei einer späteren Verwendung der Spule beim Abwickeln zu einem Maschinenstopp oder einer Beschädigung einer Maschine führen kann.EP 1 656 317 B1 schlägt vor, zwischen dem Kopffadenführer und dem Umlenkbügel mit nachgeordnetem Changierfadenführer ein zusätzliches Fadenstützmittel vorzusehen, welches über einen Kragarm mit möglichst großem Abstand von dem Changierfadenführer mit Umlenkbügel gehalten ist. Der Scheitel des Verlegedreiecks wird in diesem Fall nicht von dem Kopffadenführer vorgegeben, sondern von dem zusätzlichen Fadenstützmittel. Da das Fadenstützmittel mit der Verschwenkung des Schwenkarms und des Fadenleitwerks mitverschwenkt wird, ändert sich die Länge des Verlegedreiecks mit der Vergrößerung des Durchmessers der Wicklung nicht. Ein Einlaufwinkel des Spulguts zwischen dem Kopffadenführer und dem zusätzlichen Fadenstützmittel ändert sich nicht und ist auch unabhängig von der Changierbewegung. Somit ist ein unerwünschter Einfluss des sich verändernden Durchmessers der Wicklung auf die Länge des Verlegedreiecks durch Einsatz des Fadenstützmittels vermieden. Um eine Veränderung der Länge des Spulguts in dem Verlegedreieck und damit Schwankungen der Spannung in dem Spulgut in Abhängigkeit von der Changierbewegung und dem mit der Changierbewegung veränderten Changierwinkel in dem Verlegedreieck zu vermeiden, schlägtEP 1 656 317 B1 ergänzend den Einsatz eines gekrümmten Überlaufbügels vor, der von dem Fadenleitwerk getragen ist und zwischen dem Changierfadenführer und dem zusätzlichen Fadenstützmittel eine zusätzliche Umlenkung des Spulguts vornimmt, deren Ausmaß sich in Abhängigkeit von dem mit der Changierbewegung veränderten Changierwinkel in dem Verlegedreieck ändert. Die Kontur des Überlaufbügels ist dabei so angepasst, dass sich die Länge des Spulguts zwischen dem Fadenabstützmittel und dem Changierfadenführer unabhängig von der Stellung des Changierfadenführers, also unabhängig von dem Changierwinkel innerhalb des Verlegedreiecks, nicht ändert. Zu diesem Zweck erfolgt mittels des Überlaufbügels eine stärkere Umlenkung des Spulguts, wenn sich der Changierfadenführer in der Mitte befindet als dies der Fall ist, wenn sich der Changierfadenführer im Randbereich befindet.EP 1 656 317 B1 offenbart auch weitere Ausführungsformen, bei welchen eine zusätzliche Rolle über einen Kragarm mit darin angeordnetem DMS am Fadenleitwerk abgestützt ist, wobei diese zusätzliche Rolle dem Fadenstützmittel vorgeordnet ist. Um die Masse und die Baugröße des Fadenleitwerks klein zu halten, sind der Länge des Kragarms, an welchem das Fadenstützmittel abgestützt ist, enge Grenzen gesetzt, womit aber auch die Länge des Verlegedreiecks klein ist. Dies hat wiederum den Nachteil, dass sich mit der Changierbewegung die Spannung in dem Spulgut in einem unerwünschten Ausmaß verändert oder der Einsatz eines gekrümmten Überlaufbügels zwingend erforderlich ist, was aber infolge der zusätzlichen Umlenkung, die zu Beeinträchtigungen des Spulguts führen können, unerwünscht sein kann. - Von der Anmelderin wird unter der Kennzeichnung "Carbon Star 850XE" auch eine Spulmaschine vertrieben (vgl. www.sahmwinder.de/produkte/sahm-carbon-fiber-winders/carbonstar-ii.html; Datum der Einsichtnahme: 22.08.2018) vertrieben, bei der das Fadenleitwerk mit dem Changierfadenführer mit der Ausgleichsbewegung infolge des sich vergrößernden Durchmessers der Wicklung in einer Linearbewegung auf den Kopffadenführer zu bewegt wird. Auf diese Weise führt die Ausgleichsbewegung nicht zu einer Veränderung des Einlaufwinkels β und des Winkels, unter welchem das Spulgut den Kopffadenführer verlässt, und des Winkels, mit welchem das Spulgut in das Fadenleitwerk einläuft. Allerdings verringert sich für diese Ausführungsform mit der Ausgleichsbewegung die Länge des Verlegedreiecks, was zur Folge hat, dass mit der Ausgleichsbewegung der Gesamtchangierwinkel α des Verlegedreiecks größer wird, womit sich auch das Ausmaß einer erforderlichen Umlenkung des Spulguts durch den Changierfadenführer vergrößert, was unerwünscht ist.
- Des Weiteren vertreibt die Anmelderin eine Spulmaschine unter der Kennzeichnung "SAHM 880XE"(vgl. www.sahmwinder.de/produkte/sahm-carbon-fiber-winders/sahm-880xe.html; Datum der Einsichtnahme: 22.08.2018), bei der das Fadenleitwerk mit dem Changierfadenführer fest an einem Rahmen der Spulmaschine angeordnet ist, während für die Ausgleichsbewegung eine Verlagerung der Spindel mit der darauf gebildeten Spule erfolgt. Dies erfordert aber insbesondere bei schweren Spulen einen sehr stabilen Aufbau, so dass diese Ausführungsform vorzugsweise für leichte Spulen mit einem Gewicht von weniger als 20 kg Einsatz findet.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spulmaschine vorzuschlagen, welche hinsichtlich
- der Umlenkung des Spulguts auf dem Weg desselben zu der Wicklung und/oder
- eines Einflusses einer Ausgleichsbewegung des Fadenleitwerks mit Vergrößerung des Durchmessers der Wicklung und/oder
- eines Einflusses eines Changierwinkels in dem Verlegedreieck und/oder
- eines Einflusses der Ausgleichsbewegung auf die Umlenkung des Spulguts (insbesondere im Bereich eines Changierfadenführers)
- einer Gewährleistung, dass sich ein Gesamtchangierwinkel α nicht oder nicht wesentlich ändert, und/oder
- einer Verringerung von Schwankungen der Spannung in dem Spulgut und/oder
- Anforderungen an Einrichtungen wie Tänzerrollen und/oder an eine Regelung des Antriebs zum Konstanthalten der Spannung in dem Spulgut und/oder
- der Qualität der mit der Spule gewickelten Spule und/oder
- der Baugröße des Fadenleitwerks
- Die Aufgabe der Erfindung wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Weitere bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.
- Die erfindungsgemäße Spulmaschine weist einen Rahmen auf, der auch als Grundplatte, Gestell oder Gehäuse ausgebildet sein kann. Die Spulmaschine verfügt über eine Spindel, die beispielsweise drehbar sein kann, um die Drehbewegung der Spule beim Wickeln herbeizuführen, oder auch nicht drehbar sein kann, wobei dann insbesondere ein Antrieb der Spule zur Herbeiführung der Drehbewegung über einen Antrieb eines Spulenkörpers oder einen mit der Mantelfläche der Wicklung in Wechselwirkung tretenden Reibantrieb erfolgen kann. Die Erfindung umfasst auch Ausführungsformen, bei welchen nicht nur eine Spindel an der Spulmaschine vorgesehen ist, sondern mindestens zwei Spindeln. Möglich ist hierbei auch, dass mindestens zwei Spindeln an einem Revolver gehalten sind (vgl. den eingangs genannten Stand der Technik
EP 1 507 730 A1 ). - Die erfindungsgemäße Spulmaschine weist ein Fadenleitwerk auf. Das Fadenleitwerk besitzt einen changierend angetriebenen Changierfadenführer. Das Fadenleitwerk verfügt über ein Andrückmittel, welches an einer Mantelfläche einer auf der Spindel gewickelten Wicklung angedrückt wird. Bei dem Andrückmittel handelt es sich vorzugsweise um eine Andrückwalze, die drehbar an einem Grundkörper des Fadenleitwerks gelagert ist. Eine derartige Andrückwalze kann lediglich der Abstützung des Fadenleitwerks an der Wicklung dienen. Möglich ist auch, dass zusätzlich über die Andrückwalze ein Anlegen des Spulguts an die Mantelfläche der Wicklung gewährleistet wird. Möglich ist des Weiteren, dass über die Andrückwalze je nach Anpresskraft an die Mantelfläche der Wicklung eine Verdichtung der Wicklung erfolgen kann, womit diese härter ausgebildet werden kann und/oder in demselben Durchmesser der Wicklung eine andere Länge des Spulguts bevorratet werden kann. Möglich ist auch, dass die Andrückwalze eine über die Spulreise veränderbare Anpresskraft auf die Mantelfläche der Wicklung ausübt. Des Weiteren möglich ist, dass die Steuerung oder Regelung der Anpresskraft der Andrückwalze an die Mantelfläche der Wicklung derart erfolgt, dass es nicht infolge einer zu großen Anpresskraft zu einem Ausbauchen der Wicklung kommen kann oder zu Markierungen auf dem Spulguts an Kreuzungspunkten der Wicklung. Während der Spulreise ist das Fadenleitwerk (und damit der Changierfadenführer) entsprechend des sich vergrößernden Durchmessers der Wicklung mit einer Ausgleichsbewegung gegenüber der Spindel bewegbar, was durch die Abstützung des Andrückmittels an der Mantelfläche der Wicklung gewährleistet wird.
- Die Spulmaschine weist einen Kopffadenführer auf. Dieser Kopffadenführer ist dem Changierfadenführer im Fadenlauf vorgeordnet. Der Kopffadenführer ist beabstandet von dem Fadenleitwerk an dem Rahmen angeordnet, gehalten und/oder geführt. Von dem Kopffadenführer gelangt das Spulgut unmittelbar zu dem Fadenleitwerk, ohne dass auf dem Weg des Spulguts zwischen dem Kopffadenführer und dem Fadenleitwerk eine Umlenkung des Spulguts erfolgt. Der Kopffadenführer gibt den Scheitel des Verlegedreiecks vor.
- Der Stand der Technik ist bisher von dem Vorurteil ausgegangen, dass ein Kopffadenführer fest an dem Rahmen der Spulmaschine angeordnet werden muss, während die Maßnahmen zur Beeinflussung des Weges und der Umlenkung des Spulguts, insbesondere einerseits im Zusammenhang mit der Ausgleichsbewegung und andererseits mit der changierenden Bewegung innerhalb des Verlegedreiecks, ausschließlich im Bereich des Fadenleitwerks getroffen werden mussten.
- Die Erfindung schlägt (alternativ oder auch kumulativ zu diesen bekannten Maßnahmen, die im Bereich des Fadenleitwerks zu treffen sind) erstmalig vor, dass der Kopffadenführer bewegbar an dem Rahmen der Spulmaschine gehalten und geführt ist. Hierbei erfolgt im Rahmen der Erfindung eine Bewegung des Kopffadenführers in Abhängigkeit von der Ausgleichsbewegung, welche das Fadenleitwerk mit der Veränderung des Durchmessers der Wicklung ausführt. Hierbei erfolgt die Bewegung des Kopffadenführers derart, dass Auswirkungen der Ausgleichsbewegung auf dem Weg des Spulguts zwischen dem Kopffadenführer und dem Changierfadenführer zumindest reduziert sind. Insbesondere wird erfindungsgemäß eine Veränderung des Auslaufwinkels des Spulguts aus dem Kopffadenführer und/oder eines Umlenkwinkels des Spulguts im Bereich des Kopffadenführers und/oder des Einlaufwinkels des Spulguts in das Fadenleitwerk und/oder eines Umlenkwinkels des Spulguts im Bereich des Fadenleitwerks, hier insbesondere im Bereich des Changierfadenführers, in Abhängigkeit von der Ausgleichsbewegung reduziert oder gänzlich eliminiert.
- Grundsätzlich kann eine beliebige Bewegung des Kopffadenführers erfolgen. Um lediglich einige die Erfindung nicht beschränkende Beispiele zu nennen, kann der Kopffadenführer über eine translatorische Führung, eine kurvenförmige Führung oder eine kreisbogenförmige Führung gegenüber dem Rahmen geführt sein. Diese Varianten können sowohl zum Einsatz kommen, wenn das Fadenleitwerk gegenüber dem Rahmen translatorisch geführt ist, als auch für den Fall, dass das Fadenleitwerk beispielsweise über einen Schwenkarm verschwenkbar gegenüber dem Rahmen geführt ist. Hierbei erfolgt die Bewegung des Kopffadenführer vorzugsweise derart, dass diese hinsichtlich der Richtung und/oder des Betrages der Ausgleichsbewegung des Fadenleitwerks entspricht oder dieser/diesem angenähert ist. Für einen besonderen Vorschlag der Erfindung erfolgt die Bewegung des Kopffadenführers derart, dass sich ein Einlaufwinkel β des Spulguts in das Fadenleitwerk in einer Ebene, die quer zu der Changierachse des Changierfadenführers orientiert ist, nicht ändert, worunter insbesondere auch noch Veränderungen des Einlaufwinkels β von +/-5.0° oder +/- 2.0° oder +/-1.0° oder +/-0.5° subsumiert werden können.
- Für die Art der Herbeiführung der Bewegung des Kopffadenführers gibt es verschiedene Möglichkeiten. Für eine von der Erfindung umfasste Variante ist der Kopffadenführer über einen Aktuator bewegbar, wobei die von dem Aktuator ausgesteuerte Bewegung in Abhängigkeit von der Ausgleichsbewegung erfolgt. Um lediglich einige die Erfindung nicht beschränkende Beispiele zu nennen, kann mittels eines Sensors unmittelbar oder mittelbar der Durchmesser der Wicklung erfasst werden. Beispielsweise kann der Sensor über eine Wegmessung, ein Tastrad u. ä. den Durchmesser der Wicklung erfassen. Möglich ist auch, dass mittelbar der Durchmesser der Wicklung erfasst wird, indem eine Bewegung des Fadenleitwerks infolge der Ausgleichsbewegung gemessen wird. Möglich ist auch die mittelbare Erfassung des Durchmessers der Wicklung, in dem eine Länge des gewickelten Spulguts, aus welcher der Durchmesser der Wicklung berechnet werden kann, gemessen wird. Um lediglich ein weiteres Beispiel zu nennen, kann aus dem Ausmaß der Bewegung des Changierfadenführers, insbesondere die Zahl der durchlaufenen Hübe, mittelbar auf den Durchmesser der Wicklung geschlossen werden. Eine weitere Möglichkeit zur Ermittlung des Durchmessers der Wicklung stellt die Berechnung desselben aus der Spindeldrehzahl und/oder der Geschwindigkeit des Spulguts dar. So kann beispielsweise aus dem Integral der Geschwindigkeit des Spulguts (welche auch aus dem Verlauf der Spindeldrehzahl berechnet sein kann) die Länge des Spulguts, welches in der Wicklung gewickelt ist, berechnet werden, aus welcher dann wiederum über ein Kennfeld oder eine funktionale Abhängigkeit der Durchmesser der Wicklung bestimmt werden kann. Liegt dann ein entsprechendes Signal hinsichtlich des aktuellen Durchmessers der Wicklung vor, kann mittels einer Steuereinheit eine Ansteuerung des Aktuators erfolgen, welcher dann den Kopffadenführer in dem erforderlichen Ausmaß bewegt.
- Eine besonders einfache, aber zuverlässige Möglichkeit für die Herbeiführung der Bewegung des Kopffadenführers stellt die mechanische Kopplung der Ausgleichsbewegung des Fadenleitwerks mit der Bewegung des Kopffadenführers dar, so dass hier passive Maßnahmen getroffen sind. Im einfachsten Fall ist das Fadenleitwerk über eine Kopplungsmittel wie beispielsweise eine Kopplungsstrebe oder unter Umständen auch eine getriebliche Verbindung mechanisch mit dem Kopffadenführer gekoppelt, so dass die Ausgleichsbewegung des Fadenleitwerks über die Kinematik der Kopplungsstrebe oder der zwischen den Kopffadenführer und das Fadenleitwerk angeordneten getriebliche Verbindung umgewandelt wird in die Bewegung des Kopffadenführers.
- In dem Fadenleitwerk kann ein beliebiger Changierfadenführer Einsatz finden, wie dieser beispielsweise aus den unterschiedlichen Ausführungsformen des Stands der Technik bekannt ist. Vorzugsweise findet in der erfindungsgemäßen Spulmaschine ein Changierfadenführer Einsatz, welcher das Spulgut gleitend führt und/oder umlenkt.
- Für die Länge des Spulguts zwischen dem Kopffadenführer und dem Changierfadenführer gibt es im Rahmen der Erfindung vielfältige Möglichkeiten. Für einen Vorschlag der Erfindung beträgt diese Länge mindestens 300 mm (beispielsweise mehr als 350 mm, mehr als 400 mm, mehr als 450 mm, mehr als 500 mm oder sogar mehr als 600 mm). Eine Wahl einer derartigen Länge hat zur Folge, dass auch das Verlegedreieck eine entsprechende Länge hat, womit eine Veränderung der Länge des Spulguts zwischen dem Kopffadenführer und dem Changierfadenführer, die zu einer veränderten Spannung des Spulguts führen könnte, verhältnismäßig klein ist, womit unter Umständen auf den Einsatz eines Kompensationsbügels verzichtet werden kann. Andererseits reduziert sich mit einer derart großen Länge des Spulguts zwischen dem Kopffadenführer und dem Changierfadenführer auch ein Umlenkwinkel des Spulguts im Bereich des Changierfadenführers, womit die Beanspruchungen des Spulguts reduziert werden.
- Grundsätzlich können, wie auch eingangs erläutert, der Kopffadenführer einerseits und das Fadenleitwerk andererseits beliebige Freiheitsgrade aufweisen. Für einen Vorschlag der Erfindung sind das Fadenleitwerk und der Kopffadenführer jeweils translatorisch geführt, wobei die translatorischen Freiheitsgrade des Fadenleitwerks und des Kopffadenführers parallel zueinander orientiert sind. Vorzugsweise sind hierbei die Bewegungen des Fadenleitwerks einerseits und des Kopffadenführers andererseits entlang der parallelen Freiheitsgrade synchron mit derselben Amplitude. Möglich ist beispielsweise, dass ein Kopffadenführer im unteren Endbereich der Spulmaschine angeordnet ist und dieser translatorisch in horizontaler Richtung mittels einer Führung geführt ist. In diesem Fall kann das Fadenleitwerk in einem oberen Endbereich eines Rahmens der Spulmaschine angeordnet sein mit einem ebenfalls horizontalen translatorischen Freiheitsgrad. Auf diese Weise kann bei kleiner Baugröße der Spulmaschine dennoch eine große Länge des Spulguts zwischen dem Kopffadenführer und dem Changierfadenführer gewährleistet werden mit den zuvor erläuterten, hiermit verbundenen Vorteilen.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Die in der Beschreibung genannten Vorteile von Merkmalen und von Kombinationen mehrerer Merkmale sind lediglich beispielhaft und können alternativ oder kumulativ zur Wirkung kommen, ohne dass die Vorteile zwingend von erfindungsgemäßen Ausführungsformen erzielt werden müssen. Ohne dass hierdurch der Gegenstand der beigefügten Patentansprüche verändert wird, gilt hinsichtlich des Offenbarungsgehalts der ursprünglichen Anmeldungsunterlagen und des Patents Folgendes: weitere Merkmale sind den Zeichnungen - insbesondere den dargestellten Geometrien und den relativen Abmessungen mehrerer Bauteile zueinander sowie deren relativer Anordnung und Wirkverbindung - zu entnehmen. Die Kombination von Merkmalen unterschiedlicher Ausführungsformen der Erfindung oder von Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche ist ebenfalls abweichend von den gewählten Rückbeziehungen der Patentansprüche möglich und wird hiermit angeregt. Dies betrifft auch solche Merkmale, die in separaten Zeichnungen dargestellt sind oder bei deren Beschreibung genannt werden. Diese Merkmale können auch mit Merkmalen unterschiedlicher Patentansprüche kombiniert werden. Ebenso können in den Patentansprüchen aufgeführte Merkmale für weitere Ausführungsformen der Erfindung entfallen.
- Die in den Patentansprüchen und der Beschreibung genannten Merkmale sind bezüglich ihrer Anzahl so zu verstehen, dass genau diese Anzahl oder eine größere Anzahl als die genannte Anzahl vorhanden ist, ohne dass es einer expliziten Verwendung des Adverbs "mindestens" bedarf. Wenn also beispielsweise von einem Element die Rede ist, ist dies so zu verstehen, dass genau ein Element, zwei Elemente oder mehr Elemente vorhanden sind. Diese Merkmale können durch andere Merkmale ergänzt werden oder die einzigen Merkmale sein, aus denen das jeweilige Erzeugnis besteht.
- Die in den Patentansprüchen enthaltenen Bezugszeichen stellen keine Beschränkung des Umfangs der durch die Patentansprüche geschützten Gegenstände dar. Sie dienen lediglich dem Zweck, die Patentansprüche leichter verständlich zu machen.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand in den Figuren dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter erläutert und beschrieben.
- Fig. 1
- zeigt in einer räumlichen Ansicht schräg von vorne und oben eine Spulmaschine.
- Fig. 2
- zeigt die Spulmaschine gemäß
Fig. 1 in einer Vorderansicht. - Fig. 3
- zeigt die Spulmaschine gemäß
Fig. 1 und2 in einer Vorderansicht, wobei hier ein Rahmen teilweise durchbrochen dargestellt ist, so dass eine Kopplungsstrebe zwischen einem Fadenleitwerk und einem Kopffadenführer zu erkennen ist. - Fig. 4
- zeigt in einer Seitenansicht die Spulmaschine gemäß
Fig. 1 bis 3 . - Fig. 5
- zeigt ein Detail einer Vorderansicht der Spulmaschine gemäß
Fig. 1 bis 4 im Kontaktbereich des Fadenleitwerks mit einer Wicklung. -
Fig. 1 zeigt in einer räumlichen Ansicht eine Spulmaschine 1. Die Spulmaschine 1 verfügt über einen Rahmen 2, der mit einer Deckplatte, einem Gehäuse, einem Gestell u. ä. ausgebildet sein kann. An dem Rahmen 2 sind die wesentlichen, im Folgenden genannten Bauelemente der Spulmaschine 1 gehalten und/oder geführt. - Die Spulmaschine 1 verfügt über eine hier ortsfest angeordnete rotierende Spindel 3, welche parallel zu einer y-Achse orientiert ist. Parallel zu der Spindel 3 und in Richtung der y-Achse erstreckt sich ein Fadenleitwerk 4. Das Fadenleitwerk 4 ist über eine Führung 5, welche hier einen horizontalen Freiheitsgrad 6 vorgibt, bewegbar an dem Rahmen 2 gelagert. Das Fadenleitwerk 4 weist ein Andrückmittel 7, hier eine Andrückwalze 8, auf, wobei die Andrückwalze 8 verdrehbar parallel zur y-Achse an einem Grundkörper des Fadenleitwerks 4 gelagert ist. Über einen geeigneten, hier nicht dargestellten Aktuator oder eine Gewichtskraft wird das Fadenleitwerk 4 entlang des Freiheitsgrads 6 in Richtung der Spindel 3 beaufschlagt, so dass das Fadenleitwerk 4 über die Andrückwalze 8 mit einer vorgegebenen Andrückkraft an der Mantelfläche einer auf der Spindel 3 erstellten Wicklung abgestützt ist. Das Fadenleitwerk 4 verfügt über einen Changierfadenführer 9, welcher parallel zur y-Achse mit einer Changierbewegung 10 hin- und her bewegt wird.
- Ein Spulgut 11 wird beispielsweise über einen kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Herstellungsprozess bereitgestellt und dem Fadenleitwerk 4, hier dem Changierfadenführer 9 über eine Eingangsrolle 12, eine Umlenkrolle 13 und einen Kopffadenführer 14, der hier als Kopffadenführerrolle 15 ausgebildet ist, zugeführt. Zwischen dem Kopffadenführer 14 und dem Fadenleitwerk 4 befindet sich kein weiteres Führungselement, über welches eine Führung oder Umlenkung des Spulguts 11 erfolgt. Ein Verlegedreieck 16 mit einem Gesamtchangierwinkel α stellt sich zwischen dem Kopffadenführer 14 und dem Fadenleitwerk 4 ein (vgl.
Fig. 4 ), wobei der Kopffadenführer 14 den Scheitel 17 des Verlegedreiecks 16 vorgibt und die Länge des Verlegedreiecks 16 einem Abstand 22 des Kopffadenführers 14 und des Changierfadenführers 9 entspricht. Der Kopffadenführer 14 ist über eine Führung 18 mit einem hier translatorischen und horizontalen Freiheitsgrad 19 gegenüber dem Rahmen 2 geführt. - In den Figuren kennzeichnet eine x-Achse eine horizontale Richtung, welche für das dargestellte Ausführungsbeispiel parallel zu den Freiheitsgraden 6, 19 orientiert ist. Die y-Achse ist parallel zur Längs- und/oder Rotationsachse der Spindel 3 orientiert. Des Weiteren erstreckt sich das Fadenleitwerk 4 in Richtung der y-Achse, die Changierbewegung 10 des Changierfadenführers 9 ist parallel zur y-Achse orientiert und die Andrückwalze 8 rotiert um die y-Achse. Schließlich kennzeichnet eine z-Achse eine Hochachse der Spulmaschine 1. Ein Einlaufwinkel β bezeichnet den Winkel des Spulguts 11 in der x-z-Ebene gegenüber der z-Achse.
-
Fig. 2 zeigt die Spulmaschine zum Beginn der Spulreise, also zum Beginn des Erstellens einer Wicklung auf der Spindel 3. Zu Beginn der Spulreise hat das Fadenleitwerk 4 in Richtung des Freiheitsgrads 6 die Stellung eingenommen, welche den kleinsten radialen Abstand von der Längs- und Rotationsachse der Spindel 3 hat. Im Laufe der Spulreise vergrößert sich der Durchmesser der Wicklung, was zur Folge hat, dass sich das Fadenleitwerk 4 entlang des Freiheitsgrads 6 mit einer Ausgleichsbewegung 23 zunehmend von der Längs- und/oder Rotationsachse der Spindel 3 wegbewegt. Wäre, abweichend zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung, der Kopffadenführer 14 ortsfest an dem Rahmen 2 angeordnet, hätte diese Ausgleichsbewegung 23 des Fadenleitwerks 4 zur Folge, dass sich der Einlaufwinkel β verändert (für das dargestellte Ausführungsbeispiel: verringert), was unerwünscht ist. Erfindungsgemäß wird eine Bewegung des Kopffadenführers 14 entlang des Freiheitsgrads 19 herbeigeführt, wobei das Ausmaß der Bewegung des Kopffadenführers 14 dem Ausmaß der Bewegung des Fadenleitwerks 4 entspricht. Unabhängig von dem Durchmesser der Wicklung und der Ausgleichsbewegung 23 kann durch diese Maßnahme der Einlaufwinkel β über die Spulreise konstant gehalten werden. Dies hat zur Folge, dass sich die Geometrie, insbesondere die Länge des Verlegedreiecks 16 zwischen dem Kopffadenführer 14 und dem Fadenleitwerk 4 mit der Ausgleichsbewegung 23 nicht verändert. - Die Kopplung der Bewegung des Fadenleitwerks 4 mit der Bewegung des Kopffadenführers 14 erfolgt für das dargestellte Ausführungsbeispiel über ein mechanisches Kopplungsmittel 20, welches hier als Kopplungsstrebe 21 ausgebildet ist, die starr das Fadenleitwerk 4 mit dem Kopffadenführer 14 verbindet (vgl.
Fig. 3 ). Hierbei verläuft die Kopplungsstrebe 21 vorzugsweise im Inneren des Rahmens oder Gehäuses 2, sodass diese von außen nicht sichtbar ist und durch eine Gehäusewandung abgedeckt ist. - In
Fig. 5 ist zu erkennen, dass für eine mögliche Ausgestaltung der Changierfadenführer 9 plattenförmig ausgebildet ist, wobei der Changierfadenführer 9 in diesem Fall eine beispielsweise U-förmige Ausnehmung aufweist, durch welche das Spulgut 11 hindurchtritt. In der Mitte des Verlegedreiecks 16 tritt das Spulgut 11 dann geradlinig ohne Umlenkung durch die U-förmige Ausnehmung hindurch, während für eine Auslenkung aus der mittigen Stellung eine Umlenkung durch einen Seitenschenkel des U des Changierfadenführers 9 erfolgt und mit zunehmendem Abstand von der mittigen Stellung eine stärkere Umlenkung durch diesen Seitenschenkel des U erfolgt. Der hier plattenförmige Changierfadenführer 9 ist vertikal zur Einlaufrichtung des Spulguts 11 orientiert, so dass der Changierfadenführer 9 und die Erstreckungsebene der U-förmigen Ausnehmung ebenfalls unter dem Einlaufwinkel β gegenüber der x-y-Ebene geneigt ist. - Die erfindungsgemäße Ausgestaltung führt insbesondere zu den folgenden (alternativen oder kumulativen) Unterschieden und Vorteilen gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen mit ortsfestem Kopffadenführer 14:
- a) Da sich der Einlaufwinkel β nicht ändert, sind die Kontaktbedingungen des Spulguts 11 mit dem Kopffadenführer 14 unabhängig von der Ausgleichsbewegung 23 und dem Durchmesser der Wicklung der Spule.
- b) Ist der Kopffadenführer 14 als Kopffadenführerrolle 15 ausgebildet, hat die erfindungsgemäße Ausgestaltung auch zur Folge, dass sich der Umschlingungswinkel der Kopffadenführerrolle 15 mit der Ausgleichsbewegung 23 nicht oder in einem verringerten Ausmaß ändert. (Ein sich mit der Ausgleichsbewegung 23 nicht ändernder Umschlingungswinkel ergibt sich insbesondere dann, wenn das Spulgut 11 parallel zu der Ausgleichsbewegung 23 auf die Kopffadenführerrolle 15 aufläuft, während sich bei anderer Auflaufrichtung des Spulguts 11 auf die Kopffadenführerrolle 15 mit der Ausgleichsbewegung 23 eine Veränderung des Umschlingungswinkels ergeben kann.)
- c) Des Weiteren sind die Einlaufbedingungen des Spulguts 11 in das Fadenleitwerk 4 und insbesondere in den Changierfadenführer 9 nicht von der Ausgleichsbewegung 23 und damit dem Durchmesser der im Aufbau befindlichen Wicklung abhängig. Möglich ist beispielsweise, dass durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen vermieden ist, dass infolge eines veränderten Einlaufwinkels β das Spulgut 11 stärker in den Grund der U-förmigen Ausnehmung des Changierfadenführers 9 hereingezogen wird (Vergrößerung des Einlaufwinkels β), womit dann auch ein Umlenkwinkel des Spulguts 11 im Bereich der U-förmigen Ausnehmung des Changierfadenführers 9 vergrößert wäre. Vermieden werden kann durch die erfindungsgemäße Maßnahme auch, dass infolge eines verringerten Einlaufwinkels β bei dem Eintritt des Spulguts 11 in den Changierfadenführer 9 das Spulgut 11 geringfügig nach oben, unter einem veränderten Winkel, aus den Seitenschenkeln der U-förmigen Ausnehmung herausgezogen wird.
- d) Der Abstand 22 des Kopffadenführers 14 von dem Changierfadenführer 9 (vgl.
Fig. 2 ) beträgt zumindest 300 mm. Durch die verhältnismäßig große Entfernung des Kopffadenführers 14 von dem Changierfadenführer 9 verändert sich die Länge des Spulguts 11 zwischen dem Kopffadenführer 14 und dem Changierfadenführer 9 während eines Hubs der Changierbewegung 10 nur wenig, womit unter Umständen Ausgleichsmaßnahmen 23 wie der Einsatz eines Kompensationsbügels entbehrlich sind. Hierbei korreliert der Abstand 22 mit der Länge des Verlegedreiecks 16. - e) Erfindungsgemäß ergibt sich eine Vermeidung oder Reduzierung einer Qualitätsminderung des Spulguts 11 infolge von sich über die Spulreise ändernden Kontaktbedingungen des Spulguts 11 und eine Verbesserung der Spulenqualität gegenüber Spulmaschinen, bei welchen sich ein Einlaufwinkel β über die Spulreise ändert mit unter Umständen hieraus resultierendem veränderten Gesamtchangierwinkel α des Verlegedreiecks 16.
- f) Erfindungsgemäß kann unter Umständen auch der Einsatz eines Changierfadenführers 9 erfolgen, bei dem keine Umschlingung durch das Spulgut 11 erfolgt und lediglich eine Führung des Spulguts 11 parallel zu der Längs- und/oder Rotationsachse der Spindel 3 erfolgt. Für diese Ausgestaltung kann das Spulgut 11 infolge einer verringerten Biegebelastung infolge der entfallenen Umschlingung geschont werden.
- Die Erfindung umfasst sowohl Ausführungsformen, bei welchen die Bewegung des Kopffadenführers 14 lediglich von der Ausgleichsbewegung 23 des Fadenleitwerks 4 abhängig ist, als auch Ausführungsformen, bei welchen die Bewegung des Kopffadenführers 14 zusätzlich zu der Abhängigkeit von der Ausgleichsbewegung 23 des Fadenleitwerks 4 auch von mindestens einer weiteren Betriebsgröße abhängig ist.
- Die Erfindung umfasst des Weiteren auch Ausführungsformen, bei denen die Bewegung des Kopffadenführers 14 nicht über den gesamten Hub, sondern lediglich über einen Teilhub der Ausgleichsbewegung 23 mit der Bewegung des Fadenleitwerks 4 gekoppelt ist. Eine Kopplung der Bewegung des Kopffadenführers 14 mit der Bewegung des Fadenleitwerks 4 kann hierbei über eine beliebige lineare oder nichtlineare Abhängigkeit erfolgen.
- Die Erfindung umfasst darüber hinaus auch Ausführungsformen, bei welchen eine Bewegung des Kopffadenführers 14 nicht nur in Abhängigkeit von der Bewegung des Fadenleitwerks 4 erfolgt, sondern dies zusätzlich auch zu anderen Zwecken erfolgen kann. Beispielsweise kann für den Fall, dass der Kopffadenführer 14 über einen Aktuator bewegt wird, die Bewegung des Kopffadenführers 14 auch genutzt werden, um zumindest temporär eine Steuerung oder Regelung der Spannung des Spulguts 11 vorzunehmen. Um lediglich ein weiteres nicht beschränkendes Beispiel zu nennen, kann die Bewegung des Kopffadenführers 14 am Beginn der Spulreise, am Ende der Spulreise oder für einen Austausch der Spule erfolgen, um bspw. ein Fangen oder Schneiden des Spulguts 11 zu unterstützen oder zu ermöglichen oder eine Konfiguration der Spulmaschine 1 herbeizuführen, die für diesen besonderen Betriebszustand vorteilhaft ist.
-
- 1
- Spulmaschine
- 2
- Rahmen
- 3
- Spindel
- 4
- Fadenleitwerk
- 5
- Führung
- 6
- Freiheitsgrad
- 7
- Andrückmittel
- 8
- Andrückwalze
- 9
- Changierfadenführer
- 10
- Changierbewegung
- 11
- Spulgut
- 12
- Eingangsrolle
- 13
- Umlenkrolle
- 14
- Kopffadenführer
- 15
- Kopffadenführerrolle
- 16
- Verlegedreieck
- 17
- Scheitel
- 18
- Führung
- 19
- Freiheitsgrad
- 20
- mechanisches Kopplungsmittel
- 21
- Kopplungsstrebe
- 22
- Abstand
- 23
- Ausgleichsbewegung
Claims (7)
- Spulmaschine (1) mita) einem Rahmen (2),a) einer Spindel (3),b) einem Fadenleitwerk (4), welchesba) einen changierend angetriebenen Changierfadenführer (9) aufweist,bb) ein Andrückmittel (7) aufweist, welches an eine Mantelfläche einer auf der Spindel (3) gewickelten Wicklung angedrückt wird, undbc) während der Spulreise entsprechend des sich vergrößernden Durchmessers der Wicklung mit einer Ausgleichsbewegung (23) gegenüber der Spindel (3) bewegbar ist,c) einem dem Changierfadenführer (9) vorgeordneten Kopffadenführer (14), der an dem Rahmen (2) beabstandet von dem Fadenleitwerk (14) angeordnet ist und von welchem das Spulgut (11) unmittelbar zu dem Fadenleitwerk (4) gelangt,
dadurch gekennzeichnet, dassd) der Kopffadenführer (14) in Abhängigkeit von der Ausgleichsbewegung (23) bewegbar ist. - Spulmaschine (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Kopffadenführers (14) derart erfolgt, dass sich ein Einlaufwinkel β des Spulguts (11) in das Fadenleitwerk in einer Ebene (x-z-Ebene), welche quer zu einer Changierachse des Changierfadenführers (9) orientiert ist, nicht ändert.
- Spulmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopffadenführer (14) über einen Aktuator in Abhängigkeit von der Ausgleichsbewegung (23) bewegbar ist.
- Spulmaschine (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsbewegung (23) des Fadenleitwerks (4) mechanisch mit der Bewegung des Kopffadenführers (14) gekoppelt ist.
- Spulmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Changierfadenführer (9) das Spulgut (11) gleitend führt und/oder umlenkt.
- Spulmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Spulguts (11) zwischen dem Kopffadenführer (14) und dem Changierfadenführer (9) mindestens 300 mm beträgt.
- Spulmaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenleitwerk (4) und der Kopffadenführer (14) jeweils translatorisch mit parallelen Freiheitsgraden (6, 19) geführt sind.
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