FADENCHANGIERUNG

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Changierung mit einem Fadenführer, der über einen vorgebbaren Hub bewegt werden muss, insbesondere dann wenn der Fadenführer auf einem drehbar gelagerten Arm bzw. in der Form eines drehbar gelagerten Armes vorgesehen ist.

Stand der Technik:

[0002] Das Grundprinzip ist sehr alt.

[0003] Der Arm, welcher als "Zeiger" bezeichnet werden kann, wurde auch früher an einem Endteil dreh- bzw. schwenk- und antreibbar angeordnet und am anderen Ende so ausgebildet, dass er den Faden kontrolliert führen kann. Ein solcher Arm ist aus der schweizerischen Patentschrift Nr. 153 167 sowie aus DE-C-11 31 575 bekannt. In CH 153 167 ist der Arm für das Führen eines Fadens am freien Ende mit einem fadenführenden Gabelschlitz versehen und am anderen Ende schwenkbar gelagert. Der Antrieb erfolgt durch einen mechanischen Übertrieb aus dem Antrieb der Spule heraus. Der Faden wird über eine Leitstange geführt, wobei die Geometrie der Anordnung dieser festen Leitstange, gegenüber dem sich während der Spulreise vergrössenden Durchmesser der Packung, zu einer Hubverkürzung führen soll. Das Gerät ist zur Anwendung in einem modernen Spuler ungeeignet.

[0004] Der Gabelschlitz weist eine derart vorgegebene Länge auf, dass ein Faden innerhalb der vorgegebenen Länge des Gabelschlitzes, aufgrund der Lage eines Leitlineales und der wachsenden Spule, immer tiefer im Gabelschlitz geführt wird, wodurch eine Hubverkürzung des changierenden Fadens entsteht und zwar aufgrund der Verkürzung des Abstandes zwischen der Schwenkachse des Hebels und der Stelle, in welcher der Faden im Gabelschlitz geführt wird, um dadurch konische Enden der Spule zu erhalten. Mittels einer Kurvenscheibe und eines Hebels mit Abtastrolle, welcher mittels einer Pleuelstange den Fadenführerhebel antreibt, wird an den Enden der Spule der Arm beschleunigt bzw. verzögert.

[0005] EP-B-453 622 schlägt eine Vorrichtung mit einem Fadenführer und einem Fadenführerträger vor, wobei der Träger in einer Nut geführt ist. Die Vorrichtung umfasst auch einen Antriebsmotor und eine programmierbare Steuerung, wobei der Motor, während sich der Fadenführer in der Nähe eines Umkehrpunktes befindet, mit höherem als den Nennstrom und, während sich der Fadenführer im übrigen Bereich befindet, mit einem unterhalb des Nennstromes liegenden Stromes betrieben wird. Grundprogramme für verschiedene Wicklungsabschnitte sind in der Steuerung gespeichert. In der Steuerung erfolgt die Berechnung der Wege, Geschwindigkeiten und Beschleunigungen für die Motorbewegung aufgrund der zur Anwendung kommenden Wickelgesetze. Parameter, die gespeichert werden können, umfassen den Grundhub und die Grundhubvariationen, zur Erzeugung weicher Spulenkanten.

[0006] Gemäss der als Beispiel dargestellten Ausführung arbeitet ein Schrittmotor als Antriebsmotor, zwischen der Hubmitte und einem Umkehrpunkt, gegen eine Torsionsfeder. In der Nähe eines Umkehrpunktes wird die Federkonstante erhöht, die Stromzufuhr an den Schrittmotor erhöht und die Frequenz seiner Ansteuerungsimpulse reduziert. Er soll somit im Umkehrpunkt zum Stillstand kommen. Eine entsprechende Überwachung ist nicht vorgesehen. Es ist ein Sensor in der Hubmitte vorgesehen, der das Erkennen allfälliger Fehler an dieser Stelle im Changierhub ermöglicht. Ein Changierhub wird stets von dieser Stelle aus mittels einer Impulssequenz gesteuert. Die genaue Bestimmung der Umkehrpunkte ist aus der Schrift nicht zu entnehmen und ist allenfalls auch nicht möglich, weil sie sich aus den sich widerstrebenden Kräften des Motors und der Feder ergeben wird.

[0007] EP-B-556 212 (WO 92 086 64) zeigt in Fig. 4 eine Changierung mit einem Fadenführer am freien Ende eines drehbar gelagerten Armes. Gemäss dem Hauptanspruch befasst sich diese Schrift mit einem Verfahren, wonach der Packungsaufbau durch Steuern der Beziehung zwischen der Drehung der Wicklung und der Geschwindigkeit der Verschiebung des Fadens geschieht. Dies soll durch eine die Drehung der Wicklung steuernde Rückführungsanordnung bewerkstelligt werden. In der Beschreibung wird das Steuern der Geschwindigkeit der Fadenverschiebung während einer einzigen Hubbewegung betont. Es wird aber nichts über die Bestimmung der Umkehrpunkte dieser Bewegung gesagt.

[0008] Aus der EP-0 838 422A1 ist ein finger- bzw. zeigerförmig geformter Fadenführer bekannt, welcher an einem Ende auf einem Motor antreibbar angeordnet und am anderen Ende mit einem Schlitz zur Führung eines Fadens ausgestattet ist. Der Motor wird aufgrund einer vorprogrammierten Steuerung für das Schwenken des Zeigers und damit für das Changieren des Fadens gesteuert und die Schwenkbewegung des Zeigers wird mit Hilfe eines fotoelektrischen Sensors kontinuierlich überwacht, wobei bei Abweichungen von einem vorgegebenen Bewegungsprogramm die Schwenkbewegung korrigiert wird. Der Sensor spricht auf optisch abtastbare Markierungen an.

[0009] Um das Verzögern und Beschleunigen des Zeigers an den Hubenden zu unterstützen, sind auf einem ebenfalls schwenk- und antreibbaren Träger Energiespeicher, beispielsweise Federn, vorgesehen, welche beim Verzögern des Zeigers mit Energie aufgeladen und beim Beschleunigen des Zeigers entladen werden. Der Träger ist mittels eines Antriebes schwenkbar vorgesehen und der Antrieb wird mittels der Steuerung derart gesteuert, dass die Lage der Energiespeicher veränderbar ist, so dass einerseits der Energiespeicher sich an den zu verwendenden Hub, beispielsweise für den Aufbau der Spule, anpassen kann.

[0010] Die Changierung nach EP-A-838 422 ist zur Verlegung eines Fadens konzipiert, der von einer Vorratsspule abgezogen wird. Daraus soll eine Präzisionswicklung gebildet werden. Der die Position des Zeigers überwachende fotoelektrische Sensor bezieht seine Überwachung immer auf eine Ausgangsposition des Fadenführers, vorzugsweise auf den Nullpunkt von dessen Schwenkbewegung. Die erfolgt dadurch, dass der Fadenführer zuerst an den einen und dann an den anderen Umkehrpunkt gebracht wird, wobei der Sensor die diesem Hub entsprechende Anzahl der Markierungen zählt und daraus den Nullpunkt berechnet. In EP-A-838 422 ist nicht erklärt, wie die Umkehrpunkte festgelegt sind. Der Hub des Fadenführers soll durch den Hub der Schwenkbewegung des vorerwähnten Trägers definiert werden und der letztere Hub soll durch einen zweiten Sensor überwacht werden. Die Koordination der Bewegungen des Trägers und des Zeigers ist erwähnt, aber nicht erklärt worden. Gemäss der Beschreibung dient auf jeden Fall die Einstellbarkeit der Energiespeicher dazu, eine "einfache Änderung" des Hubes des Fadenführers zu ermöglichen. Dazu soll die Anordnung der Energiespeicher auf dem oszillierend antreibbaren Träger eine Änderung des Hubes des Fadenführers durch eine blosse Änderung des Hubes des Trägers und ohne mechanische Verstellung der Position der Energiespeicher ermöglichen.

[0011] Es ist anzunehmen, dass die Positionen der Umkehrpunkte mit den Positionen der Energiespeicher zusammenhängen. Die Positionen der Energiespeicher können über die Steuerung beeinflusst werden.

[0012] DE-A-196 23 771 zeigt eine Changierung mit mindestens einer Führungsschiene (Fig. 1/2) und gegebenenfalls zwei Führungsschienen (Fig. 3/4) für den Fadenführer. In einer Variante (Fig. 1/2) kann die Führungsschiene als der Stator eines linearen Servomotors gebildet werden, wozu sie mit Magneten versehen werden kann. In der anderen Variante ist ein Schwenkarm vorgesehen, um die Changierbewegung auf den Fadenführer zu übertragen, wozu eine "gelenkige Verbindung" zwischen dem Schwenkarm und dem Fadenführer erforderlich ist. Über die Bestimmung der Umkehrpunkte ist in DE-A-196 23 771 nichts zu finden. Wie der lineare Servomotor arbeiten soll, ist auch nicht aus dieser Schrift zu ermitteln.

[0013] JP 7-165368 zeigt eine Changierung mit einem "Linearmotor". Der Aufbau dieses Motors bzw. die Art und Weise wie er mit dem Fadenführer zusammen wirkt ist aus der Beschreibung bzw. der Darstellung nicht ersichtlich.

[0014] JP 7-137935 beschreibt einen Linearmotor, wovon ein Schlitten (mit einem Fadenführer) einer Stange entlang hin und her fährt, wobei das magnetische Feld durch die Stange geleitet wird. Es sind Federn an den Umkehrstellen vorgesehen.

[0015] JP 7-137934 beschreibt eine ähnliche Anordnung, wobei die Feder durch Sensoren ersetzt werden, die mit einer Zeitsteuerung zusammenarbeiten, um die Umkehr auszulösen.

[0016] Der Aufbau des Linearmotors ist aus den letztgenannten Schriften nicht klar ersichtlich.

[0017] Die Erfindung:

[0018] Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.

[0019] Die Lösung liegt darin, dass der Antrieb für den Arm (Zeiger) bzw. seine Halterung mit einer programmierbaren Steuerung versehen ist und die Umkehrstellen für die Hubbewegung in dieser Steuerung festgelegt werden können. Die Festlegung könnte dadurch erfolgen, dass die Umkehrstellen direkt eingegeben werden. Vorzugsweise werden aber Spulparameter eingegeben, aus welchen die Steuerung die Umkehrstellen anhand ihrer Programmierung ermitteln kann. Die Positionen der Umkehrstellen können während eines Aufwindezykluses geändert werden. Die Anordnung ist derart getroffen, dass der gesteuerte Antrieb die Umkehr an einer gewählten Umkehrstelle gewährleisten kann. Das Einhalten der erforderlichen Umkehrgenauigkeit kann durch eine geeignete Sensorik überwacht und an die Steuerung gemeldet werden. Die Annäherung an und allenfalls das sich Entfernen von einer Umkehrstelle kann insbesondere überwacht werden, um Fehler an diesen Stellen zu erkennen. Die Umkehrstellen des Armes entsprechen den Umkehrpunkten der Halterung. Die Steuerung kann daher derart ausgelegt werden, dass die oszillierende Bewegung der Halterung direkt gesteuert wird. Daraus ergibt sich die Hubbewegung eines auf dem Arm vorgesehenen Fadenführers.

[0020] Der Arm wird bezüglich Form und Gewicht vorzugsweise derart gestaltet, dass der den Arm antreibende Motor entsprechend einem für einen vorgegebenen Spulenaufbau vorgegebenen Steuerprogramm beschleunigt und verzögert werden kann. In einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird der Arm gemäss einem Polynom mindestens ersten Grades und vorzugsweise zweiten Grades gebildet, so dass man einen linear ansteigenden Massenträgheitsmomentenverlauf von der Drehachse zur Zeigerspitze erhält.

[0021] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Querschnitt des Armes, in Bewegungsrichtung, eine grössere Dimension auf als senkrecht dazu, ebenso bevorzugt ist der Querschnitt über mindestens einen vorgegebenen Längenbereich des Armes hohl und ebenfalls bevorzugt, ist dieser hohle Bereich mit einem Füllstoff gefüllt, dessen spezifisches Gewicht kleiner ist als dasjenige der Wände des hohlen Bereiches.

[0022] Weiter ist es vorteilhaft, wenn der Arm aus mehr als einem Teil besteht, indem vorteilhafterweise am fadenführenden Ende des Armes ein ein- oder angesetztes Fadenführerelement vorgesehen ist.

[0023] Weiter ist es vorteilhaft, den Arm mindestens teilweise aus einem Kohlenfaserverbundwerkstoff zu fertigen. Ausserdem ist vorzugsweise der Arm in einen tragenden Teil und einen daran vorgesehenen fadenführenden Teil aufgeteilt. Der tragende Teil kann in Sandwichbauweise oder als Hohlprofil gefertigt werden, wobei auch eine (äussere) Schale des tragenden Teils aus separat gebildeten Elementen zusammengesetzt werden kann.

[0024] Durch die günstige Ausgestaltung des Armes und des Antriebs besteht eine mögliche Verwendung dieses Armes darin, dass der Arm den Faden innerhalb des Hubes mit einer variablen Hublänge verlegen kann und ausserhalb des Hubes eine vorgegebene Funktion oder mehrere vorgegebene Funktionen erfüllen kann, z.B. die Funktion des Einzugs und des Spulenwechsels, indem der Arm ausserhalb des Hubes positioniert werden kann und zwar derart, dass der Arm an einer Stelle für das Fangen des Fadens in einem Fangschlitz oder einem Fangmesser an der Hülse oder Spulendorn, und zur Bildung einer Fadenreserve auf einem Hülsenende stillgesetzt wird. Im weiteren kann der Arm zur Bildung eines Endwulstes auf der fertigen Spule auch innerhalb des Hubes stillgesetzt werden.

[0025] Die oszillierende Drehbewegung der Halterung umfasst vorzugsweise einen vorbestimmten Drehwinkel z.B. zwischen 45° und 90°, beispielsweise 60°. Die Länge des Armes kann in Abhängigkeit von der gewünschten Hubbreite gewählt werden.

[0026] Im folgenden wird die Erfindung anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert: Es zeigt:

Fig. 1

eine Spulmaschine mit einem erfindungsgemässen Arm und einer erfindungsgemässen Anwendung des Armes, je schematisch dargestellt,

Fig. 2

die Spulmaschine von Fig. 1 in Blickrichtung I von Fig. 1 dargestellt,

Fig. 3

die Ansicht von Fig. 2 jedoch zusätzlich mit einem von einer Steuerung aufgeprägten Geschwindigkeitsverlauf des Armes während des Hubes,

Fig. 4

eine weitere Variante der Ansicht von Fig. 2, ebenfalls zusätzlich mit von einer Steuerung aufgeprägten dem Geschwindigkeitsverlauf des Armes während des Hubes,

Fig. 5

ein Diagramm zur Erklärung der Programmierung der Motorsteuerung in einer Variante nach Fig. 1, 2, 3 oder 4,

Fig. 6

schematisch einen Plan eines Zeigers gemäss der Erfindung,

Fig. 7

einen Querschnitt einer ersten Variante eines Zeigers nach Fig. 6,

Fig. 8

einen Querschnitt einer zweiten Variante eines Zeigers nach Fig. 6,

Fig. 9

ein Diagramm zur Erklärung gewisser Spulparameter, die in die Steuerung eingegeben werden können,

Fig. 10

ein Diagramm zur Erklärung eines Beispiels der Ausnutzung der Fähigkeiten der neuen Changierung, und

Fig. 11

in den Skizzen 11A, 11B und 11C drei verschiedene Varianten des Fadenführers, und

Fig. 12

in den Skizzen 12A, 12B, 12C und 12D vier verschiedene Varianten der Verbindung zwischen dem Arm und dem Antriebsmotor.

[0027] Die Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch eine Spulmaschine 1, in welcher mittels einer Changiervorrichtung 2 ein Faden F zu einer Spule 3 aufgebaut wird. Die Spule 3 baut sich auf einer Hülse 4 auf, welche von einem Spulendorn 14 aufgenommen ist.

[0028] Der Antrieb der Spule 3 erfolgt entweder über einen Antrieb des Spulendornes 14 (nicht gezeigt) oder mittels einer Reibwalze oder Kontaktwalze 5. Die Reib- oder Kontaktwalze (bei angetriebenem Spulendorn) hat ausserdem noch die Funktion, den Faden von einem changierenden Fadenführer 7, hier Zeiger 7 oder Arm 7 genannt, zu übernehmen. Der Zeiger 7 ist zwischen oder vor einem Leitlineal 6 und der Reibwalze bzw. Tachowalze 5, angeordnet, wobei das Leitlineal 6 beispielsweise in der Art der folgenden Figuren 2 bzw. 3 und 4 gestaltet werden kann.

[0029] Die Spule 3 mit der Hülse 4 ist in Arbeitsposition gezeigt, wobei zusätzlich eine bei Beginn eines Spulenaufbaus in Arbeitsposition befindliche leere Hülse 4.1 an der Reib- bzw. Tachowalze 5 anliegend gezeigt ist, während mit 4.2 leere Hülsen in Warteposition gezeigt sind. Diese beiden Wartepositionen sind die Ausgangspositionen für eine mit strichpunktierter Linie gezeigten Drehbewegung eines sogenannten Revolverantriebes, mittels welchem die leeren Hülsen an die Reibwalze bzw. die volle Spule 3.1 von der Reibwalze weg in eine Wegnahmeposition bewegt werden.

[0030] Der Zeiger 7 ist mit dem formmässig grösseren und gewichtsmässig schwereren Ende auf einer Motorwelle 9 eines Motors 8 beispielsweise gemäss Figur 12A - 12D drehfest befestigt, wobei der Motor 8 von einer Steuerung 12 entsprechend eines Hubprogrammes für den Aufbau einer Spule gesteuert ist. Die Eingabe eines solchen Programmes in die Steuerung geschieht über ein Eingabegerät 13.

[0031] Zur Kontrolle der Bewegung des Zeigers 7 ist ein Bewegungsüberwachungsgerät 16 vorgesehen, bestehend aus einem fest mit der Motorwelle 9 verbundenen Signalgeber 10 und einem davon getrennt angeordneten Signalempfänger 11, welcher seine empfangenen Signale der Steuerung 12 abgibt.

[0032] Entsprechend der Gestaltung des Leitlineales 6, wie dies mit den Figuren 2 und 4 gezeigt ist, kann der Faden F je nach dem mit einem Anstellwinkel α oder α1 vorgesehen werden, wobei diese Anstellwinkel derart vorgesehen werden müssen, dass der Faden F nie vom Leitlineal 6 abgehoben wird, es sei denn, das Leitlineal weise, wie in den Figuren 2 bis 4 gezeigt, Gegenlineale 6.1 bzw. 6.2 auf, welche den Faden derart führen, dass der Faden nie aus einem Führungsschlitz 15 bzw. 15.1 des Zeigers 7 gehoben wird.

[0033] Die Gestaltung des Lineales 6, inkl. der Gestaltung der Gegenlineale 6.1 bzw. 6.2, ist je nach Anordnung des Leitlineals, gegenüber dem Zeiger 7 und der Reibwalze bzw. Tachowalze 5 durchführbar, d.h. die Gestaltung des Leitlineales 6 ist nicht auf die Darstellungen in den Figuren 2 - 4 eingeschränkt.

[0034] Der Fadenlauf entsprechend dem Anstellwinkel α.1 ist mit F.1 und der Fadenlauf entsprechend dem Anstellwinkel α ist mit F gekennzeichnet. Die Wahl oder die Notwendigkeit der entsprechenden Lage hängt mit der vorgenannten Gestaltung des Leitlineals zusammen, oder umgekehrt.

[0035] Die Fig. 2 zeigt die Spulmaschine 1 in Blickrichtung I, wobei der Einfachheit halber das Eingabegerät 13 und die Steuerung 12 nicht dargestellt sind. Mit der Fig. 2 soll erstens dargestellt werden, dass der Zeiger 7 nicht nur innerhalb des Hubes H hin- und herbewegt werden kann, sondern dass der Faden F einerseits für den Spulenwechsel mittels des Zeigers 7 in der Stellung C stillgesetzt werden kann, um auf der fertigen Spule einen sogenannten Endwulst zu bilden.

[0036] Im weiteren kann der Zeiger 7 für einen Fadeneinzug bei Beginn eines Spulvorganges oder beim Spulenwechsel in der Position A und B ausserhalb des Hubes H stillgesetzt werden und zwar einerseits in der Position A, um den Faden in einer Position zu halten, in welcher dieser von einem Fangmesser oder Hülsenkerbe einer nächstfolgenden Hülse gefangen werden kann, während die Stellung B dazu dient, den Faden auf der neuen Hülse in einer Position zu halten, in welcher der Faden eine Reservewicklung auf das Hülsenende bilden kann. Anschliessend wird der Faden F durch den Zeiger 7 in den Hub H geführt und weiter innerhalb des Hubes hin- und herchangiert.

[0037] Daraus ist ersichtlich, dass der Zeiger dieser Variante nicht nur an den Enden des Hubes ohne äussere Hilfsmittel verzögert bzw. beschleunigt werden kann, sondern dass der Zeiger sehr rasch in Positionen gebracht werden kann, in welchen dieser für einen kurzen Moment stillsteht, um anschliessend wieder mit hoher Geschwindigkeit in einen weiteren Funktionsbereich verschoben bzw. beschleunigt zu werden.

[0038] Die Fig. 3 zeigt zusätzlich einen Geschwindigkeitsverlauf des Zeigers 7. Dieser gezeigte Geschwindigkeitsverlauf ist je nach Art des Spulenaufbaus unterschiedlich, weshalb der gezeigte Geschwindigkeitsverlauf keine Einschränkung für den möglichen Geschwindigkeitsverlauf des Zeigers 7 darstellt.

[0039] Die Fig. 4 zeigt eine Variante des Leitlineales 6, indem einerseits das Leitlineal 6.3 gegenüber dem Leitlineal 6 der Fig. 2 und 3 eine gestreckte Führungsbahn 17.1 aufweist und andererseits der Faden F in einem verlängerten Führungsschlitz 15.1 des Fadenführers 7 geführt ist. Dabei besteht durchaus die Möglichkeit, je nach Spulenaufbau und Changiergeschwindigkeitsverlauf und Anordnung der Reibwalze bzw. Tachowalze 5 relativ zum Zeiger 7 und relativ zum Leitlineal 6 andere Leitlinealformen vorzusehen.

[0040] Im weiteren besteht die Möglichkeit für den Zeiger, zur optimierten Gestaltung der Spule, einen variablen Drehwinkel als Umkehrpunkt gemäss der Steuerung zu wählen.

[0041] Fig. 5 zeigt diagrammatisch die Drehachse D des Zeigers 7 sowie die Umkehrstellen U1, U2 einer bestimmten Changierbewegung des Fadenführers 15 mit Hublänge B. Die Längsachse ZL des Zeigers 7 muss um die Achse D durch einen Winkel γ geschwenkt werden, um die Changierbewegung zu erzeugen. Diese Bewegung kann in die Steuerung 12 einprogrammiert werden, wobei die Umkehrstelle z.B. gegenüber einer Referenzlinie R definiert werden. Der Sensor 10 (Fig.1) bzw. die Auswertung in der Steuerung 12 kann derart ausgelegt werden, dass der Motor 8 durch die Steuerung an einer vorgegebenen Umkehrstelle (U1 bzw. U2) seine Drehung umkehrt. Die IstPosition des Zeigers 7 ist über das Bewegungsüberwachungsgerät 16 stets bekannt und kann von der Steuerung 12 mit den vorgegebenen Umkehrstellen verglichen werden, um die Umkehr jeweils an der gewünschten Stelle zu ermöglichen.

[0042] Die vorgegebenen Umkehrstellen U1, U2 können (innerhalb vorgegebener Grenzen) über das Eingabegerät 13 geändert werden, wie nachfolgend näher erklärt wird. Dies ist schematisch mit den gestrichelten Linien in Fig. 5 angedeutet. Es muss allenfalls die Drehgeschwindigkeit des Armes geändert werden, z.B. wenn die Lineargeschwindigkeit des Fadenführers konstant bleiben muss. Es kann z.B. auch ein Spulenaufbauzyklus eingegeben werden, womit der Hub während des Spulenaufbaus geändert werden kann. Zum Aufbauzyklus gehört z.B. auch die Definition einer damit verbundenen Fadenfangposition, wie schon beschrieben. Die Eingabe kann z.B. anhand von vorbestimmten Spulparameter erfolgen. Die Bedienungsperson wird zum Beispiel von der Steuerung 12 dazu aufgefordert, die erforderlichen Parameter einzugeben, bevor ein Spulzyklus gestartet werden kann.

[0043] Die Figuren 1 bis 5 stellen daher eine erste Variante dar, wonach die Umkehr an vorgegebenen Umkehrstellen U1, U2 (aber möglicherweise auch an anderen Stellen) durch den Motor ohne zusätzliches Hilfsmittel bewerkstelligt wird. Fig. 6 zeigt eine Variante, wonach Hilfsmittel vorgesehen sind, wobei aber die Umkehrstellen trotzdem von der programmierten Steuerung bestimmt werden. Die Anordnung nach Fig. 5 bildet daher eine Ausgangslage auch für die Variante nach Fig. 6, wobei gewisse Unterschiede im Laufe der weiteren Beschreibung ersichtlich werden.

[0044] Fig. 6 zeigt nun schematisch einen Zeiger 100 zur Verwendung in den Ausführungen gemäss den anderen Figuren. Der Zeiger 100 umfasst eine Befestigungspartie 102, einen Mittelteil 104 und einen Fadenführer 106 am freien Ende. Ausgehend von der Drehachse D weist der Zeiger 100 eine Länge L bis zum freien Ende des Fadenführers 106 aus. Aus Fig. 5 wird ersichtlich, dass bei einem vorgegebenen Drehwinkel γ diese Länge für die Hubbreite B massgebend ist. Wenn z.B. die Länge des Zeigers in Fig. 5 verkürzt wäre, würden die Umkehrstellen z.B. bei U3 bzw. U4 liegen und eine entsprechend kürzere Hubbreite (nicht speziell angedeutet) ergeben. Im Prinzip könnte ein Zeiger einer bestimmten Changiereinheit durch einen kürzeren (oder längeren) Zeiger ersetzt werden, um die Hubbreite an die Anforderungen anzupassen. Normalerweise wird es aber bevorzugt sein, die Zeigerlänge einer bestimmten Changiereinheit unverändert beizubehalten und die Flexibilität der Programmierung für Hubänderungen auszunutzen. Dabei können verschiedene Changiereinheiten (z.B. für Spuler mit verschiedener Anzahl Fäden) verschiedene Zeigerlängen aufweisen. Im Prinzip ist es auch möglich, die maximalen Drehwinkel verschiedener Changiereinheiten individuell zu programmieren (und die Geometrie der Elemente entsprechend anzupassen). Vorzugsweise ist aber eine vorgegebene Programmierung (Geometrie) - oder zumindest nur wenige Variante - vorgesehen.

[0045] Vorzugsweise beträgt die Länge L zwischen 10 bis 50 cm und der Drehwinkel y zwischen 40° und 100°, vorzugsweise 45°-90°.

[0046] Fig. 7 zeigt einen möglichen Querschnitt des Zeigers 100 an einer beliebigen Stelle im Mittelteil 104. In dieser Variante ist der Zeiger als Hohlkörper mit einer Breite W (an der erwähnten Stelle) und einer "Tiefe" t gebildet. Die Tiefe t ist vorzugsweise über die Länge des Zeigers 100 konstant. Aus Fig. 10 ist klar, dass die Weite W erheblich grösser als die Tiefe t ist und dies gilt auch über die ganze Länge des Zeigers 100. Der Hohlkörper sollte aus einem steifen aber leichten Material gebildet werden, vorzugsweise aus faserverstärktem Kunststoff. Die Fasern weisen vorzugsweise einen hohen E-Modul auf (z.B. Kohlenfasern, Borfasern oder Aramidfasern).

[0047] In der Befestigungspartie 102 weist der Zeiger eine Verstärkung 108 (Fig. 6) z.B. aus Metall auf. Die Verstärkung 108 hat in diesem Beispiel einen U-förmigen Vorsatz (nicht speziell angedeutet), die sich als Einschub in den Hohlkörper 104 erstreckt und darin mit dem Hohlkörper (z.B. mittels Klebstoff) verbunden wird. Der Metallteil ist mit einer Aufnahme 110 für die Welle 44 (Fig. 6) des Antriebmotors versehen.

[0048] Die U-Form des Vorsatzes ist nicht wesentlich, die Verbindung zwischen der Partie 102 und dem Hohlkörper 104 sollte aber für die sichere Übertragung der Antriebskräfte (Drehmomente) auf den Hohlkörper sorgen und zwar zuverlässig über die Lebensdauer des Hohlkörpers 104.

[0049] Der Fadenführer 106 ist vorzugsweise auch als separater Teil gebildet und mit dem Hohlkörper verbunden, wobei ein mit einem Schlitz versehener Teil des Fadenführers freibleibt. Dieser Teil kann z.B. aus Keramik gebildet werden.

[0050] Das Hohlprofil 104 (Fig. 7) in der Form eines Rechteckprofils kann z.B. als Wickelkörper gebildet werden. Ein Wickelverfahren (für einen grösseren Körper) ist schematisch in EP-A-894876 gezeigt - es kann zur Bildung des Profils 104 angepasst werden. Das Hohlprofil 104 könnte aber als Alternative aus z.B. zwei Schalenteilen gebildet werden, die miteinander verbunden werden (z. B. mittels Klebstoff), um einen zusammengesetzten Hohlkörper zu bilden. Jedes Schalenteil könnte z. B. als ein U-Profil geringerer Tiefe gebildet werden, wobei die Seitenwände dieser Schalenteile miteinander verbunden werden, um den Hohkörper zu bilden.

[0051] Fig. 6 zeigt deutlich, dass sich der Querschnitt des Zeigers 100 über die Länge L ändert und zwar vorzugsweise als eine Funktion des Abstandes von der Drehachse D aus gemessen. Die Figur 9 zeigt einen Zeiger mit einer linearen Beziehung zwischen dem Zeigerquerschnitt und diesem Abstand, wobei eine quadratische Beziehung eigentlich bevorzugt wird. Da die Tiefe t vorzugsweise konstant ist, äussert sich die Querschnitts-änderung in einer Änderung der Breite W.

[0052] Fig. 8 zeigt einen modifizierten Querschnitt, wobei die Dimensionen W und t gegenüber Fig. 7 unverändert sind. Der Zeiger 100 umfasst in dieser Variante eine erste Platte 112, eine zweite Platte 114 und eine dazwischenliegende Füllschicht 116, die mit den Platten z.B. mittels Klebstoff verbunden ist. Die Endteile 102 und 106 können den schon beschriebenen Teilen gleich sein.

[0053] Die bisherige Beschreibung bezieht sich auf Umkehrstellen für den Arm bzw. den Zeiger, weil diese Stelle für die eigentliche Funktion von grosser Bedeutung sind. Die Steuerung bezieht sich aber nicht direkt auf die Momentanposition des Armes, sondern auf diejenige der Motorwelle, die als Element einer Halterung für den Arm (Zeiger) dient. Die Steuerung wird daher anhand von Umkehrpunkten für diese Halterung (für die Welle) programmiert, die sich dann in den schon beschriebenen Umkehrstellen für den Arm äussern.

[0054] Die momentane Winkelstellung der Welle (Halterung) kann von einem Drehgeber angezeigt werden. Dieser Drehgeber kann ein Inkrementalgeber oder ein Absolutdrehgeber sein. Im Falle eines Inkrementalgebers muss das System beim Aufstarten an einen Referenzpunkt gebracht werden, wovon der Inkrementalgeber Positionsänderungen nachher "zählt". Allenfalls muss gelegentlich an diese Referenz zurückgefahren werden, um den Systemzustand zu kontrollieren und gegebenenfalls zu korrigieren. Mit einem solchen Gerät kann eine Fadenablagegenauigkeit von z.B. +/-0,25 mm erzielt werden. Mit einem Absolutwertgeber kann auf diese "Kalibrierung" verzichtet werden.

[0055] Es können verschiedene (z.B. berührungslose) Sensoren zum Referenzieren des Drehgebers verwendet werden. Beispiele sind optische, pneumatische, elektrische und induktive (magnetische) Sensoren. Ein vom Sensor geliefertes Signal, welches die "Anwesenheit" des Armes in seiner Nähe zeigt, kann an die Steuerung geleitet und da ausgewertet werden, um eine Referenz für das Positionierungssystem zu geben. In einer Alternative kann der Arm in Berührung mit einem mechanischen Anschlag gebracht werden, wobei das entsprechende Ausgangssignal des Encoders ausgewertet werden kann, um eine Referenz für die Positionierung zu geben. Dieser Schritt soll als spezieller Referenzierungsschritt ausgeführt werden, wobei der Motor ein niedrigeres Drehmoment erzeugt, um eine beschädigungsfreie Berührung zwischen dem Arm und dem Anschlag zustande zu bringen.

[0056] Der Referenzsensor bzw. der Anschlag kann sich ausserhalb des maximalen Hubbereiches befinden, weil der Motor in der Lage ist, den Arm ausserhalb dieses Bereiches zu bewegen z.B. für den genannten Referenzierungsschritt. Der Referenzsensor bzw. der Anschlag könnte sich aber innerhalb des Hubbereiches befinden. Im letzteren Fall muss der Anschlag aus dem Bewegungspfad des Armes entfernt werden, bevor die eigentliche Changierbewegung erfolgt. Dazu kann der Anschlag z.B. rechtwinklig oder zumindest schräg zur Changierebene zwischen einer Bereitschaftsstellung ausserhalb der Changierebene und einer Arbeitsstellung in der Changierebene bewegt werden, beispielsweise mittels einer Zylinder-Kolben-Einheit.

[0057] Die Programmierung der Steuerung besteht aus einem "fest vorgegebenen" Teil, der vom Endbenutzer nicht beeinflusst werden kann (oder soll) und einem vom Benutzer angeforderten Teil, der vorzugsweise aus gewissen Spulparameter besteht. Eine nominale Hubbreite gehört vorzugsweise zum fest vorgegebenen Programmteil, wobei die effektive Hubbreite (die Verlegelänge) für einen bestimmten Fadenhub von der Steuerung anhand der vom Benutzer eingegebenen Spulparameter errechnet wird. Folgende Spulparameter können beispielsweise eingegeben werden:

Kreuzungswinkel

[0058] Der Kreuzungswinkel definiert die auf die aktuelle Spulgeschwindigkeit bezogene (mittlere) Changiergeschwindigkeit. Fig. 9 zeigt schematisch die Veränderung des Kreuzungswinkelverlaufes während der Spulreise, wobei die Darstellung der Figur 8 aus EP-B-629174 entspricht.

Bandbreite

[0059] Die Bandbreite definiert die Abweichung, um die der vorgegebene Kreuzungswinkel variieren darf (Fig. 9), falls eine Stufenpräzisionswicklung gewünscht wird (vgl. Fig. 8, EP-B-629 174). Die Abweichung vom mittleren Kreuzungswinkel des Bandes beträgt z.B. 0 bis 3°.

Bruchtabelle

[0060] Die Bruchtabelle enthält die gebrochenen Teile der zuverlässigen Windungsverhältnisse (vgl. z.B. US-B-5,605,295). Ausgewählte Windungsverhältnisse können z. B. als Rezepte in einem Spuler der Steuerung abgelegt werden.

Hubatmung

[0061] Mit der Hubatmung wird eine periodische Änderung der Verlegelänge definiert. Auch in diesem Fall können Rezepte abgelegt werden.

Hubverlauf

[0062] Der Hubverlauf definiert die Verlegelänge über die Spulreise. Es werden z.B. vier Stützpunkten je eine Verlegelänge zugeordnet.
Einheit: % (der normalen Hubbreite), Bereich: 80-120 %.
In diesem Bereich wird ein nominaler Hub (= 100 %) in die Software eingegeben. Die Änderung kann dann z. B. nur zwischen 80-120 % vollzogen werden. Ist z.B. ein nominaler Hub = 250 mm definiert, kann zwischen 200-300 mm changiert werden. Die Hubbreite kann dann konstant über die Spulenreise gewählt werden, oder ein (z. B. durchmesserabhängiger) Verlauf eingegeben werden (ähnlich dem Kreuzungswinkelverlauf). Dem überlagert kann sich die Hubbreite via Hubatmung ändern (ähnlich Stufenpräzisionswicklung oder Wobbelung über den Kreuzungswinkelverlauf).

[0063] Der Verlauf eines Betriebsparameters (z.B. Kreuzungswinkel, bzw Hubverlauf) könnte als eine Funktion der Zeit oder eines anderen mit dem Spulenaufbau korrelierenden Parameter definiert werden. Die horizontale Achse in Fig. 9 müsste entsprechend angepasst werden. Ein variierbarer Verlauf könnte insbesondere als eine Funktion der Anzahl Hübe des Changiergerätes definiert werden, wobei die Anzahl Hübe vom Beginn der Spulreise oder von einem vorgehenden Stützpunkt definiert werden könnte.

[0064] In der Steuerung können verschiedene "Changierrezepte" fest programmiert werden (fest bedeutet nicht unbedingt unveränderbar, sondern bloss vom Benutzer beim Eingeben von Spulparameter nicht beeinflussbar). Der Benutzer kann dann eines dieser Rezepte aufrufen und sie mit dem eingegebenen Spulparameter zum Bilden von bestimmten Spulen "verknüpfen".

[0065] Die Hubbreite sollte die Hülsenlänge optimal einschliessen (Packungsvolumen = max.). Falls aber aus technologischen Gründen (z.B. wegen extremer Ausbauchung) eine schmalere Packung gespult werden kann, ohne dass die Bäuche über den Hülsenrand herausragen, kann dies ein Vorteil für den Transport sein. Dazu können die Fähigkeiten der neuen Changierung ausgenutzt werden, was aus Fig. 10 ersichtlich ist. Der "Kern" K in dieser Figur stellt eine zylindrische Packung dar, die auf der Hülse H mit den bisherigen Changierungen aufgebaut werden kann. Die axiale Länge dieser Kernpackung K ist erheblich kürzer als die Länge der Hülse H, weil die zu erwartende Ausbauchung eine Erweiterung des Kerns bis an die zulässigen Grenzen bewirken wird. Mittels einer Changierung nach dieser Erfindung kann zumindest eine Packung mit bikonischen Enden E gebildet werden, weil die Hublänge während der Spulreise geändert werden kann. Dadurch kann mehr Fadenmaterial pro Hülse aufgewickelt werden, ohne den Spulenaufbau durch einen speziellen Ablagealgorithmus beeinflussen zu müssen. Durch die volle Ausnutzung der Fähigkeiten der neuen Changierung, d.h. beim gesteuerten Verlegen des Fadens innerhalb der einzelnen Changierhübe, ist es aber allenfalls möglich, eine zylindrische Packung Z mit der maximal zulässigen Axiallänge zu bilden.

[0066] In einem praktischen Spuler (siehe z.B. US-B-5,794,868 oder US-B-5.553,686) werden normalerweise mehrere Fäden nebeneinander auf einem einzigen Spulendorn zu je einer Packung gespult. Es muss für jede Packung eine Changiereinheit (mit einem Zeiger) nach der Erfindung vorgesehen werden. Es ist aber nicht zwingend erforderlich, für jeden Zeiger einen eigenen Motor vorzusehen, obwohl dies offensichtlich möglich ist. Statt dessen kann für alle Changiereinheiten ein gemeinsamer Motor vorgesehen werden, wobei die Drehbewegungen der Motorwelle durch eine geeignete Übertragung (z.B. mittels eines Riemens) an die jeweiligen Changiereinheiten übertragen werden. Die Übertragung erfolgt vorzugsweise derart zuverlässig, dass auf eine Überwachung pro Einheit verzichtet werden kann d.h. es ist auch nur ein Servo-Regler für den zentralen Antrieb vorgesehen. Wenn der Übertragungsweg zu lang wird kann der Antrieb "gruppenweise" erfolgen, d.h. es kann für eine Gruppe (zwei oder mehr) benachbarter Einheiten ein gemeinsamer Antrieb vorgesehen werden.

[0067] Fig. 11 befasst sich mit geeigneten Ausführungen des Fadenführers. Die bevorzugte Konstruktion umfasst eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Fadenführer und dem Arm (Zeiger). Zwei mögliche Varianten sind in den Figuren 11A und 11B gezeigt. Die erste Variante (Fig. 11A) umfasst einen länglichen Körper 130A mit sich in der Längsrichtung verjüngenden Seitenflächen 131, 132, die eine relativ breite Fusspartie 133 und einen engen Kopf 134 ergeben. Die Fusspartie 133 wird vom Arm (nicht gezeigt) aufgenommen, so dass die Kopfpartie 134 freisteht. Die Kopfpartie 134 hat einen Längsschlitz 135, der am freien Ende des Fadenführers mündet. Die Variante nach Fig. 11B hat auch eine Fusspartie 133 und einen Kopf 134 mit einem Längsschlitz 135. Der Körper 130B hat aber sich parallel verlaufende Seitenflächen 136, die im Bereich vom inneren Ende des Schlitzes 135 je einen Vorsprung 137 aufweisen. Die Kopfbreite ist daher in diesem Fall der Fussbreite gleich, wobei der Körper 130B auch mit sich verjüngenden Seitenflächen versehen werden könnte. Die Fusspartie 133 des Körpers 130A bzw. 130B wird derart im Arm eingebaut bzw. eingebettet, dass die Vorsprünge 137 und/oder die sich verjüngenden Seitenflächen 131, 132 mit dem Arm die gewünschte formschlüssige Verbindung bilden.

[0068] Fig. 11C zeigt ebenfalls einen Fadenführer in der Form eines länglichen Körpers 130C mit einer Fusspartie 133 (ähnlich der Fusspartie der Variante nach Fig. 11B), einen Kopf 134 und einen Längsschlitz 135. Die durch den Schlitz 135 gebildeten Schenkel 138, 139 sind aber in diesem Fall ungleich lang, was das Einfädeln des Fadenführers beim Bewegen des Armes in einer seiner Drehrichtungen begünstigt. Der Fadenführer kann aus einem geeigneten Material gebildet sein, z.B. Al₂O₃ oder SSiC. Es ist aber auch möglich, den Körper 130 grundsätzlich aus einem anderen teuren Material zu bilden und mit einer geeigneten Beschichtung zu versehen. Das Beschichtungsmaterial muss zwei Anforderungen erfüllen, nämlich (1.) eine Oberfläche bilden, die nur eine geringe Reibung zwischen dem Faden und dem Fadenführer verursacht, und (2.) einen hohen Verschleisswiderstand aufweisen, da der Faden beim Hochgeschwindigkeitsspulen (z.B. > 4000 m/min., vorzugsweise > 6000 m/min beispielsweise bis ca. 10,000 m/min.) eine hoch abrasive Wirkung erzeugt. Das Beschichtungsmaterial, oder das Material des Körpers, falls auf eine Beschichtung verzichtet wird, muss daher hart und zäh sein. Geeignete Beschichtungsverfahren sind z.B. das galvanische Beschichten oder das Plasmabeschichten.

[0069] Der Fadenführer sollte möglichst massearm gebildet werden. Seine Länge wird daher möglichst kurz gehalten, wobei eine Verkürzung unterhalb einer gewissen Grenze durch die erforderliche Funktion verhindert wird. Der Körper 130 weist daher vorzugsweise eine geringe Dicke (vgl. der Dimension "t" in den Figuren 6 und 7) auf, d.h. rechtwinklig zur Ebene der Darstellung in den Figuren 11A bis 11C. Die bevorzugte Dicke des Körpers 130 liegt daher im Bereich 0,2 bis 1,5 mm, vorzugsweise ca. 0,6 mm.

[0070] Um die Reibung zwischen dem Faden und dem Körper 130 auf ein Minimum zu halten, kann der Körper 130 im Bereich des Schlitzes 135 Rundungen aufweisen oder lediglich über gebrochene Kanten verfügen.

[0071] Um den Fadenführer mit dem Arm sicher zu verbinden, kann ein zusätzliches Verbindungsmittel verwendet werden, z.B. ein Klebstoff oder eine Schraube. Die Verbindung kann während des Herstellens des Armes erzeugt werden d.h. der Fadenführer kann beim Zusammenstellen bzw. bilden des Armes darin integriert werden, oder der Fadenführer kann erst nachträglich mit dem Arm verbunden werden, d.h. nachdem der Arm selbst fertiggestellt worden ist.

[0072] Der Fadenführer kann derart in den Trägerarm eingebettet sein, dass er abgestützt ist. Damit wird vermieden, dass das dünne Keramikplättchen bricht. Die grössere Klebe- bzw. Verbindungsfläche sorgt zudem für eine gute Kräfteverteilung. Es ist nicht erfindungswesentlich, den Fadenführer separat zu bilden und am Arm zu befestigen. Ein Fadenführerschlitz könnte direkt im Arm selbst gebildet werden. Der erforderliche Schutz gegen Verschleiss könnte durch eine geeignete Beschichtung gewährleistet werden.

[0073] Am anderen Ende des Armes vom Fadenführer muss eine Verbindung mit der Antriebswelle des Motors erstellt werden. Diese Verbindung ist wichtig, weil die Fähigkeit des Motors, die Position des Fadenführers genau zu bestimmen, von der Genauigkeit der Übertragung der Bewegungen der Motorenwelle auf dem Arm abhängt. Auch in diesem Fall kommt vorzugsweise eine formschlüssige Verbindung zustande. Fig. 12A zeigt einen Endteil 102A (vgl. Fig. 6), das eine durchgehende Bohrung 140 aufweist, um das freie Ende der Motorenwelle 44 aufzunehmen. Der Endteil der Welle 44 ist in diesem Fall einseitig angeschliffen, um eine Fläche 142 zu bilden. Eine Seitenwand 143 des Teils 102A hat eine Gewindebohrung (nicht speziell angedeutet) zum Aufnehmen einer Befestigungsschraube 144, wobei das innere Ende der Schraube fest gegen die Fläche 142 drückt bzw. in ein Loch (nicht gezeigt) im Wellenende hineinragt.

[0074] Fig. 12B zeigt eine ähnliche Variante, wobei auf das einseitige Schleifen vom Wellenende verzichtet wird. Die Schraube 144 arbeitet mit einer Gewindebohrung (Sackloch) oder Federnut im Wellenende zusammen. Fig. 12C zeigt ein Endteil 102B im Querschnitt. Dieser Teil ist mit einem sich verjüngenden Loch 145 versehen, um ein Kegelstumpf 146 am freien Ende der Welle 44 aufzunehmen. Eine Klemmschraube 147 klemmt den Endteil 142 auf dem Wellenende fest. Fig. 12D zeigt einen Endteil 102C mit einem bis zur Bohrung 140 durchgehenden Schlitz 150 zur Bildung zweier elastisch deformierbarer Schenkel 148 bzw. 149. Eine Zugschraube 151 kann vorgesehen werden, um die Schenkel gegeneinander zu drücken und dabei eine kraftschlüssige Verbindung mit dem in der Bohrung 140 aufgenommenen Wellenende zu erzeugen. Der Kraftschluss wird gegebenenfalls auf die Dauer nicht ausreichen. Er kann daher durch einen zusätzlichen Formschluss ergänzt werden, z.B. durch Längsrippen am Wellenende (nicht gezeigt), die in entsprechende Nuten im Endteil 102 eingreifen.

[0075] Das Endteil 102 weist vorzugsweise eine niedrige Massenträgheit auf. Es kann daher z.B. aus einer Leichtmetalllegierung (Al-Legierung) gebildet werden. Wie im Fall des Fadenführers, kann es beim Erstellen des Trägerarmes darin integriert oder nachträglich darin eingebunden werden, z.B. mittels Klebstoff.

[0076] Wie an verschiedenen Stellen in der Beschreibung erwähnt wurde, können mit einer Changierung nach der Erfindung mittels geeigneter Programmierung viele Packungsarten realisiert werden, die bis anhin nur durch eine mehr oder weniger grosse Anpassung der Maschine selbst (Austausch der Changierung) erzielt werden konnten. Beispiele sind:

• die verschiedenen konventionellen Wicklungsarten (wilde Wicklung, Präzisionswicklung und Stufenpräzisionswicklung);
• die verschiedenen konventionellen Packungsformen (zylindrisch, konisch, bikonisch..)
• Hubänderungen, wie Hubverkürzung, Hubverlegung und "Hubatmung".

[0077] Der Begriff "Hubatmung" bezieht sich auf eine intermittierende bzw. periodische Verschiebung einer oder beider Umkehrpunkte eines Changierhubes. Das Prinzip ist dem Fachmann gut bekannt und es ist auch oft realisiert worden, allerdings normalerweise mittels erheblicher mechanischer Komplexitäten - siehe z.B. US 5,275,843; US 4,555,069, EP 27173 und EP 12 937. Die Fähigkeit der nun vorliegenden Changierung, die Hubcharakteristik für einzelne Lagen bzw. zumindest einzelne Schichten der Packung zu programmieren, ermöglicht nun das Realisieren einer Hubatmung auch in einem Hochgeschwindigkeitsspuler ohne einen mechanischen Eingriff in die normale Fadenführung.

[0078] Wichtig im Zusammenhang mit der Gestaltung der Maschine selbst ist ihr einfacher Aufbau, der aber auf dem optimalen Ausnutzen moderner Materialien (massenarmer Konstruktion) und Regelungsprinzipien (digitale Servoregler) beruht. Dadurch wird es möglich, den Fadenführer direkt mit dem Motor zu verbinden, so dass die Bewegungen des Rotors ohne Übersetzung auf den Fadenführer übertragen werden können, wodurch die hohen dynamischen Forderungen einer Changierung für einen Hochgeschwindigkeitsspuler trotzdem erfüllt werden können. Wichtig in diesem Zusammenhang ist das Fehlen "zusätzlicher" Reibungskräfte zwischen dem Fadenführer und einer "Fadenführerführung". Das Versehen bzw. Anbringen des Fadenführers an einen Träger (Arm), der selbst keine zusätzliche Führung erfordert (d.h. die erforderliche Steifigkeit bei niedrigem Massenträgheitsmoment aufweist) ermöglicht daher eine wesentliche Verbesserung der dynamischen Fähigkeiten des Systems.
Es ist trotzdem möglich, dass die genaue Einhaltung der vorgegebenen Umkehrpunktion (ohne die Verwendung eines "überdimensionierten Motors") zu Schwierigkeiten führen wird, sodass zumindest für gewisse Anwendungen z.B. mit einem Überschiessen der Umkehrpunkte gerechnet werden muss. In solchen Fällen kann der Fehler gemessen werden, weil die Winkelstellung des Armes bzw. seiner Halterung stets bekannt ist und die Motorensteuerung kann derart angeorndet werden, dass der Fehler soweit möglich durch eine Änderung der Hubcharakteristik ausgeglichen wird. Das Überschiessen mit Messen des Fehlers mit anschliessender Fehlerkompensation wird dementsprechend in den Ansprüchen als "Einhalten der vorgegebenen Umkehrpunkte" betrachtet.

Ansprüche

1. Changierungsaggregat (2) mit einer drehbaren Halterung für einen Arm (7), einem Antrieb (8) zum Drehen der Halterung um eine vorgegebene Drehachse (D), einer programmierbaren Steuerung (12) für den Antrieb und einem Sensormittel (10,11) dessen Ausgangssignal von der Winkelstellung der Halterung abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, dass Umkehrpunkte für die Drehbewegung der Halterung in der Steuerung (12) variabel festgelegt werden können und dass anhand der festgelegten Umkehrpunkte und der vom Sensormittel (10, 11) gelieferten Positionsangaben die Steuerung (12) in der Lage ist, den Antrieb (8) derart zu steuern, dass die Halterung hin und her zwischen den festgelegten Umkehrpunkten gedreht wird, wobei ein von der Halterung getragener Arm (7) zwischen entsprechenden Umkehrstellen (U1, U2) eines Changierbereiches hin- und hergeschwenkt wird.

2. Aggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umkehrpunkte innerhalb vorgegebener Bereiche variabel gewählt werden können.

3. Aggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (7) ausserhalb des Changierbereiches zum Ausführen vorbestimmter Funktionen, z.B. Spulenwechsel, Fadenfangen, vom Motor (8) gesteuert bewegt werden kann.

4. Aggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (7) gemäss einem Polynom mindestens ersten Grades gebildet ist.

5. Aggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Armes (7) in Bewegungsrichtung eine grössere Dimension aufweist, als senkrecht dazu.

6. Aggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt über mindestens einen vorgegebenen Längsbereich des Armes (7) hohl ist.

7. Aggregat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil des hohlen Bereichs des Querschnitts des Armes (7) mit einem Füllstoff gefüllt ist, dessen spezifisches Gewicht kleiner ist, als dasjenige der Wände des hohlen Bereichs.

8. Aggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (7) aus mehr als einem Teil besteht.

9. Aggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (7) am fadenführenden Ende mit einem auf einem tragenden Teil ein- oder angesetzten Fadenführelement (15) versehen ist, oder selbst als Fadenführer (7,15) gestaltet ist.

10. Aggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenführelement (15) eine höhere Verschleissfestigkeit aufweist, als der tragende Querschnitt des Armes (7).

11. Aggregat nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der tragende Teil des Armes (7) als Hohlprofil oder in Sandwichbauweise, vorzugsweise mit Schalenteilen, gefertigt ist.

12. Aggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (7) mindestens teilweise aus einem Kohlenfaserverbundwerkstoff gefertigt ist.

13. Aggregat nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche als Changiereinrichtung (2) einer Spulmaschine (1) für das Changieren des Fadens (F) entlang eines Hubes (H), dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (7) den Faden (F) auch ausserhalb des Hubes (H) für vorgegebene Funktionen führen kann.

14. Aggregat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) den Antrieb (8) derart steuert, dass der Arm (7) zur Bildung innerhalb des Hubes (H) nach vorgegebenem Programm bewegt und für den Einzug und Spulenwechsel ausserhalb des Hubs (H) stillgesetzt werden kann.

15. Aggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm (7) ausserhalb des Hubs (H) an einer Stelle (A) für das Fangen des Fadens (F) durch ein Fangmesser oder einen Fangschlitz einer neuen Hülse (4) und an einer weiteren, sich näher an der Spule befindlichen Stelle (B) auf der Hülse (4) zur Bildung einer Fadenreserve, stillgesetzt werden kann.

16. Aggregat nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) den Aim (7) zur Bildung eines Endwulstes auf der fertigen Spule auch innerhalb des Hubes (H) stillsetzen kann.

17. Aggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass für den Arm (7) zur optimierten Gestaltung der Spule ein variabler Drehwinkel als Umkehrpunkt gemäss der Steuerung (12) gewählt werden kann.

18. Aggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leitlineal (6) für das Führen des changierenden Fadens (F) vorgesehen ist und, dass das Leitlineal (6) für das Führen des Fadens (F) innerhalb und ausserhalb des Hubes (H) je eine vorgegebene Form aufweist.

19. Aggregat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (12) für das Führen des Fadens (F) innerhalb und ausserhalb des Hubes (H) je ein vorgegebenes, dem Aufbau der Spule, (4.1) dem Einzug und dem Spulenwechsel entsprechendes Steuerprogramm aufweist.

Claims

1. Traversing device (2) with a rotatable holding means for an arm (7), a drive for the rotation of the holding means around a predetermined rotary axis (D), a programmable control means (12) for the drive and a detecting means (10, 11) whose output signal depends on the angular position of the holding means, characterized in that the reversing points for the rotary motion of the holding means can be variably defined in the control means (12) and that, by means of the defined reversing points and the position information delivered by the detecting means (10, 11), the control means (12) is enabled to control the drive (8) in such a way, that the holding means is being rotated back and forth between the defined reversing points, whereby an arm (7), carried by the holding means, is swivelled back and forth between the corresponding reversing locations (U1, U2) of a traversing range.

2. Aggregate according to claim 1, characterized in that the reversing points can be selected variably within a given range.

3. Aggregate according to claim 1 or 2, characterized in that the arm (7), can be controllably moved outside the traversing range by the motor (8) for performing predetermined functions, e.g. bobbin change, thread catching.

4. Aggregate according to one of the previous claims, characterized in that the arm (7) is formed according to a polynomial that is at least of first order.

5. Aggregate according to one of the previous claims, characterized in that the cross section of the arm (7) is larger in moving direction than perpendicular thereto.

6. Aggregate according to claim 5, characterized in that the cross section is hollow along at least a predetermined longitudinal zone of the arm (7).

7. Aggregate according to claim 6, characterized in that at least one part of the hollow zone of the cross section of the arm (7) is filled with a filling material whose density is less than the one of the walls of the hollow section.

8. Aggregate according to one of the previous claims, characterized in that the arm (7) consists of more than one component.

9. Aggregate according to claim 8, characterized in that the arm (7), at the thread guiding end, is provided with a thread guiding element (15), which is inserted into or attached onto a carrying part, or which itself is formed as a thread guide (7, 15).

10. Aggregate according to claim 9, characterized in that the thread guide element (15) comprises a greater wear resistance than the carrying cross section of the arm (7).

11. Aggregate according to claim 9 or 10, characterized in that the carrying part of the arm (7) is produced as hollow profile or in a sandwich-type structure, preferably with shell shaped components.

12. Aggregate according to one of the previous claims, characterized in that the arm (7) is produced, at least partially, from carbon fibre composite material.

13. Aggregate according to at least one of the previous claims, as traversing device (2) of a winding machine (1) for the traversing of the thread (F) along a stroke (H), characterized in that the arm (7) can guide the thread (F) also outside the stroke (H) for predetermined functions.

14. Aggregate according to claim 13, characterized in that the control means (12) controls the drive (8) in such a way, in that the arm (7), for the formation (of a bobbin) within the stroke (H) is moved according to a given program and that for the draw-in and bobbin change it can be stopped outside of the stroke (H).

15. Aggregate according to claim 14, characterized in that the arm (7) can be stopped outside of the stroke (H) at a point (A) for catching a thread (F) by means of a catching knife or by a catching slot of a new sleeve (4), and a further point (B) on the bobbin tube (4) closer to the package for the formation of a thread reserve.

16. Aggregate according to claim 14 or 15, characterized in that the control means (12) can also stop the arm (7) within the stroke (H) for the formation of the end bulge on the finished package.

17. Aggregate according to one of the claims 8 to 16, characterized in that for the arm (7), for an optimised formation of the package, a variable rotary angle can be selected as reversing point according to the control means (12).

18. Aggregate according to one of the previous claims, characterized in that guiding template (6) is provided for guiding the traversing thread (F) and that the guiding template (6) comprises a predefined shape each for the guiding of the thread (F) within and outside the stroke (H).

19. Aggregate according to one of the previous claims, characterized in that the control means (12) comprises a respective predetermined control program each for guiding the thread (F) within and outside the stroke (H) that is for the formation of the bobbin (4.1), the draw-in and the bobbin change.

Revendications

1. Appareil de va-et-vient (2), avec un support pivotant pour un bras (7), un entraînement (8) servant à pivoter le support autour d'un axe de rotation prédéterminé (D), une commande programmable (12) pour l'entraînement, et un moyen détecteur (10,11) dont le signal de sortie est dépendant de la position angulaire du support,
caractérisé par le fait que,
pour le mouvement pivotant du support, des points d'inversion peuvent être déterminés d'une manière variable dans la commande (12), et que, à l'aide des points d'inversion déterminés et des données de position délivrées par le moyen détecteur (10,11), la commande (12) est à même de commander l'entraînement (8) de telle sorte que le support est pivoté en va-et-vient entre les points d'inversion déterminés, et où un bras (7), porté par le support, est oscillé en va-et-vient entre les lieux d'inversion correspondants (U1, U2) d'une zone de va-et-vient.

2. Appareil selon revendication 1,
caractérisé par le fait que
les points d'inversion peuvent être choisis d'une manière variable, à l'intérieur de zones prédéterminées.

3. Appareil selon revendication 1 ou 2,
caractérisé par le fait que
le bras (7) peut être mû, en dehors de la zone de va-et-vient, d'une manière commandée par le moteur (8), afin d'effectuer des fonctions prédéterminées, par exemple, échange de bobine, saisie du fil.

4. Appareil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par le fait que
le bras (7) est formé d'après un polynome d'au moins du premier degré.

5. Appareil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par le fait que,
dans le sens du mouvement, la section du bras (7) présente une plus grande dimension que dans le sens vertical.

6. Appareil selon revendication 5,
caractérisé par le fait que,
sur au moins une zone de longueur prédéterminée, la section du bras (7) est creuse.

7. Appareil selon revendication 6,
caractérisé par le fait
qu'au moins une partie de la zone creuse de la section du bras (7) est remplie avec une matière de remplissage, dont le poids spécifique est plus petit que celui des parois de la zone creuse.

8. Appareil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par le fait que
le bras (7) est constitué de plus d'une partie.

9. Appareil selon revendication 8,
caractérisé par le fait que,
sur l'extrémité guidant le fil, le bras (7) est pourvu d'un élément guide-fil (15), inséré ou appliqué sur une partie portante, ou est conçu comme guide-fil même (7,15).

10. Appareil selon revendication 9 ,
caractérisé par le fait que
l'élément guide-fil (15) possède une résistance à l'usure plus élevée que celle de la section portante du bras (7).

11. Appareil selon revendication 9 ou 10,
caractérisé par le fait que
la partie portante du bras (7) est réalisée en profil creux ou en construction sandwich, de préférence avec des parties de coquille.

12. Appareil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par le fait que
le bras (7) est fabriqué, au moins partiellement, d'un matériau composite de fibres de carbone.

13. Appareil selon au moins l'une des revendications précédentes, comme arrangement de va-et-vient (2) d'une machine à bobiner (1), pour le changement en va-et-vient du fil (F), le long d'une course (H),
caractérisé par le fait que,
pour des fonctions prédéterminées, le bras (7) peut également guider le fil (F) en dehors de la course (H).

14. Appareil selon revendication 13,
caractérisé par le fait que
la commande (12) commande l'entraînement (8) de telle sorte que, pour la formation à l'intérieur de la course (H), le bras (7) peut être mis en mouvement selon un programme prédéterminé, et peut être mis à l'arrêt, en dehors de la course (H), pour le rentrage et l'échange de bobine.

15. Appareil selon revendication 14,
caractérisé par le fait que
le bras (7) peut être mis à l'arrêt, en dehors de la course (H), dans un lieu (A) pour la saisie du fil (F) à l'aide d'une pince de saisie ou une fente de saisie d'un nouveau bobinot (4), et dans un autre lieu (B) se trouvant plus près de la bobine, sur le bobinot (4), pour la formation d'une réserve de fil.

16. Appareil selon revendication 14 ou 15,
caractérisé par le fait que
la commande (12) peut également mettre le bras (7) à l'arrêt, à l'intérieur de la course (H), pour la formation d'un bourrelet final sur la bobine terminée,

17. Appareil selon l'une des revendications 8 à 16,
caractérisé par le fait que,
pour optimiser la configuration de la bobine, un angle d'oscillation variable peut être choisi comme point d'inversion pour le bras (7), en fonction de la commande (12).

18. Appareil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par le fait
qu'une règle-guide (6) est prévue pour le guidage du fil (F) changeant en va-et-vient, et que, pour le guidage du fil (F), à l'intérieur et à l'extérieur de la course (H), la règle-guide (6) possède, pour chacun des cas, une forme prédéterminée.

19. Appareil selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé par le fait que,
pour le guidage du fil (F), à l'intérieur ou à l'extérieur de la course (H), la commande (12) possède un programme de commande pour chacun des cas, correspondant à la construction de la bobine (4.1), au rentrage et à l'échange de bobine.

Zeichnung