Bei der Herstellung funktioneller Verstarkungsgewebe wird sehr zugfestes und gege- benenfalls hochbelastbares Fadenmaterial verarbeitet. Auch für auf Papier-und Pap- pemaschinen verwendete Filter-oder Formgewebe wird sehr zugfestes Fadenmaterial verarbeitet. Bei der üblichen Handhabung solcher Fadenmaterialien zwischen der Vorratsspule und dem Fadenliefergerät mit Überkopf-Fadenabnahme von der Vor- ratsspule ergeben sich erhebliche Probleme.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein Fadenverarbeitungssystem anzugeben, mit denen im besonderen zugfes- tes und außerordentlich kråftiges Fadenmaterial problemlos verarbeitbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäR mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.

Verfahrensgemäß werden durch tangentiales Abnehmen des Fadens von der Vor- ratsspule die sich aus einem Dberkopfabzug von der Vorratsspule ergebenden Prob- leme vermieden. Dabei erzeugt der Wickelantrieb des Fadenliefergeräts die Faden- spannung zum Drehen der drehbar angeordneten Vorratsspule. Der Faden läuft wie vom Wickelantrieb benötigt sauber und ohne Verdrehung in das Fadenliefergerät ein.

Die drehbar angeordnete Vorratsspule ermöglicht es dem Wickelantrieb, jeweils ge- nau die pro Zeiteinheit benötigte Fadenmenge abzunehmen.

Vorrichtungsgemaß ist die Vorratsspule drehbar gelagert und so positioniert, dass sie eine tangentiale Abnahme des Fadens durch das Fadentiefergerät gestattet. Der Wi- ckelantrieb des Fadentiefergeräts fungiert als Drehantrieb fur die Vorratsspule, indem wenigstens die durch den Wickelantrieb hervorgerufene Fadenspannung das zum entsprechenden Drehen der Vorratsspule erforderliche Drehmoment unter Nutzen der Zugfestigkeit des Fadens erzeugt. Damit werden überraschend einfach die durch das Fadenmaterial bedingten Probleme gelöst.

Zweckmäßig wird zusätzlich der Drehwiderstand der Vorratsspule aktiv geregelt. Dies ist ein wesentliches Verfahrensmerkmal und trägt dem Umstand Rechnung, dass der Wickelantrieb relativ schnell auf eine hohe Geschwindigkeit beschleunigt werden muss und dabei die Vorratsspule mitzuschleppen hat, bzw. relativ schnell zum Still- stand gebracht werden muss, wobei die Vorratsspule dann nachlaufen könnte. Als Parameter für die Regelung des Drehwiderstandes kann eine weitestgehend kon- stante Fadenspannung benutzt werden. Vorzugsweise erfolgt die Regelung in etwa synchron mit Geschwindigkeitsanderungen des Wickelantriebs. Obwohl der Wickel- antrieb für die notwendige Drehung der Vorratsspule sorgt, wird er durch die Rege- lung des Drehwiderstands der Vorratsspule unterstützt, und zwar gegebenenfalls durch eine entsprechende Verringerung des für ihn spürbaren Drehwiderstandes durch eine zusatzliche Förderbewegung der Vorratsspule, oder beim Anhalten durch eine dann erfolgende Erhöhung des Drehwiderstandes der Vorratsspule, um das Nachlaufen zu vermeiden.

Günstig wird die Fadenspannung ermittelt und wird der Drehwiderstand der Vorrats- spule entsprechend einer Referenz-Fadenspannung geregelt. Der Wickelantrieb hat stets eine bestimmte Antriebsfunktion für die Vorratsspule. Es kann der Wickelantrieb jedoch im positiven oder negativen Sinn in seiner Antriebsfunktion unterstützt werden, wenn der Drehwiderstand entsprechend geregelt wird.

Dabei kann der Drehwiderstand der Vorratsspule durch aktives Drehen der Vorrats- spule verringert werden, jedoch nur bis zu einem Ausmaß, mit dem sichergestellt ist, dass der Wickelantrieb stets zieht und der Faden nicht entspannt wird.

Besonders zweckmäßig wird bei Abschalten des Wickelantriebs der Drehwiderstand der Vorratsspule durch aktives Bremsen bis zu deren Stillstand erhöht. Dadurch wird der Nachlauf der Vorratsspule verhindert. Um stets eine bestimmte Grundfadenspan- nung sicherzustellen, ist es zweckmäßig, den abgeschalteten Wickelantrieb mittels der abgebremsten Vorratsspule und über den Faden zum Stillstand zu bringen.

Die Regelung des Drehwiderstandes der Vorratsspule wird entweder über Fadensen- sorsignale vorgenommen, oder mittels die Strombeaufschlagung des Wickelantriebs repräsentierender Lauf-oder Stopsignale, d. h., unter Berücksichtigung der Strombe- aufschlagung oder des stromlosen Zustandes des Wickelantriebs.

In einer einfachen Verfahrensvariante wird der Drehwiderstand der Vorratsspule nur zwischen Freilauf in ihrer Drehlagerung und vollständigem Stillstand verändert. Der vollständige Stillstand der Vorratsspule wird herbeigeführt, sobald ein den Stillstand des Wickelantriebs bewirkendes Fadensensorsignal auftritt oder die Strombeauf- schiagung des Wickelantriebs abgeschaltet wird.

Dabei wird die Vorratsspule zweckmäßigerweise mit einer einstellbaren Verzögerung zum Stillstand gebracht, um die mechanische Belastung im Fadeniiefergerät und auch an der Vorratsspule gering zu halten.

Das Verringern des Drehwiderstands kann beim Einschalten des Wickelantriebs oder sogar voreilend dazu vorgenommen werden.

In dem System ist es zweckmäßig, die Vorratsspule mit einer Vorrichtung zum Verän- dern des Drehwiderstands der Vorratsspule auszustatten. Die Vorrichtung trait dann für die Beschleunigung bzw. das Anhalten der Vorratsspule Sorge, wenn der Wickel- antrieb im Liefergerät dafür nicht zu sorgen vermag. Dies kann beim Beschleunigen der Vorratsspule der Fall sein, ist jedoch hauptsächlich beim Anhalten des Wickelan- triebs zum Stoppen der Vorratsspule notwendig.

Ein Schlupfdrehantrieb für die Vorratsspule ist in der Lage, dem Wickelantrieb beim Abnehmen des Fadens zu assistieren, ohne einen verständigen Gleichlauf herbeizu- führen, und auch zum Verzögern der Vorratsspule bis zum Stillstand.

Dazu sollte der Schlupfdrehantrieb umstellbar sein zwischen einer fördernden Be- triebsweise und einer bremsenden Betriebsweise.

Da der Wickelantrieb zufolge seiner Zusatzfunktion als Drehantrieb für die Vorrats- spule einen höheren Leistungsbedarf hat, als für den normalen Betrieb des Fadenlie- fergeräts, solite der Elektromotor des Wickelantriebs und der Wickelantrieb als sol- cher leistungsfähiger ausgebildet sein als für normalen, verbrauchsabhängigen Be- trieb des Fadenliefergeräts.

Eine besonders einfache Ausführungsform des Systems verwendet als Vorrichtung zum Verändern des Drehwiderstands der Vorratsspule eine gesteuert ein-und aus- rückbare Bremsvorrichtung für die Vorratsspule. In ausgerücktem Zustand ist nur der Drehwiderstand der Vorratsspule und deren Massenträgheit wirksam. Beim Einrücken der Bremsvorrichtung wird die Vorratsspule abgebremst, vorzugsweise bis zum Still- stand, so dass ihr Nachlauf bei Anhalten des Wickelantriebs vermieden ist.

Zum Einrücken der Bremsvorrichtung wird zweckmäßigerweise ein Maximal-Signal ei- nes Fadensenscrs verwendet, oder ein Stopsignai des Motors, bzw. ein Signal, das aus dem Abschalten der Strombeaufschlagung abgeleitet ist.

Das Ausrücken der Bremsvorrichtung kann vorgenommen werden, sobald ein Mini- malgrößensignal abgegeben wird, das auch zum Einschalten des Wickelantriebs führt, oder das Laufsignal des Motors, das dessen beginnende Strombeaufschlagung repräsentiert. Es ist allerdings möglich, die Bremsvorrichtung schon wesentlich früher auszurücken, nämlich sobald der Wickelantrieb und auch die Vorratsspule zum Still- stand gekommen sind.

Zweckmäßigerweise wird die Bremsvorrichtung mit einer einste ! ! baren Verzögerung eingerückt, um zu hohe mechanische Belastungen durch ein frühzeitiges Abstoppen des Fadens bei noch nachlaufendem Wickelantrieb zu vermeiden.

Baulich einfach ist eine Bremsvorrichtung mit einem Reibelement, das auf ein Brems- element der Vorratsspule einwirkt und durch eine gesteuerte Antriebsvorrichtung ver- stelibar ist. Hierfür kann ein Pneumatikzylinder mit oder ohne Federspeicher, eine Magnetbremse, eine Wirbelstrombremse oder dgi. verwendet werden.

Besonders zweckmäßig wird das Laufsignal bzw. Stopsignal des Motors des Wickel- antriebs ohne galvanische Verbindung mittels eines externen Aufnehmers berüh- rungslos abgetastet, der am Gehäuse des Fadenliefergeräts so positioniert ist, daß er beispielsweise die Strombeaufschiagung oder den stromlosen Zustand oder das Vor- liegen eines Motormagnetfeldes abtasten kann, unter Nutzung der bei solchen Fa- denliefergeräten nach außen unzureichenden Abschirmung für elektromagnetische Felder und dgl.

Das System wird bevorzugt zum Verarbeiten zugfesten Fadenmaterials wie Kohlen- stofffasern oder dgl. for Verstarkungsgewebe eingesetzt.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes er- läutert. Es zeigen : Fig. 1 schematisch eine Seitenansicht eines Fadenverarbeitungssystems, Fig. 2 eine Detailvariante des Fadenverarbeitungssystems von Fig. 1, Fig. 3 ein Drehmoment/Zeit-Diagramm, und Fig. 4 ein Geschwindigkeits/Zeit-Diagramm mit zugehörigem Ein-und Aus- schaltdiagramm.

Ein Fadenverarbeitungssystem S, insbesondere zum Verarbeiten zugfesten Faden- materials wie Kohlenstofffasern oder dgl., weist in Fig. 1 eine einen Faden Y verbrau- chende Textilmaschine L, beispielsweise eine Webmaschine, stromauf der Textilma- schine L ein Fadenliefergerat F, und stromauf des Fadenliefergeräts F und baulich von diesem getrennt eine Vorratsspule B für den Faden Y auf. In der Textilmaschine L ist ein Webfach 1 vorgesehen, in das intermittierend Schussfäden mittels einer Ein- tragvorrichtung 2 eingetragen werden, die vorbestimmte Längsabschnitte des Fadens Y sind.

Das Fadenliefergerat enthålt in einem Gehäuse 3 einen Wickelantrieb 4 mit einem nicht nager hervorgehobenen Elektromotor, dessen Rotationsgeschwindigkeit, Be- schleunigung und Verzögerung bzw. Stillstand durch eine Steuervorrichtung C ge- steuert werden, die an den Motor Lauf-und Stopsignale übermittelt. Im Fadenlieferge- rät F ist wenigstens ein Fadensensor 6 vorgesehen, vorzugsweise ein Minimalgrößen- Fadensensor und ein Maximalgrößen-Fadensensor, die die Größe eines auf einem Speicherkörper 8 gebildeten Fadenvorrats 7 überwachen und Signale an die Steuer- vorrichtung C ubermitteln, sobald der Fadenvorrat 7 die Maximalgröße oder die Mini- malgroße erreicht. Das Erreichen der Maximalgröße führt zum Ansprechen des Ma- ximal-Fadensensors, mittels dessen Signals die Steuervorrichtung C ein Stopsignal fur den Wickelantrieb 4 abgibt, dass dessen Strombeaufschlagung abgeschaltet wird.

Das Ansprechen des Minimal-Fadensensors bei Erreichen der minimalen Vorratsgrö- ße erzeugt ein Signai, aufgrund dessen die Steuervorrichtung C ein Laufsignal an den Motor des Wickelantriebs 4 abgibt, durch welches die Strombeaufschlagung einge- schaltet und der Wickelantrieb 4 beschleunigt wird. Die Achse des Fadenliefergeräts F ist mit Z angedeutet und entspricht der Richtung, in der das Fadenliefergerät F den Faden Y von der Vorratsspule B aufnimmt.

Die Vorratsspule B trägt auf einem Spulenkörper 9 einen entsprechenden Fadenvor- rat 10. Der Spulenkorper 9 ist in Lagern 11 bei dieser Ausführungsform frei drehbar gelagert. Die mit X angedeutete Achse des Spulenkörpers 9 ist bezüglich der Achse Z des Fadenliefergeräts annähernd senkrecht angeordnet, um den Faden Y tangential vom Sputenkörper 9 abnehmen zu können, Mit dem Sputenkörper 9 ist ein in dieser Ausfuhrungsform flanschformiges Bremselement 12 fest verbunden, auf das ein Reibelement 14 einer den Drehwiderstand der Vorratsspule B regelnden Vorrichtung D ausgerichtet ist. Die Vorrichtung D ist in dieser Ausführungsform eine zwischen ei- ner Einruckstellung und einer Lösestetiung verstellbare Bremse 13 mit einem Antrieb 15 für das Reibelement 14. Es kann sich dabei um einen Pneumatikzylinder handeln, der in beiden Stelirichtungen pneumatisch beaufschlagt wird, oder um einen in einer Stellrichtung durch eine Rückstellfeder vorgespannten Pneumatikzylinder (Federspei- cherzylinder). Im gezeigten Beispiel ist der Antrieb 15 (Pneumatikzylinder) über ein Magnetventil 16 an eine Druckquelle 18 angeschlossen, wobei eine Druckeinstel Ivor- richtung 17 vorgesehen sein kann. Das Magnetventil 16 ist zwischen einer Durch- gangsstellung und einer Entiüftungsstellung umstellbar und an eine Steuervorrichtung C2 der Vorrichtung D angeschiossen. Dazwischen kann ein Verzögerungsglied V' vorgesehen sein, mit dem das von der Steuervorrichtung C2 abgegebene Signal bei- spielsweise zum Einrücken der Bremsvorrichtung über eine einstellbare Dauer verzö- gert werden kann.

Auf das flanschformige Bremselement 12 der Vorratsspule B ist ein Sensor 17 (bei- spielsweise ein Induktivsensor) ausgerichtet, der feststellt, ob sich die Vorratsspule B dreht oder stillsteht. Der Sensor 17 ist mit der Steuervorrichtung C2 verbunden, um beispielsweise mindestens den Stillstand der Vorratsspule B zu bestätigen. Uber eine Signalleitung 18 ist die Steuervorrichtung C2 ferner beispielsweise mit der Steuervor- richtung C des Fadenliefergeråts verbunden. Auf diesem Weg werden entweder Sig- nal der Fadensensoren 6 an die Steuervorrichtung C2 übertragen, oder das Stop- bzw. das Laufsignal für den elektrischen Antriebsmotor des Wickelantriebs 4.

Das Fadenverarbeitungssystem S in Fig. 1 wird beispielsweise gemäß den Diagram- men in Fig. 4 gesteuert. Die Vorratsspule B steht. Die Bremsvorrichtung ist noch ein- geruckt oder bereits ausgeruckt. Der Wickelantrieb 4 steht. Der Fadenvorrat 7 hat seine maximale Große. Die Textilmaschine L beginnt, Faden Y zu verbrauchen. So- bald der Fadenvorrat 7 verbrauchsabhängig seine Minimalgröße erreicht, gibt der Mi- nimai-Fadensensor 6 ein Signal an die Steuervorrichtung C, die dem elektrischen An- triebsmotor des Wickelantriebs 4 ein Laufsignal übermittelt und dessen Strombeauf- schlagung einschaltet. Die Bremsvorrichtung wird, falls nicht schon früher, jetzt ausge- rückt. Der Wickeiantrieb 4 beschleunigt, um den Fadenvorrat 7 zu ergänzen. Gleich- zeitig wird im Faden Y zurückwirkend bis zur Vorratsspule B Fadenspannung aufge- baut, so dass der tangential abgenommene Faden Y die Vorratsspule B synchron mit der Fadengeschwindigkeit bzw. der Geschwindigkeit des Wickelantriebs 4 dreht. Er- reicht daraufhin die GröRe des Fadenvorrats 7 den Maximal-Fadensensor 6, dann gibt dieser ein Signal an die Steuervorrichtung C, worauf diese ein Stopsignal an den Antriebsmotor übermittelt. Dieses Stopsignal wird auch in der Steuervorrichtung C2 verarbeitet, um die Bremsvorrichtung einzurücken. Das Ansprechverhalten der Bremsvorrichtung und auch die Verzögerung im Verzögerungsglied V'sind so einge- stelit, dass die Vorratsspule B mindestens so rasch zum Stilistand gebracht wird, wie der Wickelantrieb 4 zu Stillstand käme. Vorzugsweise wird sogar der Wickelantrieb 4 durch die Fadenspannung beim Abbremsen der Vorratsspule B zum Stillstand ge- bracht.

Sobald die Vorratsspule B steht und auch der Wickelantrieb 4 zum Stillstand gekom- men ist, kann die Bremsvorrichtung wieder gelöst werden.

Gestrichelt ist in Fig. 1 mit der Steuerleitung 19 angedeutet, dass der Faden Y zwi- schen der Vorratsspule B und dem Fadenliefergerät F durch ein Tensiometer T im Hinblick auf die Fadenspannung abgetastet wird. Die gemessene Fadenspannung kann alternativ oder ggfs. additiv als Parameter zum Einrücken oder Ausrücken der Bremsvorrichtung verwendet werden. Dann ist eine Verbindung mit der Steuervor- richtung C nicht erforderlich. Als weitere Alternative ist gestrichelt ein Aufnehmer P angedeutet, der über die Leitung 18 mit der Steuervorrichtung C2 verbunden ist. Der Aufnehmer P detektiert den stromlosen oder strombeaufschlagten Zustand des An- triebsmotors und gibt diese Konditionen repräsentierende Signale ab. Dabei kann der Aufnehmer den stromlosen oder strombeaufschiagten Zustand des Antriebsmotors beruhrungslos von außerhalb des Gehäuses 3 des Liefergeräts F feststellen.

Im obere Diagramm in Fig. 4 ist der Verlauf der Geschwindigkeit V des Wickelantriebs 4 über der Zeit t dargestellt. Die in ausgezogenen Linien gezeichneten Kurven 25 verdeutlichen, dass ab Auftreten eines Minimalgrößensignals bzw. Laufsignals S1 für den Antriebsmotor zu lause beginnt und ab Auftreten eines Maximalgrößen-Signals bzw. Stopsignals für den Antriebsmotor seine Geschwindigkeit auf Null abnimmt.

Das darunterliegende Diagramm in Fig. 4 repräsentiert die Steuersignale für die Bremsvorrichtung, nämtich ein EIN-Signal 26 und ein AUS-Signal 28, das beispiels- weise durch entsprechende Spannungspegel gebildet werden kann. Im unteren Dia- gramm ist zunächst angedeutet, dass das Steuersignal für die Bremsvorrichtung vom EIN-Signal 28 auf das AUS-Signal 26 umgestellt wird, sobald das Laufsignal S1 auf- tritt. Wenn dann das Stopsignal S2 für den Antriebsmotor auftritt wird wieder auf das EIN-Signal 28 umgestellt, jedoch zweckmäßigerweise mit einer Verzögerung V', um die Vorratsspule B so anzuhalten, dass diese gerade zum Stillstand kommt, ehe der Wickelantrieb von sich aus zum Stillstand käme. Gestrichelt ist bei 27 angedeutet, dass die Umschaltung auf das AUS-Signal 26 für die Bremsvorrichtung bereits nach kurzer Zeit wieder erfolgt, und zwar ehe das neuerliche Laufsignal S1 auftritt. Dies erfolgt zweckmäßigerweise dann, wenn die Vorratsspule und der Wickelantrieb zu- verlässig zum Stillstand gekommen sind. Gegebenenfalls reicht es aber auch aus, die Umschaltung auf das AUS-Signal 26 erst wieder bei Auftreten des Laufsignals S1 vorzunehmen. Das neuerliche Umschalten vom AUS-Signal 26 auf das EIN-Signal 28 für die Bremsvorrichtung erfolgt beim Auftreten des Stopsignals S 2 für den Antriebs- motor, bzw. mit der dann erneut wirksamen Verzögerung V'.

Die Detailvariante in Fig. 2 unterscheidet sich von der von Fig. 1 dadurch, dass die Vorrichtung D der Vorratsspule B so ausgebildet ist, dass sie den Drehwiderstand der Vorratsspule B, den der Wickelantrieb 4 zum tangentialen Abnehmen des Fadens Y zu überwinden hat, in positivem und/oder negativen Sinne variabel ist. Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung D als Schlupfdrehantrieb für die Vorratsspule B ausgebildet, beispielsweise mittels eines richtungsumkehrbaren Drehantriebs 5, einer Reibrolle 20, und dem flanschartigen Bremselement 12, das hier als Antriebs-und Bremselement fungiert. Die Vorrichtung D assistiert hierbei dem Wickelantrieb 4. Beispielsweise wird ein begrenztes Drehmoment auf die Vorratsspule B in Förderrichtung aufgebracht, damit der \Nickelantrieb 4 nicht das gesamte, zum Drehen und/oder Beschleunigen der Vorratsspule B erforderliche Drehmoment allein aufzubringen hat. Dabei kann das Förderdrehmoment der Vorrichtung D konstant auf einem bestimmten Niveau gehal- ten oder an das Geschwindigkeitsprofil oder Drehmomentprofil des Wickelantriebs 4 beim Betrieb des Fadenliefergeräts F angepasst sein. Zum Abbremsen der Vorrats- spule B wird der Drehantrieb 5 angehalten, oder die Drehrichtung umgekehrt, und wird die Vorratsspule B verzögert bzw. abgebremst oder sogar bis zum Stillstand ab- gebremst. Die Steuervorrichtung C kann über die Steuerleitung 18 entweder mit der Steuervorrichtung C oder dem Aufnehmer P oder auch mit dem Tensiometer T ver- bunden sein. Auf diese Weise läßt sich beispielsweise ein relativ gleichmäßiges Fa- denspannungsprofil erzeugen und eine Entlastung des Wickelantriebs 4 herbeiführen.

Im Diagramm der Fig. 3 zeigt die ausgezogene Kurve 21 den Drehmomentverlauf im Fadenliefergerät. Die gestrichelte Kurve 22 deutet an, dass die Vorrichtung D die Vor- ratsspule B bis zu einem bestimmten Drehmomentniveau beschleunigt, dieses dann beibehält, und erst bei Auftreten des Stopsignals S2 für den Antriebsmotor des Wi- ckelantriebs das Drehmoment verringert und sogar ein Bremsdrehmoment 24 ein- steuert. Die strichpunktierte Kurve 23 verdeutlicht, dass der Drehmomentverlauf der Vorrichtung D angepasst wird an den Drehmomentverlauf der Kurve 21, jedoch so, dass stets vom Wickelantrieb 4 eine bestimmte Fadenspannung erzeugt werden muss, die zweckmäßigerweise zu keiner Zeit Null wird. Ferner ist es möglich, die Ge- schwindigkeit und die Beschleunigung sowie die Verzögerung der Vorratsspule B ex- akt an die Geschwindigkeit, die Beschleunigung und die Verzögerung des Wickelan- triebs 4 anzupassen, jedoch stets mit einem geringfügigen Unterschied, um stets eine bestimmte Mindestfadenspannung aufrechtzuhalten und den Faden zu keiner Zeit vollständig zu entspannen. Grundsätzlich ist einer Anordnung der Vorzug zu geben, bei der die Achse X im wesentlichen senkrecht zur Achse Z steht. Falls der Faden Y zwischen der Vorratsspule B und dem Fadenliefergerät F etwas umgelenkt wird, sind auch andere Relativlagen der jeweiligen Achsen möglich, wobei jedoch stets sicher- gestellt sein muss, dass der Faden Y tangential von der Vorratsspule B abgenommen wird.