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Maschine zum Umspulen, insbesondere zum Zetteln von Garnen.
Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Umspulen, insbesondere zum Zetteln von Garnen, bei der gleichzeitig von einer Mehrzahl von Spulen, Kötzern oder andern vergleichsweise kleinen Garnkörpern, die in einem Spulengestell od. dgl. gelagert sind, abgewickelt und auf einen Kettenbaum, Wickelbaum, einer Vorratsspule od. dgl. wieder aufgewickelt wird, welche in einem Scherrahmen gelagert sind.
Bei den modernen automatischen Webstühlen ist es üblich, Kettenbäume zu verwenden, welche Garnlängen von 30.000 m aufweisen. Zum Wickeln solcher Kettenbäume werden schnellaufende Scherrahmen verwendet, die die Aufwicklung in nahezu einer Stunde ermöglichen, wozu aber eine ausserordentlich hohe lineare Geschwindigkeit des Garnes erforderlich ist. Das Garn wird gewöhnlich dem Kettenbaum, von Garnkörpern (Spulen, Kötzern u. dgl. ) zugeführt, welche auf einem Spulengestell oder Rahmen gelagert sind. Infolge der hohen Abwickelgeschwindigkeit wird beim Anlaufen des Kettenbaumes auf das Garn jedesmal eine grosse Zugkraft ausgeübt.
Jedesmal wenn ein Garn bricht, wird der Kettenbaum plötzlich stillgesetzt ; das Drehmoment der Spulen ist jedoch bestrebt, diese weiterlaufen zu lassen und wesentliche Längen von schlaffen Garnen abzuspulen, bevor sie zur Ruhe kommen. Die schlaff hängenden Garne der verschiedenen Spulen neigen zur Verknotung, Verschlingung und Verwirrung, so dass bei Wiederanlassen des Kettenbaumes die plötzliche Wiederherstellung der Geschwindigkeit oft zu einem Bruch des Garnes führt.
Es wurden bereits Vorschläge gemacht, um die geschilderten Nachteile zu vermeiden, indem man die einzelnen Abwickelgarnkörper mit elektrisch gesteuerten Bremsen od. dgl. versah, um ein Durchgehen der Spulen zu verhindern, oder um die Spannung zu überwachen. Alle derartigen bekannten Vorrichtungen sind jedoch kompliziert, teuer und schwierig in Ordnung zu halten, so dass sie unter den meisten Bedingungen unzuverlässig und in ihrer Wirkung unsicher sind. Gemäss der Erfindung sind einfache und wirksame Mittel vorgesehen, um einen im wesentlichen gleichmässigen Zug auf die Garne aufrechthalten zu können.
Der Antrieb der auf dem Spulengestell angeordneten Spulen erfolgt durch Walzen oder Trommeln, gegen welche die Abwickelspule mit ihren Umfangsflächen unter konstantem Druck angepresst werden. Diese Walzen oder Trommeln werden direkt angetrieben, so dass die Vorratsspulen mit einer regelbaren Geschwindigkeit abgewickelt werden können. Die Gesehwindigkeitsregelung erfolgt selbsttätig in Abhängigkeit von Änderungen der Fadenspannung und wird bezweckt, die Fadenspannung der Garne auf ihrem Wege von der Abwickel- auf die Aufwickelspule im wesentlichen während des ganzen Umspulens konstant zu halten. Ausser der selbsttätigen Steuerung kann auch noch eine Gesehwindigkeitssteuerung von Hand vorgesehen sein.
Die gemäss der Erfindung verwendeten neuen Elemente hindern nicht die Verwendung der üblichen Garnführer, Anzeigevorrichtungen für Garnbrüehe und andere Einrichtungen, welche bei Umspulvorrichtungen bekannter Art üblich sind.
In den Zeichnungen ist die Erfindung beispielsweise an einer Zettelmaschine veranschaulicht, wobei zahlreiche der üblichen und bekannten Elemente der Übersicht halber fortgelassen sind.
Fig. 1 stellt schematisch eine teilweise Seitenansicht einer Umspulmaschine bestehend aus Abwickelspulengestell und Aufwickelwalze dar, Fig. 2 einen Teilgrundriss nach Fig. 1, Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Abwiekelspulenhalters, gesehen von der der Aufwickelspule gegenüberliegenden Seite, Fig. 4 eine Teilansicht in vergrössertem Massstabe, aus welcher gewisse Einzelheiten des Abwickelspule-
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gestelles ersichtlich sind, Fig. 5 eine teilweise Seitenansicht der Aufwickelspuie in etwas vergrössertem
Massstabe als Fig. 1, bei welcher. die Einzelteile eine andere Lage einnehmen.
Die Aufwickelvorrichtung umfasst einen Rahmen 1, welcher mit Lagern für eine Hauptantriebs- welle 2 versehen ist, die an einem Ende eine Antriebsriemenscheibe 2 a trägt, während an ihrem ent- I gegengesetzten Ende eine Riemenscheibe 3 befestigt ist, die mit Hilfe eines Riemens 4 eine Riemenseheibe 5 auf einer Welle 6 des Rahmens antreibt. Durch geeignete, nicht gezeichnete Verbindungen treibt die
Riemenscheibe 5 eine Reibungswalze 7 an, deren Welle im Rahmen gelagert ist und welche zum Antrieb des Kettenbaumes oder einer andern Aufwickelspule bestimmt ist. Zur Lagerung des Kettenbaumes oder einer andern Aufwickelspule dient in bekannter Weise ein Paar frei schwingender Arme 8 und 9 mit Lagerschlitzen oder Kerben an ihren freien Enden zur Aufnahme der Achse 10 des Kettenbaumes.
Die Aufspulmaschine enthält auch das übliche Riet 13, den Expansionskamm M, die Fadenwächter- platinen 15 und die Führungswalzen 16, 17 und 18.
Gemäss der Erfindung ist ein Paar frei schwingender Arme 19 und 20 vorgesehen, welche je an entgegengesetzten Seiten des Rahmens der Aufwickelmasehine angeordnet sind und mit Lagern für die
Enden eines Fühlers oder Spannungsprüfers 21 versehen sind. Dieses Glied kann gewünschtenfalls sehr leicht ausgebildet und die Arme 19 und 20 durch Gegengewicht ausbalanciert sein, so dass nur ein geringer
Zug auf die Garne ausgeübt wird. Die Fühler weisen jedoch gemäss der Figur, wie man sieht, die Form einer frei drehenden Walze (massiv oder hohl) auf, welche durch ihr Gewicht eine Zugspannung auf die
Garne ausübt. Diese Walze ruht auf dem Band S, der zwischen den Walzen 16 und 17 hindurchlaufenden parallelen Fäden und steigt oder fällt bei Änderung der Spannung dieses Fadenbandes.
An einer passenden
Stelle der Hauptantriebswelle 2 ist eine konische Riemenscheibe 22 vorgesehen, welche ein entsprechendes konisches Rad 23 auf der Welle 24 antreibt, die in geeigneten Lagern 25 gelagert ist. Ein Treibriemen 25 überträgt die Kraft von der Riemenscheibe 22 auf die Riemenscheibe 23, wobei die Lage dieses Treib- riemens auf den beiden konischen Scheiben durch einen Riemenschieber 27 bestimmt wird. Letzterer ist mit einer Nabe versehen, die ein Innengewinde trägt zur Aufnahme einer Schraubenspindel 28, welche auf geeigneten Trägern 29 gelagert ist. Diese Schraubenspindel ist mit einem Schaltrad 30 versehen, das symmetrische Zähne aufweist und in der einen oder andern Richtung durch die Schaltklinke 31 bzw. 32 angetrieben werden kann, welche auf einem Arm 33 gelagert sind, der frei auf der Welle 28 schwingen kann.
Der Schaltklinkenträgerarm 33 wird während des Umspulens ständig vermittels einer
Pleuelstange 34 hin und her geschwungen, die von einem Exzenter 35 unter Vermittlung eines nicht dar- gestellten Zahnradgetriebes von der Riemenscheibe 5 angetrieben wird. Beide Schaltklinke 31 und 32 würden also ständig in die Zähne des Schaltrades 30 eingreifen, wenn nicht zwischen beiden ein Schild 37 eingeschoben wäre, welches frei um die Welle 28 schwingen kann und einen Flansch aufweist, der die
Zahnkante des Schaltrades 28 überdeckt und sich längs des Umfanges so weit erstreckt, dass der Flansch bei der in Fig.
1 gezeichneten Normalstellung des Schildes den Eingriff beider Schaltklinke 31 und 32 verhindert, so dass diese frei in Berührung mit der Aussenfläche des Flansches hin und her schwingen.
Der Schild 37 ist mit einem Arm 38 versehen, welcher vermittels einer Stange 39 mit dem Arm 19 ver- bunden ist, der das eine Ende der Spannwalze 21 trägt. Der Arm 19 wird vorzugsweise mit einer Reihe von Löchern 40 versehen, in deren jedes die Stange 39 eingreifen kann, so dass eine Einstellung der Normallage des Schildes möglich ist. Unter gewöhnlichen Umständen werden die Einzelteile so eingestellt, dass die Spannwalze 21 eine im wesentlichen in Fig. 1 gezeichnete Lage einnimmt, solange die gewünschte
Spannung auf das Fadenband S aufrechterhalten bleibt, so dass das Schild in solcher Lage verharrt, dass keine der beiden Schaltklinke 31 oder 32 in Tätigkeit treten kann.
Die Riemenscheibe verharrt dann in der nämlichen Lage und die Relativgeschwindigkeit der Konusräder 22 und 23 wird nicht ge- ändert. Wenn jedoch die Spannung des Fadenbandes S ab-oder zunimmt, ändert die Spannungswalze 21 entsprechend ihre Lage, so dass die eine oder andere Schaltklinke 31 oder 32 in Eingriff mit den Zähnen des Schaltrades 30 gelangt und die Schraubenspindel 28 in der richtigen Richtung dreht, so dass der Riemen 26 verschoben und dadurch die Geschwindigkeit der Riemenscheibe 23 vermehrt oder verringert wird, wodurch die normalen Spannungsbedingungen wiederhergestellt werden, wie es weiter unten noch genauer erläutert ist.
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der mit Vertikalstangen 42 versehen ist, welche eine etwas grössere gegenseitige Entfernung aufweisen, als es dem grössten Durchmesser der Abwickelspule entspricht.
Wie man sieht, besteht das Gestell aus zwei im wesentlichen parallelen Reihen von solchen Vertikalstangen, es kann jedoch eine beliebige Anzahl und Relativanordnung an solchen benutzt werden. Jede Stange 42 ist in senkrechten Abständen mit Stellringen 43 versehen, deren Anzahl von dem Aufnahmevermögen des Gestelles abhängt. Es kann natürlich auch nur ein einziger Stellring auf jeder Stange vorgesehen sein oder auch eine grössere Anzahl, als sie in der Zeichnung dargestellt ist, je nachdem es die Umstände erfordern.
Jeder Stellring 43 bildet ein Lager für einen Schwingarm, der als Hälter für die Abwickelspule, den Kötzer usw. dient. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, besteht jeder Schwingarm vorzugsweise aus einer Hülse 44, die auf dem Stützring- 43 ruht und sich frei auf der Stange 42 drehen kann. Eine Spiralfeder 45 umgibt die Stange 42 unmittelbar oberhalb einer jeden Hülse 44, wobei das eine Ende der Feder an der
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normalerweise unter Spannung gehalten und suchen die Hülsen 44 zu drehen. An Stelle einer Feder kann natürlich jedes andere äquivalente Hilfsmittel benutzt werden, z. B. ein geeignetes Gewicht.
Die Stangen 42 oder äquivalente Drehzapfen können auch eine solche Neigung zur Senkrechten aufweisen, dass die Hülsen 44 und die darauf gelagerten Teile durch die Einwirkung der Schwerkraft in vorbestimmter Richtung gedreht werden.
Jede Hülse 44 trägt einen Arm 46, der an seinem freien Ende mit einer Spindel 47 versehen ist, auf welcher die übliche Spule gelagert wird. Letztere kann eine Spule, ein Kötzer od. dgl. sein und die Spindel 47 kann an einem Ende des Armes 46 unbeweglich oder drehbar gelagert sein, wie es jeweils die betreffende Abwickelspule erfordert.
Jeder Stange 42 ist eine im wesentlichen vertikale Welle 43 zugeordnet, welche an ihrem oberen und unteren Ende in geeigneten Lagern des Spulengestelles gelagert ist. Eine jede dieser Wellen ist mit einer Antriebswalze von etwas grösserem Durchmesser als die Welle und einheitlichem Radius von einem zum andern Ende versehen. Eine jede solche Antriebswalze dient dazu, die Oberfläche einer jeden Vertikalreihe von Abwiekelspulen anzutreiben, welche auf den Schwingarmen der benachbarten Stange 42 angeordnet sind. In der Zeichnung ist die Reibungswalze 49 aus einem Stück mit der Welle dargestellt, beide können aber auch aus zwei getrennten Teilen bestehen und in gewünschter Weise verbunden sein.
Die Reibungswalze 49 kann ferner in eine Reihe von kurzen Walzen oder Trommeln unterteilt sein, deren jede dazu bestimmt ist, eine einzige Abwickelspule anzutreiben. Diese letztere Anordnung ist besonders bei Verwendung von Scheibenspulen geeignet, da in diesem Falle eine ununterbrochene Reibungswalze die Spulenscheiben und nicht die Garnkörper berühren würde, so dass keine gleichmässig lineare Geschwindigkeit beim Abspulen erzielt würde. An Stelle der dargestellten senkrechten Anordnung der Abwickelspule und ihrer Reibungswalzen kann auch eine andere Anordnung, z. B. eine waagrechte, in gewissen Fällen geeignet sein.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Abwickelspule 50 auf den Spindeln 47 gelagert und werden unter Wirkung der Federn 45 mit ihren Umfangsflächen ständig gegen die Reibungswalzen 49 angepresst, so dass die lineare Abwickelgeschwindigkeit unabhängig vom Durchmesser der Abwickelspule konstant bleibt.
Wenn das Spulengestell für sich allein verwendbar sein soll, oder in Kombination mit andern Vorrichtungen als die abgebildete Aufspulmaschine, können die Wellen 48 von irgendeiner geeigneten Kraftquelle aus durch beliebige Zwisehengetiiebe angetrieben werden. In der abgebildeten Ausführungsform ist jedoch jede Welle 48 an ihrem unteren Ende mit einem Kegelrad 51 versehen, welches mit Kegelrädern 52 oder 52a kämmt, die fest auf im wesentlichen waagrechten Wellen 53 und 53a sitzen, welche ihrerseits im unteren Teil des Spulengestelles gelagert sind. Diese Wellen sind mit Schnecken, deren eine bei 53b in Fig. 5 ersichtlich ist, versehen, welche in Schneckenrädern 54 bzw. 54a auf der Welle 24 eingreifen.
Die Garne y der einzelnen Abwickelspule 50 werden durch geeignete Führungen auf dem Spulenrahmen in bekannter Weise geführt und treten nach Durchlaufen der Führungswalzen 55 in das Riet 13, über die Walzen 16, unter die Spannungswalze 21, über die Walze 17, durch die Bank von Hängedrähten 15 und von da durch den Expansionskamm 14, über die Führungswalze 18 zur Aufwickelspule 12.
Wie bereits erwähnt, nimmt die Spannwalze 21 normalerweise die in Fig. 1 dargestellte Lage ein, in welcher die Sperrklinken 31 und 32 ausser Eingriff mit dem Schaltrad stehen und der Riemen 26 vorzugsweise so eingestellt ist, dass sich die Geschwindigkeit der Welle 24 zur Geschwindigkeit der Aufwickelreibungswalze 7 so verhält, dass eine geringe Spannung der Garne auf ihrem Wege von den Abwickelspulen zur Aufwickelspule aufrechterhalten wird.
Die Erfindung ist nicht notwendigel weise auf ein derartiges Gesehwindigkeitsverhältnis beschränkt, bei welcher die Umfangsgeschwindigkeit der Aufwickelwalze etwas grösser ist als jene der Abwickelwalze, sondern die beiden Geschwindigkeiten können auch gegebenenfalls einander gleich sein oder im umgekehrten Verhältnis stehen. Auf keinen Fall bewirkt die Fadenspannung eine Drehung der Abwickelspulen, da letztere durch die Reibungswalzen 49 direkt gesteuert und angetrieben werden. Die Aufwiekelgesehwindigkeit kann so bei einem vorbestimmten konstanten Verhältnis zur Abwickelgeschwindigkeit erhalten werden, ohne Rücksicht auf die Grösse der Garnkörper.
Obwohl die Aufwicklung mit sehr hoher Geschwindigkeit vorgenommen werden kann, und obwohl das Drehmoment der Abwickelspule gross sein kann, verursacht der plötzliche Stillstand des Kettenbaumes infolge eines Garnbruches kein Durchgehen der Abwickelspule, weil die Abwiekelreibungswalzen 49 die Funktion der Bremsen ausüben, indem sie die Abwickelspule direkt antreiben und mithin diese augenblicklich stillsetzen, wenn die Reibungswalzen selbst stillgesetzt werden. Anderseits bewirkt bei Wiederauflaufen des Kettenbaumes die direkte Beeinflussung der Reibungswalzen 49 ein augenblickliches Anlaufen der Abwickelspule, ohne dass irgendein wesentlicher Zug auf die Garne oder eine nennenswerte Spannungserhöhung eintritt.
Es ist so gewünschtenfalls möglich, auf die üblichen Anlassvorrichtungen zum langsamen Wiederanlaufen der Kettenbäume zu verzichten, so dass der Zeitverlust beim Wiederanlaufen, wie er mit der Verwendung solcher Anlassvorriehtungen verbunden ist, vermieden wird, wonach eine erhöhte Leistung erzielt werden kann.