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Spulmaschine zur Erzeugung von Spulen mit über der
Spulreise vorbestimmter Fadenspannung
Bei der Feinregulierung der Fadenspannung vor dem Aufwickeln auf Spulmaschinen ging man bisher so vor, dass man in den Antrieb der Aufwickelspule ein drehzahlregelndes Organ einschaltete, welches die Fadenspannung unmittelbar vor der Wickelspule in einer Fadenschleife abtastete und bei veränderter Fadenspannung die Drehzahl des Antriebsaggtegates so veränderte, dass bei zu hoher Fadenspannung die Wickelgeschwindigkeit des Wickels verringert und im umgekehrten Falle erhöht wurde.
Derartige Antriebsregelungen haben den Nachteil, dass die beabsichtigte Feineinstellung der Spannung im auflaufenden Faden niemals vollkommen zu erreichen war, da ja die veränderten Fadenspannungen am Wickel erst Anlass zum Verstellen der Stellorgane gaben und diese veränderten Fadenspannungen bisweilen bei Verhängungen beachtlich gross sein konnten, ja gegebenenfalls sogar ein Zusammenfallen des Antriebes verursachen konnten.
Darüber hinaus sind Regeleinrichtungen meist nur durch umständliche und empfindliche Mess- und Verstellvorrichtungen zu'verwirklichen, weshalb sie sehr störanfällig und recht teuer sind.
Es ist eine Spulmaschine für elastische, in hohem Masse dehnbare Fäden, vornehmlich Gummifäden, vorgeschlagen worden, bei der die Aufwickelspannung des zugeführten Fadens während der Spulreise im
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messer der Aufwickelspule geregelt wird. Diese Spulmaschine kann jedoch für übliche Textilfäden nicht verwendet werden, da solche Fäden schon bei kleinen Laufunterschieden zwischen Abzugsvorrichtung und Aufwickelspule infolge ihrer geringen Dehnbarkeit entweder reissen oder durchhängen würden, was darauf zurückzuführen ist, dass die Steuerung in blosser Abhängigkeit vom Durchmesser der Aufwickelspule die
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der Aufwickelspule vorgesehene elektromagnetische Schlupfkupplung gleich-zuhalten, erfordert die zusätzliche Anordnung einer besonders geregelten Bremse, ohne dass aber die voreingestellte Fadenspannung z.
B. in Abhängigkeit vom Wickeldurchmesser verändert werden kann, um eine zeitliche Steuerung der Fadenspannung über die Spulreise zu erzielen.
Die Erfindung betrifft eine Spulmaschine zur Erzeugung von Spulen mit über die Spulreise vorbestimmter Fadenspannung, die in vorher festgelegter, veränderlicher oder nichtveränderlicher Grösse eingehalten werden soll, vermeidet die Nachteile einer umständlichen und empfindlichen Regeleinrichtung, gestattet aber anderseits ein einwandfreies Aufwickeln des Fadens unter vorbestimmter Fadenspannung bei sich erhöhender Aufwickelgeschwindigkeit mit zunehmender Spulreise. Erfindungsgemäss ist im Fadenlauf zwischen Lieferspule und Aufwickelspule in an sich bekannter Weise ein in seiner Abzugsgeschwindigkeit einstellbares und über die Spulreise veränderbares, fremd angetriebenes Abzugsorgan vorgesehen und die Aufwickelspule über eine mit konstanter Drehzahl umlaufende, an sich bekannte, z.
B. elektrische, magnetische oder hydraulische Schlupfkupplung angetrieben, deren Übertragungsdrehmoment in Abhängigkeit von der Grösse des Schlupfes steht, während die Drehzahl der Spule von der Abzugsgeschwindigkeit des Fadens in Verbindung mit dem mittleren Durchmesser der jeweiligen Wickellage auf der Aufwickelspule ab-
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hängig ist, so dass die Fadenspannung auf der Aufwickelspule mittels der veränderbaren Abzugsgeschwindigkeit und dem mit dem Schlupf geänderten Übertragungsdrehmoment der Schlupfkupplung steuerbar ist. Wird einer über eine solche Schlupfkupplung angetriebenen Aufwickelspule ein Faden zugeführt, so wird mit zunehmendem Wickeldurchmesser der Schlupf in der Schlupfkupplung vergrössert, wenn nicht in entsprechender Weise gleichzeitig die Fadenzuführgeschwindigkeit erhöht wird.
Der vergrösserte Schlupf hat eine Erhöhung des Übertragungsdrehmomentes zur Folge, die bei entsprechender Abstimmung mit der Durchmesserzunahme der Wickelspule beispielsweise ein Beibehalten der ursprünglichen Fadenspannung ergeben kann. Verändert man aber die Fadenzufuhrgeschwindigkeit, so hat man es in der Hand, über den dadurch veränderten Schlupf in der Schlupfkupplung jede gewünschte Änderung der Fadenspannung zu ersteuem. Die Fadenspannung kann mit der Spulreise zunehmen-was im allgemeinen nicht erwünscht ist-, sie kann aber ausser der bereits oben erwähnten Gleichhaltung ihres Wertes auch in jeder gewünschten Weise abnehmen, sofern man nur die erforderliche Fadenlänge durch entsprechende Änderung der Abzugsgeschwindigkeit des Abzugsorgans anliefert.
Da es üblich ist, bei zunehmendem Wickeldurchmesser mit geringerer Aufwickelfadenspannung zu arbeiten, wird man also im allgemeinen die Abzugsgeschwindigkeit im Laufe des Aufwickelns am Abzugsorgan erhöhen. Durch diese belieg vermehrt Anlieferung kann man dann jede gewünschte Fadenspannung erzielen.
Die Erfindung erstreckt sich auf bauliche Ausgestaltungen der Spulmaschine.
In der Zeichnung ist eine Spulmaschine gemäss der Erfindung in einer beispielsweisen Ausführungsform schematisch dargestellt.
Die Aufwickelspule 1 ist auf einer Welle 2,7 mit dem schlüpfenden Teil 3 einer hier als Wirbelstromkupplung dargestellten Schlupfkupplung verbunden, deren fest angetriebener Teil 4 seine konstante Drehzahl über den Riemen 5 von einer durchgehenden Welle 6 erhält. Die Ausgangswerte des Übertragungsdrehmomentes der Schlupfkupplung können im vorliegenden Falle bei Beginn der Spulreise durch axiales Verschieben und Feststellen des schlüpfenden Teiles 3, wie es durch die Steckwellenanordnung 2 und 7 dargestellt ist, erreicht werden, so dass das Übertragungsdrehmoment in Abhängigkeit von der Grö- sse des Schlupfes steht.
Auf der Welle 6 ist eine festangetriebene Kegelwalze 8 vorgesehen, die mit einer Andrückwalze 9 zusammenläuft und den Faden 19 von der Lieferspule 10 über eine vorgeordnete Bremse 11 sowie nicht näher gezeichnete bekannte Fadenreinigungs- und Flusenmessereinrichtungen abzieht.
Durch Verschieben des Fadens auf dem Kegelwalzenpaar 8, 9 in Richtung der Welle 6 ist es möglich, die Abzugsgeschwindigkeit zu verändern. Dies geschieht im gezeichneten Beispiel durch einen den Faden axial verschiebenden Fadenführer 12, der mit seinem Fuss 13 gegen ein auswechselbares Kurvenzwischenglied 14 anliegt. Dieses ist um die Achse 15 verschwenkbar angeordnet und erhält seine Verschwenkimpulse über ein Steuergestänge 16 beispielsweise von dem auf der hin-und hergehenden, antriebsmässig nicht näher gezeichneten Changierstange 17 angeordneten Fadenführer 18, der den Durchmesser der Aufwickelspule 1 abtastet und bei stärker werdendem Durchmesser derselben in Pfeilrichtung um die Achse seiner Changierstange 17 abgeschwenkt wird.
Durch das Abschwenken des Fadenführers 18 - also mit zunehmender Spulreise - wird dann zwangsweise das Kurvenzwischenglied 14 über den Fuss 13 den Schiebefadenführer 12 so verstellen, dass der Faden an Stellen mit höherer Umfangsgeschwindigkeit des Walzenpaares 8, 9 zu liegen kommt und seine Abzugsgeschwindigkeit ständig erhöht wird, wodurch die Fadenspannung vor der Aufwickelspule wegen des nunmehr schneller laufenden schlüpfenden Teiles 3 der Schlupfkupplung und damit verbundener Erniedrigung des Übertragungsdrehmomentes während der Spulreise absinkt.
Die Drehzahl der Spule ist daher von der Abzugsgeschwindigkeit des Fadens in Verbindung mit dem mittleren Durchmesser der jeweiligen Wickellage auf der Aufwickelspule abhängig und die Fadenspannung auf der Aufwickelspule ist mittels der veränderbaren Abzugsgeschwindigkeit und dem mit dem Schlupf geänderten Übertragungsdrehmoment der Schlupfkupplung steuerbar. Die Steuerung kann auch so erfolgen, dass der Schlupf und damit das Übertragungsdrehmoment konstant bleiben ; sie wird im allgemeinen aber wohl so vorgenommen, dass der Schlupf erheblich verkleinert wird, so dass die Fadenspannung zu recht niedrigen Werten abgesenkt werden kann.
Legt man in der erfindungsgemässen Anordnung ein Kurvenzwischenglied 14 mit einer Gleitkurve 20 ein, die eine quadratische Zunahme der Abzugsgeschwindigkeit bewirkt, so ist es beispielsweise möglich, die Fadenspannung mit zunehmender Spulreise stark veränderlich ab-oder zunehmen zu lassen. Ist in anderer Ausführung die Charakteristik des Schlupfes zum Übertragungsdrehmoment quadratisch ausgelegt, so kann man durch ein passendes, eine Verstellung nach Wurzelwerten bewirkendes Kurvenzwischenglied 14 die Fadenzulaufgeschwindigkeit so ändern, dass wiederum eine lineare Abhängigkeit der Fadenspannung über die Spulreise erreicht wird. Es ist aber auch möglich, beispielsweise lineare und quadra-tische Verstellung hintereinander zu reihen, so dass während der Spulreise bis zu einem bestimmten Zeitpunkt linear und danach quadratisch od. dgl. verstellt wird.
Aus letztgenanntem Beispiel ist ersichtlich,
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welche vielfältigen Einstellungsmöglichkeiten zum Erreichen einer bestimmten Fadenspannung bei der erfindungsgemässen Anordnung gegeben sind.
An Stelle des gezeichneten Kegelwalzenpaares als Abzugsorgan können auch andere z. B. stufenlos gesteuerte Rollen veränderlicher Drehzahl angewendet werden, die beispielsweise über Reibgetriebe an- getrieben werden und den Vorteil haben, in Abhängigkeit von den Umdrehungszahlen der Rolle gleich- zeitig die genaue Fadenlänge auf der Aufwickelspule abzugrenzen.
Als Schlupfkupplungen sind alle Arten bekannt gewordener schlüpfender elektrischer, magnetischer, elektromagnetischer oder strömungstechnischer wie hydraulischer Art verwendbar. Insbesondere sind die magnetisch oder elektromagnetisch wirkenden Wirbelstromkupplungen wegen ihres einfachen Aufbaues und der leicht durchzuführenden Beeinflussung der Charakteristik vom Schlupf zum Übertragungsdrehmoment durch das auswechselbare Kurvenzwischenglied sowie die leichte Einstellbarkeit der Ausgangswerte durch axiales Verschieben des schlüpfenden Teiles mittels der Steckwellen zu Beginn der Spulreise für die vor- liegenden Zwecke geeignet.
An Stelle der gezeichneten Einrichtung mit Tastorgan an der Aufwickelspu- le zur Verstellung der Abzugsgeschwindigkeit des Abzugsorganes kann letztere auch in beliebiger Weise nach zeitlich ablaufendem, vorher eingestelltem Programm z. B. an Hand einer zeitgesteuerten Kurven- scheibe ähnlich dem vom Wickel gesteuerten Kurvenzwischenglied 14 durchgeführt werden.
Die Abzugsgeschwindigkeit kann während der Spulreise am Abzugsorgan nach einem zeitlich fest- gelegten Programm gesteuert werden, beispielsweise dadurch, dass ein zwischengeschaltetes stufenlos verstellbares Getriebe zum Antrieb des Abzugsorganes von einem Uhrwerk in vorher festgelegter Weise verstellt wird, wobei gegebenenfalls in dem Steuertrieb auswechselbare Kurvenzwischenglieder angeordnet sind. Wird die Abzugsgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Wickelvorgang z. B. vom Wickeldurch- messer geändert, so kann das Abzugsorgan so ausgebildet sein, dass der Faden beispielsweise auf einer
Rolle mit festem Durchmesser geführt und die Umfangsgeschwindigkeit der Rolle durch stufenlose Verstellgetriebe in Abhängigkeit von dem Ausschlag des Tastorgans verändert wird.
Für die vorgesehene Einstellung der Aufwickelfadenspannung ist also einerseits die veränderliche Abzugsgeschwindigkeit des Abzugsorgans und anderseits die Änderungen des Übertragungsdrehmomentes der Schlupfkupplung in Abhängigkeit vom durch das Abzugsorgan über den zugeführten Faden veränderten Schlupf von Bedeutung. Da die Schlupfkupplung nur in bezug auf ihre Ausgangswerte vor Spulreisebeginn, nicht aber mehr während der Spulreise verstellt werden soll, muss die Abzugsgeschwindigkeit zur Steuerung der Fadenspannung in weiten Grenzen variierbar sein.
Die beschriebene Spulmaschinenanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die in ihr verwendeten Antriebsorgane in einfacher Weise steuerbar sind, wodurch einfache Einrichtungen verwendet werden können, die robust im Aufbau sind und geringer Wartung bedürfen, dass ausserdem während der Spulreise ein vorbestimmbares Fadenspannungsverhältnis unabhängig von Verhängungen und unvorhergesehenen Spannungserhöhungen von der Lieferspule her gewährleistet ist und dass es weiterhin möglich ist, mit zunehmendem Wickeldurchmesser eine Erhöhung der Wickelgeschwindigkeit zu erreichen, wodurch die Spulstellen besser ausgenutzt werden. Überdies können mit der Spulmaschine gemäss der Erfindung Wickel nach vorbestimmbarer Aufwicklung hergestellt werden, wie dies sonst nur bei viel umständlicheren, Regler und Verstärker enthaltenden Einrichtungen möglich ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Spulmaschine zur Erzeugung von Spulen mit über derSpulreise vorbestimmter Fadenspannung, dadurch gekennzeichnet, dass im Fadenlauf zwischen Lieferspule (10) und Aufwickelspule (1) in an sich bekannter Weise ein in seiner Abzugsgeschwindigkeit einstellbares und über die Spulreise veränderbares, fremd angetriebenes Abzugsorgan (8, 9) vorgesehen ist und die Aufwickelspule (1) über eine mit konstanter Drehzahl umlaufende, an sich bekannte, z.
B. elektrische, magnetische oder hydraulische Schlupfkupplung (3, 4) angetrieben ist, deren Übertragungsdrehmoment in Abhängigkeit von der Grösse des Schlupfes steht, während die Drehzahl der Spule von der Abzugsgeschwindigkeit des Fadens in Verbindung mit dem mittleren Durchmesser der jeweiligen Wickellage auf der Aufwickelspule abhängig ist, so dass die Fadenspannung auf der Aufwickelspule mittels der veränderbaren Abzugsgeschwindigkeit und dem mit dem Schlupf geänderten Übertragungsdrehmoment der Schlupfkupplung (3, 4) steuerbar ist.