Selbsttätig regelnde Fadenspannungseinrichtung
Es ist bekannt, dass überall dort, wo bei iertigwmgsmässiger Bearbeitung oder bei Wei- terverarbeitung von fertigen Textilfäden gewisse Spannungen notwendig sind, diese mit grosser Konstanz eingehalten werden müssen.
Dazu muss die 3iögrliehkeit bestehen, diese Spannungen genau einzustellen, und bei gleichzeitiger Verarbeitung zahlreicher Fäden sollen diese alle die gleiehe, eingestellte Span nung aufweisen.
Insbesondere gilt dies für den Streekpro- zess bei der Herstellung synthetiseher Fäden. wie Polyamiden, Polyestern, Polyurethanen und Polvakrylonitrilen, wo die Einhaltung einer eingestellten Vorspannung vor dem Ein- lauf in die eigentliche Streekapparatur im ilinblick auf eine. gleichmässige Verstreckung äusserst wichtig ist. Gleichzeitig soll die Spannung an jeder einzelnen der zahlreichen Streekstellen einer Machine die gleiehe sein.
Die gleichzeitige Erreichung dieser beiden Ziele, nämlich
1. Konstanz der eingestellten Vorspannung an jeder Streckstelle, leiehe Vorspannung an jeder von zahl reiehen Streekstellen, ist bisher noch nicht erreieht worden, sondern man hat versucht, durch geeignete Vorrichtungen eine bestimmte einzustellen und durch Regulie- rung an jeder einzelnen Vorrichtung Span nungsgleichheit an allen einzelnen Streck- stellen zu erreichen.
Es sind zahlreiche Vorrichtungen bekannt zur Regulierung von Fadenspannungen. So wird vorgeschlagen, Stäbe einfach oder mehr faeh h zu umschlingen, oder die Fäden mit IIilfe von Federn zwischen Flächen zu klem- rnen, wobei der Klemmdruck durch Gewichts- helastung auf den Flächen eingestellt werden kann.
Alle diese Vorrichtungen beruhen auf der Erzeugung einer Fadenbremsung durch direkte Reibung des Fadens an Flächen. Nach diesem Prinzip ist eine Spannungskonstanz nie zu erreichen, sondern man kann mit den besten Einrichtungen dieser Art lediglich die Spannungsschwankungen auf ein erträgliches Mass herabsetzen. Keinesfalls lässt sich mit solchen Einrichtungen gemeinsame und gleichzeitige Regulierung der Spannungen an einer ganzen Machine erreichen.
Eine Spannung entsteht in einem Faden dadurch, dass er beim Eintritt in das Span nungsfeld eine kleinere Geschwindigkeit hat als beim Ausgang. Ändert sich die Spannung, so muss sich mindestens eine dieser beiden Geschwindigkeiten ändern. Wächst z. B. die Ausgangsgeschwindigkeit gegenüber der Eingangsgesehwindigkeit, so nimmt die Fadenspannung zu und umgekehrt, das heisst, dass bei bestimmter Spannung der Quotient aus den beiden Geschwindigkeiten den bestimmten Wert V = eonst. haben muss. Wächst also V2 die Ausgangsgeschwindigkeit V2, so muss zur Aufrechterhaltung der gleichen Spannung wie vorher auch Vl zunehmen, das heisst, es muss mehr Fadenlänge pro Zeiteinheit in das Span nungsbeld einlaufen.
Die Erfindung betrifft nun eine selbsttätig regelnde Fadenspan nungseinrichtung, bei der der Faden mit konstantem 7ulauf-und veränder] ichem Ab laufraclius über eine einstellbar gebremste und d vom Faden angetriebene Bremsvorrichtung läuft. Erfindungsgemäss weist die Bremsvor- richtung eine runde Scheibe auf, von derem Umfang zwei gegen die Seheibenebene ent gegengesetzt geneigte Reihen fester Stäbe abstehen, wobei die Stäbe der einen Reihe gegen die der andern versetzt sind und diese über- kreuzen.
Dadurch ist es bei einem Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung möglieh, dass bei Spannungserhöhung von einem kleineren Umfang abgezogen wird, das heisst die Scheibe läuft schneller, wodurch mehr Faden auf sie geliefert und die Spannung wieder gesenkt wird. Sinkt hingegen die Spannung, so wird der Faden von einem grösseren Umfang abgezogen, die Scheibe läuft langsamer, wodurch die Spannung wiederum steigt. Die Sollspannung kann durch Änderung einer einstellbaren Bremse auf den gewünsehten Wert eingestellt werden. Auf der Zeichnung ist das genannte Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar in Fig. 1 in Seitenansicht und in 2 im Schnitt.
Die selbsttätig regelnde Fadenspannungseinrichtung besitzt einen seheibenförmigen Radkörper 1. Am Rande der Radscheibe sind beiderseits vom Umfange abstehende feste Stäbehen (2) in entgegengesetzt geneigten Reihen angebraeht, und zwar so, dass die Stäbehen der einen Seite gegen die der andern versetzt sind und diese überkreuzen.
Die Stäbehen sind von der einen Seite in Richtung auf die andere geneigt, so dass wenn man das Rad von der Kante her betrachtet, die Stäbehen gekreuzt erscheinen, wodurch eine scheinbare Rinne gebildet wird. In zentricher Anordnung ist mit der Radseheibe 1 eine Trommel 3 fest verbunden, auf die in irgendeiner an sich bekannten Weise eine konstante Bremswirkung ausgeübt wird, hier znm Beispiel durch eine einstellbare Seilbremse.
Eine Seilbremse ist hier besonders geeignet, da diese durch Empfindlichkeit ausgezeichnet ist und so je nach Anzahl der Umsehlingungen die Bremswirkung in einem weiten Bereieh einzustellen ermöglicht. Zu diesem Zweek ist der Llontagearm 4, in dem das Rad 1 mit der Bremstrommel 3 drehbar gelagert ist, abge- winkelt, und an einer Stellsehraube 5 ist ent- wederdirekt oder unter Zwischenschaltung einer Zugfeder eine Bremssehnur 6 befestigt, die um die Trommel 3 gesehlungen, mit ihrem Ende an einem am Halter 4 befestigten Stift 7 angehängt ist.
Durch Drehen der Schraube 5 wird dieser Seilzug mehr oder weniger gespannt, wodurch der Sollwert für die Fadenspannung primär eingestellt werden kann.
Bei einer Streclzwirnmaschine verläuft der von einer Spule 9 kommende Faden 8 über einen Fadenführer 10 um das Rad 1, dabei in der scheinbaren Rinne zwischen den Stäb- ehen 2 liegend zum konstant angetriebenen Lieferwalzwerk (11) der Zwirnmaschine ; dabei arbeitet die Vorrichtung in folgender Weise :
Infolge der Stellung des Fadenführers 10 läuft der Faden 8 so in das Rad 1 ein, dass seine Entfernung von der Radaehse 4 einen ganz bestimmten Betrag hat.
Dreht sich das Rad mit einer gegebenen Geschwindigkeit und ist der Faden völlig spannungslos, so behält er seine Stellung innerhalb der Stäbchen, das heisst seinen Abstand von der Achse bei und verlässt das Rad mit der Eingangsgeschwin- digkeit (gestrichelte Linie 12).
Wird der Faden durch das Walzwerk 11 gezogen und dadurch das Rad 1 in Bewegung gesetzt, so leistet das Rad infolge Bremsung an der Trommel 3 einen Widerstand, so ent- steht im Faden eine vom Einlauf in das Rad bis zum Ablauf zunehmende Spannung, die beim Ablaufpunkt am grössten ist und mit der der Faden in das Walzwerk 11 gelant.
Infolge dieser Spannung wird der Faden aber mehr in die scheinbare Rinne zwischen den Stäbehen 2 gezogen, so dass er am Ablaufpunkt, wo er das Rad antreibt, näher der Achse ist als am Einlauf. Er läuft also durch das Rad in einer Spirale, und da der Abstand des Ablaufpunktes von der Achse massgebend ist, für die Drehzahl des Rades, dreht sieh dieses sehneller als vorher. Infolgedessen wird am Einlauf wegen des grösseren Abstandes von der Achse mehr Fadenlänge eingeholt, als auf der Ablaufseite abgeliefert wird. Dadurch sinkt die Spannung und der Abiauf- punkt verschiebt sich nach aussen, so lange, bis einlaufende und auslaufende Länge wieder gleieh sind.
Die Spirale des Fadens hat demnach je nach der Bremsung des Rades in bezug auf dieses eine ganz bestimmte Stel lung, der einer bestimmten Fadenspannung entsprieht. Ist letztere eingestellt, so bewirken zwar vorübergehende Spannungsschwankun- gen, z. B. durch das Abziehen des Fadens von der Spule, eine Verlegung der Spirale ; sie strebt aber automatiseh dauernd einer Stel Jung zu, bei der das Verhältnis der auf das Rad einlaufenden Fadenlänge zu der der ablaufenden wieder der eingestellten Fadenspan nung entspricht. Dieses Spiel ist ausserordent- lieh empfindlich, und die gemessenen Fadenspannungen zeigen eine entsprechende Konstanz.
Dadurch ist es möglich, eine grosse Anzahl soleher Einrichtungen gleichzeitig und gleiehmässig so zu regeln, dass in jeder einzelnen die gleiche Fadenspannung eintritt.
Zu diesem Zweck muss an der Stelle der Sehraube 5 ein Kraftelement treten, das von einer Stelle aus in gleicher Weise, wie alle andern ebenfalls angeschlossenen gesteuert wird. Sie kann zum Beispiel durch einen Elektro-Hubmagneten ersetzt w erden. In allen Aggregaten wird dann gleichmässig und gl eich zeitig der Anzug der Magneten in bekannter Weise elektriseh geregelt.
Ebenso kann ein Zylinder mit Kolben angeordnet werden, wobei die Sehnur an der Kolbenstange befestigt ist. Entweder wird der Kolben durch Druckluft unter kontinuierliehem Druck oder mit Hilfe von Unterdruck auf der andern Kolbenseite angehoben, wobei der Unterdruck zum Beispiel leicht mit einer Vakuumpumpe erzengt und konstant gehalten werden kann.
An die Stelle von Zylinder und Kolben kann auch vorteilhafterweise ein Wellrohrbalg aus geeignetem Material treten, der unter der Einwirkung von Unterdruck wirkt.
Sämtliche Spannungsregler werden mit ihren Stelleinrichtungen an eine gemeinsame Leitung angeschlossen und von einer zentralen
Stelle aus geregelt, so dass für die einzelnen Aggregate die gleichen Bedingungen bestehen, wodurch Spannungsgleichheit aller Fäden erreicht wird.