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.
Automatically regulating thread tensioning device
It is known that wherever certain tensions are necessary in the case of partial processing or further processing of finished textile threads, these must be maintained with great constancy.
To do this, it must be possible to set these tensions precisely, and if numerous threads are processed at the same time, they should all have the same set tension.
This applies in particular to the stretch process in the manufacture of synthetic threads. such as polyamides, polyesters, polyurethanes and polvakrylonitriles, where the maintenance of a pre-set tension before entering the actual streek apparatus in view of a uniform stretching is extremely important. At the same time, the tension at every single one of the numerous stretch points of a machine should be the same.
The simultaneous achievement of these two goals, namely
1. Constancy of the pre-tension set at each stretching point, borne pre-tensioning at each of the numerous stretching points, has not yet been achieved, but attempts have been made to set a specific one by means of suitable devices and by regulating each individual device to equalize the tension on all to reach individual stretching points.
Numerous devices are known for regulating thread tensions. For example, it is proposed to loop around rods simply or more often, or to clamp the threads between surfaces with the aid of springs, with the clamping pressure being able to be adjusted by weight loading on the surfaces.
All of these devices are based on the generation of yarn braking by direct friction of the yarn on surfaces. According to this principle, a constant voltage can never be achieved, but with the best equipment of this kind you can only reduce the voltage fluctuations to a tolerable level. Under no circumstances can such devices achieve common and simultaneous regulation of the voltages on an entire machine.
Tension arises in a thread because it has a lower speed when entering the tension field than when it exits. If the voltage changes, at least one of these two speeds must change. Grows z. If, for example, the output speed is compared to the input speed, the thread tension increases and vice versa, which means that at a certain tension the quotient of the two speeds becomes the certain value V = e. must have. So if V2 increases the output speed V2, then in order to maintain the same tension as before, V1 must also increase, that is, more thread length per unit of time must enter the tension field.
The invention now relates to an automatically regulating thread tensioning device in which the thread runs with a constant flow and variable flow radius over an adjustable braking device that is driven by the thread. According to the invention, the braking device has a round disk, from the circumference of which two rows of fixed rods, inclined in opposite directions relative to the plane of the disk, protrude, the rods of one row being offset from those of the other and crossing them.
As a result, it is possible in one embodiment of the invention that a smaller circumference is withdrawn when the tension is increased, that is to say the disk runs faster, as a result of which more thread is supplied to it and the tension is reduced again. If, on the other hand, the tension drops, the thread is pulled off a larger circumference, the disc runs more slowly, which in turn increases the tension. The target voltage can be set to the desired value by changing an adjustable brake. In the drawing, the mentioned embodiment is shown, in Fig. 1 in side view and in 2 in section.
The self-regulating thread tensioning device has a disk-shaped wheel body 1. At the edge of the wheel disk, fixed rods (2) protruding from the circumference are attached in oppositely inclined rows, in such a way that the rods on one side are offset against those of the other and cross them.
The rods are inclined from one side towards the other so that when you look at the wheel from the edge, the rods appear to be crossed, creating an apparent groove. In a central arrangement, a drum 3 is firmly connected to the wheel disk 1, on which a constant braking effect is exerted in some known manner, here for example by means of an adjustable cable brake.
A rope brake is particularly suitable here because it is characterized by its sensitivity and thus enables the braking effect to be set over a wide range depending on the number of reversing conditions. For this purpose, the mounting arm 4, in which the wheel 1 with the brake drum 3 is rotatably mounted, is angled, and a brake cord 6, which surrounds the drum 3, is fastened either directly or with the interposition of a tension spring to an adjusting tube 5 , is attached at its end to a pin 7 attached to the holder 4.
By turning the screw 5, this cable pull is more or less tensioned, whereby the nominal value for the thread tension can be primarily set.
In a stretch twisting machine, the thread 8 coming from a bobbin 9 runs over a thread guide 10 around the wheel 1, lying in the apparent channel between the rods 2 to the constantly driven delivery rolling mill (11) of the twisting machine; the device works in the following way:
As a result of the position of the thread guide 10, the thread 8 runs into the wheel 1 in such a way that its distance from the wheel axle 4 is a very specific amount.
If the wheel rotates at a given speed and the thread is completely free of tension, it retains its position within the rods, that is, its distance from the axis and leaves the wheel at the input speed (dashed line 12).
If the thread is pulled through the rolling mill 11 and thereby the wheel 1 is set in motion, the wheel offers a resistance as a result of braking on the drum 3, a tension which increases in the thread from the entry into the wheel to the discharge occurs The discharge point is the largest and with which the thread lands in the rolling mill 11.
As a result of this tension, however, the thread is drawn more into the apparent groove between the rods 2, so that it is closer to the axle at the point of discharge where it drives the wheel than at the inlet. So it runs through the wheel in a spiral, and since the distance of the point of discharge from the axis is decisive for the speed of the wheel, it turns much faster than before. As a result, because of the greater distance from the axis, more thread length is caught at the inlet than is delivered on the outlet side. This reduces the tension and the point of departure is shifted outwards until the incoming and outgoing lengths are equal again.
The spiral of the thread has accordingly, depending on the braking of the wheel with respect to this, a very specific Stel ment, which corresponds to a certain thread tension. If the latter is set, temporary voltage fluctuations, e.g. B. by pulling the thread from the bobbin, a relocation of the spiral; However, it automatically strives continuously towards a position in which the ratio of the thread length entering the wheel to that which is running out again corresponds to the set thread tension. This play is extremely sensitive, and the measured thread tensions show a corresponding constancy.
This makes it possible to regulate a large number of such devices simultaneously and equally so that the same thread tension occurs in each one.
For this purpose, a force element must be installed at the place of the visual hood 5, which is controlled from one point in the same way as all the other also connected. For example, it can be replaced by an electric lifting magnet. In all units, the attraction of the magnets is then regulated evenly and at the same time in a known manner.
A cylinder with a piston can also be arranged, with the tendon only attached to the piston rod. Either the piston is raised by compressed air under continuous pressure or with the aid of negative pressure on the other side of the piston, the negative pressure being easily generated and kept constant, for example with a vacuum pump.
Instead of the cylinder and piston, a corrugated tube bellows made of a suitable material can advantageously be used, which acts under the effect of negative pressure.
All voltage regulators and their actuating devices are connected to a common line and from a central one
Place regulated out so that the same conditions exist for the individual units, whereby equal tension of all threads is achieved.