Spulmaschine mit Geschwindigkeitsregler
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spulmaschine, bei welcher der Faden längs eines Umweges über einen um eine Achse drehbaren und belasteten Fadenspannarm zugeführt wird, wobei der Arm in Abhängigkeit seiner von der Fadenspannung bestimmten Lage die Geschwindigkeit der Spindel durch Regelung des Schlupfes eines zwischen Antriebsmotor und Spindel vorgesehenen Ubertragungsmittels steuert.
Bei den üblichen Spulmaschinen sind eine Anzahl Spindeln nebeneinander angeordnet und trägt jede dieser Spindeln eine Riemenscheibe. Ein von einem Antriebsmotor getriebener Riemen läuft unmittelbar längs dieser die Spindel antreibenden Rie menscheiben. In der unmittelbaren Nähe einer solchen Riemenscheibe kann eine zweite Riemenscheibe auf dem Riemen ruhen und diesen Riemen mit einer gewissen Kraft an die Scheibe anlegen, so dass der Riemen die betreffende Spindel treiben kann. Die zweite Riemenscheibe ist frei drehbar auf einer Welle gelagert, die von einem Arm getragen wird, der schwingen kann um einen Zapfen, der im Gestell der Maschine der anzutreibenden Spindel parallel oder nahezu parallel angeordnet ist.
Die betreffende Spindel wird dadurch zum Stillstand gebracht, dass die frei drehbare Riemenscheibe mittels des Armes von dem Riemen abgehoben wird, während die Spindel angelassen wird, indem man den Arm freilässt, so dass die zweite Riemenscheibe auf dem Riemen ruhen kann.
Es treten Schwierigkeiten auf beim Spulen ab Strang. Der Faden liegt meistens nicht regelmässig im Strang, so dass manchmal die Kraft, mit der der Faden vom Strang gelöst werden muss, sich vorübergehend erheblich steigern wird, gelegentlich sogar in solchem Mass, dass Fadenbruch auftritt. Um diese Schwierigkeit zu beheben, führt man bei Spulmaschinen, die ab Strang spulen, den Faden über einen ziemlich langen Umweg über einen Arm, der, wenn der Faden auf der Haspel festgelaufen ist, entgegen der Wirkung der Schwerkraft oder einer Feder derart bewegt wird, dass die Schlinge eingekürzt wird, während infolge der dabei auftretenden Bewegung des Armes die betreffende Spindel zum Stillstand gebracht wird.
In einer bekannten Ausführung steuert der Arm elektrische Kontakte, und bei Lagen des Armes in einem Gebiete, in dem der Umweg des Fadens zumindest eine bestimmte Länge hat, steuern diese Kontakte einen Stromkreis für eine elektromagnetische Kupplung, derart, dass die Spindel mit einer Antriebsvorrichtung gekuppelt wird. Sobald der Faden im Strang festläuft und die Länge der Schlinge einen bestimmten Mindestwert erreicht hat, erfolgt eine Umschaltung, infolgedessen die Kupplung gelöst, die Spindel von der Antriebsvorrichtung entkuppelt und eine elektromagnetisch gesteuerte Bremse betätigt wird, welche die Spindel zum Stillstand bringt. Zwar läuft die Spindel dabei wegen ihrer Trägheit noch während kurzer Zeit aus, aber die in diesem Zeitraum aufzuspulende Fadenlänge kann ohne Gefahr für Fadenbruch durch Einkürzung der über den Arm verlaufenden Fadenschlinge geliefert werden.
Bei einer andern Ausführung werden Kupplung und Bremse pneumatisch oder hydraulisch vom obenerwähnten Arm gesteuert. Ein Nachteil dieser Arbeitsweise ist darin gelegen, dass eine zweckmässige Anpassung der Spindelgeschwindigkeit an die Beschaffenheit des Stranges nicht erzielt wird und dass somit fast immer, wenn der Faden im Strang festzulaufen droht, die Maschine zum Stillstand gebracht wird. Das Bedienungspersonal muss den Faden dann lösen und die Spulmaschine wieder in Betrieb setzen.
Dies führt zu einer Produktionsverminderung und erfordert mehr Personal bei den Spulmaschinen. Die Erfindung behebt diese Beschwerden.
Die Spulmaschine gemäss der Erfindung zeichnet sich aus durch einen Treibriemen oder ein Seil, quer zu welchem und der Spindelwelle eine belastete, frei drehbare Riemenspannrolle beweglich ist, die übef ein Zugglied mit dem Fadenspannarm verbunden ist, wobei der Riemen mit einem von der Lage dieses Armes beeinflussten Druck gegen die Antriebswelle für die Spulspindel angepresst wird, welcher Druck seinerseits den Schlupf zwischen Riemen und Antriebswelle bestimmt.
Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Spulmaschine erörtert. Wenn bei einem solchen Beispiel die Fadenzufuhr einen glatten Verlauf hat, wird sich der Fadenspannarm in einer Lage befinden, bei der der Umweg für den Faden die grösstmögliche Länge hat. Die frei drehbare Riemenoder Seilscheibe wird dann den Riemen oder das Seil in solcher Weise an die die Spindel antreibende Riemen- oder Seilscheibe anlegen, dass diese Spindel nunmehr mit einer der Riemengeschwindigkeit entsprechenden Umdrehungsgeschwindigkeit angetrieben wird. Stockt die Fadenzufuhr, dann wird der Umweg eingekürzt. Die Fadenspannung kann dabei, solange der Arm seinen ganzen Hub noch nicht zurückgelegt hat, nur in geringem Masse ansteigen. Je nachdem der Umweg kürzer wird, verringert sich die Kraft, mit der der Riemen oder das Seil an die die Spindel antreibenden Scheibe angelegt wird.
Demzufolge wird der Riemen oder das Seil in zunehmendem Masse über die die Spindel antreibende Scheibe gleiten, so dass die Spindeldrehzahl sich senkt. Erfahrungsgemäss genügt in den meisten Fällen, in denen der Fadenabzug ab Strang stockt, eine vorübergehende Verringerung der Fadenablaufgeschwindigkeit, um dem völligen Anhalten der Maschine vorzubeugen.
Ist das Abziehen des Fadens in einem gewissen Teil des Stranges schwierig, dann wird nur vorübergehend die Wickelgeschwindigkeit erniedrigt, ohne dass die Fadenspannung merklich gesteigert wird. Im allgemeinen wird nach kurzer Zeit der Fadenabzug wieder glatt vor sich gehen, so dass der Arm sich in die Ruhestellung zurückbewegt und der Fadenumweg wieder die ursprüngliche Länge bekommt. Der Arm erlaubt dann der frei drehbar angeordneten Scheibe, den Riemen oder das Seil wieder völlig und mit der höchstmöglichen Kraft an die die Spindel treibende Scheibe anzulegen, so dass die Spindel wieder ihre Höchstdrehzahl erhält. Bei schwierig abzuhaspelnden Strängen kann es vorkommen, dass der Arm sich meistens in einer Zwischenlage befindet und dass der Riemen oder das Seil somit fortwährend schlüpft und die Spindel mit verringerter Drehzahl läuft.
Ein derartiger, schwer abzuhaspelnder Strang wird trotzdem im allgemeinen ohne Eingreifen des Bedienungspersonals abgehaspelt werden können. Es ist ein besonderer Vorteil, dass man bei solchen Beispielen die Höchstdrehzahl der Spindel erheblich grösser wählen kann, als bis jetzt beim Spulen ab Strang für möglich gehalten wurde. Die Spindeldrehzahl kann so gross gewählt werden, dass die höchstzulässige Fadengeschwindigkeit auch beim Anfang des Wickelvorganges, wenn der Spulendurchmesser noch klein ist, erreicht wird. Im Masse wie der Durchmesser des Garnkörpers zunimmt, erfolgt eine selbsttätige Regelung der Spindeldrehzahl, die Fadenbrüchen infolge zu schnellen Abhaspelns vorbeugt.
Solche Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen in Einzelheiten er örtert. Es zeigt:
Abb. 1A eine perspektivische Vorderansicht einer Einheit, das heisst einer einzigen Spindel einer Spulmaschine,
Abb. 1B eine entsprechende Hinteransicht,
Abb. 2 eine Detailvariante, Abb.3 eine andere Ausführungsform.
Die Abbildungen beziehen sich auf eine Kreuzspulmaschine, deren Fadenführerrahmen und Fadenführertriebwerk nur teilweise dargestellt worden sind, weil eine Beschreibung dieser bekannten Teile für ein richtiges Verständnis der Erfindung überflüssig ist.
Es liegt auf der Hand, dass die Spulmaschine auch anders ausgebildet sein kann als nur für das Spulen ab Strang, das heisst, sie kann für verschiedene Verwendungsmöglichkeiten ausgebildet werden, wo ein mangelhaftes Ablaufen eines Fadens oder eines Garnes von einem Faden- bzw. Garnkörper unzulässige Spannungen in dem zu wickelnden Material hervorrufen könnte,
In den Abb. 1A und 1B sind dieselben Teile mit denselben Bezugsziffern versehen.
In der dargestellten Spulmaschine wird das Garn von einer Haspel 4 abgehaspelt. Das Garn passiert eine Stange 5 und durchläuft einen Umweg über eine Führungsrolle 2, die drehbar auf einem Arm 1 gelagert ist, weiter über eine in der Maschine niedriger angeordnete Führungsrolle und durch ein Fadenauge, eine Fadenbremse und einen Fadenreiniger und den Fadenführer zur Spule. Diese Spule wird auf eine Hülse 6 gewickelt, die von einer Spindel getragen wird. Die Spindel trägt an ihrem andern Ende eine Riemenscheibe 19, längs welcher der Riemen 18 läuft. Der Riemen wird von einer Riemenscheibe 14, die auf einer Welle 15 frei drehbar angeordnet ist, auf die Antriebsscheibe 19 der Spindel gedrückt. Die Welle 15 wird von einem Hebel 16 getragen, der um einen im Gestell der Maschine angeordneten Zapfen 17 schwingen kann.
Lässt man die Riemenscheibe 14 frei, dann sorgt ihr eigenes Gewicht zusammen mit einer einstellbaren Feder dafür, dass der Riemen 18 derart auf die Riemenscheibe gedrückt wird, dass die Spindel mit ihrer Höchstdrehzahl getrieben wird. Ein am Hebel 16 befestigter Arm 23 ist mit einer Bohrung versehen, in der eine Stange 21 mittels einer Klemmschraube 22 befestigt ist. Diese Stange weist an ihrem Ende ein Kugelgelenk 20 auf, mittels dessen sie mit einer Zugstange 13 gekuppelt ist. Diese Zugstange 13 ist mit ihrem obern Ende mittels eines Kugelgelenkes 10 mit einem Hebelchen 7 gekuppelt.
Dieses Hebelchen 7 ist mit einer Klemmschraube in einem Block 8 befestigt, der um einen Zapfen 24 (Abb. 1B) drehen kann. Der Zapfen 24 ist in dem Teil 11, das von der Stütze 12 getragen wird, aufgenommen. Der Block 8 besitzt eine zweite Boh- rung, in der der Arm 1 mit einer Klemmschraube befestigt ist. Die Länge des Armes 1 kann dadurch eingestellt werden, dass er in letzterer Bohrung verschoben wird. Die Fadenspannung kann überdies noch dadurch geregelt werden, dass man die auf den Hebel 16 wirkende Feder spannt und/oder ein Gegengewicht 9 über den Arm 1 verschiebt. Nimmt die Fadenspannung zu, dann wird der Arm, entgegen der Wirkung der genannten Feder und des Gewichtes 9, um den Zapfen 24 gedreht.
Das Hebelchen 7 wird dann eine Kraft auf die Zugstange 13 ausüben, durch welche die frei drehbare Riemenscheibe 14 allmählich von dem Riemen 18 gehoben wird. Dies hat infolge Schlupfes eine Verringerung der Spindeldrehzahl zur Folge. Das Mass, in dem dieses Abheben der Scheibe erfolgt, kann dadurch eingestellt werden, dass man das Hebelchen 7, das das obere Kugelgelenk 10 trägt, in dem Block 8 verschiebt. Die Länge des Umweges des Fadens kann ausser durch Einstellen der Länge des Regelhebels 1 auch noch geändert werden, indem man die Stange 21 in der Bohrung des Armes 23 verschiebt.
Die Arbeitsweise der Spulmaschine erfordert nur eine kurze Erläuterung. Solange der Fadenablauf von der Haspel einwandfrei verläuft, bleibt die Fadenspannung so niedrig, dass das die Führungsrolle 2 tragende Ende des Armes 1 in seiner höchsten Lage verbleibt, während die Riemenscheibe 14 ihren grössten Druck auf den Riemen 18 ausübt. Geht das Ablaufen des Fadens weniger glatt vor sich, dann wird die Rolle 2 herabgezogen, so dass demzufolge die Riemenscheibe 14 einen geringeren Druck auf den Riemen ausübt und die Spindeldrehzahl zurückgeht.
Dies genügt meistens, um das Abhaspeln eines verwirrten Teils des Stranges zu ermöglichen. Die Spulmaschine bleibt dann während einiger Zeit mit geringerer Drehzahl laufen, bis der Faden wieder glatt abläuft und Arm 1 und Riemenscheibe 14 in ihre Ausgangslage zurück gelangen. Kann der Faden gar nicht mehr von dem Strang abgehaspelt werden, dann dreht sich der Arm 1 über einen solchen Winkel, dass die Riemenscheibe 14 völlig von dem Riemen abgehoben wird, wonach die Spindel ausläuft und zum Stillstand kommt. Die Fadenlänge, die während des Auslaufens der Spindel gespult wird, kann meistens ohne Gefahr für Fadenbruch geliefert werden, indem sich der über die Rolle 2 laufende Umweg des Fadens noch weiter verkürzt, wenn der Arm 1 sich noch weiter nach unten bewegt.
Es liegt auf der Hand, dass die Verbindung zwischen dem Arm 1 und der Riemenscheibe 14 auch in anderer Weise erfolgen kann. Statt einer Stange 13 kann ein Zugseil, Zugband oder eine Kette verwendet werden, welche den Vorteil haben, dass sie nur Zugkräfte und keinen Druck übertragen können.
Es kann demzufolge der Arm 1 bei seiner Bewegung die frei drehbare Riemenscheibe nur derart mitnehmen, dass die Scheibe von dem Riemen oder Seil abgehoben wird. Wenn die nicht dargestellte automatische Abstellvorrichtung bei Fadenbruch bei mangelndem Garn die Seilscheibe hebt, wird diese Bewegung auf den Arm 1 nicht übertragen, so dass das relativ grosse Trägheitsmoment dieses Armes das schnelle Abstellen nicht beeinträchtigt. Wenn eine Stange, ähnlich der Stange 13, die Bewegung des Armes 1 der frei drehbaren Scheibe überträgt, dann kann derselbe Vorteil erreicht werden, wenn die Stange mit einer Kupplungsvorrichtung versehen ist, die nur in einer Richtung Kraft übertragen kann, das heisst nur Zug oder nur Druck. Abb. 2 zeigt ein Beispiel einer derartigen Kuppelvorrichtung.
Die Zugstange 201 besitzt zwei Teile, von denen der eine Teil 202 auf dem andern Teil 203 mittels einer Gleitführung, z. B. einer gewinkelten Ösenlasche 204, längsverschiebbar ist, wobei zwei Endanschläge 205 zur Begrenzung des Verschiebungsweges vorgesehen sind. Der Hebel 7 kann durch einen Sektor ersetzt werden; die Einstellung des Ubersetzungsverhältnisses zwischen Arm 1 und Hebel 16 kann auch dadurch stattfinden, dass der Angriffspunkt der Zugstange 13 am Hebel 16 verlegt wird; die Einstellung der Ruhelage des Armes 1 durch Änderung der wirksamen Länge der Zugstange 13 kann in zahlreichen Weisen erfolgen. Der Hebel 16, welcher die frei drehbare Scheibe 14 trägt, kann in ganz anderer Weise, z. B. quer zur Richtung des Riemens, angeordnet oder sogar durch ein verschiebbares Unterstützungsorgan ersetzt werden.
Die Anwesenheit der Stange 5 oder eines derartigen Fadenführers, über den der Faden in der unmittelbaren Nähe des Haspelumfanges geführt wird, ist nicht unbedingt notwendig, jedoch wohl wichtig. Im allgemeinen wird man die Entfernung der Rolle 2 von der Haspel ziemlich gross nehmen müssen. Wenn nun in einer Maschine ohne eine derartige Stange der Faden an irgendeiner Stelle nicht vom Strang gelöst werden kann, dann dreht diese Stelle mit der Haspel, bis sie die kleinstmögliche Entfernung zu der Rolle 2 erreicht hat, und bewegt sich dann infolge der Trägheit der Haspel noch etwas weiter. Würde nun der Faden aus dem Strang frei werden, was meistens der Fall ist, wenn nicht mehr tangential, sondern etwa quer zum Strang am Faden gezogen wird, dann kommt plötzlich eine ziemlich grosse Fadenlänge frei, so dass der Arm 1 sich fast völlig in die Ruhestellung bewegen kann.
Die Riemenscheibe 14 übt dann wieder den maximalen Druck auf den Riemen aus, der demzufolge die Spindel mit ihrer Höchstdrehzahl antreiben wird. Dies ist aber sofort nach dem Freiwerden des Fadens sehr unerwünscht, weil es Anlass gibt zu Rucken im Faden, und überdies in vielen Fällen auf eine Stelle im Strang, an der der Faden sich verwirrt hat, noch wohl andere Stellen folgen, an denen der Faden nicht einwandfrei im Strang liegt, so dass vorläufig langsames Abhaspeln erwünscht ist. Ist die Maschine dagegen mit einer Stange 5 versehen, die sich in der unmittelbaren Nähe des Haspelumfanges befindet, dann wird auch im Fall, dass der Faden plötzlich an einer Stelle loskommt, die sich nahe an dieser Stange befindet oder sogar schon an dieser Stange vorbei ist, nie eine so grosse Fadenlänge frei werden, dass der Arm 1 völlig in seine Ruhelage zurückschwenkt.
Nach dem Freiwerden des Fadens bleibt die Spindeldrehzahl dann vorläufig noch niedrig, bis eine Stelle des Stranges erreicht ist, an der der Faden genügend frei liegt, um ohne erheblichen Kraftaufwand losgezogen zu werden. Der von der Stange 5 gebildete Fadenführer ist vorzugsweise einstellbar, damit eine Anpassung an verschiedene Haspeldurchmesser möglich sei.
Es ist ein besonderer Vorteil der dargestellten Regelvorrichtung, dass sie durch Einbau von nur wenigen Teilen in bestehende Spulmaschinen eingebaut werden kann. Die Geschwindigkeitsregelung ermöglicht eine erhebliche Steigerung der Höchstdrehzahl der Maschine. Wird eine solche schnellaufende Spulmaschine zum Stillstand gebracht, weil das Garn auf der Haspel festläuft, dann ist es sehr wohl möglich, dass die Garnlänge, die infolge der Bewegung des die Spindeldrehzahl regelnden Armes verfügbar wird, nicht ausreicht für ein Auslaufen der Spindel ohne Gefahr für Fadenbruch. Deshalb wird der Faden vorteilhaft längs wenigstens eines Fadenführers am Gestell der Maschine und wenigstens zwei Fadenführern auf dem Arm hin und her geführt.
Für dieselbe Bewegung des Armes wird dann eine bedeutend grössere Fadenlänge verfügbar, während überdies die für die Regelung erforderliche Fadenspannung herabgesetzt wird. Ein Beispiel eines derartigen Fadenverlaufes zeigt Abb. 3.
Wenn ein stark verwirrter Strang abgewickelt wird, können rasche Änderungen in der Fadenablaufgeschwindigkeit auftreten, die zu Vibrationen des Fadenwächters Anlass geben werden, wenn es in der Maschine eine solche Vorrichtung gibt. Infolge dieser Vibrationen kann die Maschine von der automatischen Abstellvorrichtung zum Stillstand gebracht werden und kann auch Fadenbruch eingeleitet werden. Dieses Problem tritt hervor, weil durch die dargestellte Schlupfregelung Fadenlaufgeschwindigkeiten möglich werden, die bisher undenkbar waren.
Die ungünstigen Folgen dieser raschen Änderungen der Fadenablaufgeschwindigkeit können dadurch behoben werden, dass zumindest einer der Fadenführer, ü96er den die Fadenschlinge läuft, derart elastisch auf dem ihn tragenden Teil der Maschine (dem Arm oder dem Gestell) unterstützt wird, dass schnelle Änderungen in der Abhaspelgeschwindigkeit durch elastische Bewegungen einer solchen Stütze ausgeglichen werden. Der Regelarm mit seinem relativ grossen Trägheitsmoment ist nicht imstande, den schnellen Änderungen der Garnablaufgeschwindigkeit zu folgen.
Abb. 3 zeigt ein Beispiel einer derartigen elastischen Anordnung, und zwar für eine Rolle 301, die als Fadenführer dient und von dem Gestell der Maschine getragen wird. Die Rolle 301 ist drehbar auf einem Hebel 302, der in einem auf dem Gestell befindlichen Lager 303 schwingen kann und von einer Feder 304 in einer Nullage gehalten wird. Das Trägheitsmoment des aus Rolle und Hebel bestehenden Systems ist viel niedriger als das Trägheitsmoment des Geschwindigkeitsregelsystems der Maschine, und dieser elastische Fadenführer kann somit erheblich schneller verlaufenden Änderungen in der Fadenlaufgeschwindigkeit folgen.
Bereits wurde die Verwendung eines Fadenführers 5 (Abb. 1A) erwähnt, der das Auftreten von Rucken im Garn beim Losziehen des Fadens von der Haspel verhindern soll. Eine zweite, zweckmässigere Methode zur Erniedrigung solcher Rucke wird untenstehend erörtert.
Man lässt die Haspel in derselben Richtung ablaufen, in der sich auch der Arm beim Einkürzen der über diesen Arm laufenden Schlinge drehen wird und führt das Garn direkt vom Strang nach einem von dem Arm getragenen Fadenführer, der sich bei der Bewegung des Armes bis in die unmittelbare Nähe des Haspelumfanges bewegt. Auch diese Anordnung ist in Abb. 3 dargestellt worden. Aus dieser Abbildung ist ersichtlich, dass beim Festlaufen des Fadens der Arm mit der Haspel mitbewegt wird, so dass der Faden immer über einen Fadenführer laufen wird, der sich in der unmittelbaren Nähe des Haspelumfanges, und zwar in der Nähe des Punktes, an dem der Faden festgelaufen ist, befindet.
Infolge grosser Abhaspelgeschwindigkeiten kann es Schwierigkeiten geben bei der Wirkung der automatischen Abstellvorrichtung für Fadenbruch. Unregelmässigkeiten beim Abhaspeln werden den Fadenwächter bei diesen hohen Geschwindigkeiten in Schwingungen versetzen. Diese Schwingungen können so stark werden, dass sie die Maschine zum Stillstand bringen, indem sie Fadenbruch hervorrufen. Bei der Vorrichtung gemäss Abb. 3 treten diese Schwierigkeiten nicht auf.
Es wird die bewegbare Unterstützung 306 der frei drehbaren, den Riemen oder das Seil gegen die Antriebsscheibe der Spindel drückenden Riemen- oder Seilscheibe 307, welche Unterstützung mit dem Geschwindigkeitsregelarm gekuppelt ist, auch mit einem Kupplungsorgan 308 versehen, das die Abstellvorrichtung 309 der Spulmaschine betätigt, so dass diese die frei drehbare Scheibe 307 vom Riemen abhebt, sobald die Unterstützung der frei drehbaren Scheibe bei der Bewegung in der Richtung gegen den Riemen eine Lage überschreitet, in der die Spindel die der Riemengeschwindigkeit entsprechende Höchstdrehzahl bereits erreicht hat.
In Abb. 3, in der deutlichkeitshalber der Regelarm in bezug auf den Spindelmechanismus um 90o aus seiner normalen Lage um eine Vertikale gedreht ist, ist an dem die Druckscheibe tragenden Hebel 306 ein Arm 308 befestigt, der, wenn der Hebel in genügendem Mass nach rechts geschwenkt ist, gegen einen Arm 309 der Abstellvorrichtung läuft und dann diesem Arm eine gleiche Drehung erteilt, die ihm bei einer bekannten Ausführung bei Fadenbruch von dem Fadenwächter er teilt wird. Der Bau der Abstellvorrichtung wird hier nicht beschrieben; zahlreiche Ausführungen derselben sind genügend bekannt.
Wenn in einer einzigen Spulmaschine eine Anzahl nebeneinander angeordneter Spindeln mit einem der dargestellten Drehzahlregler versehen sind, besteht die Gefahr, dass die Regelmechanismen verschiedener Spindeln einander beeinflussen, denn die bewegbare, frei drehbare Riemenscheibe, die den Riemen auf die Antriebsscheibe der Spindel drückt, ruft eine grössere Riemenspannung hervor, so dass auch der Druck auf die andere Antriebsscheibe grösser wird.
Es wird besonders die Geschwindigkeit der Spindel beeinflusst, die sich an der Seite einer zu regelnden Spindel befindet, an der die frei drehbare Scheibe auf dem Riemen ruht. Diese unerwünschte gegenseitige Beeinflussung wird dadurch behoben, dass die frei drehbare Scheibe 307 auf dem Riemen oder dem Seil ruht, an einer Stelle, die zwischen der Antriebsscheibe 310 der zu regelnden Spindel und einer zweiten, frei drehbaren Riemenscheibe liegt, deren Drehungsachse eine feste Lage im Gestell hat.
Eine derartige zweite frei drehbare Riemenscheibe ist in der Abb. 3 bei 311 ersichtlich. Verwendet man eine starre Kupplungsvorrichtung wie eine Stange, dann wird derselbe Vorteil erreicht, wenn in dieser Kupplungsvorrichtung ein Mechanismus eingebaut wird, welcher in der normalen, während des Betriebes auftretenden relativen Lage der gekuppelten Teile eine relative Bewegung dieser Teile wohl in der einen Richtung, in der andern Richtung dagegen nicht zulässt. Abb. 2 zeigt eine solche Kupplungseinrichtung.
Winding machine with speed regulator
The invention relates to a winding machine in which the thread is fed along a detour via a thread tensioning arm rotatable and loaded about an axis, the arm depending on its position determined by the thread tension, the speed of the spindle by regulating the slip between the drive motor and Controls the spindle provided transmission means.
In conventional winding machines, a number of spindles are arranged side by side and each of these spindles carries a belt pulley. A belt driven by a drive motor runs directly along this pulley that drives the spindle. In the immediate vicinity of such a pulley, a second pulley can rest on the belt and apply this belt to the pulley with a certain force so that the belt can drive the relevant spindle. The second pulley is freely rotatably mounted on a shaft which is carried by an arm which can swing around a pin which is arranged parallel or almost parallel in the frame of the machine to the spindle to be driven.
The spindle in question is brought to a standstill in that the freely rotatable pulley is lifted from the belt by means of the arm, while the spindle is started by leaving the arm free so that the second pulley can rest on the belt.
Difficulties arise when winding from the strand. The thread usually does not lie regularly in the strand, so that sometimes the force with which the thread has to be detached from the strand will temporarily increase considerably, occasionally even to such an extent that the thread breaks. In order to solve this problem, in winding machines that wind from the strand, the thread is guided over a fairly long detour via an arm which, when the thread has got stuck on the reel, is moved against the action of gravity or a spring in such a way that that the loop is shortened, while the spindle in question is brought to a standstill as a result of the movement of the arm that occurs.
In a known embodiment, the arm controls electrical contacts, and when the arm is positioned in an area in which the detour of the thread has at least a certain length, these contacts control an electrical circuit for an electromagnetic clutch, so that the spindle is coupled to a drive device becomes. As soon as the thread gets stuck in the strand and the length of the loop has reached a certain minimum value, a switchover takes place, as a result of which the clutch is released, the spindle is decoupled from the drive device and an electromagnetically controlled brake is actuated, which brings the spindle to a standstill. Although the spindle runs out for a short time because of its inertia, the length of thread to be wound up during this period can be supplied without the risk of thread breakage by shortening the thread loop running over the arm.
In another embodiment, the clutch and brake are pneumatically or hydraulically controlled by the aforementioned arm. A disadvantage of this mode of operation is that an appropriate adjustment of the spindle speed to the nature of the strand is not achieved and that the machine is therefore almost always brought to a standstill when the thread threatens to get stuck in the strand. The operating personnel must then loosen the thread and put the winding machine back into operation.
This leads to a reduction in production and requires more personnel in the winding machines. The invention overcomes these complaints.
The winding machine according to the invention is characterized by a drive belt or a rope, transversely to which and the spindle shaft a loaded, freely rotatable belt tensioning roller is movable, which is connected to the thread tensioning arm via a tension member, the belt with one of the position of this arm influenced pressure is pressed against the drive shaft for the winding spindle, which pressure in turn determines the slip between the belt and the drive shaft.
Exemplary embodiments of the winding machine according to the invention are discussed below. If the thread feed has a smooth course in such an example, the thread tensioning arm will be in a position in which the detour for the thread has the greatest possible length. The freely rotatable belt or cable pulley will then apply the belt or the cable to the belt or cable pulley driving the spindle in such a way that this spindle is now driven at a rotational speed corresponding to the belt speed. If the thread feed stops, the detour is shortened. The thread tension can only increase slightly as long as the arm has not yet covered its entire stroke. As the detour becomes shorter, the force with which the belt or rope is applied to the pulley driving the spindle is reduced.
As a result, the belt or the rope will slide increasingly over the pulley driving the spindle, so that the spindle speed will decrease. Experience has shown that in most cases in which the thread withdrawal from the strand stalls, a temporary reduction in the thread run-off speed is sufficient to prevent the machine from stopping completely.
If it is difficult to pull off the thread in a certain part of the strand, the winding speed is only reduced temporarily without the thread tension being noticeably increased. In general, after a short time, the thread withdrawal will be smooth again, so that the arm moves back into the rest position and the thread detour is restored to its original length. The arm then allows the freely rotatable pulley, the belt or the rope to rest fully and with the greatest possible force on the pulley driving the spindle, so that the spindle is again at its maximum speed. In the case of strands that are difficult to unreel, it can happen that the arm is mostly in an intermediate position and that the belt or rope is thus continuously slipping and the spindle runs at a reduced speed.
Such a strand, which is difficult to unwind, will nevertheless generally be able to be unwound without the intervention of the operating personnel. It is a particular advantage that, in such examples, the maximum speed of the spindle can be selected to be considerably higher than was previously thought possible when winding from strand. The spindle speed can be selected to be so high that the maximum permissible thread speed is reached even at the beginning of the winding process when the bobbin diameter is still small. As the diameter of the package increases, the spindle speed is automatically regulated, which prevents thread breaks due to excessive unwinding.
Such embodiments of the invention will now be localized in detail with reference to the drawings. It shows:
Fig. 1A is a perspective front view of a unit, i.e. a single spindle of a winding machine,
Fig. 1B a corresponding rear view,
Fig. 2 a detailed variant, Fig. 3 another embodiment.
The figures relate to a package winder, the thread guide frame and thread guide drive mechanism of which have only been partially shown because a description of these known parts is superfluous for a correct understanding of the invention.
It is obvious that the winding machine can also be designed differently than just for winding from a strand, that is, it can be designed for various uses where a thread or a yarn from a thread or yarn package is impermissible Could cause tension in the material to be wound,
In Figs. 1A and 1B the same parts are given the same reference numerals.
In the winding machine shown, the yarn is unwound from a reel 4. The yarn passes a rod 5 and takes a detour via a guide roller 2, which is rotatably mounted on an arm 1, further via a guide roller arranged lower in the machine and through a thread eye, a thread brake and a thread cleaner and the thread guide to the bobbin. This spool is wound on a sleeve 6 carried by a spindle. The spindle carries at its other end a pulley 19, along which the belt 18 runs. The belt is pressed onto the drive pulley 19 of the spindle by a belt pulley 14 which is arranged freely rotatably on a shaft 15. The shaft 15 is carried by a lever 16 which can swing around a pin 17 arranged in the frame of the machine.
If the pulley 14 is released, its own weight, together with an adjustable spring, ensures that the belt 18 is pressed onto the pulley in such a way that the spindle is driven at its maximum speed. An arm 23 fastened to the lever 16 is provided with a bore in which a rod 21 is fastened by means of a clamping screw 22. This rod has a ball joint 20 at its end, by means of which it is coupled to a pull rod 13. This pull rod 13 is coupled with its upper end by means of a ball joint 10 with a lever 7.
This lever 7 is fastened with a clamping screw in a block 8 which can rotate around a pin 24 (Fig. 1B). The pin 24 is received in the part 11 that is carried by the support 12. The block 8 has a second bore in which the arm 1 is fastened with a clamping screw. The length of the arm 1 can be adjusted in that it is moved in the latter bore. The thread tension can also be regulated by tensioning the spring acting on the lever 16 and / or moving a counterweight 9 over the arm 1. If the thread tension increases, the arm is rotated about the pin 24 against the action of the said spring and the weight 9.
The lever 7 will then exert a force on the pull rod 13, by means of which the freely rotatable pulley 14 is gradually lifted from the belt 18. As a result of the slip, this results in a reduction in the spindle speed. The extent to which this lifting of the disk takes place can be adjusted by moving the lever 7, which carries the upper ball joint 10, in the block 8. In addition to adjusting the length of the control lever 1, the length of the detour of the thread can also be changed by moving the rod 21 in the bore of the arm 23.
The operation of the winder requires only a brief explanation. As long as the thread run off the reel runs properly, the thread tension remains so low that the end of the arm 1 carrying the guide roller 2 remains in its highest position, while the pulley 14 exerts its greatest pressure on the belt 18. If the thread runs off less smoothly, then the roller 2 is pulled down so that the pulley 14 consequently exerts less pressure on the belt and the spindle speed decreases.
This is usually enough to allow a tangled part of the strand to be unwound. The winding machine then remains running for some time at a lower speed until the thread runs smoothly again and arm 1 and pulley 14 return to their starting position. If the thread can no longer be unwound from the strand, then the arm 1 rotates through an angle such that the pulley 14 is completely lifted off the belt, after which the spindle runs out and comes to a standstill. The thread length that is spooled while the spindle is running down can usually be supplied without the risk of thread breakage, in that the detour of the thread over the roller 2 is further shortened when the arm 1 moves further downwards.
It is obvious that the connection between the arm 1 and the belt pulley 14 can also take place in another way. Instead of a rod 13, a pull rope, pull strap or chain can be used, which have the advantage that they can only transmit tensile forces and no pressure.
Accordingly, when the arm 1 moves, it can only take along the freely rotatable pulley in such a way that the pulley is lifted off the belt or cable. If the automatic shut-off device, not shown, lifts the pulley in the event of a thread breakage due to a lack of yarn, this movement is not transmitted to the arm 1, so that the relatively large moment of inertia of this arm does not affect the quick shutdown. If a rod, similar to the rod 13, transmits the movement of the arm 1 of the freely rotatable disc, then the same advantage can be achieved if the rod is provided with a coupling device that can only transmit force in one direction, i.e. only pull or just pressure. Fig. 2 shows an example of such a coupling device.
The pull rod 201 has two parts, one part 202 of which on the other part 203 by means of a sliding guide, for. B. an angled eyelet tab 204, is longitudinally displaceable, with two end stops 205 are provided to limit the displacement path. The lever 7 can be replaced by a sector; the setting of the transmission ratio between arm 1 and lever 16 can also take place in that the point of application of the pull rod 13 is relocated to the lever 16; the adjustment of the rest position of the arm 1 by changing the effective length of the tie rod 13 can be done in numerous ways. The lever 16, which carries the freely rotatable disc 14, can be in a completely different way, for. B. transverse to the direction of the belt, or even replaced by a displaceable support member.
The presence of the rod 5 or such a thread guide over which the thread is guided in the immediate vicinity of the circumference of the reel is not absolutely necessary, but it is important. In general, the distance of the roll 2 from the reel will have to be taken quite large. If now in a machine without such a rod the thread cannot be released from the strand at any point, then this point rotates with the reel until it has reached the smallest possible distance to the roller 2, and then moves due to the inertia of the reel a little further. If the thread were to become free from the strand, which is usually the case when the thread is no longer pulled tangentially, but roughly across the strand, then suddenly a fairly large length of thread is released, so that arm 1 is almost completely in the Can move rest position.
The pulley 14 then again exerts the maximum pressure on the belt, which consequently will drive the spindle at its maximum speed. However, this is very undesirable immediately after the thread has become free, because it gives rise to jerks in the thread and, moreover, in many cases a point in the strand where the thread has become tangled is followed by other places where the thread is does not lie properly in the strand, so that slow unreeling is desired for the time being. If, on the other hand, the machine is provided with a rod 5 that is in the immediate vicinity of the reel circumference, then also in the event that the thread suddenly comes loose at a point that is close to this rod or has even passed this rod , never such a long thread length become free that the arm 1 swings completely back into its rest position.
After the thread has become free, the spindle speed remains low for the time being until a point on the strand is reached where the thread is sufficiently exposed to be pulled loose without considerable effort. The thread guide formed by the rod 5 is preferably adjustable so that it can be adapted to different reel diameters.
It is a particular advantage of the control device shown that it can be built into existing winding machines by installing only a few parts. The speed control enables a significant increase in the maximum speed of the machine. If such a high-speed winding machine is brought to a standstill because the yarn is stuck on the reel, then it is very possible that the yarn length that is available as a result of the movement of the arm regulating the spindle speed is not sufficient for the spindle to run out without danger to Thread breakage. Therefore, the thread is advantageously guided back and forth along at least one thread guide on the frame of the machine and at least two thread guides on the arm.
A significantly greater thread length is then available for the same movement of the arm, while the thread tension required for the regulation is also reduced. An example of such a thread course is shown in Fig. 3.
When a severely tangled strand is unwound, rapid changes in the thread unwinding speed can occur, which will give rise to vibrations of the thread monitor if there is such a device in the machine. As a result of these vibrations, the machine can be brought to a standstill by the automatic shut-off device and thread breaks can also be initiated. This problem arises because the slip control shown enables thread running speeds that were previously unthinkable.
The unfavorable consequences of these rapid changes in the thread unwinding speed can be eliminated by supporting at least one of the thread guides through which the thread loop runs on the part of the machine that supports it (the arm or the frame) in such a way that rapid changes in the unreeling speed be compensated for by elastic movements of such a support. The control arm with its relatively large moment of inertia is unable to follow the rapid changes in the yarn unwinding speed.
Fig. 3 shows an example of such an elastic arrangement, namely for a roller 301 which serves as a thread guide and is carried by the frame of the machine. The roller 301 is rotatable on a lever 302 which can swing in a bearing 303 located on the frame and is held in a zero position by a spring 304. The moment of inertia of the system consisting of roller and lever is much lower than the moment of inertia of the speed control system of the machine, and this elastic thread guide can thus follow changes in the thread running speed which are much more rapid.
The use of a thread guide 5 (Fig. 1A) has already been mentioned, which is intended to prevent jerks from occurring in the thread when the thread is pulled away from the reel. A second, more convenient, method of reducing such jerks is discussed below.
The reel is allowed to run in the same direction in which the arm will turn when the loop running over this arm is shortened and the yarn is guided directly from the strand to a thread guide carried by the arm, which, when the arm moves, extends into the moved in the immediate vicinity of the reel circumference. This arrangement is also shown in Fig. 3. From this figure it can be seen that when the thread gets stuck, the arm is moved with the reel, so that the thread will always run over a thread guide which is in the immediate vicinity of the circumference of the reel, namely in the vicinity of the point at which the Thread has got stuck.
As a result of high uncoiling speeds, there may be difficulties with the operation of the automatic shut-off device for thread breakage. Irregularities during unwinding will cause the thread monitor to vibrate at these high speeds. These vibrations can become so strong that they bring the machine to a standstill by causing thread breakage. With the device according to Fig. 3 these difficulties do not arise.
The movable support 306 of the freely rotatable belt or cable pulley 307 which presses the belt or the cable against the drive pulley of the spindle, which support is coupled to the speed control arm, is also provided with a coupling element 308 which actuates the parking device 309 of the winding machine, so that it lifts the freely rotatable pulley 307 from the belt as soon as the support of the freely rotatable pulley in the movement in the direction against the belt exceeds a position in which the spindle has already reached the maximum speed corresponding to the belt speed.
In Fig. 3, in which, for the sake of clarity, the control arm is rotated 90o from its normal position around a vertical with respect to the spindle mechanism, an arm 308 is attached to the lever 306 carrying the pressure disk, which, if the lever moves sufficiently to the right is pivoted, runs against an arm 309 of the parking device and then given this arm an equal rotation, which he shares in a known embodiment in the case of thread breakage from the thread monitor. The construction of the storage device is not described here; numerous versions of the same are well known.
If a number of spindles arranged next to one another are provided with one of the speed controllers shown in a single winding machine, there is a risk that the control mechanisms of different spindles will influence one another, because the movable, freely rotatable pulley that presses the belt onto the drive pulley of the spindle calls a greater belt tension so that the pressure on the other drive pulley also increases.
The speed of the spindle, which is located on the side of a spindle to be controlled, on which the freely rotating pulley rests on the belt, is particularly influenced. This unwanted mutual influence is eliminated by the fact that the freely rotatable pulley 307 rests on the belt or the rope, at a point that lies between the drive pulley 310 of the spindle to be regulated and a second, freely rotatable pulley whose axis of rotation is in a fixed position Has frame.
Such a second freely rotatable pulley can be seen in FIG. 3 at 311. If a rigid coupling device such as a rod is used, then the same advantage is achieved if a mechanism is built into this coupling device which, in the normal relative position of the coupled parts occurring during operation, allows these parts to move relative to one another, probably in one direction the other direction does not allow. Fig. 2 shows such a coupling device.