Verfahren und Fadenführungstrommel zur Verhinderung der Wickelbildung an Trommeln von Spulmaschinen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Wickelbildung an Nuten- oder Schlitztrommeln von Spulmaschinen. Bekanntlich werden Fäden, nachdem sie vom Spinnkops abgezogen werden, auf andere, sogenannte Kreuzspulen aufgewunden. Hierzu muss der Faden hin- und hergeführt werden, was, wie ebenfalls bekannt ist, mittels eines rotierenden Fadenführers geschieht. Solche Fadenführer sind im allgemeinen als Trommel ausgebildet und besitzen im Trommelmantel eine Nut, die den Faden hin- und herführt und am Ende der Spulen Wendestellen besitzt.
Reisst nun der Faden während des Auflaufens auf die Spule, was gelegentlich eintritt, so kann sich auf der fadenführenden Trommel bzw. in deren Nut ein Wickel bilden, wenn der Faden schnell genug nachgezogen wird, so dass der Fadenwächter infolge der im Faden verbleibenden Spannung nicht anspricht. Im allgemeinen sitzen nun mehrere Fadenführungstrommeln auf einer Welle, so dass zur Entfernung eines Wickels auf einer Trommel der gesamte Wellenstrang stillgesetzt werden muss, wodurch nicht nur die durch die Wickel gestörte Spulstelle untätig wird, sondern auch die benachbarten Spulstellen ihre Arbeit einstweilen einstellen müssen.
Untersuchungen haben nun ergeben, dass sich das von der Ablaufspule kommende Fadenende während einer kurzen Zeit nach dem Bruch spannungslos in der Trommelnut befindet und sich infolge der innewohnenden kinetischen Energie vorwärtsbewegt, wobei die Reibung des Fadens an der Fadenführungsnut bzw. die Mitnahme durch den von der Trommel erzeugten Luftstrom auch weiterhin das Abziehen von der Spule unterstützt. Die Untersuchungen haben ferner ergeben, dass es möglich ist, den Faden an der Wendestelle, d. h. also in der Nähe des Trommelrandes aus der Trommel herauszubefördern, sofern ein besonderes Schleuderorgan vorhanden ist, das den an sich spannungslosen Faden zur Stirnseite aus dem Bereich der Trommel z. B. in axialer Richtung herausschleudert.
Ferner hat sich herausgestellt, dass der Faden beim Aufspulen bis zur Wendestelle durch die Fadenführungskante geführt wird, dass er aber kurz hinter der Wendestelle nicht mehr an der Kante anliegt, sondern infolge des Richtungswechsels zunächst noch ein kleines Stück neben der Wendestelle in der alten Richtung weiterlaufen will, sich infolgedessen ausbaucht, so dass seine Bauchkuppe ausserhalb der Wendestelle der Trommelnut liegt. Bricht aber der Faden, so besitzt er keine Spannung mehr, und das Fadenende wird nun ein grösseres Stück herausgeschleudert, als dies bei dem unter Spannung stehenden Faden möglich ist.
Das eingangs genannte Verfahren zeichnet sich gemäss der Erfindung dadurch aus, dass das von der Ablaufspule kommende Fadenende nach dem Fadenbruch hinter der Wendestelle aus der Fadenführungsnut entfernt wird. Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erörtert: Das Entfernen des Fadenendes kann durch Herausschleudern desselben erfolgen. Dies gelingt um so besser, je höher die Fadengeschwindigkeit beim Spulen und demzufolge umso grösser die Drehzahl der Fadenführungstrommel ist. Zur Aufnahme des herausgeschleuderten Fadenendes kann in der Schleuderreichweite des Schleuderorganes ein Schmierglied angeordnet werden, welches den Faden dann aufnimmt und von den umlaufenden Teilen, insbesondere der Trommel und der Welle fernhält, so dass es nicht wieder erfasst werden kann.
Die oben erwähnte unterschiedliche Ausbauchung des gebrochenen Fadenendes gegenüber dem ungebrochenen Faden kann dazu ausgenutzt werden, den gebrochenen Faden aus dem normalen Fadenführungsbereich herauszuführen, den nicht gebrochenen Faden aber, wie bekannt, durch die gewendete Nut zurückzuführen. Der Faden soll also in diesem Falle im Bereich des sich an der Wendestelle bei Fadenbruch ausbildenden Bauches des Fadens unter die Einwirkung der Abseitsnut oder des Schleudergliedes geraten. Hierbei ist wichtig, dass die auf den Faden zur Wirkung gebrachte Führungs- oder Schleuderkraft kleiner ist als die beim ordnungsgemäss ablaufenden Faden vorhandene Fadenspannung.
Das Fadenende kann auch nach dem Fangen durch die Arbeitsnut oder das Schleuderglied in die Nähe des Trommelmantels geführt und dort in einer Flachnut mit geringer Tiefe gehalten werden. Je achsferner das Fadenende ist, desto leichter kann es aus der Trommel bzw. dem Trommelbereich herausgenommen werden. Deshalb ist das Entfernen des Fadenendes aus einer tieferen Fadenführungsnut schwieriger als aus einer flachen.
In der an sich bekannten Trommel wird an der Wendestelle der Fadenführungsnut eine Abseits (führungs)nut ausgenommen, welche den beim Spulen vor der Wendestelle führenden Nutenzweig über die Wendestelle hinaus in ungefähr gleicher Richtung fortsetzt. Beim Umlauf der Fadenführungstrommel wird dann der Faden an der Wendestelle infolge seiner Schwungkraft und wegen des praktisch spannungslosen Zustandes seinen Weg in gleichbleibender Richtung fortsetzen, also über die den Fadenweg umkehrende Fadenführungsnut für die normale Fadenführung hinausgeschleudert und gelangt dabei in die Abseitsnut. Das zwischen der Abseitsnut und der gewendeten Führungsnut liegende Trommelstück wirkt dann als Schleuderorgan, welches den Faden an der Seite herausschleudert.
Zur Erhöhung der Fang- und Schleudersicherheit kann ein in Laufrichtung hinter der Wendestelle der Fadenführungsnut angeordnetes, nach Massgabe der sich selbst einstellenden Fadenlage über die Faden führung entscheidendes Organ (Weiche) verwendet werden. Als besonders zweckmässig hat sich als Weiche eine (Scheide-)Kante erwiesen. Die Scheidekante kann im Nutengrund an oder kurz (1 bis 2 mm) vor oder hinter der Wendestelle beginnen und bei einer Länge von 10 bis 50 mm, vorzugsweise 30 mm, allmählich bis zur Mantelfläche ansteigen. Die Scheidekante soll ungefähr in einer Normalebene zur Trommelachse liegen. Sie kann eine geringe Steigung trommeleinwärts erhalten, bei einer Länge von ca. 30 mm ungefähr 2 bis 3 mm.
Die Abseitsnut wird zweckmässig unter einem Winkel von weniger als 30", vorzugsweise weniger als 15 , zur Schneidekante verlaufen, d. h. flach im Vergleich zum Anstieg der Fadenführungsnut und in entgegengesetzter Richtung.
Die Ärbeitsnut kann in eine Ringnut einmünden, welche ausserhalb des spulenbildenden Fadenführungsbereiches der Trommel liegt und welche das Fadenende während des Umlaufens der Fadenfüh rungstrommel nach dem Fadenbruch aufnimmt und dadurch verhindert, dass der Faden zwischen Auflaufspule und Fadenführungstrommel gerät, was eine Wickelbildung zur Folge haben könnte.
Wie oben bereits erwähnt, kann der Faden aus der Fadenführungsnut herausgeführt werden. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen. Da das in der Nähe der Oberfläche liegende Fadenende nicht mehr durch den in der tiefen Fadenführungsnut mit der Trommel umlaufenden Luftstrom gehalten wird, sondern von dem vom Trommelmantel mitgenommenen Luftstrom, der auch etwas in die wesentlich flachere Nut eindringen kann, hebt sich das Fadenende selbst aus der Fadenführungstrommel heraus. Es ist jedoch möglich, das Abheben durch einen besonderen Luftstrom, also durch Herausblasen von innen, herbeizuführen. Während die Abseitsnut sich am Rand der Trommel befindet, liegt das letzte Fadenführungsglied vor der Trommel, im allgemeinen in der Mitte der Trommel.
Der gebrochene Faden erhält dadurch eine Schräglage und das Bestreben, sich selbst in den kürzesten Abstand zur Trommel zu bringen, nämlich in die durch das letzte Fadenführungsglied vor der Trommel gelegte Normalebene der Trommelachse.
Dieses Fadenführungsglied liegt, wie bereits erwähnt, in der Mitte zwischen den beiden Stirnseiten der Trommel. Wird nun der Faden auf seinem Weg zuerst in die Mitte geführt und dabei nicht aus der Trommel herausgeblasen, so gelangt er wieder in die Einführungsnut, und der Ansaugvorgang beginnt von neuem.
Die Verwendung einer Flachnut hat aber ausserdem den recht erheblichen Vorteil, dass der Faden dadurch in eine Lage gezwungen wird, welche ihn davor behütet, zwischen der gerade noch nicht angehobenen Auflaufspule und der unter dieser liegenden Fadenführungstrommel, etwa an einer Mantelstelle, eingeklemmt zu werden. Das Einklemmen des Fadens hat meistens einen Wickel im Gefolge.
Die erfindungsgemässe Fadenführungstrommel zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Wendestelle der Fadenführungsnut eine Abseitsnut vorgesehen ist, welche den beim Spulen von ihr führenden Nutenzweig über die Wendestelle in gleicher Richtung hinaus auf der Trommeloberfläche fortsetzt.
Diese Nut ist zweckmässig nur 1 bis 10 mm, vorzugsweise 4 bis 6 mm tief. Die Flachnut kann sich langsam, z. B. spiralartig, bis in die Mantelfläche erheben und gegebenenfalls in flachen oder steilen Schraubenlinien in der Einfädelnut enden.
Ferner ist es vorteilhaft, die Flachnut mit einem Luftkanal derart zu verbinden, dass dieser in die Nut, insbesondere in den Nutengrund, einmündet.
Dieser Luftkanal kann vom Trommelinnern heraus gegebenenfalls durch einen besonderen, seitlich durch die Frontseiten zugeführten Blasstrom beströmt werden, so dass die Luft das in der Nut liegende Fadenende heraushebend mitnimmt, wodurch die Wickelgefahr restlos beseitigt ist. Es ist nun möglich, die Trommel so auszubauen, dass sie selbst als Ventilator arbeitet, d. h. also durch ihren Umlauf Luft am inneren Kanaleingang selbst ansaugt und am äusseren Kanalende, d. h. also in der Nut selbst, ausstösst. Im Verlauf einer Flachnut können ein oder mehrere Luftkanäle enden. Durch die Vielzahl der Luftkanäle ist das Ausblasen wesentlich besser gewährleistet.
An einer Spulmaschine, welche mit einer Trommel nach der Erfindung ausgerüstet ist, werden sich, besonders bei weniger reissfestem Fadenmaterial, weniger Stillstände ereignen als bei den bekannten Spulmaschinen.
Ferner kann es vorteilhaft sein, in der Nähe der Seite der Trommel ein Schirmblech anzubringen, welches den Faden aufnehmen kann, nachdem er vom Schleuderglied herausgeworfen wurde. Dieses Schirmblech steht still und hintergreift zweckmässigerweise den Trommelrand, so dass das Fadenende auf alle Fälle erfasst wird und sich nicht an die umlaufende Welle anlegen kann, wodurch verhindert wird, dass sich auf der Welle ein Wickel bilden kann. Nach dem Herausschleudern des Fadenendes wird z. B. die Spulstelle dann in kurzer Zeit durch die selbsttätige Abstellung ausser Betrieb gesetzt und wartet, bis sie von Hand oder durch einen Automaten durch Anknüpfen der beiden gebrochenen Fadenenden wieder in Gang gebracht wird.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 eine Bauweise mit Schirmblech und Bürste;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit Ringnut;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel ohne Ringnut;
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit zur Mitte geführter Ringnut;
Fig. 5 einen Schnitt durch die Trommel in der Fadenführungsnut nach II-II (Schnitt in der Fadenführungsnut)
Fig. 6 eine Seitenansicht der Trommel in Richtung des Pfeiles III.
Um zwei Ausführungsbeispiele zu zeigen, ist in Fig. 4 die linke Flachnut ohne die rechte mit Blaslöchern gezeichnet. In der Praxis wird die gleiche Bauweise bei beiden Flachnuten zweckmässig sein.
Über einer umlaufenden Welle 1 ist in Fig. 1 ein Schirmblech 2 angebracht, welches sich seitlich bis in eine Ausnehmung 3 einer Fadenführungstrommel 4 erstreckt, nach vorne aber durch den überragenden Rand der Trommel abgedeckt ist. Die Fadenführungstrommel 4 besitzt eine an sich bekannte Fadenführungsnut mit den Zweigen 5 und 5a. An der Wendestelle 6 ist nun eine Abseitsnut 7 angebracht, welche an der Trommeloberfläche in ungefähr gleicher Richtung wie der vor ihr fadenführende Nutenzweig 5 weiterläuft. Eine geringe Knikkung in Richtung zum Nutenzweig 5a hin kann hierbei von Vorteil sein. Bei Inbetriebnahme der Spulstelle kommt der Faden F von einem Fadenspanner 8 und läuft in bekannter Weise im Nutenzweig 5a und 5 zur Auflaufspule 9, die in einem Rahmen 10 getragen wird.
Solange nun Spannung auf dem Faden liegt, d. h. der Faden mit der Auflaufspule verbunden ist, wird der Faden sowohl in dem oberen Nutenzweig 5 als auch in dem unteren Nutenzweig 5a normal laufen und hin- und hergeführt werden. Lässt dagegen die Spannung infolge Fadenbruchs im Bereich der Trommel nach, so wird der Faden (Stellung F') an der Kreuzungsstelle in gleichbleibender Richtung weiterfliegen, d. h. in die Arbeitsnut 7 einlaufen und von dort an den Rand (Stellung F") geführt werden. Das zwischen Nutenzweig 5a und Abseitsnut 7 liegende Dreieck 11 dient hierbei als Schleuderorgan. Seine Kante 22 dient gemäss Fig. 2, 3 als Schneidekante. Dadurch, dass der Faden seitlich nach aussen geschleudert wurde, wird er auch auf das dort befindliche Schirmblech 2 geleitet, welches ihn zum Verhindern der Wickelbildung von der Welle bzw. Trommel fernhält.
Ferner kann zur Festsetzung des Fadens an oder auf dem Schirmblech eine Bürste 12 oder ein Saugluftrohr 13 angebracht sein. Auch eine Klemm- oder Halteeinrichtung 14 für das herausgeschleuderte Fadenende kann vorteilhaft sein.
Bei Inbetriebnahme der Spulstelle kommt der Faden F also von einem Fadenspanner 8 und läuft in bekannter Weise im Nutenzweig 5 und 5a zur Auf- laufspule. Ein auf die Spule auflaufender Faden F bildet nun an der Wendestelle 6 der Fadenführungsnut einen kleinen Bauch. Die Grösse dieses Bauches ist durch die Fadenspannung und das Beharrungsvermögen des Fadens bestimmt. Ist der Faden gerissen, so ist die Spannung äusserst gering, und der Bauch fällt wesentlich grösser aus als bei gespanntem Faden. Der gerissene Faden gelangt in die Lage F', während der ungerissene Faden in der Lage F verbleibt. Während der ungebrochene Faden F in bekannter Weise durch den oberen Nutenzweig 5 bzw. den unteren Nutenzweig 5a weiterhin hin- und hergeführt und auf die Spule aufgespult wird, wird der gebrochene Faden F' durch die Scheidekante 22 in die Arbeitsnut 7 geführt.
Die genaue Lage der Scheidekante 22 lässt sich am besten durch einen Versuch ermitteln, bei welchem die Fadenlage durch an sich bekannte Messmittel, z. B. Stroboskop oder Fotoaufnahme mit Elektronenblitz, festzustellen ist.
Eine derartige Beobachtung lässt erkennen, wie gross die grösste Ausbauchung des ungebrochenen Fadens und die geringste Ausweitung des gebrochenen Fadens ist. Zwischen diesen beiden Grenzen soll die Scheidekante, vorzugsweise in deren Mittellage, angeordnet sein.
In Fig. 2 ist eine Ringnut 23 vorgesehen, in welche die Abseitsnut 7 ausläuft. In dieser Ringnut 23 wird der Faden nach dem Ausweichen in Richtung des Trommelrandes so lange gehalten, bis die Spulstelle abgestellt wird oder die Fadenenden ver einigt werden sollen.
Die Scheidekante wird zweckmässig im Nutengrund ungefähr unterhalb der Wendestelle beginnen und unter Neigung zur durch die Trommelmitte ge legten Normalebene bis zum Trommelmantel verlaufen. Die Abseitsnut 7 soll zur Scheidekante einen Winkel 24 bilden, der kleiner als 300, vorzugsweise kleiner als 15 ist. Die Schneidekante selbst braucht keine gerade Linie zu sein, sondern kann kurvenförmig mit leichter Krümmung verlaufen.
An bereits vorhandenen Maschinen, deren Konstruktion infolge ihrer raumsparenden Bauweise die Verwendung von Trommeln mit besonderer Ringnut nicht gestatten, wird die Bauweise nach Fig. 3 vorzuziehen sein. Bei dieser Bauweise wird der Faden zum Rand abgeführt. Auch ist die Abseitsnut 7 dieser Trommel ausserordentlich kurz gehalten oder kann gegebenenfalls ganz fehlen, wie in Fig. 3 dargestellt. Im Grenzfall kann die Scheidekante nahezu in der seitlichen Begrenzungsfläche 25 der Trommel liegen.
Gemäss Fig. 4 schliesst an die Scheidekante 22 die Abseitsnut 7 an, welche in die Flachnut 7a übergeht, die in den Bereich der Trommelmitte zurückführt. Diese Nut 7a ist sehr flach gehalten, ca. 1 bis 10 mm, vorzugsweise nicht mehr als 5 mm. In sie münden an den Öffnungen 31 Luftkanäle ein, durch welche ein Blasluftstrom herausströmen kann. Die Einlassöffnungen 32 dieses Luftkanals liegen an der Stirnseite der Trommel. Kleine Schaufeln 33, welche Luft erfassen und einsaugen, können zusätzlich aufgesetzt werden. Es ist aber auch möglich, an Stelle selbstfördernder Schaufeln einen Blasluftstrom, der aus dem ohnehin an der Spulmaschine vorhandenen Lufterzeuger gespeist wird, einzuleiten. Bei einer Fadenführungstrommel mit Einfädelnut 34 kann das Ende der Flachnut 7a in die Einfädelnut 34 einmünden. Eine Auflaufspule 35 liegt auf der Trommel 4.
Ein Fadenspanner 36 sitzt unter der Trommel 4. Der Fadenlauf des normalen Fadens ist mit F, des gebrochenen Fadens mit F' bezeichnet.
Bei Inbetriebnahme der Einrichtung nach Fig. 4 bis 6 wird der Faden F von der Trommel vor dem Auflaufen auf die Spule 35 wie bekannt geführt.
Bei Fadenbruch läuft er, wie bereits oben beschrieben, in die Arbeitsnut 7, welche in die Flachnut 7a übergeht. Beim Passieren einer Öffnung 31, insbesondere beim Passieren des Fadenendes selbst, wirkt der von innen nach aussen fliessende Luftstrom aus den Öffnungen 31 auf den Faden und hebt ihn aus der flachen Nut leicht heraus. Nach dem Verlassen der Trommel fällt er vor der Trommel herab. Er kann somit nicht mehr von der Trommel gefangen oder eingeklemmt werden, wodurch Wickelfreiheit beim Spulen mit dieser Trommel gewährleistet ist.
Die Einrichtungen verhindern in einfacher Weise, ohne besondere zusätzliche Mittel, die Bildung eines Wickels. Sie verbessern dadurch die Wirtschaftlichkeit der bekannten Spulmaschinen. Durch ihre einfache Bauart sind sie besonders betriebssicher und erfordern keine Wartung oder besondere Bedienung.
Die dargestellten Einrichtungen gewährleisten die Funktionssicherheit ohne besondere zusätzliche Mittel allein durch zweckmässige Anordnung. Sie können sowohl bei Trommeln mit sich kreuzenden Fadenführungsnuten als auch bei solchen mit sich nicht kreuzenden Fadenführungsnuten verwirklicht werden. Dies gilt sowohl für einzeln angetriebene Trommeln als auch für solche mit gemeinsamem Antrieb.