Verfahren und Vorrichtung zum Abziehen von Garn aus Garnkörpern
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schnellen, nestbildungsfreien, mit gleichbleibender, sehr geringer Fadenspannung erfolgenden Abziehen des Fadens von Garnkörpern in Garnverarbeitungsmaschinen, z. B. in einer Webmaschine, einem Web- oder Wirkstuhl oder einer sonstigen Garnbehandlungsvorrichtung, um eine möglichst grosse Garnmenge in kürzester Zeitspanne hemmungsfrei, knotenarm und ohne Unterbrechung zu ver- oder bearbeiten. Diesen Anforderungen, die mit wachsender Automation der Garnver- und -be- arbeitungsvorgänge immer stärker hervortreten, wird keine der bekannten Garnkörper- bzw. Abzieheinrichtungen gerecht.
Wo das Garn von einer drehbar gelagerten Spule seitlich abgezogen wird, muss der abgezogene Faden die Spule in Drehung versetzen, so dass bei sich ändernder Abzugsgeschwindigkeit hohe Massenkräfte vom Faden zu übernehmen sind, die zum Bruch oder zu einer ungleichmässigen Längung der Fäden sowie zu einem ungleichmässigen Ver- oder Bearbeitungsergebnis führen können. Für grosse Spulen mit entsprechendem Gewicht der Spule kommt diese Anordnung nicht in Fage.
Beim Abziehen des Fadens über dem Kopf der Spule, gleichgültig, ob diese zylindrisch, kopsenartig oder kreuzspulenförmig ist, wird zwar die Garnspule nicht in Drehung versetzt, doch entsteht beim Fadenabzug von diesen Spulen ein Fadenballon, der bei sich verändernder Abzugsgeschwindigkeit und sich ver änderndem Spulendurchmesser seine Grösse ändert und dadurch erhebliche Unterschiede in der Fadenspannung herbeiführt, die ebenfalls stark die Gleichmässigkeit der Garnver- oder -bearbeitung beeinträchtigen.
Bei allen kreuzspulenartigen Fadenkörpern tritt eine weitere Ungleichmässigkeit der Fadenspannung dadurch ein, dass die Abzugspunkte des Fadens längs der Spule hin und her wandern. Dieses gilt auch für zylindrische Wickel, die man bei Kammstühlen oder Nadelstrecken einsetzt und die ihren Antrieb über ihren Umfang erhalten, der zwischen zwei gleichlaufenden Walzen liegt.
Das Abziehen aus Spinnkannen, in welche das Garn lose in regelmässigen oder unregelmässigen Windungen eingelegt wird, kann nur langsam erfolgen, wenn die Nestbildung, d. h. das Herausziehen zusammenhängender, nicht in einen glatten Faden aufgelöster Windungen, vermieden werden soll. Auch ist bei Spinnkannen die praktisch unterbringbare Garnmenge verhältnismässig gering.
Bei Abzugsvorrichtungen ist es bekannt, zwischen dem Garnkörper und der Garnverarbeitungsmaschine Einrichtungen vorzusehen, durch welche der Garnfaden selbst in besonderer Weise durch einen Sonderantrieb in Schlangenform übergeführt wird, und zwar vermittels quer beweglicher Stifte oder durch Aufstauung des Fadens. Die hierbei entstehenden Schlangenwindungen bzw. lockenartigen Windungen sollen bei kurzzeitigen Änderungen der Fadengeschwindigkeit der Garnverarbeitungsmaschine als Ausgleich dienen, indem sie entsprechend mehr oder weniger schnell beim Abziehen des Fadens abgebaut oder vermehrt werden.
Durch diese Einrichtung wird die Spannung des Fadens in dem der Garnverarbeitungsmaschine zugewandten Teil nicht verringert, sondern merklich erhöht, wenn nicht besondere zusätzliche Fördermittel für den Faden vorgesehen werden. Auch lässt sich bei den bisher verwendeten Garnkörpern nur eine beschränkte Fadenlänge unterbringen, da mit Zunahme der Grösse und des Gewichtes dieser Fadenkörper die Schwierigkeiten des Abziehens erhöht werden. Das erweist sich insbesondere als nachteilig, wenn der Garnkörper an einem beweglichen Teil der Garnverarbeitungsmaschine untergebracht werden muss, was zur Folge hat, dass solche Maschinen in entsprechend kurzen Zeitabständen stillgesetzt werden müssen.
Ausserdem wird hinsichtlich der Erhöhung der Abzugsgeschwindigkeit durch die Garnverarbeitungsmaschine nichts gewonnen, da letztere nicht grösser sein kann, als die Abzugsgeschwindigkeit von der vorgeschalteten Garnspule oder dergleichen, welche infolge der bei einer Garnspule auftretenden Widerstände sehr beschränkt ist.
Die genannten Nachteile werden vermieden, indem gemäss der Erfindung als Garnkörper eine Garnpackung benutzt wird, die aus einem aus quer gerichteten länglichen Garnwindungen bestehenden Garnwindungsstreifen und einem mit diesem zu einer Rolle aufgewickelten Trennblattstreifen gebildet ist, und indem das Abziehen der Garnwindungen in Streifenrichtung, d. h. tangential erfolgt, nachdem der Garnkörper mit der jeweils abzuziehenden Garnwindung durch Bewegung der Garnpackung an eine ortsfeste Stelle bewegt und von dem Trennblattstreifen freigelegt worden ist.
Auf Grund dieser Massnahme setzt sich dem Abziehen des Fadens durch die Garnverarbeitungsmaschine nur der verschwindend geringe Widerstand der Bewegung der freigelegten Garnwindungen z. B. auf einer glatten Unterlage und ihrer Überführung in die glatte Fadenform entgegen. Irgendwelche Hemmungen bzw. ein veränderlicher Widerstand beim Abziehen des Fadens von der Garnpackung tritt nicht auf, und besondere Vorrichtungen zur Bildung der Fadenwindungen oder dergleichen und besondere zusätzliche Transporteinrichtungen für den Faden sind nicht erforderlich.
Infolge der starken Verringerung der für das Abziehen des Fadens erforderlichen Spannung wird die mögliche Abzugsgeschwindigkeit des Fadens wesentlich erhöht, weil die Zerreissbeanspruchung des Fadens von der Abzugsgeschwindigkeit und dem dieser sich entgegensetzenden Widerstand des Fadens abhängig ist.
Die zur Durchführung des vorstehend genannten Verfahrens erfindungsgemäss benutzte Vorrichtung besteht darin, dass der aus einem Garnwindungsstreifen und einem Trennblattstreifen bestehende rollenförmige Garnkörper drehbar gelagert ist und eine Vorrichtung zum Abziehen des Trennblattstreifens an einer örtlich festliegenden Stelle und zur gleichzeitigen Drehung der Garnpackung vorgesehen ist.
Besonders vorteilhaft sind Garnkörper, bei denen die Garnwindungen aus länglichen, schraubenlinienförmigen Windungen bestehen, die einander überlappen. Diese Garnkörper sind auf Maschinen leicht und schnell herzustellen. Sie sind nicht durch besondere Tragspulen beschwert und nehmen eine sehr grosse Garnmenge auf, die bis zum Ende völlig verhedderungsfrei abziehbar ist.
Um Veränderungen des Abzugswiderstandes, welche durch Veränderungen des Durchmessers der Garnwindungsstreifenrolle herbeigeführt werden können, zu vermeiden, kann die Achse der Garnwindungsstreifenrolle entsprechend der Verringerung ihres Durchmessers so verstellbar gemacht sein, dass die Freigabestelle der Windungen ihre Lage im Raum beibehält.
Zu diesem Zweck kann die Garnwindungsstreifenrolle entweder mit ihrem Umfang auf einem Abzugstisch, der auch zur Abstützung der freigegebenen Garnwindungen dient, aufruhen oder die Achse der Rolle kann entsprechend der Verringerung ihres Durchmessers vermittels eines auf dem Umfang der Rolle aufliegenden Steuergliedes, das einen Reversiermotor schaltet, hebbar oder senkbar sein.
Weitere zweckmässige Gestaltungen und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen.
In der dazugehörigen Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine Seitenansicht der Abzugsvorrichtung mit senkrecht nach oben bewegtem Trennstreifen,
Fig. 2 eine dazugehörige, um 90 gedrehte Seitenansicht,
Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht der Garnpackung dieser Anordnung mit dem senkrecht nach oben abgezogenen Trennstreifen und waagrecht abgezogenem Garnfaden,
Fig. 4 eine schaubildliche Ansicht einer Verstelleinrichtung für die Achse der Garnwindungsstreifenrolle gemäss Fig. 3,
Fig. 5 eine schaubildliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform und
Fig. 6 und 7 weitere Ausführungsformen der Brems- und Auflösungsorgane.
Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 1 bis 4 besteht das Gehäuse der Vorrichtung aus einer Grundplatte 1 (Fig. 1), einer mittleren Tragwand 2 (Fig. 2), einer dazu parallel laufenden Vorderwand 3 und Querwänden bzw. Querstreben 4, 5, 6 (Fig. 1).
Im unteren Teil der Vorrichtung ist der Garnkörper 7 gelagert, der aus einem Garnwindungsstreifen 8 und einem Trennstreifen 9 besteht, welche zusammen in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise zu einer Garnwindungsstreifenrolle 10 aufgewickelt sind.
Der Garnwindungsstreifen besteht aus quer zur Streifenrichtung liegenden Garnwindungen 11 (Fig. 5), die eine längliche schraubenlinienförmige Gestalt haben und einander schuppenartig überdecken. Garnwindungsschichten dieser Art, ihre Herstellung und Zusammenfügung zu einem Garnkörper sind näher in den deutschen Patentschriften Nrn. 869 932, 877 592, 891984 und 929123 beschrieben. Derartige Garnkörper lassen sich bei sehr geringem Zeitbedarf in beliebig grossen Dimensionen herstellen und gestatten das völlig verhedderungsfreie Abziehen des Fadens bis auf den letzten Rest, wobei der Faden jedoch nicht abgezogen werden kann, ohne dass er unter eine gewisse Spannung gesetzt wird.
Gemäss dem Grundgedanken der Erfindung werden nun die von dem Trennstreifen 9 eingeschlossenen Garnwindungen 11 in dem Masse von den Trennstreifen 9 immer an derselben Raumstelle freigegeben, wie der Faden von der Garnver- oder -bearbeitungsmaschine abgenommen wird. Während die Garnver- oder -bearbeitungsmaschine beim Abziehen des Fadens lediglich den geringen Kraftaufwand zu leisten hat, die freigelegten Windungen ohne Anspannung des Fadens gerade zu richten, erfolgt der Antrieb für das Freilegen der Fadenwindungen durch einen besonderen motorischen Antrieb, so dass der abgezogene Faden selbst von allen Beanspruchungen, die für seine Freigabe, die Bewegung des Garnkörpers und die Überwindung der Reibung des Fadens mit anderen Fadenteilen erforderlich ist, vollständig entlastet ist.
Die Be- und verarbeitung des Fadens kann also bei völlig gleicher, aber auch sehr geringer Fadenspannung erfolgen, die so gering ist, dass sie gerade ausreicht, den Faden einigermassen geradlinig zu halten.
Gemäss der schaubildlichen Darstellung der Fig. 3 wird der Trennstreifen 9 über eine Umlenkrolle 12 nach oben geführt. Er läuft zwischen zwei aufeinandergepressten in Verzahnungseingriff miteinander stehenden, gegenläufig gedrehten Antriebsrollen 13 hindurch, durch welche er von der Garnwindungsstreifenrolle 10 abgezogen wird, und schliesslich wird er auf die Aufwickelrolle 14 aufgewickelt. Diese Walze 14 erhält ihren Antrieb über ein Kettenrad 15 von einer Kette 16 durch ein Kettenrad 17. Die Aufwickelrolle 14 ist mit dem Kettenrad 15 durch eine Rutschkupplung 18 verbunden.
Um nun zu erreichen, dass die von dem Trennstreifen 9 freigegebene Garnwindungsmenge stets der von der Garnverarbeitungsmaschine benötigten Garnmenge entspricht, ist folgende Einrichtung getroffen.
Ein Kettenrad 20 (Fig. 3), welches zur Garnverarbeitungsmaschine gehört, wird von dieser stets mit einer Drehzahl angetrieben, welche dem jeweiligen Garnverbrauch der Maschine entspricht. Es ist durch eine Kette mit einem Kettenrad 19 eines Getriebes 21 verbunden, das von dem Kettenrad 20 gesteuert oder angetrieben wird. Das Getriebe gibt über eine Ubersetzung, welche durch einen Handhebel 22 einreguliert werden kann, den Antrieb mittels eines Kettenrades 23 und über eine Kette 24 auf das mit der oberen Antriebsrolle 13 verbundene Kettenrad 17 weiter. Auf diese Weise wird der Trennstreifen 9 entsprechend dem Garnverbrauch der Garnverarbeitungsmaschine von der Rolle 10 abgezogen und gibt die Garnwindungen 11 entsprechend frei.
Durch den Handhebel 22 kann die Freigabegeschwindigkeit der Garnwindungen 11 reguliert werden, was erforderlich ist, wenn sich die Dichte der Windungen des Garnwindungsstreifens ändert.
Beim Antrieb der Antriebsrolle 13 wird gleichzeitig über die Kette 16 und die Rutschkupplung 18 die Streifenaufwickelrolle 14 gedreht und dadurch der Streifen 9 hinter der Rolle 13 leicht gespannt und unter leichter Spannung aufgewickelt.
Die Mitnahmekraft der Rutschkupplung ist so schwach bemessen, dass der Trennstreifen 9 nicht zwischen den Rollen 13 durchgezogen wird.
Beim Abziehen des Trennstreifens 9 durch die Rollen 13 wird die ganze Garnwindungsstreifenrolle 10 um ihre Achse 25 gedreht, wobei die vorher durch den Trennstreifen 9 festgehaltenen Windungen 11 nacheinander von diesem freigegeben und mit der Rolle mitbewegt werden. Das Abziehen des Fadens 26 erfolgt im Sinne des Pfeiles 27 (Fig. 3), wobei die freigegebenen Windungen 11 nacheinander gestreckt werden.
Der Garnverbrauch der Verarbeitungsmaschine kann sowohl in kleineren wie auch in grösseren Perioden oder unregelmässig schwanken. Die grö sseren Schwankungen werden durch die Steuerung des Kettenrades 20 aufgenommen, während für die Berücksichtigung der kleineren Schwankungen es zweckmässig ist, dass vor der ortsfest angeordneten Fadenführungsöse (Fig. 5, 6), welche Teil der angeschlossenen Verarbeitungsmaschine ist, eine grössere Anzahl von freigegebenen Windungen 11 ständig bereit gehalten wird, durch die kleinere und mittlere periodische Schwankungen des Fadenverbrauches der Verarbeitungsmaschine ausgeglichen werden können.
Beim Abziehen des Trennstreifens 9 und des Garnstreifens 8 verringert sich der Durchmesser der Garnwindungsstreifenrolle 10, so dass sich die Freigabestelle für die Garnwindungen senkt. Um eine immer gleiche Höhenlage der Freigabestelle der Garnwindungen zu gewährleisten und auch beim Einsetzen einer neuen Garnpackung die gleiche Höhenlage zu sichern, wird die Achse 25 (Fig. 3) der Packung entsprechend gehoben oder gesenkt.
Zu diesem Zweck ist bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1-4 die Achse 25 in einem Schlitten 29 (Fig. 4) drehbar gelagert, welcher in einer senkrechten Führung 31 durch eine Schraubenspindel 32 auf und nieder bewegt werden kann. Diese Schraubenspindel steht über ein Kegelradpaar 33 (Fig. 1) mit einem kleinen Reversiermotor 34 in Verbindung, welcher durch einen Doppelschalter 35 für die eine oder andere Drehrichtung eingeschaltet werden kann.
Mit dem Doppelschalter arbeitet ein Ansatz 36 eines im Gehäuse mittels Zapfen gelagerten Winkelhebels 38 zusammen, an dem die oben genannte Umlenkrolle 12 gelagert ist. Unter der Wirkung einer Feder 39, die an dem oberen senkrechten Arm des Winkelhebels 38 angreift, legt sich die Umlenkrolle 12 an den Umfang der Garnwindungsstreifenrolle an, so dass der Vorsprung 36 bei vergrössertem Rollendurchmesser nach links, bei verkleinertem Rollendurchmesser nach rechts bewegt ist und entsprechend den Doppelschalter 35 betätigt. Auf diese Weise wird bei sich verringerndem Durchmesser der Garnwindungsstreifenrolle die Achse 25 über die Spindel 32 nach oben bewegt und der Motor 34 stillgesetzt, sobald die Freigabestelle die vorbestimmte Höhen lage erreicht hat.
Wenn der Durchmesser der Rolle grösser ist, als es der betreffenden Lage der Achse 25 entspricht, wird der andere Schalter des Doppelschalters 35 betätigt und die Spindel 32 so lange von dem Motor 34 in der entgegengesetzten Drehrichtung gedreht, bis die Freigabe stelle für den Faden wieder in der vorbestimmten Höhenlage angelangt ist.
Um zu verhindern, dass sich die Garnwindungsstreifenrolle 10 beim Abziehen des Trennstreifens lockert, ist auf der Achse 25 (Fig. 4) eine Bremsscheibe 41 (Fig. 4) befestigt, die mit einem Bremsschuh 42 zusammenarbeitet, welcher an einem Hebel 44 angeschlossen ist, der mittels Zapfens 45 an dem Schlitten 29 gelagert ist und einen nach rechts gerichteten Arm 46 aufweist, auf welchem ein Gewicht 47 verschiebbar und feststellbar angeordnet ist. Durch Verstellen des Gewichtes 47 kann zwischen den Teilen 41 und 42 eine solche Bremskraft erzeugt werden, welche den ablaufenden Teil des Trennstreifens 9 schwach, aber genügend, spannt, um eine Auflockerung der Garnwindungsstreifenrolle zu verhindern.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 wird der Trennstreifen 9 in waagrechter Richtung über eine Umlenkrolle 48 abgezogen und nach einer Aufspulrolle 14 geführt.
Die hier nicht dargestellten Regelungs- und Spannvorrichtungen für den abgezogenen Trennstreifen sind die gleichen, wie nach der Fig. 1 beschrieben.
Die Garnwindungsstreifenrolle 10 ruht mit ihrem Umfang auf einem Ablauftisch 49 auf. Auf diesem Ablauftisch ruht auch der abgezogene Teil des Trennstreifens 9 mit dem darüber befindlichen freigegebenen und noch nicht von der Verarbeitungsmaschine abgezogenen Garnwindungen 11 auf. Bei dieser Anordnung wird von selbst erreicht, dass die Freigabestelle für die Garnwindungen immer die gleiche Höhenlage, nämlich die Höhe der oberen Fläche 49 einnimmt. Es bedarf hier also nicht einer besonderen Regelung der Höhenlage der Achse 25 der Rolle; vielmehr genügt es, wenn diese in senkrechten Schlitzen 51 von seitlich an dem Ablauftisch 49 befestigten Führungsblechen 52 senkrecht geführt ist.
Um nun zu verhindern, dass die zwischen der Faderführeröse 28 und der Freigabestelle befindlichen freigegebenen Fadenwindungen 11 durch irgendwelche Umstände Fadennester bilden und zu erreichen, dass sie gleichmässig in einen geraden Faden ausgezogen werden, und zwar in der Weise, dass ihre Breite in der Abzugseinrichtung immer geringer wird, können folgende Vorkehrungen getroffen werden:
Bei der Anordnung dieser Brems- und Auf lösungsorgaue gemäss der Fig. 5 sind in je zwei auf dem Ablauftisch 49 befestigten Böckchen 53 kleine Wellen 54 gelagert, an denen leichte Bremselemente 55 befestigt sind, die durch auf Armen 56 an den Wellen 54 verschiebbare, kleine Gewichte 57 mit einem regelbaren Druck auf die freigegebenen Garnwindungen 11 zur Einwirkung gebracht werden.
Bei den Bremselementen 55 handelt es sich um dünne, auf der Unterseite hochglanzpolierte, biegsam gewölbte Metall- oder Kunststoffolien, welche die Aufgabe haben, die Garnwindungen leicht gegen die polierte Oberfläche des Ablauftisches zu drücken. Die beiden Bremselemente jedes Paares haben nach der Ablaufrichtung zu kleiner werdenden seitlichen Abstand voneinander, wodurch erreicht wird, dass sich die Abzugskraft des Fadens stärker auf die näher an der Fadenführeröse 28 liegenden Windungen äussert und der Faden in gerader Form die Fadenführeröse 28 erreicht.
Die Brems- und Auflösungsorgane können in verschiedener anderer Ausführungsform ausgestaltet sein. Zum Beispiel kann bei der Ausführungsform nach der Fig. 6 der Ablauftisch 49 durch eine geeignete Schwingungsvorrichtung in senkrechte, durch den Pfeil 60 angedeutete Schwingungen versetzt werden. Dies hat zur Folge, dass die von den freigegebenen Garnwindungen weitergeleiteten Schwingungen eine leichtere Lösung der Windungen aus ihrer Windungsform in die gerade Form begünstigen.
Bei der Ausführungsform nach der Fig. 7 werden die freigegebenen Fadenwindungen 11 über Lochungen 58 eines Teiles des Ablauftisches 49 geleitet, an die ein Trichter 59 angeschlossen ist, in welchen mittels eines Lüfters 61 Luft angesaugt wird. Die Löcher 58 können durch seitliche Schieber 62 so geöffnet oder geschlossen werden, dass bestimmte Zonen der Garnwindungen 11 mit angesaugt werden, wodurch die gleiche Wirkung wie mit den Bremselementen 55 gemäss Fig. 5 hervorgerufen wird.
Zwischen der Fadenführeröse 28 und dem Ende des Ablauftisches 49 (Fig. 6) oder der Umlenkrolle 48 für den Trennstreifen (Fig. 5) ist ein freier Zwischenraum gelassen, in welchem sich die letzte schon etwa Kreisform angenommene Windung des abgezogenen Fadens in der in Fig. 5 durch gestrichelte Linien 63 angedeuteten Weise aushängen kann.