Verfahren zum Wickeln von Spulen konstanter Fadenlänge und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Wenn man auf einer üblichen Wickelvorrichtung Spulen von konstanter Fadenlänge herstellen will, so gelingt dies nicht. Auch wenn man sich bemüht, beim Wickeln der Spulen stets die gleiche Fadenspannung beizubehalten und den Wickelvorgang nach Erreichung des gleichen Spulendurchmessers zu beendigen, können sich sehr grosse Unterschiede in den Fadenlängen der nacheinander auf einer Wickel. vorrichtung oder gleichzeitig auf mehreren Wickelvorrichtungen genau gleicher Art hergestellten Spulen ergeben. Diese Unterschiede liegen oft in der Grössenordnung von 10-20%. Wenn man die Fäden von zwei oder mehr Spulen in einer Zwirnmaschine, Zettelmaschine oder dergleichen zusammenlaufen lässt, muss man letztere abstellen, sobald eine der Spulen leer ist.
Die dann auf den anderen Spulen noch befindlichen Fadenreste sind so lang, dass man sie nicht einfach wegwerfen kann; man muss solche Fadenreste vielmehr aneinander knüpfen und umspulen, was eine grosse und sehr unerwünschte Mehrarbeit bedingt. Es ist daher schon lange versucht worden, eine Wickelvorrichtung zu bauen, die bei gleicher Einstellung immer Spulen von konstanter Fadenlänge und damit auch von gleichem Garngewicht ergibt. Eine wirklich befriedigende Lösung ist aber bisher nicht bekannt geworden.
Die vorliegende Erfindung geht von der auf expe rimeltellem Wege gefundenen Erkenamis aus, dass bei Kreuzs-pulea mit sog. wilder Wicklung, der Spulen durc5lmesser linear mit der Zahl der Spulenum drllungen wächst, wenn die Fadenspannung konstant gehalten wird. Der Spulendurchmesser nimmt also nicht langsamer zu als die Zahl der Spulenumdrehun ge. ls wie dies bei den sog. Präzisionswicklungen der Fall ist.
Eine Kreuzspule mit wilder Wicklung erhält man bekanntlich, wenn man die in Wicklung begriffene Spule an ihrem Umfang mittels einer Nuten- oder Schlitztrommel antreibt, wobei die Nut oder der Schlitz dazu dient, den Faden längs der Trommel und damit auch längs der Spule hin- und herzuführen. Die Hubzahl der Fadenführungsmittel ist somit der Umdrehungszahl der Antriebstrommel proportional, z. B. eine Hin- und Herbewegung auf zwei Umdrehungen der Antriebstrommel, nicht aber der Umdrehungszahl der Spule selbst, deren Winkelgeschwindigkeit mit wachsendem Spulendurchmesser abnimmt.
Eine Präzisionswicklung erhält man dagegen, wenn die Fadenführungsmittel eine Hubzahl haben, die der Umdrehungszahl der Spule selbst proportional ist, wobei dieser Proportionalitätsfaktor so gewählt ist, dass nach einer Hin- und Herbewegung dieser Mittel eine Verschiebung um einen ganzen Fadendurchmesser eintritt. Während bei der Präzisionswicklung die Ganghöhe einer Windung während des ganzen Wickelvorganges unverändert bleibt, nimmt diese Ganghöhe bei der wilden Wicklung mit wachsendem Durchmesser zu. Die vorstehend erwähnten grossen Unterschiede in den Fadenlängen treten sowohl bei Kreuzspulen mit wilder Wicklung als auch bei solchen mit Präzisionswicklung auf.
Die Erfindung, die ein Verfahren zum Wickeln von Spulen konstanter Fadenlänge und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens betrifft, kann sowohl bei wilder Wicklung als bei Präzisionswicklung angewendet werden.
Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass man eine der Umdrehungszahl der in Wicklung begriffenen Spule proportionale Bewegung benützt, um Abweichungen des Ist-Durchmessers dieser Spule von einem in Funktion ihrer Umdre hungszahl vorgegebenen Soll-Durchmesser automatisch zu kompensieren.
Wenn man ein Kreuzspule mit wilder Wicklung herstellen will, so muss gemäss der oben erwähnten, experimentell gewonnen Erkenntnis eine lineare Funktion zwischen dem Soll-Durchmesser der in Wicklung befindlichen Spule und der Umdrehungszahl der Spule vorgegeben werden. Die Linearitätskonstante muss daher natürlich mit dem Durchmesser der Spulenhülse und der Feinheit des aufzuwickelnden Fadens kompatibel sein, was durch Vorversuche leicht feststellbar ist. Indem man den Faden zwingt, sich automatisch überall gemäss dem vorgesehenen Durchmesser aufzuwickeln, statt den Durchmesser von zufälligen Änderungen der Fadenspannung oder anderer Faktoren abhängen zu lassen, gelingt es, die gewünschte Konstanz der Fadenlänge sehr genau einzuhalten.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich nach der Erfindung aus durch einen Zähler, der die Umdrehungszahl der in Wicklung begriffenen Spule oder eine derselbenproportionale Zahl anzeigt, und durch Mittel, die laufend Abweichungen des Ist-Durchmessers der Spule von dem in Funktion dieser Umdrehungszahl @@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@ kompensieren.
Die nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Wickelvorrichtung sind zum Wickeln von Kreuzspulen mit wilder Wicklung bestimmt. Diese Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass Mittel vorgesehen sind, um von einer Welle, deren Umdrehungszahl in einem einstellbaren Verhältnis zu derjenigen der Spule steht, eine Relativbewegung zwischen Spulensupport und Antriebstrommel abzuleiten, so dass der den halben Soll-Durchmesser der Spule darstellende Abstand der Spulenaxe von der Oberfläche der Antriebstrommel linear mit der Umdrehungszahl der Spule zunimmt, wobei der Linearitätsfaktor von der Einstellung des genannten Verhältnisses abhängt.
Bei den Wickelvorrichtungen für Kreuzspulen mit wilder Wicklung ist die für die Wicklungsdichte massgebende Fadenspannung nicht identisch mit der Faden spannung, die durch eine der Antriebstrommel üblicherweise vorgeschaltete Fadenbremse erzeugt wird. Die Erfahrung zeigt, dass eine Spule umso weicher, bzw. umso härter gewickelt wird, je kleiner, bzw. je grösser der Auflagedruck zwischen Spule und Antriebstrommel ist; man kann also die Härte und damit auch den Durchmesser der Spule durch Ver änderung des Auflagedruckes verändern, ohne die Fadenbremse einzustellen. Von dieser Erfahrung wird bereits bei der Herstellung von besonders weich zu wickelnden Spulen, die gefärbt werden sollen Gebrauch gemacht, indem man den Auflagedruck verringert, z. B. durch eine auf den Spulensupport einwirkende Feder oder ein Gegengewicht.
Unter Ausnützung dieser Erfahrung kann man zur Erzeugung der oben erwähnten Relativbewegung zwischen Spulensupport und Antriebstrommel eine zwangsläufige Verbindung der genannten Welle mit dem Spulensupport vorsehen, so dass im Verlaufe des Wickelvorganges auftretende Änderungen des Auflagedruckes der Spule auf der Antriebstrommel die Kompensierung der Abweichungen von Ist- und Soll Durchmesser bewirken.
D > r Linearitätsfaktor kann - wie Versuche gezeigt haben - bei ein und derselben Garnnummer in relativ weiten Grenzen verändert werden, so dass man mit einer derartigen Vorrichtung nicht nur Spulen konstanter Fadenlänge, sondern darüber hinaus nach Belieben, weiche mittelharte oder harte Spulen wickeln kann, was ein weiterer, sehr grosser Vorzug ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung schematisch dargestellt. Es ist:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Wickelvorrichtung;
Fig. 2 eine Teilansicht in Richtung der Pfeile II vo : 1 Fig. 1;
Fig. 2a eine Detailvariante zu Fig. 2;
Fig. 3 eine Teilansicht der Pfeile III - III von Fig. 1, mit Ausbrechungen;
Fig. 4 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles IV von Fig. 1 mit Ausbrechungen;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Wickelvorrichtung;
Fig. 6 ein Schnitt gemäss Linie VI - VI von Fig. 5 mit einem elektrischen Schema und einem Schnitt durch eine Fadenbremse;
Fig. 7 eine Detailvariante zu Fig. 5 und 6;
Fig. 8 eine Seitenansicht einer dritten Wickelvorrichtung;
Fig. 9 ein Querschnitt durch eine zur Vorrichtung nach Fig. 8 gehörige Spiegeltrommel, gemäss der Linie IX - IX von Fig. 10;
und
Fig. 10 ein Längsschnitt durch diese Spiegeltrommel gemäss Linie X - X von Fig. 9.
Die Wickelvorrichtung nach Fig. 1-4 weist ein Gestell 1 auf, das in Fig. 1 lediglich durch einen strichpunktiert gezeichneten Block dargestellt ist. Das Gestell 1 kann z. B. auf der Bank einer eine Reihe gleicher Wickelvorrichtungen umfassenden Wickelmaschine montiert sein.
Die Vorrichtung weist eine Antriebstrommel 2 auf, die zugleich in bekannter Weise zum Hin-und Herführen des Fadens 3 längs der in Wicklung begriffenen Kreuzspule 4 dient und hierzu mit einer Fadenführungsnut 5 versehen ist. Aus Fig. 2 ist der bekannte Verlauf der Nut 5 auf der Trommel 2 dargestellt, deren Antriebsachse 6 in den gestellfesten Lagern 7 gelagert ist. Eine Fadenbremse 8 dient zur Einstellung der Fadenspannung. Die Spule 4 wird auf einer Spulenhülse 9 (siehe Fig. 3) gewickelt, deren Enden auf zwei abgesetzten Zapfen 10 und 11 sitzen, die in Lagern 12 und 13, vorzugsweise Kugellagern, drehbar sind. Die Lager 12 und 13 sind an den freien Enden zweier paralleler Arme 14 und 15 an gebracht, die mit einem Scharnierstück 16 einen Uförmigen Support bilden, der auf einer hohlen Scharnierachse 17 schwenkbar gelagert ist.
Die Scharnierachse 17 ist ihrerseits in gestellfesten Lagern 18 gelagert. Der Arm 15 ist mit dem Scharnierstück 16 starr verbunden, während der Arm 14 an letzteres bei 19 angelenkt ist. Eine Zugfeder 20 ist bestrebt, den Arm 14 in Richtung des Pfeiles 21 zu verschwenken, wodurch der Zapfen 10 in der dargestellten Lage gegen die Spulenhülse 9 gedrückt wird. Um die fertig gewickelte Kreuzspule 4 aus dem Support 14 - 17 herauszunehmen und eine neue Spulenhülse 9 in denselben einzusetzen, ist der Arm 14 entgegen dem Zug der Feder 20 zu verschwenken.
Der Zapfen 11 weist einen kleinen Vorsprung 22 auf, der als Mitnehmer für die Spulenhülse 9 dient, die mit einer dem Vorsprung 22 entsprechenden Kerbe 23 versehen ist, wodurch ein Schlupf zwischen der Spulenhülse 9 und dem Zapfen 11 vermieden wird. Letzterer weist ferner einen als Schnecke ausgebildeten Fortsatz 24 auf, der vom Lager 13 nach aussen ragt. Mit der Schnecke 24 kämmt ein Schneckenrad 25, das auf einer Welle 26 sitzt die in supportfesten Lagern 27 gelagert ist. Die Welle 26 trägt ein mit ihr fest verbundenes Kegelrad 28, das mit einem Kegelrade 29 kämmt, das auf einer Welle 30 sitzt, die in der hohlen Scharnierachse 17 gelagert ist, vorzugsweise mittels nicht dargestellter Kugellager.
Ein gestellfest angeordneter Umdrehungszähler 31 weist eine Eingangswelle 32 mit einem Kegelrad 33 auf, das mit dem Kegelrad 29 kämmt. Es ist ersichtlich, dass die Umdrehungen der Kreuzspule 4 über 9,
13, 24-29, 33, 32 vom Umdrehungszähler 31 gezählt werden, wobei selbstverständlich die durch das Schneckengetriebe 24, 25 bewirkte Untersetzung, z. B.
50 : 1 zu berücksichtigen ist. Dabei gestattet das Kegelradgetriebe 28, 29, 33 die mit Rücksicht auf den zunehmenden Durchmesser der Kreuzspule 4 notwendige Verschwenkung des schwenkbaren Spulensupportes 14-16.
Mit dem Spulensupport 14-17 ist ein Zahn sektor 34 fest verbunden, der mit einer Schnecke 35 kämmt, die auf einer in gestellfesten Lagern 36 (siehe Fig. 4) gelagerten Welle 37 sitzt. Die Welle 37 trägt ein Kegelrad 38, das mit einem Kegelrad 39 in Eingriff steht; letzteres sitzt auf einer in einem gestellfesten Lager 40 gelagerten Welle 41, die ein Klinkenzahnrad 42 trägt, das mit einer Klinke 43 zusammenarbeitet. Die Klinke 43 ist bei 44 schwenkbar an einem Hebel 45 angebracht, der an seinem einen
Ende 46 schwenkbar auf der Welle 41 gelagert ist.
In der Nähe seines anderen Endes weist der Hebel
45 einen Längsschlitz 47 (siehe Fig. 1) auf, in dem ein Zapfen 48 verschiebbar und feststellbar ist. Am Zapfen 48 ist ein Ende einer Pleuelstange 49 an gelenkt, dessen anderes Ende an einem am Kegelrad
29 angebrachten Kurbelzapfen 50 angelenkt ist.
Es ist ersichtlich, dass bei der Drehung des
Kegelrades 29 der Hebel 45 über die Pleuelstange 49 im Sinne des Doppelpfeiles 51 auf und ab geschwenkt wird. Bei der Abwärtsschwenkung des Hebels 45 gleitet die Klinke 43 über dem Klinkenzahnrad 42, während sie bei der Aufwärtsschwenkung dieses Zahnrades 42 um einen Zahn in Richtung des Pfeiles 52 weiterschaltet. Wenn man den Zapfen 48, der sich gemäss Fig. 1 am äusseren Ende des Schlitzes 47 befindet, im Schlitz nach innen hin verstellt, so wird die Hin- und Herschwenkung des Hebels 45 grösser, so dass die Klinke pro Umdrehung des Kegelrades 29 das Zahnrad 42 um zwei oder drei Zähne weiterschaltet. Selbstverständlich kann man stattdessen oder zusätzlich den Zapfen 50 auf dem Kegelrad 29 radial einstellbar machen, d. h. die Länge des Kurbelarmes verändern.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die sich in Richtung des Pfeiles 53 drehende Nutentrommel nimmt die Spule 4 durch Reibung mit, so dass der Faden 3 über die Fadenbremse 8 von einem nicht dargestellten Fadenvorrat abgezogen und aufgewickelt wird. Dabei wird der Faden 3 durch die Nut 5 der Nutentrommel 2 längs der Spule 4 hin und her geführt, so dass eine sog. wilde Kreuzspulenwicklung entsteht. Fünfzig Umdrehungen der Kreuzspule 4, bzw. der Schnecke 13, bewirken eine Umdrehung des Kegelrades 29, bzw. eine Auf- und Abschwenkung des Hebels 45, bzw. ein Fortschalten des Zahnrades 42 um einen Zahn. Durch die langsame, schrittweise stattfindende Drehung des Zahnrades 42 wird auch die Schnecke 35 gedreht, die ihrerseits bei einer vollständigen Umdrehung der Welle 37 den Zahnsektor 34 um eine Zahnteilung im Sinne des Pfeiles 54 verschwenkt.
Um den dieser Zahnteilung entsprechenden Winkel wird dann ebenfalls der mit dem Zahnsektor 34 fest verbundene Support 14-16 verschwenkt, so dass die Spulenhülse 9 um einen ihrer Umdrehungszahl proportionalen Betrag zwangsläufig von der Nutentrommel 2 nach oben hin bewegt wird. Dadurch wird der Durchmesser der in Wicklung begriffenen Kreuzspule 4 zwangsläufig ihrer Umdrehungszahl proportional gemacht; denn die Spule 4 wird nun gerade so fest gewickelt, dass sie den ihr zwischen der Spulenhülse 9 und der Nutentrommel 2 zur Verfügung stehenden Raum ausfüllt.
Die experimentell festgestellte Tatsache, dass die Spule gerade so fest gewickelt wird, als es dem durch die Bewegung des Supportes 14-17 festgelegten Solldurchmesser der Spule entspricht, kann wie folgt er klärt werden:
Um den Faden 3 durch die Fadenbremse 3 hindurchzuziehen muss eine Zugkraft auf den Faden 3 ausgeübt werden, die der von der Fadenbremse gelieferten Bremskraft F gleich ist. Diese Zugkraft setzt sich zusammen aus einem Spulenzug Z, der von der Spule 4 ausgeübt wird, und einem Reibungszug R, der von Nutentrommel 2 ausgeübt wird. Es gilt somit Z + R = F, wobei die Dichte mit der Spule 4 gewickelt wird, nicht von der Bremskraft F, sondern vom Spulenzug Z abhängt.
Es werde nun angenommen, dass in einem ge wissen Zeitpunkt der Spulenzug aus irgend einem Grunde etwas zu gross wird, dass also die Spule 4 etwas dichter gewickelt wird als der durch Einstellung des Zapfens 48 (oder/und des Zapfens 50) einge stellten Sollzunahme des Durchmessers pro fünfzig Umdrehungen der Spule 4 entspricht. Demzufolge wird der schwenkbare Support 14-16 die Neigung haben, die Spule 4 von der Trommel 2 abzuheben.
Tatsächlich wird die Spule 4 nicht von der Trommel 2 abgehoben, wohl aber der Druck, mit dem sie auf ihr lastet, verringert; damit wird auch die Reibung verringert, mit der die Trommel 2 die Spule 4 antreibt und der an sich immer vorhandene kleine Schlupf zwischen Spule 4 und Trommel 2 wird grös ser, d. h. die Spule 4 dreht sich langsamer. Infolgedessen wird die Zugkraft 2 etwas kleiner, die Reibungskraft R dagegen etwas grösser als vorher, während F als konstant betrachtet werden kann. Da Z kleiner geworden ist, wird die Spule 4 nun lockerer gewickelt, also so, wie es der eingestellten Sollzunahme des Durchmessers entspricht.
Wenn umgekehrt Z in einem gewissen Zeitpunkt zu gering ist, so dass der Spulendurchmesser schneller zunimmt als er sollte, so wird der Druck zwischen Spule 4 und Trommel 2 grösser, der Schlupf kleiner, Z grösser und die Spule 4 wird wieder fester gewickelt.
Durch die der Umdrehungszahl der Spule 4 zwangsläufig proportionale Zunahme des Abstandes der ideellen Achse der Spule von der Oberfläche der Nutentrommel 2 wird somit eine automatische Kompensierung von Schwankungen der Wicklungsdichte bzw. Fadenspannung bewirkt, so dass der tatsächliche Wickelradius der Spule 4 dem genannten Abstande gleich wird, und somit dem Soll-Radius entspricht.
Bei den üblichen Wickelvorrichtungen für wilde Wicklung von Kreuzspulen hängt der Druck zwischen der Spule und der Nutentrommel lediglich vom allmählich zunehmenden Gewicht der Spule und dem Eigengewicht des Spulensupportes ab, so dass bei Spannungsschwankungen keine automatische Kompensierung eintritt und daher der Spulendurchmesser der Umdrehungszahl nicht genau proportional wird.
Selbstverständlich tritt die automatische Kompensierung nur innerhalb wewisser Grenzen ein, indem die Sollzunahme des Spulendurchmessers der Freiheit des Fadens 3 angepasst sein muss, und eine vernünftige Bremskraft (Fadenspannung) F eingestellt werden muss. Praktische Einstellungen können aber durch sehr einfache Vorversuche leicht gefunden werden, wobei es z. B. auf eine genaue Einstellung der Bremskraft F gar nicht ankommt.
Auf einer derartigen Wickelvorrichtung wurden z. B. zwei Probespulen gewickelt mit Garn Nr. 60, das einemal mit einer Bremskraft F von 11 g und das anderemal mit einer Bremskraft F von 16 g. Bei gleicher Einstellung des Hubmechanismus 48-50, also gleicher Übersetzung, wurde der Wickelvorgang in beiden Fällen nach 60'000 Spulenumdrehungen beerdet. Die beiden Probespulen wurden hierauf ge meinsam abgewickelt, indem man beide Fäden zusammenlaufen liess und auf einer dritten Spule aufwickelte. Als die eine Probespule leer war, befanden sich auf der anderen Probespule nur noch ganz wenige Fadenwindungen, die weniger als 0,25% der ganzen Fädenlänge ausmachten. Ein anknoten und Umspulen eines so geringen Garnrestes, z. B. in der Zwirnerei, lohnt sich nicht mehr.
Ein ähnlicher Versuc hbit ganz feinem Garn Nm 130/1, wobei jede der beiden Probespulen 200'000 Umdrehungen erhielt, zeigte wiederum, dass die Differenz der Fadenlängen auf beiden Spulen praktisch verschwindend klein war, nämlich ebenfalls in der Grössenordnung von nur 0,2%.
Es sei hervorgehoben, dass diese Resultate in keiner Weise von der oben gegebenen Theorie abhängen, die nur als ein plausibler Erklärungsversuch für diese Resultate zu betrachten ist.
Fig. 2a zeigt eine an sich ebenfalls wohlbekannte Antriebstrommel 2a, die anstelle der Nutentrommel 2 verwendet werden kann. Die Trommel 2a weist einen hohlen Mantel auf, der durch einen ringförmig in sich geschlossenen Schlitz 5a in zwei getrennte Teile unterteilt ist, die je für sich auf der Antriebsachse 6 befestigt sind. Der Faden 3 tritt an einer Stelle des Schlitzes 5a in die Trommel ein und tritt an einer anderen Stelle, unmittelbar vor dem Übergang auf die Spule 4, aus demselben aus.
Um eine wilde Wicklung zu erzielen, kann man aber auch eine Antriebstrommel ohne Fadenführungsnut oder -schlitz anwenden und dieser Antriebstrommel einen Fadenführer vorschalten, der den Faden entlang derselben und mit einer der Umdrehungszahl dieser Antriebstrommel proportionalen Hubzahl führt.
Es ist nicht unbedingt nötig, einen Schaltklinkenmechanismus 42-50 vorzusehen, indem man die Welle 30 des Kegelrades 29 auch über ein Zahnraduntersetzungsgetriebe mit der Welle 37 kinematisch verbinden kann. Der beschriebene Mechanismus gestatett aber auf einfache Weise bei geringem totem Gang eine grosse Untersetzung zu erzielen, wobei durch Versetzen eines Zapfens 48 (oder/und des Zapfens 50) das Übersetzungsverhältnis in weiten Grenzen verändert werden kann, wie dies für das Aufspulen von Garnen von sehr verschiedener Feinheit erforderlich ist. Mit Hilfe einer zweizackigen Klinke kann gewünschtenfalls auch eine Weiterschaltung des Zahnrades 42 um halbe Zahnteilungen erzielt werden, so dass man dieses Zahnrad dann um ·, 1, 11/2, 2, 2· usw. Zahnteilungen pro Kurbeldrehung weiterschalten kann.
Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, ist es auch nicht unbedingt nötig, die oben beschriebene automatische Kompensierung anzuwenden, d. h. den Abstand der Spulenachse von der Trocmel auf me chanisclzem Wege zwangsläufig proportional zur Umdrehungszahl zu vergrössem. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Wickelvorrichtung, bei der dies nicht der Fall ist.
Viele Teile der Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 sind Teilen der Vorrichtung nach Fig. 1 - 4 gleich; sie sind mit den gleichen Überweisungszeichen ver sehen und bedürfen keiner Erläuterung. Die Welle 30 des Kegelrades 29 ist durch eine kinematische Verbindung 59 mit einem einstellbaren Untersetzungsgetriebe 60 verbunden, dessen gestellfest gelagerte Ausgangswelle 61 als Gewindespindel ausgebildet ist.
Auf der Gewindespindel 61 sitzt eine Mutter 62, welche die Basis eines U-förmigen Supportes 63 bildet, dessen Schenkel 64 und 65 an zur Gewindespindel 61 parallelen, gestellfesten Führungen 66 und 67 geführt sind, die eine Drehung des Supportes 63 mit der Gewindenspindel 61 verhindern.
Der Schenkel 64 trägt an seinem oberen Ende eine Lampe 68, der eine auf dem oberen Ende des Schenkels 65 angeordnete Photozelle 69 gegenüberliegt.
Zwischen den Schenkeln 64 und 65 befindet sich das untere Ende eines Armes 70, der anstelle des Zahnsektors 34 mit dem Spulensupport 14-16 fest verbunden ist. Der Arm 7 weist einen Längsschlitz 71 auf, und wirkt als Blende zwischen der Lampe 68 und der Photozelle 69. Die Photozelle 69 liegt im Eingangskreis eines Verstärkers 72, dessen Ausgangskreis eine Magnetwicklung 73 speist. Die Magnetwicklung 73 gehört zu einer Fadenbremse 74, durch die der Faden 3 vor der Nutentrommel 2 hindurchgeführt ist.
Die Fadenbremse 74 weist einen Stab 75 aus magnetisch nicht leitendem Material, z. B. Messing, auf, der bei 76 am Gestell 1 befestigt ist. Auf dem Stab 75 ist eine erste Bremsscheibe 77 befestigt, während eine zweite Bremsscheibe 78 auf dem Stab 76 gleiten kann. Neben der Bremsscheibe 78 befindet sich ein ebenfalls auf dem Stab 75 gleitbarer Magnetkern 79, auf dem ein Ende einer Druckfeder 80 abgestützt ist, deren anderes Ende sich am Boden 81 eines Topfes 82 abstützt, in dem sich die Magnetwicklung 73 befindet. Der Boden 81 stützt sich seinerseits an einer Reguliermutter 83 ab, die auf dem mit Gewinde versehenen, freien Ende 84 des Stabes 75 sitzt, der somit alle anderen Teile der Fadenbremse
74 trägt.
In der in Fig. 6 dargestellten Lage befindet sich die linke Längskante 85 des Blendenschlitzes 71 über der Mitte der Photozelle 70, so dass die eine Hälfte derselben beleuchtet ist und die andere Hälfte nicht.
In dieser Lage lässt die Photozelle 70 im Eingangsstromkreis des Verstärkers einen gewissen Strom fliessen, dem ein entsprechend verstärkter Strom in der Magnetwicklung 73 entspricht. Während die
Druckfeder 80 bestrebt ist, den Magnetkern 79 auf die bewegliche Bremsscheibe 78 und damit letzteren gegen die feste Bremsscheibe 77 zu drücken, so dass eine starke Bremskraft auf den zwischen diesen
Bremsscheiben 77 und 78 befindlichen Faden 3 ausgeübt wird, zieht die Magnetwicklung 73 bei ihrer Erregung den Magnetkern 79 von der Bremsscheibe
78 weg. Je grösser der Ausgangsstrom des Verstärkers
72 wird, umso geringer wird daher die auf den Faden
3 wirkende Bremskraft F.
Die soeben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die Spannung der Feder 80 wird mittels der Reguliermutter 83 so eingestellt, dass die Bremskraft F, die erzeugt wird und die wiederum dem Spulenzug Z und dem Reibungszug R das Gleichgewicht halten muss, die bei der dargestellten Lage der Photozelle 69 in Bezug auf die Schlitzkante 85 die richtige Grösse hat. Die Bremskraft F hat dann die richtige Grösse, wenn der durch die Beziehung Z + R = F mit ihr verknüpfte Spulenzug Z eine so dichte Wicklung ergibt, dass der Durchmesser der Spule 4 proportional mit der Umdrehungszahl der Spule zunimmt, wobei der von der Garnnummer abhängige Proportionalitätsfaktor durch entsprechende Einstellung des Untersetzungsgetriebes 60 zu berücksichtigen ist.
Die Lage des Supportes 63, der die Lampe 68 und die Photozelle 69 trägt, hängt zwangsläufig ab, von der Umdrehungszahl der Welle 61, bzw. der Umdrehungszahl der Spule 4, entspricht also deren Solldurchmesser der Spule 4. Die Lage des Blendenarmes 70 hängt dagegen ab von dem Istdurchmesser der Spule 4, die wie bei üblichen Vorrichtungen frei auf der Nutentrommel 2 liegt, da jetzt der Spulensupport 14-16 frei schwenkbar ist. Mit zunehmendem Durchmesser der Spule 4 bewegen sich sowohl der Blendenarm 70 als der Support 63 in Fig. 5 nach rechts und durch den Pfeil 86 dargestellt ist. Solange dabei der Istdurchmesser gleich dem Solldurchmesser bleibt, verändert sich die Beleuchtung der Photozelle 69 nicht und somit auch nicht die Bremskraft F.
Bleibt aus irgend einem Grunde der Istdurchmesser hinter dem Solldurchmesser zurück, was bedeutet, dass die Spule zu fest gewickelt wird, Z also zu gross ist, so eilt der Support 63 dem Blendenarm 70 vor. Demzufolge wird nun ein grösserer Teil der Photozelle 69 von der Lampe 68 durch den Blendenschlitz 71 hindurch beleuchtet, so dass der Photozellenstrom und somit der Erregerstrom der Magnetwicklung 73 wächst. Durch das Wachsen des Erregerstromes wird die Bremskraft F verringert, was nun eine Verringerung von Z und von R zur Folge hat.
Z und R ändern sich also jetzt nicht gegenläufig wie im Falle von Fig. 1-4, sondern gleichläufig. Die Verringerung von Z hat zur Folge, dass die Spule 4 lockerer gewickelt wird, der Istdurchmesser also schneller zunimmt und sich dem Solldurchmesser angleicht.
Wenn die Spule 4 zeitweise zu locker gewickelt wird, spielt sich natürlich der entgegengesetzte Vorgang ab, in dem der dann voreilende Blandenarm 70 einen grösseren Teil der Photozelle 69 abdeckt, der Erregerstrom vergrössert und die Bremskraft F erhöht wird, was zu einer Erhöhung von Z und R und somit zu einem festeren Wickeln führt.
Dadurch dass der Blendenarm 70 eine Schwenkbewegung, der Support 63 dagegen eine geradlinige Bewegung ausführt, entsteht ein gewisser Fehler, der jedoch durch Wahl genügend langer Arme 14 und 15 des Schwenksupportes 14-16 und eines genügend langen Blendenarmes 70 beliebig klein gemacht werden kann; ferner ist es möglich, die Form des Schlitzes 71 so zu wählen, dass der erwähnte Fehler auskompensiert wird.
Die Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 ist wegen der photoelektrischen Abtasteinrichtung 68-71 und des Verstärkers 72 ziemlich aufwendig. In Fig. 7 ist eine diesen Nachteil vermeidende Detailvariante dargestellt. Gemäss Fig. 7 ist auf einen mittels der Gewindespindel 61 herstellbaren Support 63a der Widerstand 87 eines Potentiometers 88 montiert, dessen beweglicher Abgriffkontakt 89 durch das untere Ende eines Kontaktarmes 70 vorgesehen ist. Der Widerstand 87 befindet sich im Stromkreis einer Stromquelle 90, z. B einer Gleichstromquelle, und die Magnetwicklung 73 der im übrigen nicht dargestellten Fadenbremse 74 ist einerseits an einen Pol der Stromquelle 90 und anderseits an den Kontaktarm 70a angeschlossen.
Es ist ersichtlich, dass wenn der Support 63a dem Kontaktarm 70 in Richtung des Pfeiles 86 voreilt, das Potentiometer 88 der Magnetwicklung 73 eine grössere Spannung zuführt, so dass der Erregerstrom wächst und die Bremskraft F verringert wird, genau so wie früher erläutert worden ist.
Die Vorrichtung nach Fig. 1-4, bei welcher der Abstand der Achse der Kreuzspule 4 von der Nutentrommel 2 direkt auf mechanischem Wege proportional oder nahezu proportional zur Umdrehungszahl der Kreuzspule vergrössert wird, dürfte im allgemeinen wegen ihrer Einfachheit und Betriebssicherheit der Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 bzw. Fig. 5 und 6 mit Detailvariante nach Fig. 7, vorzuziehen sein, bei welcher diese Vergrösserung indirekt durch Beeinflussung der Fadenbremse 74 erzielt wird.
Die in den Fig. 8 - 10 dargestellte Wickelvorrichtung stimmt mit der Wickelvorrichtung nach Fig. 1 - 4 darin überein, dass der Abstand der Kreuzspulenachse zwangsweise proportional zur Umdrehungszahl der Kreuzspule vergrössert wird, wobei aber ein ganz anderer Bewegungsübertragungsmechanismus vorgesehen ist. Übereinstimmende Teile sind in Fig. 8 mit den gleichen Überweisungszeichen versehen wie in Fig. 4, so dass sich eine diesbezügliche Beschreibung erübrigt.
Anstelle des als Schnecke ausgebildeten Fortsatzes 24 des die Spulenhülse 9 tragenden Zapfens 11 (siehe Fig. 3), weist dieser Zapfen jetzt einen mit Gewinde versehenen Fortsatz 24a auf (siehe Fig. 8-10), auf dem eine sechskantige Spiegeltrommel 91 aufgeschraubt und mittels einer Gegenmutter 92 gesichert ist. Die Trommel 91 weist sechs Längsnuten 93 auf, in denen kleine Spiegel 94 verschiebbar sind. In den Fig. 9 und 10 ist angenommen, dass drei Spiegel 94 si gleichen Mechanismus vorsehen, der gemäss Fig. 1 - 4 zwischen der Welle 30 und der Welle 37 vorhanden ist. Man kann gegebenenfalls zwischen der Spule 4 und der Spiegeltrommel 91 ein Reduktionsgetriebe vorsehen, um bei langsamen Impulszähler 105 die Divisionsvorrichtung 103 zu erübrigen, was aber wieder eine gewisse Reibungsrückwirkung auf die Spule bedingt.
Statt eine Trommel 91 mit verschiebbaren Spiegeln vorzusehen, kann man auch einen Satz von auswechselbaren Vielkanttrommeln verschiedener Kantenzahl vorsehen, deren Oberflächen selbst reflektierend sind. Man kann die Divisionsvorrichtung 103 auch so ausbilden, dass ihr Übersetzungsverhältnis veränderbar ist. Das photoelektrische Gerät 95 kann auch gestellfest angeordnet werden, statt auf dem Spulensupport 14-16, wenn man dafür sorgt, dass der Strahl 101 während der ganzen Schwenkbewegung des Spulensupportes 14-16 immer auf die Spiegeltrommel 91 fällt. Anstelle einer Spiegeltrommel kann man auch eine Blende vorsehen, die einen von der Lampe kommenden, parallel zur Spulenachse auf die Photozelle gerichteten Strahl bei jeder Umdrehung n-mal unterbricht, wobei n eine ganze Zahl bedeutet.
Bei den dargestellten Vorrichtungen muss man in Ermangelung weiterer Massnahmen den Wickelvor bang von Hand unterbrechen, wenn die vorgesehene Umdrehungszahl am Zähler 31 abgelesen wird. Dies ist natürlich nur bei Wickelvorrichtungen möglich, die zu Versuchszwecken verwendet werden. Im praktisehen Betrieb muss man den Wickelvorgang automatisch unterbrechen, z. B. den Faden 3 abschneiden oder die Welle 6 der Nutentrommel 2 von dem sie entreibenden Motor abkuppeln, wenn eine am Umdrehungszähler voreingestellte Umdrehungszahl erreich ist, was mit bekannten Mitteln ohne weiteres durchgeführt werden kann.
Es sei noch bemerkt, dass man die Wickelvorrichtung auch zum Wickeln von konischen Kreuzspulen bauen kann, wobei die Achse der Spule 4 also zur Achse der Nutentrommel 2 geneigt ist. In diesem Falle soll der Mittelwert des Abstandes der Kreuzspulenachse von der Oberfläche der Nutentrommel kurz als dieser Abstand selbst bezeichnet werden.
Obwohl bei den beschriebenen Beispielen der bewegliche Support 14 - 16 der Spule 4 in Spule 4 in üblicher und zweckmässiger Weise ein Schwenksupport ist, ist dies nicht unbedingt erforderlich indem der Spulensupport auch parallel zu sich selbst geführt sein könnte. Es ist ferner klar, dass wenn der Spulensupport 14-16, auf indirektem Wege einem proportional zur Umdrehungszahl der Spule 4 verstellten Gliede 63 oder 63a nachgeführt wird (Fig. 5 und 6, bzw. 7) sehr zahlreiche Möglichkeiten bestehen, um den Istwert des Spulendurchmessers festzustellen und die Fadenbremse zu beeinflussen, wobei man z. B. auch einen auf der Spule liegenden mechanischen Taster verwenden kann, der bei Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert des Durchmessers Kontakte öffnet oder schliesst.
Zum Schluss sei noch kurz erläutert, wie man das Verfahren zum Wickeln von Kreuzspulen mit Präzisionswicklung durchführen kann, wobei die hierzu benützte Vorrichtung natürlich keine Antriebstrommel 2 aufweist. Man kann dann mittels eines auf der Spule 4 aufliegenden Tasthebels deren Ist Durchmesser abtasten und an diesem Tasthebel einen nach unten ragenden Blendenarm anbringen, der wie der Blendenarm 70 von Fig. 5 mit dem Support 63 zusammenarbeitet, der die Lampe 68 und die Photozelle 69 trägt. Der Photozellenstrom beeinflusst wieder die Fadenbremse 74, von welcher der Faden über einen bei Präzisionswicklungsvorrichtungen üblichen Fadenführer zur Spule 4 gelangt, welche nun nicht auf einem beweglichen Support, sondern ortsfest gelagert ist.
Die Form des Blendenschlitzes 71 wird nun so gewählt, wie es der gewünschten, beim Wicklungsvorgang genau einzuhaltenden Beziehung zwischen der Umdrehungszahl und dem Durchmesser der Spule entspricht, wobei natürlich auf Grund von Vorversuchen eine mit der Garnnummer und dem Spulenhülsendurchmesser kompatible Beziehung gewählt werden muss.