Stationäre Haspelvorrichtung
Vorliegende Erfindung betrifft eine stationäre Haspelvorrichtung, die zur Aufnahme eines Fadenstranges dient.
Es ist bereits bekannt, beim Umspulen eines Garnes von der Strangform in die Spulenform einen rotierenden Haspel zu verwenden. Der bekannte rotierende Haspel weist im allgemeinen die Form eines Drahrahmens auf, der dazu dient, einen Strang in aufgespanntem Zustand zu halten. Der Haspel ist dabei frei drehbar auf einer Welle angeordnet und der Strang wird abgewickelt, indem man auf den Faden eine Zugkraft einwirken lässt, wodurch der Haspel in Drehung versetzt und der Faden abgewickelt wird. Im allgemeinen werden Stränge mit einem Gewicht von ungefähr 170 g verarbeitet und folglich ist zum Antrieb eines beladenen, einen Drahtrahmen aufweisenden Haspels keine grosse Zugkraft erforderlich. Die Qualität und Gleichmässigkeit eines Garnes kann leicht durch die Stärke der während der verschiedenen Herstellungs- und Bearbeitungsphasen angelegten Zugkraft beeinflusst werden.
Will man das Stranggewicht wesentlich erhöhen, so müsste auch die zum Antreiben des drehbaren Haspels erforderliche Zugkraft vergrössert werden, dies würde jedoch einen schädlichen Einfluss auf die Qualität des Garnes ausüben und es überdies zum Brechen veranlassen.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, obige Nachteile zu beseitigen und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe ein Faden ohne Anwendung einer hohen, einen schädlichen Einfluss auf die Qualität des Fadens ausübenden Zugkraft von einem Strang abgewickelt werden kann, wobei der Strang selbst nicht gedreht werden muss. Weiter sollen mit dieser Vorrichtung auch wesentlich schwerere Stränge verarbeitet werden können, als dies bisher der Fall war.
Die erfindungsgemässe stationäre Haspelvorrichtung zur Aufnahme eines Fadenstranges ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Rahmen aufweist, an dem stationäre Mittel nach Art eines Dornes angeordnet sind, die zum Halten des Stranges in Röhrenform zwischen ihren Enden dienen, und dass sie weiter einen radialen Abstand zum Strang aufweisende Mittel zum kreisförmigen Führen des Fadens bei dessen Abwickeln enthält, derart, dass der Faden beim Abwickeln stets einen Winkel mit der Strangoberfläche bildet.
Zweckmässig weisen die Haltemittel, vorzugsweise horizontale Haltearme auf, die in praktischen gleichen Kreisbogenabständen voneinander und parallel zueinander angeordnet sind, wobei sie derart ausgestattet sind, dass die gegenseitigen Kreisbogenabstände vergrössert oder verkleinert werden können. Ein Strang ist dann in der Abwickelstellung angeordnet, wenn die Haltearme expandiert sind.
Die Führungsmittel können einen Drahtführungsring aufweisen, der vorzugsweise frei drehbar angeordnet ist und einen Faden beim Abwickeln vom Strang führen kann. Zweckmässig ist der Führungsring mindestens angenähert in der Mitte zwischen den Enden der Hal- tearme und mit radialem Abstand vom expandierten Strang angeordnet, so dass der Faden beim Abwickeln über die Führungsmittel gleitet.
Eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen stationären Haspelvorrichtung wird anhand derZeichnung (Fig. 10 und 11) und imZusammenhang mit dem Strangfärbeverfahren nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Stranghaspel in bildlicher Darstellung und teilweise geschnitten,
Fig. 2 eine Teilansicht des klappbaren Haspels nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Führungsrolle mit eingelegtem Faden in Teilansicht,
Fig. 4 die Führungsrolle nach Fig. 3 beim Wechsel der Führungsrichtung des Fadens,
Fig. 5 die Führungsrolle nach Fig. 3 beim Führen des Fadens in der von Fig. 3 entgegengesetzten Richtung,
Fig. 6 die Führungsrolle mit Führungsnuten der Vorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 7 die Führungsrolle der Vorrichtung nach Fig. 1 in Teilansicht,
Fig. 8 einen herkömmmlichen Strangeinfärbekessel in Endansicht,
Fig.
9 die Zirkulation der Farbe in einem Färbekessel, und zwar in Seitenansicht des Kessels,
Fig. 10 einen stationären Haspel in bildlicher Darstellung von vorn,
Fig. 11 den Haspel nach Fig. 10 in Endansicht,
Fig. 12 eine Spulvorrichtung in bildlicher Darstellung und
Fig. 13 den Verlauf eines Fadens in einer Spulvorrichtung nach Fig. 11, und zwar in schematischer Darstellung.
In Fig. 1 ist ein Stranghaspel wiedergegeben, der generell mit 10 bezeichnet ist, und auf dem ein Faden zu einem Strang gewickelt wird. Der Stranghaspel 10 weist eine angetriebene Führungsrolle 12 und einen angetriebenen zusammenklappbaren Haspel 14 auf, auf den das Garn in Form eines Stranges aufgewickelt wird. Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Stranghaspel 10 dazu benutzt, nur einen einzigen Strang zu wickeln, wodurch sich der vorliegende Haspel entscheidend von den bekannten Haspeln unterscheidet, bei denen gleichzeitig mehrere Fäden auf einen grossen zusammenlegbaren Haspel aufgespult werden, um dadurch eine Anzahl unabhängiger Stränge herzustellen.
Ein Gehäuse 20 dient zur Aufnahme eines drehzahlveränderlichen Elektromotors 16 und einer drehbaren Welle 18 für einen zusammenklappbaren Haspel. Die Welle 18 ist in Lagern 22 und 24 gelagert und ragt horizontal aus dem Gehäuse heraus. Der Elektromotor 16 treibt über Keilriemenscheiben 26 und 28 und mittels eines Keilriemens 30 die Welle 18. Die Riemenscheibe 28 ist mit der Welle 18 verkeilt. Eine weitere Riemenscheibe 32, die einen grösseren Durchmesser aufweist als die Riemenscheibe 28, ist ebenfalls auf der Welle 18 verkeilt, dreht sich mit dieser und dient zum Antrieb einer weiteren Riemenscheibe 34, und zwar mittels eines Riemens 36. Die Riemenscheibe 34 ist nun ihrerseits fest mit der Welle 38 der Führungsrolle 12 verbunden.
Somit treibt der Elektromotor 16 den zusammenklappbaren Haspel 14 und die Führungsrolle 12. Die efor- derliche oder gewünschte Relativgeschwindigkeit der Führungsrolle 12 und des zusammenklappbaren Haspels 14 kann durch geeignete Wahl benachbarter Riemenscheiben ausgewählt werden.
Eine dritte Riemenscheibe 40 ist fest mit der Welle 18 verbunden und dreht sich mit dieser. Die Riemenscheibe 40 treibt eine Riemenscheibe 42 für einen Umdrehungszähler. Beide Riemenscheiben 40 und 42 sind ebenfalls mittels eines Riemens 44 untereinander gekoppelt. Der Umdrehungszähler zeigt mit Hilfe eines Anzeigers 48 die Anzahl der Umdrehungen des zusammenklappbaren Haspels am Steuerpult 46 an.
Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, weist der Haspel 14 eine Anzahl von Leisten 50 auf, die mittels Drehzapfen 52 drehbar an radial wegstehenden Armen 54 eines Speichenrades 56 befestigt sind. Letzteres ist mit der Welle 18 fest verbunden und dient zum Antrieb der Leisten 50. Am anderen Ende sind die Leisten 50 ebenfalls mittels Drehzapfen 60 und 62 drehbar mit einem zweiten Speichenrad 58, und zwar unter Zwischenschaltung von Kopplungsgliedern 64, verbunden.
Das Speichenrad 58 entspricht im wesentlichen dem Speichenrad 56, jedoch sind im ersteren die radial vorstehenden Arme kürzer.
Wie man insbesondere der Fig. 2 entnehmen kann, ist die rotierende Welle 18 hohl ausgebildet und weist eine sich in Längsrichtung erstreckende Nut 66 auf, die zur Aufnahme eines im Speichenrad 58 angeordneten Keiles 68 dient, derart, dass das Speichenrad 58 sich mit der Welle dreht und in Längsrichtung auf der Welle 18 verschoben werden kann. Damit kann das Speichenrad 58 von der in Fig. 1 gezeigten Lage in axialer Richtung nach innen in die in Fig. 2 dargestellte Stellung verschoben werden, wobei dann die über die Kupplungsglieder 64 mit dem Speichenrad 58 verbundenen Leisten gegen die Welle 18 geklappt werden. Das andere Ende der Leisten schwenkt über die Drehzapfen 52 derart, dass der Haspel sich gegen sein freies Ende zu verjüngt und damit ein Abnehmen eines Stranges erleichtert.
Das Zusammenklappen und Aufrichten des Haspels wird durch eine doppelt wirkende Pneumatikeinheit 70 bewirkt, wobei letztere mittels einer Befestigungslasehe 72 fest mit der Welle 18 verbunden ist. Wie aus Fig. 2 weiter hervorgeht, weist die Welle 18 eine axiale Bohrung 74 auf, durch die Luftdruckleitungen 76 und 78 geführt und durch Öffnungen 78, 79, 80 heraus und zur Pneumatikeinheit 70 geleitet sind. Die Luftdruckleitungen 76 und 78 verlaufen durch die zentrale Bohrung bis zum Lager 24, wo sie mit stationären Luftleitungen 76A und 78A in Verbindung stehen. Die Luftleitungen 76 und 78 drehen sich zusammen mit der Welle und sind auf bekannte Weise mit den stationären Luftleitungen 76A und 78A verbunden, wie beispielsweise durch Durchlasskanäle (nicht dargestellt), die im Lager Gehäuse 24 angeordnet sind.
Die doppeitwirkende Pneumatikeinheit 70 ist mittels einer Kolbenstange 84 und eines Sicherungsgelementes 86 mit einem Arm 57 des Speichenrades 58 verbunden. Daraus ist ersichtlich, dass beim Anlegen eines Druckes über die Luftleitung 76 an die Pneumatikeinheit 70 das Speichenrad 58 nach innen gegen die Pneumatikeinheit bewegt wird, bzw. dass beim Anlegen eines Druckes über die Leitung 78 das Speichenrad 58 nach aussen, von der Pneumatikeinheit 70 weggedrückt wird. Das Zusammenklappen bzw. Aufstellen des zusammenklappbaren Haspels 14 wird durch Mittel zum Aktivieren der Pneumatikeinheit bewirkt.
Aus Fig. 1 kann man weiter ersehnen, dass die Führungsrolle 12 von einer Führungsrollenwelle 38 getragen wird, welche, wie bereits oben erwähnt, von einer Riemenscheibe 34 getrieben wird. Die Führungsrollenwelle 38 wird an ihrem inneren Ende von einem Lager 90 getragen, wobei das Lager 90 fest am Gehäuse angeordnet ist. Das äussere Ende der Führ mgsrollenwelle 38 wird von einer aufrecht stehenden Stützsäule 92 gehalten und bewegt sich relativ zu dieser. Dabei ist die Stützsäule 92 vorzugsweise so angeordnet, dass die Drehachse der Führungsrollenwelle 38 im wesentlichen parallel zur Drehachse der Welle 18 der Haspel 40 ist.
Ein wesentliches Merkmal der Vorrichtung ist die Verwendung einer sich ständig drehenden Führungsrolle in Verbindung mit einem zusammenklappbaren Haspel.
Die drehbare Führungsrolle ersetzt die herkömmlichen hin- und hergehenden Führungsmittel und beseitigt damit die Schwierigkeit, die durch das Aufbauen des Fadens an den Rändern eines Stranges beim normalen Strangwickeln vorhanden war. Beim Färbeprozess ist es ausserordentlich wichtig, dass ein Strang überall einheitliche Dicke aufweist, um eine gleichmässige Einfärbung des Garnes sicherzustellen.
Bei den bekannten Strangwickelmaschinen ist die seitliche Bewegung des Fadens nicht konstant. Im allgemeinen ist die Längsführungsgeschwindigkeit im mittle ren Bereich grösser als gegen die Endbereiche eines Stranges zu. Da aber die Geschwindigkeit des zusammenklappbaren Haspels konstant ist, folgt, dass die Menge des aufgewickelten Garnes an jeder Stelle eines Stranges von der Geschwindigkeit des Fadens längs des Haspels abhängt. Folglich wird bei den bekannten Vorrichtungen gegen die Randbereiche zu eine grössere Menge an Garn aufgewickelt, als dies gemäss der reduzierten Längsgeschwindigkeit des Fadens sein dürfte.
Diese seitlichen Aufbauten verursachen schliesslich die ungleichmässige Einfärbung des Garnes beim Färben.
Das Problem, gleichmässig aufgewickelte Stränge zu erhalten, wurde dadurch gelöst, dass man eine Führungsrolle der nachfolgend noch genauer beschriebenen Art verwendet. Durch diese wird sichergestellt, dass der Faden über die ganze Breite des Stranges mit einer im wesentlichen gleichmässigen Geschwindigkeit bewegt wird.
Aus den Figuren kann man ersehen, dass die Führungsrolle 12 mit wendelförmigen Nuten 100 und 102 versehen ist, die sich im wesentlichen über die ganze Breite der Führungsrolle erstrecken und an Kreuzungspunkten 104 und 106 ineinander übergehen. Die Nut 100 ist so ausgebildet, dass der Faden 110 die Führungsrolle von dem Kreuzungspunkt 104 nach dem Kreuzungspunkt 106 seitlich durchläuft, und die Nut 102 dient zum seitlichen Führen des Fadens 110 entlang der Führungsrolle vom Kreuzungspunkt 106 zum Kreuzungspunkt 104.
In den Fig. 3, 4 und 5 ist die Umkehr der Bewegungsrichtung des Fadens dargestellt, und zwar anhand der Drehung der Führungsrolle. Fig. 3 zeigt die Phase, in der der Faden 110 in der Nut 102 gegen den Kreuzungspunkt 104 wandert. Sobald sich die Führungsrolle in die in Fig. 4 gezeigte Stellung weiter dreht, wandert der Faden entlang der Nut 102 zu dem Kreuzungspunkt 104 und worauf die Richtung der seitlichen Wanderung umkehrt, und der Faden wandert nunmehr in der Nut 100 weiter. In der in Fig. 4 gezeigten Situation wird ein Teil des durch die Führungsrolle geführten Fadens in der Nut 100 und von dieser nach links bewegt, während der andere von der Führungsrolle geführte Teil in der Nut 102 liegt und von dieser nach rechts bewegt wird. In der in Fig. 5 gezeigten Stellung ist der Faden in der Nut 100 und wird nach links bewegt.
Im Bereich der Kreuzungspunkte 104 und 106 nimmt die Tiefe beider Nuten ab, um ein Überwechseln von einer Nut in die andere zu erleichtern. Es dürfte wohl einleuchtend sein, dass die Fadengeschwindigkeit längs der Führungsrolle direkt von der Steigung der Nuten abhängt. Ein wichtiger Zweck der vorliegenden Vorrichtung ist es, einen Strang von überall gleichmässiger Tiefe zu erhalten. Man hat nun gefunden, dass sich die besten Ergebnisse dann erzielen lassen, wenn man die Steigung der Nuten beim letzten Gang etwas ansteigen lässt. Durch diese Massnahme kann man ein Anwachsen der Tiefe des Stranges verhindern, die sonst durch ein Übereinanderlegen der Fäden, die zur Verwirklichung der Umkehr der Längsbewegung bestimmt sind, erfolgt.
Beim Führen des Fadens über die Länge der Führungsrolle versucht der Faden, seine Wanderrichtung bei jeder Unterbrechungsstelle zu ändern. Diese Schwierigkeit wird dadurch beseitigt, dass man eine Nut im Bereich der Schnittpunkte tiefer macht als die andere. Sofern der Faden in einer tieferen Nut wandert, besteht keine Gefahr, dass der Faden in die flachere Nut überwechselt und seine seitliche Wanderrichtung umkehrt.
Man hat jedoch festgestellt, dass es grössere Schwierigkeiten mit sich bringt, den Faden aus dem mittleren Bereich der Führungsrolle zu den Kreuzungspunkten zu zu bewegen, so dass man den Teil jeder Nut, der den Faden vom mittleren Bereich zu den beiden Enden dirigieren soll, tiefer eingeschnitten hat und umgekehrt jene Teile der Nuten, die das Garn oder den Faden nach innen gegen den zentralen Teil führen sollen, weniger tief im Bereich der Unterbrechungsstellen eingeschnitten hat. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, ist in der Führungsrolle eine Einkerbung 107 vorgesehen, um den einen Teil des Fadens in die Nut 100 zu führen, die dazu dient, das Garn gegen den zentralen Teil der Führungsrolle zu bewegen.
Fig. 6 zeigt deutlich die Anordnung der Einkerbungen 107 und ihrer gegenseitigen Anordnung bezüglich der seitlichen Führung des Fadens. Die Nut 100 ist dazu bestimmt, den Faden vom linken zum rechten Ende der Rolle zu führen (siehe Fig. 6). Im ersten Abschnitt dieser Nut, in dem der Faden vom Ende bis zum mittleren Teil der Rolle geführt wird, sind Einkerbungen 107 angeordnet, während im restlichen Teil der Nut, welcher das Garn gegen das Ende der Rolle bewegen soll, diese tief in die Rolle eingeschnitten ist und keine Kerben aufweist. Die Nut 102 ist analog der Nut 100 ausgebildet.
Im Betrieb ist die Führungsrolle in einem Minimalabstand ca. 90 cm vom ungewickelten Garnkörper entfernt und die Tiefe der Nuten beträgt vorzugsweise bis zu 32 mm, wobei ihre Tiefe an den Kreuzungsstellen ungefährt 10 mm beträgt.
Im Hinblick auf die oben beschriebene Tatsache, dass der Stranghaspel einen Strang bildet, der keine aufgebauten Eckbereiche aufweist, die eine ungleichmässige Einfärbung verursachen würden, ist es möglich, das Gewicht des zu einem einzelnen Strang gewundenen Garnes zu erhöhen. Bisher war es mit beträchtlichen Schwierigkeiten verbunden, eine gleichmässige Einfärbung zu erhalten, wenn man mit einem Übergewicht des Stranges von 170 g (6 Unzen) arbeiten wollte. Mit vorliegender Vorrichtung hergestellt, können dagegen Stränge von 2200 bis 2800 g ohne weiteres in her kömmlichen Färbebottichen behandelt werden, wobei das Gewicht der Stränge nur durch die bestehenden Einrichtungen zum Bewegen der Stränge begrenzt ist, da diese nicht für grössere als die bisher üblichen Gewichte angelegt sind.
Mit vorliegender Vorrichtung lassen sich nachweislich Stränge bis zu 5500 g wickeln und erfolgreich mit geringeren Abweichungen in bestehenden Färbebottichen färben.
Die Stärke der mit vorliegender Haspelvorrichtung hergestellten Stränge entspricht im wesentlichen der Stärke der normalen, in bisher üblichen Vorrichtungen hergestellten Stränge. Die Stärke der üblichen Stränge beträgt auf dem Haspel ungefähr 50 mm. Dies ist ein Wert, der durch den Färbevorgang bestimmt worden ist und jede Verbesserung des Färbeverfahrens würde eine Erhöhung der Strangstärke bedeuten.
Die Breite eines mit vorliegender Vorrichtung hergestellten Stranges ist vorzugsweise 250 bis 700 und manchmal sogar 2000mm. Bekannte Stränge werden nur in einer Breite von 100 bis 175 mm gewickelt.
Aus der Tatsache, dass mit vorliegender Wickelvorrichtung grössere Stränge gewickelt werden können, ergibt sich eine ganze Anzahl von Vorteilen. Einer der Hauptvorteile liegt darin, dass die Produktivität auf das 4,5- bis 5-fache gesteigert werden kann, wobei gleichzeitig die Gestehungskosten sinken.
Die Tatsache, dass die Stränge zu grösseren Garn körpern gewickelt werden können, bedeutet, dass weniger Anhalte während des Behandlungsverfahrens sowohl in seinem aufwickelnden Teil als auch in seinem abwikkelnden Teil durchgeführt werden müssen, was ein Anwachsen des Durchsatzes und eine Abnahme des durch Knoten bedingten Abfalles bedeutet. Die Verwendung grösserer Stränge vermindert überdies die Probleme der Lagerung, die im Verlauf der Bearbeitung auftreten, und vereinfacht die Programmierung der Bearbeitung. Über- dies sind die oben beschriebene Stranghaspelvorrichtung und die nachfolgend beschriebene Garnkörper-Wickelmaschine wesentlich einfacher zu bedienen als die gegenwärtig in Gebrauch befindlichen, was zur Folge hat, dass ungelerntere Arbeitskräfte zu ihrer Bedienung verwendet werden können.
Dies führt weiter dazu, dass die Ausbildungszeiten verkürzt werden können. Ausserdem werden dadurch Anhalte der Vorrichtungen ausgeschaltet, die darauf zurückzuführen sind, dass dem Bedienungspersonal ein Fehler beim Koordinieren der verschiedenen Handhabungen, die für die bestehenden Vorrichtungen notwendig sind, unterlaufen ist.
Zurückkommend auf den Färbevorgang sei betont, dass die grösseren, mittels der vorliegenden Vorrichtung hergestellten Stränge leicht in den bekannten Färbebottichen behandelt werden können, wobei die Form der Bottiche allerdings nicht zur vorliegenden Erfindung gehört.
In den Fig. 8 und 9 ist der Färbebottich generell mit 150 und das Aufhängegestell für den Strang generell mit 152 bezeichnet. Der Färbebottich 150 ist im wesentlichen eine rechteckige, oben offene Kammer, die zur Aufnahme der Aufhängevorrichtung 152 dient derart, dass eine obere Überdeckung 154 der Aufhängevorrichtung die Öffnung des Färbebottiches abzudecken vermag, sobald die Aufhängevorrichtung verfahrensgemäss in letzterem angeordnet ist. Die Aufhängevorrichtung 152 ist mittels einer Stange 158 an einem Hydraulikzylinder 156 angeordnet und wird durch diesen in den Färbebottich eingetaucht und wieder gehoben. Sobald die Aufhängevorrichtung 152 mit Strängen beladen ist, wird sie in den Bottich 150 abgesenkt und die Farbe zirkuliert in bekannter Weise zuerst in der einen und dann in der anderen Richtung durch den Bottich.
Nach dem Färben wird das Garn getrocknet und zu Garnkörpern neu gewickelt, wie dies beim herkömmlichen Färbeprozess auch der Fall ist.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Vorrichtung, die den rotierenden Haspel der bisherigen Vorrichtungen ersetzt. Für die vorliegende Beschreibung sei diese Vorrichtung nachfolgend als stationärer Haspel benannt und generell mit 160 bezeichnet. Der stationäre Haspel 160 weist eine rückwärtige Platte 162 auf, die an aufrechtstehenden Säulen 162 mit Spreizen 166 und tragenden Basisteilen 168 befestigt ist. Sechs Strang-Tragarme 170 ragen horizontal von der rückwärtigen Platte 162 weg und werden an ihrem rückwärtigen Ende von einer Schwinge 172 getragen. Die Tragarme bilden eine Art Dorn, der zum Halten des Stranges in Abwickelstellung dient. Die Schwingen 172 sind ihrerseits fest mit Enden drehbarer Wellen 174 verbunden, die durch die Rückwand 162 ragen und relativ zu letzterer beweglich sind.
Die anderen Enden der Wellen 174 tragen fest mit diesen verbundene Planetenräder 176, die ihrerseits mit einem grossen Sonnenrad 178 (siehe Fig. 11) kämmen.
Die Planetenräder 176 sind in gleichen Abständen voneinander um das Sonnenrad 178 angeordnet. Das Sonnenrad ist drehbar auf einer zentralen Welle 180 befestigt, die selbst wiederum von der rückwärtigen Platte 162 gehalten wird. Mit demSonnenrad 178ist einHebelarm 182 starr verbunden und dreht sich mit letzterem um die Welle 180. Das freieEnde derHebelarme 182 ist mittels eines Drehzapfens 186 drehbar mit dem freien Ende einer Kolbenstange 184 verbunden. Die Kolbenstange 184 ragt aus einer doppelt wirkenden Pneumatikeinheit 190 heraus, welche an ihrem der Kolbenstange gegen überliegenden Ende mittels eines Drehzapfens 186 drehbar in einer Gabel 194 am Rahmen 164 der Tragkonstruktion befestigt ist.
Die doppelt wirkende Pneu matikeinheit 190 liefert eine hin- und hergehende Bewegung, welche mittels der Kolbenstange 184 und des Hebelarmes 182 in eine Drehbewegung des Sonnenrades 178 umgewandelt wird. Dadurch werden auch die Planetenräder 176 in Drehung versetzt, die nun ihrerseits die Drehbewegung auf die Schwingungen 172 übertragen.
In Fig. 10 sind die tragenden Arme 170 in ihrer zusammengeklappten Stellung dargestellt, so dass sie eng zueinander gruppiert und zur Aufnahme eines Stranges, wie dies in gestrichelten Linien 200 angedeutet ist, bereit sind. Durch Aktivieren des Pneumatikzylinders 190 werden die Planetenräder, wie bereits beschrieben, bewegt, um die Schwingen 172 zu schwenken, und dadurch die den Strang tragenden Arme 170 nach aussen bis zur Berührung mit dem Strang zu bewegen, wie dies ebenfalls in gestrichelten Linien in Fig. 11 angedeutet ist. Ein Fusspedal 196 ist leicht zugänglich angeordnet und dient zum Aktivieren des Pneumatikzylinders, um dadurch die Haltearme aus- oder einzuschwenken. Durch die Möglichkeit, die Stranghaltearme nach innen zu schwenken, wird die Handhabung eines Stranges wesentlich vereinfacht.
Durch die Pneumatikeinheit, die eine Kraft zum Aufspannen der Halte arme und damit auch zum Aufspannen des Stranges erzeugt, wird sichergestellt, dass immer eine im wesentlichen horizontale Aufspannkraft auf den Strang einwirkt.
Jeder der Stranghaltearme 170 ist von Ende zu Ende mit einer erhabenen Wendel 175 versehen, die fest mit den Haltearmen 170 verbunden ist und ein seitliches Verschieben des Stranges während des nachfolgend beschriebenen Abwickelvorganges verhindern soll.
Ein zentraler Ausleger 210 ist an seinem inneren Ende fest an der Rückwand 162 und bezüglich der Längsachsen der Stranghaltearme 170 zentral angeordnet. Der Ausleger 210 dient zum Befestigen eines frei drehbaren Führungsrades 220 an seinem äusseren Ende.
Das Rad 220 weist eine Nabe 222 mit einem Zapfen auf, mittels welchem es in eine Bohrung am freien Ende des Auslegers 210 eingreift, sowie einen Drahtrahmen.
Letzterer besteht aus radial von der Nabe 222 nach aus sen ragenden Armen 224, die einen äusseren Führungsring 226 tragen und die dann horizontal gegen die Rückwand 162 zu umgebogen sind und einen inneren Führungsring 228 an ihrem freien inneren Ende tragen. Der Durchmesser des äusseren Führungsringes 226 ist etwas kleiner als der Durchmesser des inneren Führungsringes 228, wobei jedoch beide Durchmesser grösser sind als der Aussendurchmesser eines auf den Haltearmen 170 im expandierten Zustand angeordneten Stranges. (Siehe Fig. 11). Ein wesentliches Merkmal des stationären
Haspels liegt in der Tatsache, dass der innere Ring 228 so angeordnet ist, dass er im wesentlichen den gleichen Abstand vom inneren und vom äusseren Ende der Haltearme 170 aufweist. Dadurch wird die maximale Neigung des Fadens relativ zum Strang beim Abwickeln bestimmt.
Zum Gebrauch wird das sich frei drehende Führungsrad 220 vom Ende des Auslegers 210 abgenommen und die Haltearme 170 in die in Fig. 10 gezeigte Stellung zusammengeklappt. Ein Strang, der durch gestrichelte Linien 200 angedeutet ist, wird lose über die Haltearme 170 gehängt. Das Führungsrad 220 wird an den Ausleger 210, wie oben beschrieben, angesetzt und der gestrichelt dargestellte Faden 201 über den inneren Ring 228 und den äusseren Ring 226 wie in Fig. 10 gezeigt geführt. Die Haltearme 170 werden dann in die in Fig. 11 gezeigte Stellung ausgeschwenkt, indem man das Fusspedal 196 betätigt. Der Faden 201 wird anschliessend zu einer nachfolgend beschriebenen Spulmaschine geführt, die den Faden 201 in einer im wesentlichen zur horizontalen Achse des Stranges parallelen Richtung abzieht und dadurch von dem Strang abwickelt.
Da der Strang stationär ist, wird das Abwickeln durch den am Faden wirksamen Zug bewirkt, der durch die Wickelmaschine verursacht wird. Dabei wird der Faden zum Wandern um das frei drehbare Führungsrad 220, und zwar in der Richtung des Pfeiles 203 (siehe Fig. 10), veranlasst. Es ist klar, dass die Abwickelrichtung von der Lage, in der der Strang auf dem Haspel angeordnet ist, abhängt. Da das Führungsrad 220 frei drehbar ist, verursacht die Reibung des Fadens beim Überstreichen des inneren und des äusseren Ringes 228 und 226 eine Rotation des Führungsrades, wodurch das Abheben des abzuwickelnden Fadens von dem stationären Strang begünstigt wird.
Die Tatsache, dass der innere Ring 228 in gleichem Abstand von dem äusseren und dem inneren Rand des Stranges 200 entfernt ist, bewirkt, dass der minimale Winkel beim Abwickeln des Fadens bezüglich des stationären Stranges grösser ist, als dies der Fall wäre, wenn man nur den äusseren Ring 226 benutzen würde. Dadurch wird die Tendenz des Fadens, sich beim Abwickeln vom Strang abzuheben, verstärkt und ein seitliches Bewegen des Fadens entlang des Stranges verhindert. Man kann natürlich die Vorrichtung auch ohne Führungsrad 220 benutzen; dann kann der Faden durch Anwendung einer im wesentlichen zur Achse des Stranges parallelen Zugkraft abgezogen werden.
Doch würde eine solche Verwendung bedeuten, dass der Faden beim Abwickeln vom inneren Ende des Stranges, das der Rückwand 162 zugewandt ist, über die Oberfläche eines grossen Teiles des Stranges geführt werden muss und diesen berührt, was einerseits zu einem beträchtlichen Anstieg der erforderlichen Zugkraft führt und andererseits die Neigung zum Verwickeln während des Abwikkelns erhöht. Man kann das Abwickeln auch dadurch durchführen, dass man das Führungsrad 220 starr am Ausleger 210 befestigt, so dass es sich nicht drehen kann, doch hat man festgestellt, dass man mit einem frei drehbaren Führungsrad bessere Ergebnisse erzielt. Als weitere Abwandlung der Führungsmittel kann auch ein einzelner drehbarer Arm vorgesehen sein, an dessen freiem Ende eine Öse zur Aufnahme des Fadens angeordnet ist.
Der Führungsarm ist derart drehbar befestigt, dass die Öse um den Strang rotieren kann.
Der Faden wird nun erneut aufgewickelt zu einer Spule, und zwar mittels einer Spulenwickelmaschine, die in Fig. 12 generell mit 300 beschrieben ist. Die Spulenwickelmaschine weist einen Rahmen 302 auf, der aufrechtstehende Stützen 304 und horizontale Träger 306, 308 und 310 aufweist. In Fig. 12 sind nur zwei senkrechte Stützen 304 gezeigt. Es ist jedoch naheliegend, dass der Rahmen symmetrisch aufgebaut ist und vier Stützen 304 aufweist. Die waagerechten Träger tra gen eine Basisplatte 312, die zwischen diesen angeord net ist und auf der ein Elektromotor 314 befestigt ist.
An den horizontalen Trägern 308 sind Lager 316 ange bracht, die zur drehbaren Lagerung einer Antriebswelle
318 dienen. Die Antriebswelle 318 wird von dem Elek tromotor 314 mittels Riemenscheiben 315 und 320 und eines Antriebsriemens 322 angetrieben. Die oberen Trä ger 310 weisen Lager 324 auf, in denen eine Antriebs welle 326 gelagert ist. Letztere wird ebenfalls mittels eines über Riemenscheiben 328, 330 geführten Riemens
332 getrieben. Die Antriebswelle 326 triebt ihrerseits eine an ihr fest angeordnete Führungsrolle 340, die im wesentlichen der bereits oben beschriebenen Führungs rolle 12 entspricht, lediglich weist die vorliegende eine geringere Länge auf.
Die horizontalen Träger 310 tragen ebenfalls Lager
342, von denen nur eines in Fig. 12 dargestellt ist. In diesen Lagern ist eine Welle 344 drehbar und im wesentlichen parallel zur Welle 326 der Führungsrolle angeordnet. Die Welle 344 trägt Spularme 346 und 348, die fest an der Welle 344 angeordnet sind. Der Haltearm
346 ist an seinem anderen Ende drehbar mit einem zweiten Haltearm 350 verbunden, dessen Drehachse rechtwinklig zur Drehachse der Welle 344 steht. Die Spulenspindel 352 ist zwischen dem zweiten Arm 350 und dem Haltearm 348 angeordnet und dient zur Aufnahme der sich frei drehenden Spulenhülse.
Die Spulen spindel 352 ist abnehmbar bezüglich des Haltearmes
348 derart angeordnet, dass sie um die Drehachse des Haltearmes 350 geschwenkt werden kann, um die Spule 354 auf die Spinde läuft nun von der Rolle 400 aufwärts zu einer weiteren Rolle 406, die von einem drehbaren Arm 408 gehalten wird. Der Arm 408 kann sich relativ zu einem am oberen Ende der Stütze 402 befestigten Steuerschalter 410 bewegen. Der Schalter 410 wird durch die Rolle 406 betätigt und reagiert auf die Zugspannung des Fadens, der um die Rollen 400 und 406 geschlungen ist, wie später beschrieben wird. Der Schalter 410 wirkt auf den Elektromotor 314 und kann die ganze Spulenwikkelmaschine zum Halten bringen.
Der Faden läuft dann weiter zur Führungsrolle 430, indem er zunächst eine Führungsrolle 412 passiert und über eine lose Aufgabevorrichtung 414 geführt ist, wobei beide an einer Querstrebe 416 angeordnet sind, die zwischen den aufrechten Stützen 304 befestigt ist.
Die Führungsrolle 412 und die Vorrichtung 414 sind bezüglich der Querstrebe 416 fest angebracht. Die Aufgabevorrichtung 414 ist mit einer ausdehnbaren Rolle 420 versehen, die eine Feder 421 aufweist, die bestrebt ist, den wirksamen Durchmesser der Rolle zu vergrössern. Ein Spannungsfühler 430 weist an seinem freien Ende 432 einen halbkreisförmigen Haken auf und ist drehbar mit einem Ausschalter 434 verbunden, der an einem Querträger 308 befestigt ist. Der Fühler 430 tastet die Spannung des Fadens, der zur Führungsrolle 340 läuft, ab, und sobald die Spannung nachlässt, dreht sich der Fühlerarm und betätigt den Schalter 434, der den Elektromotor 314 ausschaltet und dadurch die Spulenwickelmaschine zum Halten bringt.
In Fig. 13 ist der Verlauf des Fadens durch die verschiedenen Rollen und Spannungsprüfeinrichtungen in einem Schemabild veranschaulicht. DieBezugszeichen in dieser Fig. 13 entsprechen vollständig denen in Fig. 12.
Der Faden kommt dabei von einem stationären, bereits oben beschriebenen Haspel und gelangt zur Führungsrolle 400. Der Faden wird über die Rollen 406 und 400 geschlagen. Von dort aus verläuft der Faden 201 zu den Antriebsrollen 360 und 362 und wird dort ebenfalls um diese Rollen gewickelt derart, dass zwei vollständige Schlaufen entstehen, die durch einen Trenndraht 388 voneinander getrennt werden. Der Faden 201 durchläuft dann die Rolle 412 und gelangt zur losen Aufgaberolle 420. Von letzterer gelangt der Faden über den Spannungsfühler 430 zur Führungsrolle 340. Schliesslich wird der Faden zu einer Spule 500 gewickelt, die durch die Berührung mit der Führungsrolle 340 angetrieben wird.
Während des Laufes werden nur die Führungsrolle 340 und die Rollen 360 und 362 angetrieben und alle anderen Teile sind frei drehbar. Die Kraft zum Abziehen des Fadens von dem Strang wird durch die gerändelten Rollen 360 und 362 erbracht. Die Spannung in dem zu den Antriebsrollen führenden Draht wird durch die Rollen 400 und 406 überwacht, und sofern die Spannung einen vorbestimmten Wert übersteigt, wird die Rolle 406 gegen die Rolle 400 bewegt, wodurch der
Schalter 410 betätigt und der Elektromotor 314 ausge schaltet und eine Rückhaltekraft an die angetriebenen
Teile angelegt wird.
Der Spannungsfühler 430 dient zum Überwachen der Spannung zwischen der spannenden Rolle 420 und der Führungsrolle 340. Im Falle, dass der Faden keine ausreichende Spannung aufweist, um ein gleichmässiges Aufwickeln auf eine Spule zu ermöglichen, bewegt sich der Spannungsfühlerarm nach vorn und betätigt den
Schalter 434, der seinerseits den Elektromotor 314 ausschaltet und eine Bremskraft an der ganzen Einheit wirksam werden lässt.
Aus obigen Darlegungen geht hervor, dass die Spannmittel derart ausgestaltet sind, dass sie den Spulenwickler 300 anhalten sobald die Spannung in dem Faden bis zu einem Grad angestiegen ist, dass der Faden reissen würde, oder aber sofern die Spannung bis zu einem Grade nachlässt, an dem ein ungleichmässiges Aufspulen auftreten würde, oder aber sobald ein Faden bricht.
Betrachtet man das Verfahren als Ganzes, so wird deutlich, dass das vorliegende Verfahren eine sehr wirksame Methode darstellt, Garn im Strangverfahren einzufärben. Dabei weist es die folgenden Schritte auf: das Garn wird von einer Spule auf ein zusammenklappbares Rad gewickelt, wobei das Rad zweckmässig als Haspel ausgebildet ist, und dabei derart quer zum Haspel hinund hergeführt, dass die auf dem Haspel aufgewickelten Schichten an jeder Stelle gleiche Dicke aufweisen; so bald eine vorbestimmte Menge Garn auf dem Haspel aufgewickelt ist, wird der Wickelvorgang abgebrochen, der Haspel zusammengeklappt und das Garn als Strang abgenommen; dann wird das Garn in Strangform eingefärbt und schliesslich wird der Strang auf einem stationären Haspel befestigt und das Garn von dort abgezogen und wiederum zu einer Spule umgewickelt.
Aus Fig. 1 kann man erkennen, dass der Faden 110 auf einem aufgespannten zusammenklappbaren Haspel 14 aufgewickelt wird, um einen Strang zu bilden. Dabei wird der Faden beim Aufwickeln mittels der Führungsrolle 12 und der in dieser angeordneten Führungsnuten quer zur Längsachse des Haspels geführt. Die Führungsnuten sind, wie bereits oben beschrieben, so angeordnet, dass über die Länge des Haspels eine Garnschicht von überall gleicher Stärke erzeugt wird. Sobald eine gewünschte Garnmenge auf dem Haspel aufgewickelt ist, wird die Wickelvorrichtung abgestellt und der Faden abgetrennt. Dann wird der Haspel 14 durch Betätigen des pneumatisch betriebenen Zylinders 70 zusammengeklappt und der Strang von dem Haspel abgenommen.
Der Strang wird daraufhin dem Färbeverfahren unterworfen, wobei eine Anzahl von Strängen in einen Färbebottich eingetaucht und von zirkulierender Farbe durchspült wird.
Nachdem man den Strang hat trocknen lassen, wird er zu einem stationären Haspel gebracht und über dessen zusammengeklappten Tragarme 170 gehängt. Darauf setzt man den fliegend gelagerten Ring 220 an den Ausleger 210 an und führt den Faden über den Ring 228. Anschliessend werden die zusammengeklappten Arme 170 aufgeklappt und mit dem Strang 200 in Berührung gebracht, indem man das Fusspedal 196 betätigt. Der Faden wird weiter zum Spulenwickler 300 geführt und dort befestigt. Der vom Spulenwickler erzeugte Zug bewirkt ein Abwickeln des Fadens vom stationären Haspel. Dieses Abwickeln bewirkt nun seinerseits ein Drehen des Führungsringes 220, wodurch wiederum das Abheben des Fadens vom Strang unterstützt wird.
Die Tatsache, dass der innere Ring 228 bezüglich des aufgespannten Stranges zentral angeordnet ist, verhindert, dass der abzuwickelnde Faden über den Strang schleift und damit die Gefahr eines Verwickelns.
Als letzter Verfahrensschritt wird der Faden mittels der Spulenwickelvorrichtung 300 neu gewickelt. In die ser Vorrichtung wird der Faden zunächst über eine Überwachungseinrichtung für die Fadenspannung ge legt, welche auf eine zu grosse Spannung des Fadens reagiert, die einen Bruch des Fadens bewirken könnte.
Diese Einrichtung stellt die Spulenvorrichtung ab, und zwar bevor die Spannung im Faden die Druckgrenze erreicht hat. Gleichzeitig ist diese Einrichtung jedoch noch so ausgestaltet, dass sie einen gewissen Längenausgleich des Fadens zulässt, um ein Reissen des Fadens während der Verzögerungszeit zwischen dem Erkennen einer hohen Fadenspannung und dem tatsächlichen Halt der Maschine zu verhindern. Diese Einrichtung ist zwischen dem stationären Haspel und den Treibrollen der Spulmaschine, die ein Abwickeln des Fadens vom stationären Haspel bewirken, angeordnet.
Von der Fadenspannungs-Überwachungseinrichtung läuft der Faden zu denTreibrollen 360 und 362, die zum Abwickeln des Fadens vom Strang dienen, und weiter zur Führungsrolle 340. Der Faden wird dann auf einen Spulenkörper 354 gewickelt, wobei letzterer durch die zwischen der Spule und der Führungsrolle 340 vorhandene Reibung angetrieben wird. Die Spannung des zur Spule laufenden Fadens wird von der weiteren, bereits oben beschriebenen Fadenspannungs-Überwachungs- einrichtung 340 abgetastet.
Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass mit vorliegender Vorrichtung wesentlich grössere Arbeitsgeschwindigkeiten möglich sind, als dies bei den bisher bekannten möglich war.
Die Geschwindigkeit des Aufwickelns eines Garnes von einer Spule auf einen Haspel ist begrenzt durch die Festigkeit des Garnes. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass man herkömmliche Garne mit einer Geschwindigkeit von 550 bis 1400 m/Minute verarbeiten kann. Dies bedeutet einen beträchtlichen Gewinn, wenn man bedenkt, dass bisher die Arbeitsgeschwindigkeit bei den bekannten Maschinen und Verfahren in der Regel ungefähr 180 bis 550 miMinute und in besonderen Fällen maximal 1100 miMinute betrug.
Beim Umwickeln des Garnes von einem Strang zu einer Spule kann mit der vorliegenden Vorrichtung ebenfalls mit Geschwindigkeiten von 550 bis 1400 miMinute gearbeitet werden, wobei die obere Grenze wiederum durch die Festigkeit des Garnes bestimmt ist.
Die herkömmlichen bekannten Arbeitsgeschwindigkeiten betrugen demgegenüber 110 bis 400 m/Minute.
Zieht man den oben erwähnten beträchtlichen Gewinn an Arbeitsgeschwindigkeit und darüber hinaus die Tatsache in Betracht, dass nach vorliegendem Verfahren und vorliegender Vorrichtung wesentlich grössere Garnlängen verarbeitet werden können, dann erkennt man den grossen technischen Fortschritt, der sich mit vorliegendem Verfahren und mit der vorliegenden Vorrichtung erzielen lässt.
Die Qualität und die Gleichmässigkeit eines Garnes kann weitgehend durch die Grösse und Gleichförmigkeit der Spannung, der es ausgesetzt ist, beeinflusst werden.
Bei den bekannten Verfahren wird das Garn beim Abwickeln von einem rotierenden Haspel einer beträchtlichen Spannung ausgesetzt, da die Zugkraft des Garnes den Haspel in Bewegung versetzen muss. Bei der vorliegenden Vorrichtung ist jedoch die Spannung des Fadens beim Abwickeln von einem stationären Haspel und beim Zuführen zur Spule sehr klein, und somit findet nur eine geringe oder überhaupt keine Streckung des Garnes statt.
Die Dicke des Stranges auf dem Haspel muss derart sein, dass der zu einem Strang gewickelte Faden gut in einem Bottich gefärbt werden kann. Im vorliegenden Fall beträgt die Dicke eines Stranges ungefähr 50 mm und ist derart ausgerichtet, dass er dem Strangenabstand im Strangkessel angepasst ist. Die Breite eines Stranges ist vorzugsweise 550 mm. Dies bedeutet eine Verbreiterung eines Stranges gegenüber der bisher üblichen Strangbreite von 100-180 mm. Um die Vorteile des vorliegenden Verfahrens zu verwirklichen, ist es allerdings im Hinblick auf die Standard-Dicke von 50 mm erforderlich, eine Strangbreite von grösser als 250 mm zu verwenden. Die maximale Breite eines Stranges wird von praktischen Überlegungen bestimmt. Man hat jedoch bereits eine Breite von 1000 mm und mehr in Betracht gezogen, wenn entsprechende Färbeeinrichtungen zur Verfügung stehen.
Wesentlich ist im vorliegenden Fall, Mittel vorzusehen, durch die das Gesamtgewicht eines Stranges erhöht werden kann, und dies kann dadurch geschehen, dass die Fadenlagen so gewickelt werden, dass sie überall eine gleiche Stärke aufweisen und sich vollständig über die Breite eines Stranges erstrecken und sich damit deutlich von einem Strang unterscheiden, der an den Endbereichen eine grössere Stärke aufweist.