Präzisions-Spulmaschine
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Präzisions Spulmaschine und insbesondere eine solche mit einer automatischen Einrichtung zur Konstanthaltung der Fadenspannung und mit einer automatischen Einrichtung zum Regeln der Spulgeschwindigkeit in Abhängigkeit der Zunahme der Spulengrösse während des Spulvorganges.
Üblicherweise wird bei herkömmlichen Präzisions Spulmaschinen die Fadenspannung zwischen der Spule und dem Fadenführer, durch Verwendung der Kraft einer, in einer Pressvorrichtung der Spulmaschine befestigten Feder, erhalten, während die Spulengrösse zunimmt. Dementsprechend nimmt die Fadenspannung, die etwa durch die Federkraft bestimmt ist, mit zunehmender Spulengrösse entsprechend zu. Die Fadenspannung verändert sich auch mit ansteigender Spulengrösse, wenn die Drehzahl der den Spulenkörper tragenden Spindel während dem Spulvorgang konstant ist. Somit ist es ziemlich schwierig, Wicklungen von gleichmässiger Härte und insbesondere Weiche und gleichmässige Spulen herzustellen.
Seit einiger Zeit ist es nun stets notwendiger geworden, die Fadenspannung während dem Spulvorgang gleichmässig zu halten um so Produkte gleichmässiger Qualität, zylindrische oder konische, auf dem Gebiet der Herstellung sogenannter Naturfasergarne, Kunstfasergarne, synthetische Garne, Bandgarne aus Kunstharz usw. zu erzeugen. Der Hauptzweck der Erfindung besteht in der Schaffung einer verbesserten Spulmaschine mit einer automatischen Einrichtung zum Regeln der Drehzahl der Spindel der Präzisions-Spulmaschine während dem Spulvorgang.
Weitere Zwecke und Vorzüge des Erfindungsgegenstandes werden anhand der beiliegenden Zeichnung und der Erläuterung eines Ausführungsbeispieles im folgenden beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Spuleinheiten mit den entsprechenden Vorrichtungen zum Konstanthalten der Fadenspannung und zum Regeln der Spulgeschwindigkeit von Garn,
Fig. 2A eine Seitenansicht der Spuleinheit mit einer Einrichtung zum Einstellen der Drehzahl der Spindel, mit teilweise weggelassenen Teilen,
Fig. 2B eine Seitenansicht der Spuleinheit, wobei ein Kraftübertragungs-Mechanismus dargestellt ist,
Fig. 3 eine Vorderansicht der in Fig. 2 gezeigten Spuleinheit,
Fig. 4 eine Seitenansicht der Einrichtung zum Konstanthalten der Fadenspannung,
Fig. 5 eine Teilansicht der Einrichtung im Schnitt entlang der Linie V-V in Fig. 4,
Fig.
6 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsart zum Konstanthalten der Fadenspannung,
Fig. 7 eine Seitenansicht der Einrichtung entlang der Linie VII-VII in Fig. 6,
Fig. 8 eine Ansicht der Einrichtung zum Einstellen der Drehzahl der Spindel,
Fig. 9 eine Seitenansicht der in Fig. 8 gezeigten Einrichtung.
Aufbau einer Präzisions-Spulmaschine
Die in den Fig. 1, 2A, 2B und 3 dargestellte Präzisions-Spulmaschine weist eine Mehrzahl von Spuleinheiten mit Einrichtungen zum Konstanthalten der Fadenspannung und zum Regeln der Drehzahl einer Spulenhalterung in Abhängigkeit der ansteigenden Spu- lengrösse auf. Ein Spindelhalter 18 mit drei parallelen und vorstehenden Trägerarmen 1 8a, 1 8b, 1 8c wird schwenkbar durch eine Welle 19 getragen. Eine Spulenhalterung 1, die als Endteil einer Spindel 1' ausgebildet ist, ist durch den oberen Teil des Trägerarmes 18a, wie in Fig. 2 dargestellt, drehbar gehalten.
Die Einrichtung 4 zum Bewirken einer einseitig gerichteten Drehbewegung bei ansteigender Spulengrösse, im folgenden Konstanthalter 4 genannt, ist ebenfalls am oberen Ende des Trägerarmes 1 8a so angeordnet, dass sie einer gebogenen Führungsschiene 5 entlang gleiten kann. Beide Enden der Leitschiene 5 sind am Rahmen der Spulmaschine befestigt.
Die Spindel 1 wird durch eine Steuergehäuse-Antriebswelle 20 über ein Getriebe aus Rädern 20', 21, 22, einer Welle 19 und einen Kettenantrieb mit einem Paar Kettenräder 29, 30 und einer Endloskette 31 angetrieben, während eine Quertrommel 28 zum Querverschieben der Quer-Fadenführung 15 durch die Steuergehäuse-Antriebswelle 20 mittels eines Paares Kettenräder 24, 25 und einer Endloskette 23, sowie eines Getriebes 26 und 27 angetrieben wird, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Die oben erwähnte Kraftübertragung der Steuergehäuse Antriebswelle 20, des Antriebsrades 20' und des Getriebemechanismus der Räder 21, 22 ist gesamthaft in einem Getriebekasten 6 angeordnet, während die Kettenräder 29, 30 und die Endloskette 31 sich so in einem Kasten 18' befinden, dass das Kettenrad 30 fest auf dem anderen Ende der Spindel 1' und das Kettenrad 29 fest auf einer Welle des Rades 22 befestigt sind. Das Kettenrad 24 ist fest mit der Steuergehäuse-Antriebswelle 20 verbunden. Die Antriebsgeschwindigkeit der Steuergehäuse-Antriebswelle 20 wird durch die Einrichtung zum Einstellen der Drehzahl der Spindel 1', dargestellt in Fig. 8 und 9, automatisch in Abhängigkeit der Zunahme der Spulengrösse nachgestellt.
Einrichtung zum Konstanthalten des Spuldruckes während des Betriebs
Der in Fig. 4 und 5 dargestellte Konstanthalter 4 weist ein Paar Gleitplatten 34 35, und ein Paar Kugeln 36, 37 auf, die so angeordnet sind, dass sie sich in den entsprechenden Zwischenräumen zwischen den Gleitplatten 34, 35 und den entsprechenden Seitenflächen der Führungsschiene 5 befinden. Die Gleitplatten 34, 35 sind mit entsprechenden angeschrägten Innenflächen 34a, 35a versehen, sodass entsprechende Zwischenräume 38, 39 gebildet werden, die sich nach oben verengen.
Beide Kugeln werden durch je eine entsprechende Schraubenfeder 40 bzw. 41 nach oben gestossen, die durch entsprechende Stützkörper 42, 43, welche senkrecht auf dem Anschlusstück 44 angebracht sind, gestützt werden. Das Anschlusstück verbindet die Gleitplatten 34, 35 so, dass die Stützkörper 42, 43 in die entsprechenden Zwischenräume. 38, 39 hineinragen.
Zwei Stosstangen 45, 46 sind senkrecht in die entsprechenden Zwischenräume 38, 39 eingesetzt, wie dargestellt, und zwar so, dass die unteren Enden der Stosstangen 45, 46 sich immer mit der Oberfläche der entsprechenden Kugeln 36, 37 in Berührung befinden. Ein Griff 7b ist durch eine Welle 49 schwenkbar auf dem vorstehenden, oberen Endabschnitt 47 eines Gleitstückes 48 gelagert und die Stosstangen 45, 46 sind schwenkbar mittels zwei Stiften 50 an der Welle 49 befestigt. Die Längen der Stosstangen 45, 46 sind so gewählt, dass sich die unteren Enden derselben beinahe in der Mitte des Zwischenabschnittes der entsprechenden senkrechten Zwischenräume 38, 39 befinden. Der ortsfeste Griff 7a ist fest auf einem Haltekörper befestigt, der vom Konstanthalter 4 so vorsteht, dass er zusammen mit dem schwenkbaren Griff 7b ein Griffpaar 7 bildet.
Somit kann, wenn die Kugeln 36, 37 aufwärts gedrückt werden und mit beiden Seiten der Führungsschiene 5 und den schrägen Flächen 34a, 35a in Berührung stehen, der Konstanthalter 4 nicht abwärts gleiten (Fig. 5), weil der obere Teil, der für die entsprechenden Kugeln 36, 37 als Klemme wirkt, enger wird. Andererseits kann, wenn zwischen den Kugeln 36, 37 und den beiden Seiten der Führungsschiene 5 oder der schrägen Flächen 34a, 35a der entsprechenden Gleitplatten 34, 35 ein Spalt vorhanden ist, der Konstanthalter 4 aufwärts gleiten. Ein Gegengewicht 8 ist in geeigneter Lage eines Gegenhebels 9 befestigt, der von einem drehbar auf einer Welle 1 0a befestigten Einstellorgan 10 nach aussen absteht, wobei die Welle 10a selbst am Mschinenrahmen angebracht ist.
Der andere, nach aussen abstehende Teil 10b des Organs 10 ist mit einem an seinem oberen Ende schwenkbar mit einem Arm 12 verbundenen Verbindungsglied 11 verbunden. Der Arm 12 ist auf der Welle 19 so befestigt, dass der Träger 18 fest mit dem Arm 12 verbunden ist. Dadurch wirkt das Gegengewicht als Ausgleichsgewicht zur Bestimmung der Fadenspannung, das heisst, dass die Fadenspannung zwischen einer Walze 16 und einer, auf einer Spulenhalterung 1 befindlichen Spule durch ein Drehmoment des Trägers 18 um die Welle 19, welches im Gegenuhrzeigersinn wirkt und durch ein Drehmoment des Armes um die Welle 19, welches durch das Gegengewicht 8 im Uhrzeigersinn wirkt, bestimmt wird.
Dadurch kann durch Ändern der Einstellage des Gegengewichtes 8 auf dem Gegenhebel 9 und durch Verändern des Einstellwinkels zwischen dem Gegenhebel 9 und dem nach aussen vorstehenden Teil 10b der Ausgangszustand der Fadenspannung bestimmt werden.
Bei zunehmender Grösse der Spulenwicklung steigt das im Gegenuhrzeigersinn wirkende Drehmoment des Trägers 18 an, der Gegenhebel 9 geht von seiner Schräglage in die Horizontale, das Drehmoment im Uhrzeigersinn des Gegenhebels 9 um, die Welle 1 0a steigt ebenfalls an, wodurch zwangsläufig das Drehmoment im Uhrzeigersinn des Armes 12 um die Welle 19 ebenfalls ansteigt und zwar in Abhängigkeit des Grössenanstieges der Spule.
Wenn die Spule auf der Spulenhalterung 1 grössenmässig zunimmt, überwindet eine durch den Grössenanstieg der Garnspule erzeugte Kraft die Fadenspannung zwischen der Walze 16 und der Spule auf der Spulenhalterung 1, welcher Druck durch das Drehmoment des Trägers 18 im Gegenuhrzeigersinn um die Welle 19 herum und durch das Drehmoment des Armes 12 im Uhrzeigersinn um die Welle 19 herum durch das Gegengewicht 8' bestimmt wird (Fig. 3), der Konstanthalter 4 wird entlang der Führungsschiene 5 mittels der bereits genannten Kraft im Uhrzeigersinn verschoben (Fig. 3), was bedeutet, dass die Spule 2 mit der Spulenhalterung 1 im Uhrzeigersinn in eine Stellung verschwenkt wird, in welcher die oben genannte Fadenspannung mit der erwähnten Kraft abgeglichen wird, um den Konstanthalter 4 zu verschieben.
Die genannte Verschiebungsbewegung findet in Wirklichkeit kontinuierlich mit ansteigender Grösse der Wicklung der Spule 2 statt. Demzufolge kann die Fadenspannung immer gleichmässig gehalten werden. Da der Konstanthalter nicht im Gegenuhrzeigersinn entlang der Schiene 5 verschieben kann, ohne zwischen den Kugeln 36, 37 und den beiden Flächen der Führungsschiene 5 oder den schrägen Flächen 34a, 35a der entsprechenden Gleitplatten 34, 35 einen Spalt zu bilden, wird eine Bewegung der Spule während des Spulvorganges im Gegenuhrzeigersinn vollständig verhindert.
Die Stosstangen 45, 46 können mittels des Griffes 7 einwärts zu den entsprechenden Zwischenräumen 38, 39 hin verschoben werden. Wenn die Stosstangen. 45, 46 in Fig. 5 abwärts verschieben, stossen ihre entsprechenden unteren Endflächen 45a, 46a die Kugeln 36, 37 abwärts, wobei zwangsläufig Spalte zwischen den Kugeln 36, 37 und den Innenflächen der Führungsschiene 5 und den schrägen Flächen der Gleitplatten 34, 35 gebildet werden. In einem solchen Zustand, in welchem immer ein Auswechseln voller Spulen oder einen vorbereitenden Spulvorgang ermöglicht wird, kann der Konstanthalter 4 regelmässig gleitend in beiden Richtungen entlang der Schiene 5 bewegt werden. In den Fig. 6 und 7 ist eine weiterentwickelte Ausführungsart der Vorrichtung zum Konstanthalten der Fadenspannung dargestellt.
Der Aufbau dieser Vorrichtung ist weitgehend derselbe wie bei der ersten Ausführungsart in Fig. 4 und 5 mit Ausnahme der Stützkörper 42, 43. Bei der zweiten Ausführungsart werden anstelle der Stützkörper 42, 43 Einstellbolzen 52 53 verwendet. Die Druckkräfte der Federn 36, 37 können durch Drehen der Einstellbolzen 52, 53 leicht eingestellt werden.
Vorrichtung zum Regeln der Drehgeschwindigkeit der Spulenhalterung und deren Arbeitsweise
Entsprechend Fig. 2B, 3, 8 und 9 ist ein Motor 71 an einer Motortragplatte 64 angebracht, die ihrerseits an einem Flanschabschnitt eines Trägers 63 befestigt ist.
Dieser selbst ist drehbar auf einer Welle 66 montiert, welche durch einen Arm 65 gehalten wird. Der Arm 65 ist am Maschinenrahmen 13 befestigt.
Eine untere, sogenannte vari-pitsch -Riemenschei- be 68 ist koaxial zur und am äusseren Endabschnitt der Motorwelle 62 befestigt. Eine obere Rolle 70 ist auf der Welle 20 angeordnet, wie in Fig. 2B dargestellt. Ein abwärts vorstehender Arm 55 ist fest mit dem Gehäuseabschnitt 18' des Trägers 18 verbunden, und eine Rolle 56 wird drehbar durch den unteren Endabschnitt des vorstehenden Armes 55 gehalten. Eine Programm-Steuerkurve 57 ist an einem Befestigungshebel 58 mittels eines Satzes Schrauben, wie in Fig. 8 dargestellt, befestigt. Der Hebel 58 ist drehbar durch eine Welle 54 getragen, welche am Rahmen 13 befestigt ist. Der Steuerorgan-Hebel 58 und die Träger sind drehbeweglich durch Verbindungsstifte 59, 61 mit einer Verbindungsstange 60 verbunden, wie in Fig. 8 dargestellt.
Am länglichen Abschnitt des anderen Endes des Trägers 63 ist ein Ausgleichgewicht 67 so angebracht, dass der Träger 63 immer die Tendenz aufweist, in Uhrzeigersinn-Richtung um die Welle 66 zu verschwenken, und zwar infolge unausgeglichenen Gewichtes des Motors 71 und des Gewichtes 67. Demzufolge wird die Verbindungsstange immer aufwärts gestossen und das Steuerorgan 57 befindet sich immer mit der Rolle 56 in Berührung. Wenn die Grösse der Spule 2 zunimmt, verschwenkt der Kasten im Gegenuhrzeigersinn um die Welle 19 (Fig. 8). Dadurch verschwenkt der Hebel 58 im Gegenuhrzeigersinn um die Welle 54 in Übereinstimmung mit dem uhrzeigermässigen Verschwenken des Kastens 18'. Die Drehbewegung des Kastens 18' wird durch den Eingriff der Rolle 56 mit dem Steuerorgan 57 auf den Hebel 58 übertragen.
Da die Drehbewegung des Kastens 18' in Übereinstimmung mit der Zunahme der Spulengrösse stattfindet, läuft auch die Verschwenkbewegung des Hebels 58 im Gegenuhrzeigersinn in Über- einstimmung mit der Zunahme der Spulengrösse ab.
Wenn sich der Hebel 58 im Gegenuhrzeigersinn um die Welle 54 dreht, verschiebt sich die Verbindungsstange 60 aufwärts, wodurch sich der Träger 63 im Uhrzeigersinn um die Welle 66 dreht. Wenn sich der Träger 63 im Uhrzeigersinn um die Welle 66 dreht, wird die Motorwelle 62 abwärts verschoben, wodurch das tlberset- zungsverhältnis des sog. vary-pitch - Mechanismus, der eine untere Riemenscheibe 68, einen Antriebsriemen 69 und eine obere Rolle 70 aufweist, gesenkt wird, was bedeutet, dass die Drehgeschwindigkeit der Steuerkasten-Antriebswelle 20 verkleinert wird, wodurch diejenige des Spulenhalters in Abhängigkeit der Zunahme der Spulengrösse abnimmt.
Die Steuerfläche der Steuerkurve 57 besteht hauptsächlich aus einem geraden Abschnitt ab und einem gebogenen Abschnitt bc. Der gerade Abschnitt ab entspricht dem Anfangsbereich des Spulvorganges, auf welchen die Drehzahl der Steuerkasten Antriebswelle 20 eingestellt ist, demnach nimmt diejenige des Spulenhalters 2 in einem konstanten Verhältnis zu.
Der gebogene Abschnitt bc entspricht einem stationären Bereich des Spulenvorganges, auf welchem die Drehzahl der Steuerkasten-Antriebswelle 20 eingestellt ist, demnach ändert diejenige des Spulenhalters 2 sich so, dass die Spulgeschwindigkeit der Wicklung immer konstant ist, sodass während des Spulvorganges eine gleichmässige Fadenspannung erreicht wird. Die Form der Steuerkurven-Fläche der Steuerkurve 57 kann je nach gewünschtem Programm der Spulgeschwindigkeit der Wicklung geändert werden.
Natürlich können im Bereich des hier Dargelegten zahllose abgeänderte und modifizierte Ausführungsformen gebaut werden, die alle auf den vorliegenden Prinzipien basieren.