Einrichtung an Spulmaschinen zum abf allosen Aufwickeln von Fadenmaterial
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung an Spulmaschinen zum abfallosen Aufwickeln von Fadenmaterial unter Aufrechterhaltung einer konstanten Spannung des Fadens während seiner Überleitung von einer fertiggespulten Wicklung auf eine leere Hülse, wobei der Faden den Hülsen über mindestens eine Galette zugeleitet wird.
Gegenwärtig stellt der Preis des Ausgangsmaterials bei Synthesefasern den grössten Posten der Herstellungskosten der Fasern dar. Deswegen wird getrachtet, in allen Operationen, besonders den diskontinuierlichen, den Faserabfall auf ein Mindestmass herabzusetzen. Das gilt besonders für das Aufwickeln. Bei den normalen Spulmaschinen entsteht der Abfall beim Zuführen der Faser auf die Hülse von Hand oft beim Überleiten von der aufgespulten auf die leere Hülse von Hand. Es sind Ausführungen bekannt, wo diese Überleitung teilweise oder völlig mechanisiert, oder gar automatisiert, ist.
Diese Vorrichtungen beseitigen den subjektiven Einfluss der Bedienung auf die Überleitung der Fasern, die Bedienung muss nicht hochqualifiziert sein, die Anzahl des Bedienungspersonals kann herabgesetzt werden oder weitere Operationen ausführen, wobei der Faserabfall auf ein Mindestmass verringert wird.
Es ist eine Vorrichtung bekannt, wo die Faser über einen schwingenden Fadenlegeführer abwechseInd auf eine von zwei Spulen aufgewickelt wird, die nebeneinander auf einer Spulstelle angebracht sind. Weiters ist eine Vorrichtung bekannt, wo das Herausschieben der Faser aus den angeführten Fadenlegeführertypen mittels eines, z B. durch Elektromagnete gesteuerten Schiebeelementes, vor sich geht. Es ist auch eine automatische Faserspulvorrichtung bekannt, die aus einem Leitantrieb besteht, der den ausschwenkbaren Arm mit den Spulen und die Überleitung der Faser von der aufgespulten Spule auf die leere Spule in Abhängigkeit vom Durchmesser der Wicklung steuert.
Der Nachteil dieser Vorrichtung ist die verhältnismässig beträchtliche Kompliziertheit des Steuerungsantriebes und die Anlehnung des Armes mit der Spule auf den Abzugzylinder, die mit Stössen und Schwingungen beim Anlauf verbunden ist.
Der Nachteil bei den bekannten Einrichtungen, die insbesondere für die Herstellungs- oder Verarbeitungseinrichtungen von Fasern hoher Qualität wie technische Seide verwendet werden, besteht vor allem darin, dass durch den Umfangs antrieb der Spulwickel beim Übergang von einem vollen Wickel auf die Leerspule kurzzeitig eine grosse Schwankung der Fadenlaufge- schwindigkeit an der Spulstelle auftritt. Dies bewirkt, dass der Faden im Abschnitt Galette-Spule frei wird und dann in den meisten Fällen bricht. Dieses Nachlassen in der Fadenspannung und die sich daraus ergebenden Folgeerscheinungen treten durch folgende Umstände ein: Die Treibgeschwindigkeit am Spulenumfang ist meistens um ungefähr 2 O/o höher eingestellt als die Fadenliefergeschwindigkeit durch die letzte Galette.
Dies ist nötig, um einen guten Wickelaufbau zu erreichen. Bei der Überführung des Fadens von dem vollen Wickel auf die daneben angeordnete Leerspule, welche bereits die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die volle Wickelspule bei der Überleitung des Fadens besitzt, schlingt sich der Faden zuerst noch einige Male um das vorstehende Ende der Hülse des vollen Wickels, die ja eine wesentlich geringere Umfangsgeschwindigkeit des vollen Wickels beträgt. Hierdurch tritt das vorerwähnte Losewerden des Fadens ein.
Diese lose Länge des Fadens bzw. die Zeit, in welcher der Faden lose ist, ist umso grösser, je geringer die Überführungsgeschwindigkeit für den Faden von der vollen zur leeren Spule ist, je länger die Kompensationszeit bis zum Aufarbeiten des losen Fadenstückes durch die neue Spule ist, d. h. je kleiner der Unterschied zwischen Liefergeschwindigkeit der letzten Galette und Umfangsgeschwindigkeit der Spule ist, um je grösser der Unterschied zwischen Aussendurchmesser der vollen Spule und der Spulenhülse ist.
Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, zwischen den in Achsrichtung hintereinander liegenden Spulen trägern eine Walze oder dgl. einzubauen, die mit einem bürstenartigen Überzug versehen ist und zum Zeitpunkt der Fadenübernahme von einer Spule auf die andere mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit rotiert wie die volle und die leere nebeneinanderliegende Spule, wobei auch die gegen diese Bürstenwalze zu liegenden freien Enden der Spulenträger ebenfalls mit Bürsben- ringen versehen sind, um so die Übernahme des Fadens sicherer zu gestalten und die Übernahmsdauer in bezug auf eine unkontrollierte Mitnahme des Fadens und das Losewerden des Fadens zu vermindern, jedoch tritt auch bei dieser Ausgestaltung ein kurzzeitiger Spannungsnachlass auf der Strecke zwischen Galette und Spule ein,
da auch hierbei der Faden von der Umfangsfläche der vollen Spule zuerst auf den auf dem gleichen Spulenträger angebrachten Bürstenring und dann erst auf die zwischen den Spulenträgern angeordnete Bürstenwalze verlegt wird, wobei infolge des Durchmesserunterschiedes zwischen vollem Spulenwikkel und dem Bürstenring die gleiche, momentane Verminderung der Fadenaufnahmegeschwindigkeit auftritt, wie sie früher bereits beschrieben wurde.
Dieser Nachteil tritt bei allen bisher bekannten Einrichtungen ein, welche eine abfallose Aufwicklung des ständig zugeführten Fadengutes zum Ziele haben, und er ist unabhängig davon, ob Wickel mit oder ohne seitlicher Abschrägung hergestellt werden.
Zur Beseitung dieses Übelstandes wird gemäss der Erfindung vorgeschlagen, dass die Galette einen ersten Abschnitt mit grösserem und einen zweiten mit kleinerem Durchmesser aufweist, deren Verhältnis auf den Durchmesserunterschied zwischen fertiggewickelter Spule und leerer Hülse abgestimmt ist, wobei zwischen den beiden Abschnitten ein kegeliger Übergangsteil mit einem Spitzenwinkel bis zu 1200 vorgesehen ist, und dass eine automatisch arbeitende Verstelleinrichtung zur Oberleitung des Fadens vom ersten Galettenabschnitt auf den zweiten und umgekehrt vorgesehen ist, wobei der Faden vom Beginn der Überführung bis zum Zeitpunkt des Auffangens des Fadens auf der leeren Hülse über den zweiten Galettenabschnitt zugeführt wird.
Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass wäh rend der Überleitung des Fadens von der aufgespulten Hülse auf die leere Hülse oder wenigstens im Augenblick der Verschiebung des Fadens von der äusseren Oberfläche der Wicklung über die Aussenränder der Hülse, auf welche die Faser nicht aufgespult wird, bis zum Augenblick des Auffangens auf der leeren Hülse, der Faden im Abschnitt zwischen der letzten Galette und der Hülse fort in gespanntem Zustand beim Überleiten gehalten wird.
Der Vorteil liegt hierbei in der verhältnismässigen Einfachheit und in der weitgehenden Herabsetzung der Gefahr des Fadenbruches bei der Überleitung von den aufgespulten Hülse auf die leere Hülse, was in entscheidender Weise die Gesamtleistung der Maschine beeinflusst.
Wenn zwei oder mehr im Fadenlauf angeordnete Galetten vorhanden sind, genügt es, die Verstelleinrichtung zum Überleiten des Fadens von einem Galettenabschnitt auf den anderen lediglich an der im Fadenlauf an erster Stelle befindlichen Galette wirken zu lassen.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist auf den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 die ganze Vorrichtung im Augenblick des Aufwickelns vor der Überleitung,
Fig. 2 einen Teil der Vorrichtung bei der Überlei- tun rund
Fig. 3 einen Seitenanblick der Stellung des Fadens auf den Galetten und im Fadenführer im Augenblick der Überleitung.
Der Faden 8 wird von einer nicht dargestellten Schmelzvorrichtung her befeuchtet zugeführt und ist in nicht dargestellter Weise präpariert. Der Faden läuft durch den Führer 1 einer Verstelleinrichtung (siehe Fig. 1) hindurch, der im Grunde durch zwei Zapfen gebildet wird, welche den Führer in Richtung seiner Ausschiebebewegung gegen das Herausfallen des Fadens 8 schliessen, danach auf den grösseren Durchmesser 2 der unteren abgestuften Galette 3, weiter auf den grösseren Durchmesser 4 der oberen abgestuften Galette 5 und von dort zwischen zwei verschiebbar drehbar gelagerte Führungsrollen 6 oder ähnl. Führungselemente, durch den Legeführer 7 hindurch und wird dann auf die Hülse 37 aufgespult, die auf dem ausschwenkbaren Arm 39 drehbar gelagert ist.
Der Führer 1 ist einstellbar und abklappbar mit dem Halter 9 auf der Ausschiebestange 10 der Verstelleinrichtung (siehe Fig. 1) gelagert. Die Verschiebestange 10 ist mit einem Hebel 11 verbunden, der drehbar auf der Welle 12 gelagert ist. Im mittleren Teil des Hebels 11 ist drehbar die Rolle 13 befestigt, die mit der Nocke 14 zusammenarbeitet, die fest auf der Welle 15 gelagert ist. Die Welle 15 wird über das Getriebe 18 durch einen Elektromotor 16 mit elektromagnetischer Bremse 17 angetrieben.
Knapp unterhalb der Galette 5 ist eine Führungseinrichtung angeordnet, um den Faden jeweils einer der Spulen 31 bzw. 37 zuzuführen. Sie weist Führungsrollen 6 auf, die fest auf dem pneumatischen Zylinder 19 gelagert sind, der verschiebbar auf der Gleitstange 10 ist, und werden mittels Pressluft verschoben, die im Augenblick der Verschiebung abwechselnd durch die Leitung 21 und 22 von den Ventilen 23 und 24 strömt, wobei diese Ventile durch die Nocken 25 und 26 gesteuert werden, die fest auf der Welle 12 gelagert sind, die mit dem Getriebe 27 mit der Welle 15 verbunden ist. Der Elektromotor 16 arbeitet nur während der Fadenüberleitung und wird durch einen nicht dargestellten Zeitschalter oder einen Druckknopf gesteuert und durch einen Schalter 28 abgestellt, der durch die Nocke 29, die fest auf der Welle 12 gelagert ist, gesteuert wird.
Bei der Überleitung wird der Faden 8 in bekannter Weise aus dem Legeführer ausgehoben, z. B. durch die Leiste 30 (siehe Fig. 3) und auf die leere Hülse 31 und selbsttätig in den Legeführer 32 geführt (siehe Fig. 2).
Die untere Galette 3 und die obere Galette 5 sind mit abgestuften Durchmessern ausgeführt. Der grössere Durchmesser 2 der unteren Galette 3 ist annähernd um t/2 O/o kleiner als der grössere Durchmesser 4 der oberen Galette 5 zwecks Erreichung der Spannung zwi-schen den Galetten und also auch der für den Abzug des Fadens 8 von der Düse nötigen Reibungskraft. Die Breite dieses Galettenteils muss auch wegen des Anspulens des Fadens genügend sein. Der grössere Durchmesser beider Galetten läuft über den kegelför- migen Teil 38 (siehe Fig. 3) auf den kleineren Durchmesser 33 der unteren Galette 3 und den kleineren Durchmesser 34 der oberen Galette 5 über. Der Spitzenwinkel der kegelförmigen Teile 38 wird bis 1200 gewählt, mit Vorteil 600.
Bei diesem Kegel genügt zum Herausschieben des Fadens 8 auf beiden Galetten ein einziger Führer 1, der vor der unteren Galette 3 angebracht ist. Der kleinere Durchmesser 33 bzw. 34 kann bei beiden Galetten gleich gewählt werden. Das Verhältnis des grösseren und kleineren Durchmessers der Galetten hängt annähernd von dem Verhältnis des äusseren Durchmessers der Wicklung 36 und des äusseren Durchmessers der Hülse 37 ab. Die elektromagnetische Bremse 17 dient zum augenblicklichen Blockieren der Bewegung nach Beendigung der Überleitung des Fadens 8.
Bei der automatischen Überleitung des Fadens 8 bringt nach Beendigung des Spulens auf der Hülse 37 ein nicht dargestellter Zeitschalter eine ebenfalls nicht dargestellte Vorrichtung in Tätigkeit, welche die Hülse 31 abklappt und mit dem ausschwenkbaren Arm 39 auf die Treibwalze 35 (siehe Fig. 3) presst. Die Hülse 31 wird auf die Umfangsgeschwindigkeit der Treibwalze 35 in Drehung gebracht, wonach ein nicht dargestellter Schalter den Elektromotor 16 einschaltet, der durch die elektromagnetische Bremse 17 abbremsbar ist. Der Elektromotor 16 treibt über das Getriebe 18 die Nocke 14 an, die mittels der drehbar auf dem Hebel 11 gelagerten Rolle 13 die Ausschiebestange 10 mit dem Halter 9 und dem Führer 1 verschiebt.
Der Faden 8 wird sowohl auf der unteren Galette 3 als auch auf der oberen Galette 5 von dem grösseren Durchmesser 2 und 4 auf den kleineren Durchmesser 33 und 34 verschoben. Gleichzeitig damit drehen sich über das Getriebe 27 auch die Nocken 25, 26 und 29, von denen die Nocke 29 den Schalter 28 einschaltet, über den nunmehr der Elektromotor 16 unter Spannung gehalten wird und die Nocke 26 öffnet das Ventil 24, wobei die Pressluft, die durch die Leitung 22 und die Gleitstange 20 in den pneumatischen Zylinder 19 strömt, diesen mit den Führungsrollen 6 in die zweite Grenzstellung nach Fig. 2 verschiebt. Bei der Verschiebung der Führungsrollen 6 schiebt der pneumatische Zylinder 19 durch eine nicht dargestellte Zugstange die Leiste 30 vor und diese hebt den Faden 8 aus dem Legeführer 7.
Während der Zeit der Verschiebung wird der Faden 8 durch die geringere Zuführgeschwindigkeit mittels der kleineren Durchmesser 33 und 34 der Galetten 3 und 5 im Abschnitt Galette Hülse ständig in gespanntem Zustand gehalten. Nach der Verschiebung des pneumatischen Zylinders 19 in die Grenzstellung wird die Leiste 30 durch eine nicht dargestellte Zugstange zurückgezogen und der Faden 8 selbsttätig in den Legeführer 32 eingelegt. Der pneumatische Zylinder 19 wird mittels der Nocke 26 und des Ventils 24 entlüftet, wonach die Nocke 14 während des weiteren Laufes die Ausschiebestange 10 mit dem Halter 9 und dem Führer 1 mit den Faden 8 vom kleineren Durchmesser 33 bzw. 34 der Galette 3 und 5 über den kegelförmigen Teil 38 auf ihren grösseren Durchmesser 2 bzw. 4 verschiebt.
Der von der Nocke 29 gesteuerte Schalter 28 schaltet den Elektromotor 16 ab und betätigt die elektromagnetische Bremse 17. Ein nicht dargestellter Mechanismus kann in bekannter Weise den ausschwenkbaren Arm 39 mit der aufgespulten Hülse 37 ausschwenken. Bei der Überleitung des Fadens 8 in umgekehrter Richtung von der Hülse 37 auf die Hülse 31 ist der Vorgang analog, mit dem einzigen Unterschied, dass die Verschiebung des pneumatischen Zylinders 19 durch die Nocke 25 und das Ventil 23 gesteuert wird. Diese Vorrichtung kann auch in vereinfachter Ausführung angewandt werden. Die Bedienung klappt nach Aufspulen der Hülse die benachbarte Hülse von Hand an und schaltet nach dem Anlaufen mittels eines nicht dargestellten Druckknopfes direkt den Elektromotor 16 ein. Der weitere Vorgang ist mit dem vorhergehenden identisch.
Zwischen diesen Ausführungen gibt es eine Reihe von weiteren Varianten, die jedoch nichts an der Grundlage der Erfindung ändern.
Die vorbeschriebene Vorrichtung zur abfallosen Aufwicklung von Fäden kann mit Vorteil auf Spulmaschinen im Bereich aller Spulgeschwindigkeiten angewandt werden, besonders bei kleineren Geschwindigkeiten bei der Verarbeitung technischer Seide.