Spulgerät
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Spulgerät zum Bewickeln einer Rolle mit biegsamem Material, mit einer Aufnahmerolle, auf welche das Material zu wickeln ist, und einer Antriebsrolle, welche für das Zusammenwirken mit dem bereits auf die Aufnahmerolle aufgewickelten Material zum Antrieb der Aufnahmerolle mit einer vorbestimmten Umfangsgeschwindigkeit vorgesehen ist.
Beim Spulen von flexiblem Material, wie z.B. von Papier-, Stoff-, Folien-, plastischen Film-, Metall- oder fadenähnlichen Materialbahnen, ist es oft wünschenswert oder nötig, das Material bei konstanter Geschwindigkeit aufzuwickeln, insbesondere wenn das aufzuwickelnde Material von einer Stufe im Herstellungsprozess oder einem Bearbeitungsvorgang kommt, welche bei gleichförmiger Geschwindigkeit ausgeführt wird. Obschon Geräte bekannt sind, bei welchen die Aufnahmespule oder -rolle mittels deren Welle angetrieben wird, um eine konstante Umfangsgeschwindigkeit zu erhalten, wobei solche Geräte auf verschiedenen Prinzipien der Geschwindigkeitssteuerung beruhen, ist es in vielen Fällen zweckmässiger, die Aufnahmerolle oder -spule mittels einer Antriebsrolle anzutreiben, welche direkt mit dem bereits auf die Rolle aufgewickelten Material zusammenwirkt.
Auf diese Weise treibt die mit konstanter Geschwindigkeit angetriebene Antriebsrolle die Aufnahmerolle mit konstanter Geschwindigkeit.
Bei den Spulmaschinentypen, welche eine direkt mit dem bereits auf die Aufnahmerolle aufgewickelten Material zusammenwirkende Antriebsrolle aufweisen, müssen Vorkehrungen für eine Relativbewegung zwischen den Achsen der Aufnahmerolle und der Antriebsrolle getroffen werden, da die Material rolle an Grösse zunimmt.
Dementsprechend muss die Antriebsrolle für eine Relativbewegung bezüglich der Aufnahmerolle montiert werden, oder umgekehrt. Üblicherweise ist es zweckmässiger, eine Aufnahmerolle für Relativbewegung bezüglich einer festen Antriebsrolle zu montieren, da in diesem Fall der Antriebsteil stationär bleiben kann, was eine einfachere Konstruktion erlaubt. In beiden Beispielen kann jedoch die Veränderung der relativen Lage der Achsen der Aufnahme und Antriebsrollen, wie dies bei vielen konventionellen Ausführungen der Fall ist, den Anpressdruck der Antriebsrolle auf die Materialrolle beeinflussen, und dies kann seinerseits die Straffheit oder Dichtheit, Rundung und andere Eigenschaften der Rolle nachteilig beeinflussen sowie Vibrationen und andere Schwierigkeiten während des Betriebes des Gerätes verursachen.
Mit anderen Worten, es ist oft wichtig, einen im wesentlichen gleichförmigen Druck oder einen gesteuerten Druckgradienten während der ganzen Bildung der Material rolle aufrechtzuerhalten.
Speziellen Problemen begegnet man beim Aufwikkeln von fadenähnlichem Material, z.B. von Garn, auf eine Rolle. Einerseits muss die Geschwindigkeit genau gesteuert werden, um mit den dem Aufspulen vorgängigen Operationen Schritt zu halten. Zusätzlich muss das Garn mittels einer hin- und hergehenden Changiereinrichtung für die Garnführung über die Länge des Wickels hin- und hergeführt werden. Die Funktion dieser Einrichtung ist entscheidend für das Erreichen eines Wickels, welcher im wesentlichen zylindrisch und frei von Unregelmässigkeiten über seine Länge und seinen Durchmesser ist. Auch spielt der Druck zwischen der Antriebsrolle und dem in Bildung begriffenen Wickel eine grosse Rolle, da er weitgehend die Festigkeit oder Kompaktheit des Wickels bestimmt und auch auf die Rundung des Wickels einen beträchtlichen Einfluss ausübt.
Es ist demzufolge speziell wichtig, dass der Anpressdruck auf einem vorbestimmten Wert gehalten oder dessen Gradient gesteuert wird, um eine gute Wickelqualität zu erhalten.
Zusätzlich zu den oben angeführten Schwierigkeiten ergeben sich weitere Probleme, welche die körperliche oder räumliche Anordnung des Spulgerätes und die Zweckdienlichkeit, mit welcher dieses betrieben und in Stand gehalten werden kann, betreffen. Beispielsweise sollte beim Spulgerät die Aufnahmerolle für das Abnehmen des fertigen Wickels und das Einsetzen einer leeren Bobine gut zugänglich sein, wobei diese Vorgänge so rasch und so leicht wie möglich vor sich gehen können sollten. Die geometrische Beziehung zwischen dem Fadenführer und dem Wickel ist auch von grosser Wichtigkeit. Offensichtlich läuft das Garn an einem Tangenten punkt oder Auflaufpunkt von der Führung auf die Rolle auf, u. es wurde gefunden, dass die besten Resultate dann erzielt werden, wenn die Distanz zwischen diesem Auflaufpunkt und der Führung minimal gehalten wird.
Da der Durchmesser der Wickelrolle konstant zunimmt, wenn das Garn darauf gewickelt wird, ist es unvermeidlich, dass der Auflaufpunkt sich bezüglich der Führung etwas verschiebt, wenn sich der Durchmesser des Wickels vergrössert. Dies stellt zusätzliche Probleme, da die Distanz zwischen der Führung und dem Auflaufpunkt die Konfiguration der schraubenförmigen Windungen des Fadens auf dem Wickel bei gegebener Durchlauf- oder Vorschubsteuerung etwas beeinflusst.
Es gab verschiedene Vorschläge für die Montage einer Aufnahmerolle, Bobine oder Spule, welche bezüglich einer festen Antriebsrolle eine Relativbewegung ausüben kann, und viele dieser Mechanismen wurden in Erkennung des Problems, einen vernünftig gleichförmigen Anpressdruck zwischen der Material- und der Antriebsrolle aufrechtzuerhalten, vorgeschlagen. Im allgemeinen umfassen die vorgeschlagenen Anordnungen einen Vorspannmechanismus, der so aufgebaut ist, dass der Vorspannungsgrad der Aufnahmerolle gegen die Antriebsrolle variiert wird, um die Massenänderung der Rolle zu kompensieren. Mit anderen Worten arbeiten viele dieser Geräte, indem sie jede Druckänderung zwischen der Aufnahme- und der Antriebsrolle feststellen und durch Veränderung einer Vorspannkraft darauf ansprechen.
Einige der bekannten Mechanismen umfassen für die Aufnahmerolle auch einen Schwingarm-Aufbau, so dass die Bahnkurve der Aufnahmerollenachse längs eines Bogens verläuft. Bei diesen Geräten variiert die Lage des Berührungspunktes zwischen der Antriebs- und der Aufnahmerolle beträchtlich, und demzufolge schliesst diese Art von Mechanismen auch notwendigerweise eine Ver änderung im Anpressdruck während der Rollenbildung ein.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Schaffung eines Spulgerätes, insbesondere einer Tragvorrichtung für die Aufnahmerolle, zugrunde, welche eine Bewegung der Aufnahmerolle von der Antriebsrolle weg vorsieht, um die Durchmesserzunahme des Wickels auf der Rolle bei fortschreitendem Aufspulen zu kompensieren, und bei welcher auch Vorkehrungen für die Aufrechterhaltung eines gesteuerten Anpressdruckes zwischen der Aufnahme- und der Antriebsrolle, unabhängig von der Änderung der Grösse und Masse des Wickels, getroffen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine Aufnahmerollen-Tragvorrichtung mit einem ersten, um eine feste horizontale Achse A schwenkbaren Glied und einem zweiten, um eine zur Achse A parallele Achse B schwenkbaren Glied, wobei die Achse B längs einer mindestens annähernd vertikalen Ebene, die mindestens annähernd durch die Achse A verläuft, verschiebbar ist und das erste Glied mit dem zweiten Glied durch eine zu den Achsen A, B parallele Achse C schwenkbar verbunden ist, und mit Mitteln, welche die Aufnahmerolle am zweiten Glied um eine zu den Achsen, A, B und C parallele Aufnahmerollenachse D drehbar lagern, wobei die Achsen B, C und D in einer Ebene liegen und die Distanzen AC, BC und DC alle gleich sind.
Wenn auch die beiden genannten Glieder verschiedene Formen haben können, besteht die Rollen-Tragvorrichtung grundsätzlich und schematisch betrachtet, aus einem kürzeren Glied, welches an einem Ende zur Schwenkung um eine feste Achse drehbar befestigt ist und an seinem anderen Ende mit dem Mittelpunkt eines geraden Gliedes, welches die doppelte Länge des kürzeren Gliedes aufweist, schwenkbar verbunden ist. Ein Ende des längeren Gliedes ist längs einer vertikalen Ebene gleitend angebracht, welche mindestens annähernd durch die feste Drehachse des kürzeren Gliedes geht, während die Aufnahmerolle am anderen Ende des längern Gliedes drehbar montiert ist. So verkörpert die Halterungsvorrichtung prinzipiell einen sog. Scott-Russell -Mechanismus.
Unter den Vorteilen des Aufbaues sind zu nennen:
1. dass geradlinige Bewegung, des freien Endes des längeren Gliedes vorgesehen ist, und
2. dass eine vertikale Belastung am freien Ende des längeren Gliedes weder die Vorrichtung bewegt, d.h. die Position des freien Endes des längeren Gliedes oder eines der beiden Glieder verändert, noch, dass sie irgendwelche seitlichen Kraftkomponenten auf die Glieder ausübt. Es muss erwähnt werden, dass diese Charakteristiken der Vorrichtung von der Voraussetzung ausgehen, dass die Glieder gewichtslos sind. Aber diese Bedingung kann durch Ausbalancieren der Aufbauglieder nachgeahmt werden, so dass der Schwerpunkt auf der Verbindungslinie der Achsen A und B liegt.
Wenn demzufolge die Antriebsrolle im allgemeinen seitlich der Aufnahmerolle angebracht ist, und die Aufnahmerolle, wie oben beschrieben, sich am freien Ende des längeren Gliedes befindet, ändert die Tatsache, dass Masse und Durchmesser der Rolle konstant zunehmen, den Anpressdruck zwischen der Antriebsrolle und dem sich auf die Aufnahmerolle aufwickelnden Material nicht. Die Vorrichtung führt also zu gleichförmigem Anpressdruck, ungeachtet der Masse oder Grösse der Rolle, während diese bewikkelt wird.
Unter weiteren bevorzugten Eigenschaften des Spulgerätes sind die Befestigung der Aufnahmerolle zu neuen, wie sie mittels einer Einspannvorrichtung vorgesehen sein kann, welche rasches und leichtes Montieren einer Bobine der Garnrolle gestattet, zur Bewegung zwischen einer ersten Position, welche die Aufnahmerolle für das Aufspulen festlegt (in einer Ebene mit der Kupplung zwischen dem kürzeren und dem längeren Glied und dem gleitbaren Ende des längeren Gliedes, und auch mit demselben Abstand von der Kupplung zwischen den beiden Gliedern, wie der Abstand von dieser Kupplung zur festen Drehachse des kürzeren Gliedes und zur Gleitachse), und einer zweiten Position, in welcher die Aufnahmerolle für das Entfernen der gefüllten Rolle und Anbringen einer neuen Bobine oder Garnrolle gut zugänglich ist.
Zu diesem Zwecke kann das zweite oder längere Glied der Vorrichtung in zwei Teilen konstruiert werden, welche durch einen Drehzapfen oder eine andere bewegliche Kupplung verbunden sind, so dass das Glied in Wirklichkeit geknickt oder gebrochen werden kann, um die Aufnahmerolle aus der Betriebsposition herauszubewegen. Ein lösbarer Sperrhebel kann vorgesehen werden, um das zweite Glied normalerweise in Betriebsstellung festzuhalten, dabei jedoch aber zu gestatten, dass das Glied gebrochen oder geknickt werden kann.
Wenn das vorliegende Gerät zum Aufwickeln von fadenförmigem Material, z.B. Garn, verwendet wird, kann es ferner einen Fadenführer umfassen, um das Garn über die Länge der Rolle hin- und herzubewegen und es somit schraubenförmig in einen Wickel aufzuspulen. Der Fadenführer ist vorzugsweise an einem Punkt angebracht, welcher -radial dicht bei einer Zone steht, die den Umfängen der Rolle in allen Stufen ihrer Bildung gemeinsam ist.
Diese Zone ist vorzugsweise eine schmale, leicht gekrümmt gedachte Fläche, welche durch die Schnittlinien des Umfanges der Wickeloberflächen während deren Bildung definiert wird. Das Festlegen des Fadenführers in einer solchen Position hängt vom Festlegen der Antriebsrolle in einer geringen Distanz oberhalb oder unterhalb der Horizontalebene ab, längs welcher die Achse der Aufnahmerolle wandert, wenn die Rolle sich bildet, und sieht eine minimale Distanz zwischen der Führung und dem Auflaufpunkt, d.h. dem Punkt, an welchem das Garn auf die Oberfläche der Rolle auftrifft, vor.
Die Aufnahmerolle kann durch Vorspannen des Aufbauverbindungsgestänges mit der Antriebsrolle unter einem vorbestimmten Antriebsdruck in Berührung gehalten werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Vorspannkraft von einem pneumatischen Zylinder geliefert, wobei der Druck, bei welchem der Zylinder betrieben wird, den Anpressdruck zwischen der Aufnahmerolle und der Antriebsrolle bestimmt. Vorzugsweise kann der Druck variiert werden, um den Anforderungen des speziellen Wicklungsvorganges gerecht zu werden, und der für einen gegebenen Wicklungsvorgang angewandte Druck kann auch variiert werden, um beispielsweise für den Start, einen relativ höheren Druck, um die Aufnahmerolle relativ rasch auf Geschwindigkeit zu bringen, und für normalen aufrechterhaltenen Betrieb einen niedrigeren Druck oder einen gesteuerten Druckgradienten vorzusehen.
Wie oben erwähnt, weist das vorliegende Gerät eine Anzahl beachtenswerter Vorteile auf. Einerseits kann der von der Masse oder Grösse der Rolle vollständig unabhängige Anpressdruck zwischen der Aufnahmerolle und der Antriebsrolle auf einem konstanten vorbestimmten Wert gehalten oder in irgendeiner gewünschten Art während des normalen Betriebes gesteuert werden. Die Vorrichtung gewährt auch relativ präzise Steuerung des Anpressdruckes, sogar bei geringen Werten, wobei diese Vorteile überdies ohne irgendein kompliziertes System für die Feststellung des Grössen- oder Massenzuwachses der Rolle und dessen Kompensation erhalten werden können.
Wichtig ist auch der Umstand, dass die Achse der Aufnahmerolle längs der Horizontalebene wandert, wodurch die Aufrechterhaltung der Parallelität zwischen der Aufnahmerolle, der Antriebsrolle und dem Fadenführer erleichtert wird. Überdies macht es die lineare Fortbewegung der Achse auch möglich, den Fadenführer am Punkt nahe der den Umfängen der in Bildung begriffenen Rollen gemeinsamen Zone anzubringen und erleichtert so das Aufrechterhalten einer minimalen Distanz zwischen dem Fadenführer und dem Auflaufpunkt.
Bei der vorliegenden Vorrichtung kann die Aufnahmerolle auch in einer Lage festgelegt werden, die ohne störende Beeinflussung durch die Teile der Vorrichtung das Entfernen von vollen Materialrollen und deren Ersetzen durch neue Bobinen oder Garnrollen erlaubt.
Die Erfindung wird anschliessend beispielsweise anhand von Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht des Gerätes in schematischer Darstellung im Schnitt, wobei das Gerät in einem frühen Stadium des Aufwicklungsvorganges gezeigt ist und der Schnitt unmittelbar innerhalb des näheren Seitenschildes der Spulmaschineneinheit vorgenommen ist, und
Fig. 2 eine Seitenansicht ähnlich derjenigen gemäss Fig. 1, ausser, dass die Vorrichtung am oder nahe des Endes der Spuloperation mit einem vollen Wickel auf der Aufnahmerolle gezeigt ist.
Das in den Zeichnungen dargestellte und nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Spulgerät für fadenartige Materialien, wie z.B. Garn, bei welchem das Garn auf eine zylindrische Rolle aufgewickelt und dann als Wickel bezeichnet wird, der in der Zeichnung mit P vermerkt ist. Das mit dem Buchstaben Y bezeichnete Garn geht durch einen Fadenführer 10, welcher ein Führungselement oder eine Öse 12 umfasst, die mittels einer Steuerung 13 über die Länge des Wickels hin- und herbewegt wird. Wenn das Garn Y über die Länge des Wickels wandert, wird es schraubenförmig auf eine Garnrolle oder sogenannte Bobine aufgewickelt. Der Wickel wird durch eine Antriebsrolle 16 angetrieben, wobei die Antriebsrolle mit einer Linie längs des Umfanges des Teils des Wickels zusammenwirkt, welcher bereits gebildet worden ist.
Bei Drehung der Antriebsrolle mit konstanter Geschwindigkeit ist die Umfangsgeschwindigkeit des Wickels, ungeachtet seines Durchmessers, während der ganzen Aufwicklungsoperation konstant.
Die Bobine ist ein röhrenförmiges Glied und wird von einem Halterungssystem 14 getragen, welches eine in einem Arm 18 gelagerte Drehspindel 17 umfasst, wobei die Halterung und der Wickel vom Arm getragen werden. Die Bobinenhalterung 14 kann von irgendeiner zweckmässigen Konstruktion sein, von welcher verschiedene Typen bekannt sind, und welche deshalb nicht im Detail beschrieben oder gezeigt wird. Im allgemeinen schliesst die Halterung Mittel für rasche Demontage eines vollen Wickels und Montage einer neuen Bobine ein. Das vorliegende Spulgerät wird vorzugsweise in Tandemanordnung mit einem zweiten im wesentlichen identischen Gerät, welches daneben steht, betrieben, wobei eine Einheit arbeitet, während die andere zur Übernahme von der ersten bereitgestellt wird, wenn diese einen Wickel beendet hat.
Zusätzlich können eine Bremsvorrichtung zum Verzögern und Stoppen der Rotation des Wickels, nachdem dieser beendet ist, und selbstverständlich auch andere Betriebselemente in der Halterung vorgesehen werden.
Der Arm 18 ist für die Adjustierung der Achse der Halterung 14 mittels einer Klemmbefestigung 20 montiert, welche auf einer von einem Spindelarm 24 ausgehenden Stange 22 sitzt. Der Arm 24 seinerseits ist mittels einer Pivotlafette oder eines Drehgestells 26 an einem Ende eines Hauptbefestigungsgliedes 28 befestigt Das gegenüberliegende Ende des Befestigungsgliedes 28 trägt ein drehbares Rad 30, welches zwischen eine Führungsbahn 31 definierenden, in Abstand voneinander angebrachten Führungsgliedern 32 und 34 aufgenommen wird und vertikal längs der Führungsbahn 31 geführt wird.
Die Führungsglieder 32 und 34 sind entsprechend miteinander verbunden, und diese Baugruppe ist mittels eines Armes 35 an einem Seitenrahmen F der Spulmaschine befestigt, (in der Zeichnung in strichpunktierten Linien dargestellt). Ein zweiter Hauptträger 36 ist an seinem unteren Ende mit einem mittleren Teil des Gliedes 28 mittels einer Schwenkkupplung 38 drehbar verbunden.
Das obere Ende des Trägers 36 ist mittels einer Zapfenhalterung 39 für Drehung um eine feste Achse, welche mit dem Buchstaben A und durch eine am Maschinenrahmen F befestigte Welle 40 verkörpert wird, drehbar montiert.
Die Träger oder Glieder 36 und 28, der Spindelarm 24 und der Arm 18 bilden zusammen das, was unter dem Namen Scott-Russell -Mechanismus bekannt ist. Insbesondere ist der Spindelarm 24 während einer Wicklungsoperation bezüglich des Befestigungsgliedes 28 mittels eines lösbaren Sperrhebelmechanismus 42 in fester Position verriegelt. Der Mechanismus 42 umfasst einen Hebel 44, welcher am Arm 24 mittels eines Bolzens 46 drehbar befestigt ist und eine Nut 48 aufweist, welche einen Bolzen 50 auf dem Glied 28 aufnimmt. Der Hebel 44 wird von einer Feder 51 in Uhrzeigerrichtung getrieben, um mit dem Bolzen zusammenzuwirken.
Auf Wunsch kann jedoch der Sperrhebel 42 durch Ziehen des Hebels 44 in Gegenuhrzeigerrichtung (bezüglich der Darstellung in der Zeichnung) gelöst werden, um die Zusammenwirkung der Nut 48 mit dem Bolzen 50 aufzuheben, wodurch der Arm 24 und damit die Halterung 14 im Gegenuhrzeigersinn um die Drehkupplung 26 und in die Position, welche teilweise in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt ist, gedreht werden kann. In dieser vorwärts geneigten Lage kann ein voller Wickel P, der gerade fertig geworden ist, von der Halterung 14 entfernt und eine neue Bobine an der Halterung für den nächsten Wicklungsprozess angebracht werden.
In Wicklungsstellung mit gesichertem Riegel 42 und dem Arm 24 in derjenigen Position, welche in den Figuren mit vollen Linien gezeichnet ist, ist die mit D bezeichnete Rotationsachse der Bobine 14 so angeordnet, dass ihr Abstand von der Achse C der Schwenkkupplung 38 zwischen den Befestigungsgliedern 28 und 36 gleich der Distanz von der Achse C zur Achse A ist. Mit anderen Worten ist die Distanz AC gleich der Distanz CD. Überdies liegt die Achse D in der durch die Achse C und die mit B bezeichnete Achse des Rades 30 am unteren Ende des Gliedes 28 definierten Ebene, und die Strecke BC ist sowohl gleich der Strecke DC als auch gleich der Strecke AC.
In Wirklichkeit ist deshalb die Vorrichtung, so wie sie durch die strichpunktierten Linien in der Zeichnung dargestellt ist, aus einem kürzeren Glied L8 und einem längeren Glied L, zusammengesetzt, wobei das längere Glied L1 die doppelte Länge des kürzeren Gliedes L8 aufweist und das kürzere Glied L8 am Mittelpunkt des längeren Gliedes L1 befestigt ist. Die Bobine ist für Drehung am oberen oder freien Ende des längeren Gliedes L1 montiert, und das obere oder frei Ende des kürzeren Gliedes L8 ist um eine feste Achse schwenkbar gelagert. Schliesslich ist das untere Ende des längeren Gliedes L1 für Translation längs einer vertikalen Ebene durch die Drehachse A des kürzeren Gliedes montiert wie dies durch die Anordnung der Führungsbahn 31, deren Mittelebene vertikal ist und die Achse A schneidet, vorgesehen ist.
Es kann leicht festgestellt werden, dass die Aufbauvorrichtung erstens lineare Verschiebung der Achse D, d.h. der Rotationsachse des Wickels, längs einer horizontalen Ebene und zweitens komplette Stabilität, wenn wir im Moment vom Gewicht der Glieder 28 und 36 und den damit verbundenen Teilen absehen, oder mit anderen Worten totale Abwesenheit irgend einer Bewegung der Vorrichtung, ungeachtet des Gewichtes des Wickels, vorsicht. In der Praxis können diese Bedingungen im wesentlichen durch Vorsehen einer ausbalancierenden Kraft, wie beispielsweise des Gegengewichtes 52, welches am Glied 36 angebracht ist, erfüllt werden, um den Schwerpunkt der Befestigungsglieder 28 und 36, des Spindelarmes 24 und der Halterung 14 effektiv in eine vertikale Ebene durch die Achse A, unabhängig von der Position der Vorrichtung, zu verschieben.
Ausbalancie rung der Vorrichtung wird durch einstellbares Anbringen des Gegengewichtes, wie beispielsweise an einem Gewindestift 54, welcher mit dem Befestigungsglied 36 in Verbindung steht, erleichtert. Die Position der durch das Gegengewicht ausbalancierten Vorrichtung wird durch die Massenzunahme des Wickels nicht verändert, wenn das Garn auf die Bobine aufgewickelt wird.
Anderseits wird eine relativ geringe seitliche Kraft, welche irgendwo einschliesslich der Achse der Antriebsrolle auf die Vorrichtung einwirkt, diese relativ leicht verschieben. So stösst sich der wachsende Wickel selbst von der Antriebsrolle 16 weg, insbesondere, mit Bezug auf die Figuren, nach links, wobei die Aufbauvorrichtung der seitlichen Bewegung des Wickels geringen Widerstand entgegenbringt (wenn wir im Moment von der weiter unten beschriebenen Anpressdruck-Vorspannkraft absehen). Um den Widerstand der Vorrichtung gegen seitliche Bewegung der Aufnahmerolle auf ein Minimum zu reduzieren, sind die Drehgestelle bei den Achsen A, C und die Rolle D mit entsprechenden Antifriktions-lagern ausgerüstet.
In diesem Zusammenhang ist auch zu erwähnen, dass der Abstand zwischen den Führungsgliedern 32 und 34 etwas grösser sein sollte als der Durchmesser des Randes 30, so dass das Rad 30 längs der Führungsbahn rollen kann. In der Praxis bringt eine abwärts gerichtete Kraft, welche auf die Drehachse der Bobine (Achse D) wirkt, das Rad tatsächlich immer zum Abrollen auf dem rechten Führungsglied 34. Das linke Führungsglied 32 kommt normalerweise nur dann ins Spiel, wenn die Vorrichtung zurückbewegt wird, um die neue Bobine mit der Antriebsrolle wieder in Zusammenwirkung zu bringen, wenn die Maschine für den nächsten Wicklungsvorgang vorbereitet wird.
Der Druck zwischen dem sich bildenden Wickel und der Antriebsrolle, d.h. der sogenannte Anpressdruck (pinch pressure), wird gesteuert, um eine vorbestimmte Grösse oder einen gewünschten Gradienten aufrechtzuerhalten, damit der Wickel richtig aufgespult wird. Im vorliegenden Gerät wird der richtige Anpressdruck durch Einführung einer Vorspannkraft in den Wickelaufbau aufrechterhalten, beispielsweise durch die Benützung einer Feder oder eines pneumatischen Zylinders, welcher mit der Aufbauvorrichtung in solcher Art gekuppelt ist, dass er den Wickel gegen die Antriebsrolle drängt.
Insbesondere umfasst das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel im Hinblick auf einen vorbestimmten Anpressdruck ein pneumatisches System mit einem pneumatischen Zylinder 62, welcher mit einer entsprechenden Druckquelle 64 über eine zeitschaltergesteuerte Drucksteuerungeinheit 66 gekuppelt ist. Der Kolben des pneumatischen Zylinders wird durch Verbindung einer Stange 60 mit dem Träger 36 angeschlossen und stösst diesen im Gegenuhrzeigersinn um seine Achse A, wodurch ein vorbestimmter Anpressdruck zwischen der Antriebsrolle 16 und dem Wickel P erzeugt wird.
Vorzugsweise umfasst die Drucksteuerung 66 ein automatisches System, um einen relativ höheren Anpressdruck während der Startphase der Wicklungsoperation und einen relativ geringeren Druck für den normalen aufrechterhaltenen Betrieb, wenn die Bobine einmal die Geschwindigkeit erreicht hat, vorzusehen. Die Zeit, nach welcher der Druck vom höheren zum tieferen Wert wechselt, wird durch einen Zeitgeber 66a, welcher mit der Drucksteuerung 66 in Verbindung steht, bestimmt.
Als weitere Verfeinerung des Anpressdruckes zwischen der Antriebsrolle und dem Wickel umfasst das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel eine Spannfeder 72, deren eines Ende mittels eines einstellba ren Bolzens 74 am Träger 36 befestigt ist. Das andere Ende der Feder 72 ist am Befestigungs- oder Trägerglied 28 befestigt. Entsprechend zwingt die Feder 72 den Wickel gegen die Antriebsrolle mit einer Kraft, deren Grösse davon abhängt, wie stark oder lose die Feder 72 eingestellt ist. Die Regulierung der Feder 72 gestattet eine verfeinerte oder empfindlichere Einstellung des Anpressdruckes, als mittels eines pneumatischen Systems allein erzielt werden kann.
Die Antriebsrolle 16 und der Fadenführer 10 sind im Raume zwischen der Wickelrolle und der Zapfenhalterung 39 des Trägers 36 angeordnet und relativ nahe beieinander auf entgegengesetzten Seiten der von der Wickelachse D bei zunehmendem Wickeldurchmesser durchwanderten horizontalen Ebene angebracht. Auch wenn die Anordnung der Antriebsrolle etwas unterhalb der Ebene, längs welcher sich der Wickel während seiner Bildung bewegt, bedeutet, dass der Berührungspunkt oder -zone zwischen dem Wickel und der Antriebsrolle sich leicht verändert, wenn der Wickeldurchmesser zunimmt, beeinflusst dies, wegen der geringen Winkeldifferenz bezüglich der Druckanwendung, den Anpressdruck nur in geringem Masse.
Diese Anordnung hat jedoch den Vorteil, dass für die Öse oder das Führungselement 12 eine Stelle vorgesehen werden kann, welche in der Nähe der Peripherie des Wickels, unabhängig von dessen Bildungsstadium liegt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass die Peripherie des Wickels zu Beginn des Wicklungsprozesses die Peripherie des vollen Wickels (gestrichelt dargestellt) schneidet, und die Öse 12 des Fadenführers ist von dieser Linie radial in geringer Distanz angebracht. Wenn der Wickel wächst, schneiden sich die zahllosen Periphe rien verschiedener Grössen zwischen der geringsten und der grössten Stufe auch, wobei der geometrische Ort der
Schnittlinien eine schmale gekrümmte Fläche in unmittelbarer Nachbarschaft der Öse oder des Führungselementes
12 ist.
Indem das Führungselement 12 auf diese Weise nahe der Peripherie des Wickels gehalten wird, wird die Distanz vom Führungselement zum Punkt, an welchem das Garn auf den Wickelumfang auftrifft (Auflaufpunkt), minimal gehalten. Umgekehrt wurde gefunden, dass infolge der minimalen Distanz vom Führungspunkt zum Auflaufpunkt eine ausgezeichnete Kontrolle oder Steuerung des Durchganges oder der Changierung des Garnes über die Länge des Wickels erzielt werden kann.
Um optimalen Betrieb der Vorrichtung vorzusehen, ist eine Anzahl Vorkehrungen für Einstellungszwecke eingeschlossen. Einerseits kann eine Adjustierung vorge sehen werden, um sicherzustellen, dass sich die Wickelachse bei zunehmendem Wickeldurchmesser horizontal bewegt. Dieses kann durch Lageänderung der Führungsbahn 31, welche die sich vertikal bewegende Achse B der Vorrichtung führt, bewerkstelligt werden. Adjustierung der Bobine 14, um diese mit der Antriebsrolle parallel auszurichten und zu nivellieren, ist im Bobinenhalter
Kupplungsarm 20 vorgesehen. Der gewünschte Abstand zwischen dem Führungselement 12 des Fadenführers und der Peripherie des Wickels kann durch Verkürzung oder
Verlängerung des sich zwischen dem Drehpunkt 46 und dem Anschlag 48 befindlichen Teils des Sperrhebelarmes
44 erreicht werden.
Zu diesem Zweck kann der Sperrhebelarm 44 aus zwei Teilen bestehen, welche miteinander mittels in länglichen Schlitzen angebrachten Schrauben verschraubt sind, was eine Verstellung der Befestigung zwischen den beiden Teilen erlaubt. Diese Adjustierung ist in Verbindung mit einem einstellbaren Anschlag 70, welcher die Lage des Armes 24 festlegt, vorgesehen.
Ein einstellbarer Anschlag 68 an der vertikalen Führungsbahn 31 hindert die leere Einspannvorrichtung, welche die Bobine trägt, am Zusammenwirken mit der Antriebsrolle 16, wodurch die Möglichkeit, dass die Einspannvorrichtung oder Antriebsrolle beschädigt werden, wenn die Maschine nicht im Betrieb ist, ausgeschlossen wird. Wie vorstehend beschrieben, ist eine Feineinstellung des Auflagedruckes zwischen dem Wickel und dem Antrieb 15 und der Antriebsrolle 16 durch die mit der Spannfeder 72 verbundene einstellbare Kupplung 74 vorgesehen. Zusätzlich wird die Vorrichtung anfänglich durch Einstellung der Position des Gegengewichtes 52 mittels des Gewindestiftes 54 ausbalanciert.
Normalerweise werden die oben beschriebenen Einstellungen und Justierungen nur anfänglich durchgeführt, wenn die Maschine bereitgestellt wird, aber es können periodische Prüfungen und Reajustierungen, wie oben beschrieben, durchgeführt werden, wenn dies für nötig gehalten wird.
Die Wirkungsweise des vorliegenden Spulgerätes ist die folgende:
In Fig. 1 ist das Gerät in einem Zustand dargestellt, in welchem es sich zu Beginn eines Wicklungsvorganges befindet, wobei das Garn Y durch das Führungselement 12 gefädelt wurde und auf eine vorgängig installierte leere Bobine aufgewickelt wird. Die Bobine wird durch Anwendung des relativ höheren Druckes von der Druckquelle 64 auf den pneumatischen Zylinder 62, wie durch die Steuerung 66 festgesetzt, auf Betriebsgeschwindigkeit gebracht, wobei ein relativ höherer Anpressdruck angewandt wird. Durch Steuerung mittels des Zeitgliedes 66a wird der anfängliche relativ höhere Druck vermindert, wenn die Betriebsgeschwindigkeit erreicht worden ist.
Danach wird ein niedrigerer normaler Anpressdruck aufrechterhalten. Die Antriebsrolle 16 rotiert und treibt den Wickel durch direkte Zusammenwirkung mit dem zylindrischen Körper des bereits auf die Bobine gespulten Garnes an. Das Führungselement 12 wird mittels einer Schnecken- oder Spiralensteuerung 13 longitudinal über die Peripherie des Wickels hin- und herbewegt, wodurch das Garn schraubenförmig um die rotierende Bobine gewickelt wird.
Beim Anwachsen des Wickels wirkt dieser gegen die Antriebsrolle 16 und stösst sich transversal längs einer horizontalen Ebene mit Bezug auf die Figuren in der Zeichnung nach links, wobei diese nach links gerichtete Bewegung durch eine realtive Lageänderung der Befestigungsglieder 28 und 36 zugelassen wird. Im einzelnen dreht sich das Glied 28 im Gegenuhrzeigersinn um die Achse C, bei welcher es drehbar mit dem Träger 36 verbunden ist, während das Rad 30 längs der Führungsbahn 31 aufwärtsgleitet. Mittlerweile dreht sich der Träger 36 im Uhrzeigersinn um die Achse A, welche durch die Drehwelle 40 dargesellt wird. Während des Aufspulens des Wickels wird der Anpressdruck zwischen der Antriebsrolle und der Peripherie des bereits vollendeten Teiles des Wickels durch Betätigung des pneumatischen Zylinders 62 gesteuert.
Gleichzeitig hat jedoch die Massenzunahme des Wickels keine Wirkung auf den Anpressdruck. Die Steuerung des Anpressdruckes und die Nähe der Führung 12 zur Peripherie der Rolle, ungeachtet der Wickelgrösse, sorgen für ausgezeichnete Form, Windungsverlauf und andere Eigenschaften des Wickels.
Wenn der Wickel fertiggestellt ist, wie in Fig. 2 dargestellt, wird der Betriebsdruck zum pneumatischen
Zylinder 62 unterbrochen, der Wickel von der Antriebs rolle 16 entkuppelt, abgebremst und angehalten, und der lösbare Sperrhebel 42 wird durch Ziehen des Hebels 44 betätigt, wodurch der Wickel durch Drehen des Spindelarmes 24 in Gegenuhrzeigerrichtung nach vorne in eine Position mit besserer Zugänglichkeit und für das Entfernen des Wickels von der Halterung geschoben werden kann. Eine neue Bobine wird dann in die Einspannvorrichtung gebracht, der Arm 24 in normale Betriebsposition zurückgedreht, wie in Fig. 1 dargestellt, und der Sperrhebel 42 in Verschlusstellung gebracht, um den Arm 24 in Betriebsstellung festzuhalten.