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.
Winding device
The present invention relates to a winding device for winding a roll of flexible material, with a take-up roll on which the material is to be wound, and a drive roll which is designed to interact with the material already wound on the take-up roll to drive the take-up roll at a predetermined peripheral speed is provided.
When winding flexible material such as of paper, fabric, foil, plastic film, metal or thread-like material webs, it is often desirable or necessary to wind up the material at a constant speed, especially if the material to be wound comes from a stage in the manufacturing process or a machining operation which is performed at a steady speed. Although devices are known in which the take-up reel or reel is driven by means of its shaft in order to obtain a constant peripheral speed, such devices being based on various principles of speed control, it is more expedient in many cases to use a drive roller to drive the take-up reel or reel to drive, which interacts directly with the material already wound on the roll.
In this way, the drive roller driven at a constant speed drives the take-up roller at a constant speed.
In the case of the winding machine types which have a drive roller which interacts directly with the material already wound onto the take-up reel, provisions must be made for a relative movement between the axes of the take-up reel and the drive roller, since the material roll increases in size.
Accordingly, the drive roller must be mounted for relative movement with respect to the take-up roller, or vice versa. It is usually more expedient to mount a take-up roller for relative movement with respect to a fixed drive roller, since in this case the drive part can remain stationary, which allows a simpler construction. In both examples, however, the change in the relative position of the axes of the take-up and drive rollers, as is the case with many conventional designs, affect the contact pressure of the drive roller on the roll of material, and this in turn can affect the tightness or tightness, rounding and other properties of the Adversely affect the role and cause vibrations and other difficulties during operation of the device.
In other words, it is often important to maintain a substantially uniform pressure or a controlled pressure gradient throughout the formation of the roll of material.
Special problems are encountered when winding thread-like material, e.g. of yarn, on a roll. On the one hand, the speed must be precisely controlled in order to keep up with the operations prior to winding. In addition, the yarn must be guided back and forth over the length of the lap by means of a reciprocating traversing device for guiding the yarn. The function of this device is decisive for the achievement of a roll which is essentially cylindrical and free of irregularities over its length and its diameter. The pressure between the drive roller and the roll being formed also plays a major role, since it largely determines the strength or compactness of the roll and also has a considerable influence on the curvature of the roll.
It is therefore particularly important that the contact pressure is kept at a predetermined value or its gradient is controlled in order to obtain a good winding quality.
In addition to the difficulties mentioned above, there are further problems which relate to the physical or spatial arrangement of the winding device and the expediency with which it can be operated and maintained. For example, in the winder, the take-up reel for removing the finished lap and inserting an empty bobbin should be easily accessible, and these processes should be able to take place as quickly and as easily as possible. The geometric relationship between the thread guide and the lap is also of great importance. Obviously, the yarn runs at a tangent point or run-up point from the guide to the roll, u. it has been found that the best results are achieved when the distance between this point of contact and the guide is kept to a minimum.
Since the diameter of the winding reel increases constantly when the yarn is wound on it, it is inevitable that the run-up point will shift somewhat with respect to the guide when the diameter of the winding increases. This poses additional problems, since the distance between the guide and the run-on point somewhat affects the configuration of the helical turns of the thread on the package for a given passage or feed control.
Various proposals have been made for mounting a take-up reel, bobbin or spool which can move relative to a fixed drive roller, and many of these mechanisms have been proposed in recognition of the problem of maintaining reasonably uniform pressure between the material and drive rollers. In general, the proposed arrangements include a biasing mechanism which is constructed to vary the degree of biasing of the take-up roll against the drive roll to compensate for the change in mass of the roll. In other words, many of these devices work by detecting any change in pressure between the take-up and drive rollers and responding to it by changing a preload force.
Some of the known mechanisms also include a swing arm structure for the take-up roll so that the trajectory of the take-up roll axis runs along an arc. In these devices, the position of the point of contact between the drive and take-up rollers varies considerably, and consequently this type of mechanism also necessarily involves a change in the contact pressure during the formation of the roller.
The present invention is based on the creation of a winding device, in particular a support device for the take-up reel, which provides a movement of the take-up reel away from the drive roller in order to compensate for the increase in diameter of the roll on the reel as the winding progresses, and in which also provisions for Maintaining a controlled contact pressure between the take-up and drive rollers, regardless of the change in the size and mass of the roll, are made.
This object is achieved according to the invention by a take-up roller carrying device with a first member pivotable about a fixed horizontal axis A and a second member pivotable about an axis B parallel to the axis A, the axis B being along an at least approximately vertical plane which is at least runs approximately through the axis A, is displaceable and the first link is pivotally connected to the second link by an axis C parallel to the axes A, B, and with means which move the take-up roller on the second link about one to the axes, A, B and C rotatably support the parallel take-up roller axis D, the axes B, C and D being in one plane and the distances AC, BC and DC all being the same.
Although the two mentioned links can have different shapes, the roller support device basically and schematically consists of a shorter link which is attached at one end for pivoting about a fixed axis and at its other end with the center of a straight link , which is twice the length of the shorter link, is pivotally connected. One end of the longer link is slidably mounted along a vertical plane which passes at least approximately through the fixed axis of rotation of the shorter link, while the take-up roller is rotatably mounted at the other end of the longer link. In principle, the holding device embodies a so-called Scott-Russell mechanism.
The advantages of the structure include:
1. that rectilinear movement is provided, of the free end of the longer link, and
2. that vertical loading on the free end of the longer link does not move the device, i. changes the position of the free end of the longer link or either link, nor that it exerts any lateral force components on the links. It should be noted that these device characteristics are based on the premise that the links are weightless. But this condition can be mimicked by balancing the superstructure links so that the focus is on the line connecting axes A and B.
Accordingly, if the drive roller is generally mounted to the side of the take-up roller, and the take-up roller, as described above, is at the free end of the longer link, the fact that the mass and diameter of the roller are constantly increasing changes the contact pressure between the drive roller and itself winding onto the take-up reel. The device thus leads to uniform contact pressure, regardless of the mass or size of the roll while it is being wound.
Further preferred properties of the winder are the attachment of the take-up reel to new ones, as it can be provided by means of a clamping device which allows quick and easy mounting of a bobbin of the thread reel, for movement between a first position which defines the take-up reel for winding (in a plane with the coupling between the shorter and the longer link and the slidable end of the longer link, and also at the same distance from the coupling between the two links as the distance from this coupling to the fixed axis of rotation of the shorter link and to the sliding axis), and a second position in which the take-up reel is easily accessible for removing the filled reel and attaching a new bobbin or thread reel.
To this end, the second or longer link of the device can be constructed in two parts which are connected by a pivot or other movable coupling so that the link can actually be kinked or broken to move the take-up reel out of the operative position. A releasable locking lever can be provided to hold the second link normally in the operative position, but thereby to allow the link to be broken or kinked.
When the present apparatus is used for winding filamentary material, e.g. Yarn, is used, it can further comprise a thread guide to move the yarn back and forth over the length of the roll and thus wind it helically into a package. The thread guide is preferably attached at a point which is radially close to a zone which is common to the circumferences of the roll in all stages of its formation.
This zone is preferably a narrow, slightly curved imaginary surface which is defined by the intersection lines of the circumference of the winding surfaces during their formation. The setting of the thread guide in such a position depends on setting the drive roller at a small distance above or below the horizontal plane along which the axis of the take-up roller travels as the roller forms, and provides a minimum distance between the guide and the approach point, ie the point at which the yarn hits the surface of the roll.
The take-up reel can be kept in contact with the drive roller under a predetermined drive pressure by biasing the assembly linkage. In a preferred embodiment, the pretensioning force is supplied by a pneumatic cylinder, the pressure at which the cylinder is operated determines the contact pressure between the take-up roller and the drive roller. Preferably, the pressure can be varied to meet the requirements of the particular winding operation, and the pressure applied for a given winding operation can also be varied, for example to start a relatively higher pressure to bring the take-up reel up to speed relatively quickly , and provide a lower pressure or a controlled pressure gradient for normal sustained operation.
As mentioned above, the present apparatus has a number of notable advantages. On the one hand, the contact pressure between the take-up roller and the drive roller, which is completely independent of the mass or size of the roller, can be kept at a constant predetermined value or controlled in any desired manner during normal operation. The device also provides relatively precise control of the contact pressure, even at low values, and these advantages can moreover be obtained without any complicated system for determining and compensating for the increase in size or mass of the roll.
Also important is the fact that the axis of the take-up roll moves along the horizontal plane, which makes it easier to maintain the parallelism between the take-up roll, the drive roll and the thread guide. Moreover, the linear advancement of the axis also makes it possible to mount the thread guide at the point close to the zone common to the perimeters of the rollers being formed, thus making it easier to maintain a minimum distance between the thread guide and the run-up point.
In the case of the present device, the take-up reel can also be fixed in a position which allows full material reels to be removed and replaced with new bobbins or thread reels without any interference from the parts of the device.
The invention will then be explained using figures, for example. Show it:
1 shows a side view of the device in a schematic representation in section, the device being shown in an early stage of the winding process and the section being made directly within the closer side plate of the winding machine unit, and
Fig. 2 is a side view similar to that of Fig. 1, except that the device is shown at or near the end of the winding operation with a full lap on the take-up reel.
The embodiment of the invention shown in the drawings and described below relates to a winding device for thread-like materials, e.g. Yarn in which the yarn is wound on a cylindrical roll and then referred to as a lap, which is noted in the drawing with P. The yarn designated with the letter Y goes through a thread guide 10 which comprises a guide element or an eyelet 12 which is moved back and forth over the length of the lap by means of a control 13. When the yarn Y wanders over the length of the package, it is wound onto a thread spool or so-called bobbin in a helical manner. The reel is driven by a drive roller 16, the drive roller cooperating with a line along the circumference of the part of the reel which has already been formed.
When the drive roller rotates at a constant speed, the peripheral speed of the roll, regardless of its diameter, is constant during the entire winding operation.
The reel is a tubular member and is carried by a support system 14 which comprises a rotating spindle 17 mounted in an arm 18, the support and the reel being carried by the arm. The reel support 14 may be of any convenient construction, various types of which are known and which, therefore, are not described or shown in detail. In general, the bracket includes means for quickly dismantling a full roll and assembling a new bobbin. The present winding device is preferably operated in tandem with a second substantially identical device which stands next to it, with one unit operating while the other is made available to be taken over by the first when it has finished a lap.
In addition, a braking device for decelerating and stopping the rotation of the roll after it has ended, and of course other operating elements can be provided in the holder.
For the adjustment of the axis of the holder 14, the arm 18 is mounted by means of a clamping fastening 20 which is seated on a rod 22 extending from a spindle arm 24. The arm 24 in turn is fastened to one end of a main fastening member 28 by means of a pivot carriage or a bogie 26.The opposite end of the fastening member 28 carries a rotatable wheel 30 which is received between a guide track 31 defining, spaced apart guide members 32 and 34 and vertically is guided along the guide track 31.
The guide members 32 and 34 are correspondingly connected to one another, and this assembly is fastened by means of an arm 35 to a side frame F of the winding machine (shown in the drawing in dash-dotted lines). A second main beam 36 is rotatably connected at its lower end to a central part of the link 28 by means of a swivel coupling 38.
The upper end of the bracket 36 is rotatably mounted by means of a pivot bracket 39 for rotation about a fixed axis represented by the letter A and by a shaft 40 fixed to the machine frame F.
The beams or links 36 and 28, the spindle arm 24 and the arm 18 together form what is known as the Scott-Russell mechanism. In particular, the spindle arm 24 is locked in a fixed position with respect to the fastening member 28 by means of a releasable locking lever mechanism 42 during a winding operation. The mechanism 42 comprises a lever 44 which is rotatably attached to the arm 24 by means of a bolt 46 and has a groove 48 which receives a bolt 50 on the link 28. The lever 44 is urged clockwise by a spring 51 to cooperate with the bolt.
If desired, however, the locking lever 42 can be released by pulling the lever 44 counterclockwise (with respect to the illustration in the drawing) to break the interaction of the groove 48 with the bolt 50, whereby the arm 24 and thus the bracket 14 in a counterclockwise direction around the Rotary coupling 26 and can be rotated into the position which is partially shown in phantom in FIG. 2. In this forwardly inclined position, a full lap P which has just been finished can be removed from the holder 14 and a new bobbin can be attached to the holder for the next winding process.
In the winding position with the bolt 42 secured and the arm 24 in the position shown in the figures with full lines, the axis of rotation of the reel 14, labeled D, is arranged so that its distance from the axis C of the swivel coupling 38 between the fastening members 28 and 36 is the distance from axis C to axis A. In other words, the distance AC is equal to the distance CD. In addition, the axis D lies in the plane defined by the axis C and the axis designated B of the wheel 30 at the lower end of the link 28, and the distance BC is equal to both the distance DC and the distance AC.
In reality, therefore, the device, as shown by the dash-dotted lines in the drawing, is composed of a shorter link L8 and a longer link L, the longer link L1 being twice the length of the shorter link L8 and the shorter link L8 is attached to the center of the longer link L1. The reel is mounted for rotation at the top or free end of the longer link L1, and the top or free end of the shorter link L8 is pivoted about a fixed axis. Finally, the lower end of the longer link L1 is mounted for translation along a vertical plane through the axis of rotation A of the shorter link as provided by the arrangement of the guideway 31, the center plane of which is vertical and intersects the A axis.
It can easily be seen that the construction device firstly has linear displacement of the axis D, i. the axis of rotation of the reel, along a horizontal plane and, secondly, complete stability if at the moment we disregard the weight of the links 28 and 36 and their associated parts, or in other words total absence of any movement of the device, regardless of the weight of the reel, Attention. In practice, these conditions can essentially be met by providing a balancing force, such as counterweight 52 attached to member 36, to effectively convert the center of gravity of mounting members 28 and 36, spindle arm 24 and bracket 14 into a vertical position Move plane through axis A, regardless of the position of the device.
Balancing the device is facilitated by the adjustable attachment of the counterweight, such as on a threaded pin 54, which is connected to the fastening member 36. The position of the device balanced by the counterweight is not changed by the increase in mass of the lap when the yarn is wound onto the bobbin.
On the other hand, a relatively small lateral force acting on the device anywhere, including the axis of the drive roller, will move it relatively easily. In this way, the growing roll pushes itself away from the drive roller 16, in particular, with reference to the figures, to the left, the mounting device offering little resistance to the lateral movement of the roll (if we ignore the contact pressure pretensioning force described below at the moment) . In order to reduce the resistance of the device to lateral movement of the take-up roller to a minimum, the bogies on axles A, C and roller D are equipped with appropriate anti-friction bearings.
In this context, it should also be mentioned that the distance between the guide members 32 and 34 should be somewhat larger than the diameter of the edge 30 so that the wheel 30 can roll along the guide track. In practice, a downward force acting on the axis of rotation of the reel (axis D) actually always causes the wheel to roll on the right guide member 34. The left guide member 32 normally only comes into play when the device is moved backwards, to bring the new bobbin with the drive roller back into cooperation when the machine is being prepared for the next winding process.
The pressure between the forming roll and the drive roller, i.e. The so-called pinch pressure is controlled to maintain a predetermined size or a desired gradient so that the package is properly wound. In the present device, the correct contact pressure is maintained by introducing a pretensioning force into the roll structure, for example by using a spring or a pneumatic cylinder, which is coupled to the structure device in such a way that it presses the roll against the drive roller.
In particular, the exemplary embodiment shown in the drawing includes, with regard to a predetermined contact pressure, a pneumatic system with a pneumatic cylinder 62 which is coupled to a corresponding pressure source 64 via a time switch-controlled pressure control unit 66. The piston of the pneumatic cylinder is connected to the carrier 36 by connecting a rod 60 and pushes it counterclockwise about its axis A, whereby a predetermined contact pressure between the drive roller 16 and the roll P is generated.
Preferably, the pressure controller 66 includes an automatic system to provide a relatively higher contact pressure during the start-up phase of the winding operation and a relatively lower pressure for normal sustained operation once the bobbin has reached speed. The time after which the pressure changes from the higher to the lower value is determined by a timer 66a, which is connected to the pressure control 66.
As a further refinement of the contact pressure between the drive roller and the reel, the embodiment shown in the drawing comprises a tension spring 72, one end of which is fastened to the carrier 36 by means of an adjustable bolt 74. The other end of the spring 72 is attached to the attachment or support member 28. Accordingly, the spring 72 forces the coil against the drive roller with a force, the magnitude of which depends on how strong or loosely the spring 72 is set. The regulation of the spring 72 allows a more refined or more sensitive adjustment of the contact pressure than can be achieved by means of a pneumatic system alone.
The drive roller 16 and the thread guide 10 are arranged in the space between the winding roller and the pin holder 39 of the carrier 36 and are mounted relatively close to one another on opposite sides of the horizontal plane traversed by the winding axis D as the winding diameter increases. Even if the location of the drive roller slightly below the plane along which the lap moves during its formation, means that the contact point or zone between the lap and the drive roller changes slightly as the lap diameter increases, this affects, because of the small size Angular difference with regard to the application of pressure, the contact pressure only to a small extent.
However, this arrangement has the advantage that a point can be provided for the eyelet or the guide element 12 which is in the vicinity of the periphery of the roll, regardless of its stage of formation. From Fig. 1 it can be seen that the periphery of the lap at the beginning of the winding process intersects the periphery of the full lap (shown in dashed lines), and the eyelet 12 of the thread guide is attached radially at a short distance from this line. As the coil grows, the countless peripheries of various sizes between the smallest and the largest step also intersect, with the geometric location being the
Cut lines a narrow curved surface in the immediate vicinity of the eyelet or the guide element
12 is.
By keeping the guide element 12 close to the periphery of the package in this way, the distance from the guide element to the point at which the yarn hits the circumference of the package (contact point) is kept to a minimum. Conversely, it has been found that, due to the minimal distance from the guide point to the run-up point, excellent control or control of the passage or traversing of the yarn over the length of the lap can be achieved.
In order to provide optimal operation of the device, a number of provisions are included for adjustment purposes. On the one hand, an adjustment can be provided to ensure that the winding axis moves horizontally as the winding diameter increases. This can be achieved by changing the position of the guide track 31 which guides the vertically moving axis B of the device. Adjustment of the reel 14 in order to align and level it in parallel with the drive roller is in the reel holder
Coupling arm 20 is provided. The desired distance between the guide element 12 of the thread guide and the periphery of the roll can be shortened or
Extension of the part of the locking lever arm located between the pivot point 46 and the stop 48
44 can be achieved.
For this purpose, the locking lever arm 44 can consist of two parts which are screwed to one another by means of screws fitted in elongated slots, which allows the fastening between the two parts to be adjusted. This adjustment is provided in connection with an adjustable stop 70 which fixes the position of the arm 24.
An adjustable stop 68 on the vertical track 31 prevents the empty chuck carrying the reel from interacting with the drive roller 16, thereby eliminating the possibility of damage to the chuck or drive roller when the machine is not in use. As described above, a fine adjustment of the contact pressure between the roll and the drive 15 and the drive roller 16 is provided by the adjustable coupling 74 connected to the tension spring 72. In addition, the device is initially balanced by adjusting the position of the counterweight 52 by means of the threaded pin 54.
Normally, the adjustments and adjustments described above are only initially made when the machine is deployed, but periodic checks and readjustments as described above can be carried out if deemed necessary.
The functioning of the present winding device is as follows:
In Fig. 1 the device is shown in a state in which it is at the beginning of a winding process, the yarn Y has been threaded through the guide element 12 and is wound onto a previously installed empty bobbin. The reel is brought to operating speed by applying the relatively higher pressure from the pressure source 64 to the pneumatic cylinder 62, as set by the controller 66, using a relatively higher pressure. Under control of the timer 66a, the initial relatively higher pressure is reduced when the operating speed has been reached.
Thereafter, a lower normal contact pressure is maintained. The drive roller 16 rotates and drives the package through direct interaction with the cylindrical body of the yarn already wound on the bobbin. The guide element 12 is moved longitudinally back and forth over the periphery of the lap by means of a worm or spiral control 13, whereby the yarn is wound helically around the rotating bobbin.
As the roll grows, it acts against the drive roller 16 and pushes itself transversely along a horizontal plane to the left with reference to the figures in the drawing, this movement directed to the left being permitted by a relative change in the position of the fastening members 28 and 36. In particular, the member 28 rotates counterclockwise about the axis C, in which it is rotatably connected to the carrier 36, while the wheel 30 slides along the guide track 31 upwards. Meanwhile, the carrier 36 rotates clockwise about the axis A, which is represented by the rotating shaft 40. While the roll is being wound up, the contact pressure between the drive roller and the periphery of the already completed part of the roll is controlled by actuating the pneumatic cylinder 62.
At the same time, however, the increase in mass of the roll has no effect on the contact pressure. The control of the contact pressure and the proximity of the guide 12 to the periphery of the roll, regardless of the roll size, ensure excellent shape, winding course and other properties of the roll.
When the coil is completed, as shown in Fig. 2, the operating pressure becomes pneumatic
Cylinder 62 interrupted, the winding from the drive roller 16 decoupled, braked and stopped, and the releasable locking lever 42 is actuated by pulling the lever 44, whereby the winding by rotating the spindle arm 24 counterclockwise forwards in a position with better accessibility and for the removal of the winding from the holder can be pushed. A new bobbin is then placed in the clamping device, the arm 24 is rotated back into the normal operating position, as shown in FIG. 1, and the locking lever 42 is brought into the locking position in order to hold the arm 24 in the operating position.