Verfahren zur Bildung einer Querbewegung des Garnes beim Spulen sowie Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Querbewegung des Garnes beim Spulen mit der Hilfe von rotierenden Klingen sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
Es besteht auf dem Gebiet der Textilindustrie ein grosser Bedarf an einer Erhöhung der Garngeschwindigkeit beim Wickeln von Spulen, wobei die erreichten Geschwindigkeiten bereits 4000 bis 5000 Meter in der Minute überschritten haben. Beim Aufwickeln des Garnes auf die Spule ist es notwendig, das Garn entlang einer axialen Länge eines SpuIenkörpers zu bewegen, welcher zum Tragen der Snule bestimmt ist, und zwar mit einem gegebenen Verhältnis zur Geschwindigkeit des aufzuwikkelnden Garnes. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, dass die Quergeschwindigkeit des Garnes eine enge Beziehung zur Aufwickelgeschwindigkeit hat. Bei gestreckten Garnen aus synthetischen Filamenten ist die im allgemeinen erforderliche Quergeschwindigkeit des Garnes grösser als ein Zehntel der Aufwickelgeschwindigkeit.
Das hat zur Folge, dass je grösser die Aufwickelgeschwindigkeit ist, umso grösser die Geschwindigkeit der Querbewegung sein muss. In dieser Beziehung wurden bereits verschiedene Vorschläge bezüglich des Verfahrens und der Vorrichtung zur Ausführung einer derartigen Querbewegung des Garnes mit hoher Geschwindigkeit gemacht.
Nach einem der Vorschläge ist eine drehbare Führungswalze, wie z.B. nach dem US-Patent Nr. 2736 506 vorgesehen. Die Walze enthält mehr als eine Führung nut, welche derart auf der Walze ausgebildet ist, dass sie an einem Ende der Walze beginnt, zum anderen Ende der Walze führt und zum ursprünglichen Ende zurückgeführt ist, wobei sie einen Rückkehrpfad bildet, der vom Vorwärtspfad abweicht. Die Walze befindet sich neben der Spule mit ihrer Achse parallel zur Achse der Spule. Bei einer gleichzeitigen Drehung der Walze und der Spule wird das Garn auf der Spule aufgewickelt, während es durch die Nut der Walze geführt wird.
Wenn das Garn auf die Spule mit einer verhältnismässig hohen Geschwindigkeit aufgewickelt werden soll, d.h. auch die Querbewegung mit einer hohen Geschwindigkeit ausführen soll, so besteht die Gefahr, dass es ausser Führung durch die Nut der Walze gelangt und aus der Nut springt. Ein Führungsmechanismus dieser Art kann daher nicht einen stabilen Aufwickelvorgang gewährleisten, wenn das Aufwickeln mit hoher Geschwindigkeit erfolgen soll. Ein anderer bekannter Führungsmechanismus verwendet ein Paar von Garnführungen, die an endlosen Riemen angeordnet sind. Zwei Sätze von endlosen Riemen, die in ent gegengesetzten Richtungen laufen, sind dabei übereinander im Pfad des aufzuwickelnden Garnes an einer Stelle nahe der Spule und stromaufwärts von dieser angeordnet.
Die Garnführungen sind an den betreffenden endlosen Riemen derart angeordnet, dass eine der Führungen eine Bewegung nach vorne bewirkt und die andere Führung eine Bewegung des Garnes in der entgegengesetzten Richtung. Wenn das Garn durch einen derartigen Mechanismus mit hohen Geschwindigkeiten bewegt wird, so hat es sich durch wiederholte Versuche gezeigt, dass eine vollständige Führung des Garnes nicht immer vorhanden ist. So ist der Führungsmechanismus dieser Art auch nicht für hohe Geschwindigkeiten des Wirkelvorganges geeignet.
Als weiteres Beispiel der bekannten Vorrichtungen kann ein pneumatischer Führungsmechanismus genannt werden. Bei diesem Mechanismus ist ein Zylinder im Pfad des Garnes in einer Stellung angeordnet, die sich nahe an der Soule und stromaufwärts von dieser befindet. Im Zylinder ist ein Führungsstück für das Garn gleitend in der Richtung der Querbewegung angeordnet, wobei beide Enden des Zylinders mit Druckkammern versehen sind, die an Quellen von Druckluft angeschlossen sind. Durch eine abwechselnde Zufuhr von Druckluft in die einzelnen Kammern wird das Führungsstück entlang des Zylinders von einem Ende zum anderen Ende und umgekehrt bewegt. wobei das Garn eine entsprechende Querbewegung ausführt.
Bei diesem Mechanismus ist es wegen der pneumatischen Vorrichtungen gemeinsamen Eigenschaften schwierig, insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten, die Bewegung des Mechanis mus in einer genauen stabilen Weise zu steuern. Somit kann auch der Führungsmechanismus dieses Typs nicht zum Wickeln von Spulen mit hohen Geschwindigkeiten verwendet werden, wenn eine Sicherheit bezüglich der Qualität des erhaltenen Garnes erforderlich ist.
Zur Lösung der Probleme, welche bei den beschriebenen Mechanismen bestehen, wurde eine Führungsvorrichtung entwickelt, bei welcher ein Mechanismus mit drehbaren Klingen verwendet wird. Bei dieser Vorrichtung ist ein Paar von drehbaren Klingen im Pfad des Garnes koaxial angeordnet, und zwar in einer Stellung in der Nähe und stromaufwärts von der Spule. Die Klingen werden in entgegengesetzten Richtungen gedreht. Das Garn wird durch die rotierenden Klingen in der Querrichtung bewegt, wobei die gegenseitige Winkelstellung der beiden Klingen so gewählt ist, dass eine teilweise Drehung der einen der Klingen eine Vorwärtsbewegung des Garnes bewirkt und eine teilweise Drehung der anderen der Klingen eine Rückbewegung des Garnes.
Ein Führungsmechanismus dieser Art, der im folgenden als der bekannte Führungsmechanismus mit drehbaren Klingen bezeichnet wird, beseitigt die Schwierigkeiten, die bei den bekannten Führungsmechanismen auftreten und gewährleistet eine stabile und gleichmässige Bewegung des Garnes. Er hat jedoch trotzdem einige Nachteile, die sich durch seinen mechanischen Aufbau ergeben. Bei der bekannten Vorrichtung muss eine Klinge das Garn von einem Ende zum anderen Ende der Quer bewegung bewegen. Dabei dient nur ein Teil der Drehbewegung der Klinge zur Bewegung des Garnes von einem Ende zum anderen Ende seines Bewegungspfades.
Je grösser daher die Länge des Bewegungspfades ist, umso grösser muss auch die Länge der Klinge sein. Bei der gegenwärtigen Tendenz in der Textilindustrie zur Bildung von grösseren Spulen hat die axiale Länge der Spulen eine Tendenz sich gleichzeitig mit dem Durchmesser der Spule zu vergrössern. Eine Vergrösserung der axialen Länge der Spule führt unvermeidlich zur Verlängerung des Bewegungspfades des Garnes bei der Querbewegung und somit zur Vergrösserung der Länge der drehbaren Klinge. Es müssen daher die Dimensionen des bekannten Führungsmechanismus mit drehbaren Klingen vergrössert werden. Bei einer Vergrösserung der Dimensionen des Mechanismus entsteht jedoch eine Schwierigkeit bezüglich der Anordnung des Mechanismus so nahe an der Spule wie möglich, was erforderlich ist, um eine stabile gleichmässige und zuverlässige Wirkungsweise zu erzielen.
Neben diesen genannten Nachteilen hat der bekannte Mechanismus mit drehbaren Klingen weitere Nachteile, die sich aus dem Prinzip einer Bewegung des Garnes durch eine Zusammenwirkung von nur zwei Sätzen von Klingen ergeben. Wie bereits erwähnt, wird das Garn seitlich durch die Klingen geschoben, während es in seiner Längsrichtung bewegt wird. Das bedeutet, dass das Garn bei seiner Längsbewegung über den Rand der Klinge mit einer hohen Geschwindigkeit gleitet. Ausserdem erfolgt diese Gleitbewegung unter einem Druck des Garnes auf die Kante der Klinge, da die Klinge das Garn bewegen muss.
Eine derartige gleitende Bewegung des Garnes über die Kanten der Klingen unter hohem Druck und mit hohen Geschwindigkeiten hat eine Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche des Garnes zur Folge, was zu einer Verschlechterung der Qualität des Garnes und zu einer unerwünschten Deformation der Spulenform führt. Aus serdem wird das Garn bei seiner Bewegung nur durch die Klingen geschoben, jedoch nicht erfasst, wie es bei den üblichen Garnführungen der Fall ist.
Es besteht daher während des Augenblickes der Übertragung des Garnes von einer Klinge auf eine andere eine Gefahr, dass das Garn wegen der verhältnismässig unstabilen Bewegungsbedingungen des Garnes in diesem Stadiu m der Führung durch die Klinge entgleitet. Ausserdem ist es bekannt, dass das Garn eine Tendenz zur Rückkehr in die Mitte seines Bewegungspfades hat, wenn das Garn zu den Enden dieses Bewegungspfades gezogen wird. Bei einem Führungsmechanismus mit drehbaren Klingen hat diese Tendenz des Garnes ein Entgleiten aus der Führung durch die Klinge zur Folge. Das entsteht insbesondere, wenn sich das Garn mit einer sehr hohen Geschwindigkeit in der Querrichtung bewegt.
Eine zuverlässige Übertragung des Garnes von Klinge zu Klinge und ein Schutz des Garnes, welches der Führung durch die drehbaren Klingen entweicht, sind daher wichtige Bedingungen, um die Einführung des Führungsmechanismus mit drehbaren Klingen in der Textilindustrie zu ermöglichen.
Die Erfindung hat die Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung der genannten Art zum Ziel, welche die Nachteile der bekannten Vorrichtungen nicht aufweisen, eine gleichmässige und stabile Querbewegung des Garnes beim Aufwickeln gewährleisten, die Herstellung von Garnen mit guter Qualität und von Spulen mit einer gewünschten Form gestatten und einen kompakten Aufbau sowie niedrige Herstellungskosten der Vorrichtung ermöglichen.
Gleichzeitig sollen das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung einen stabilen gleichmässigen störungsfreien und zuverlässigen Übergang des Garnes von Klinge zu Klinge gestatten, zusammen mit einer stabilen Führung des Garnes während der Querbewegung, wobei Schwierigkeiten mit der Einstellung der Klinge entfallen und der Mechanismus nahe an der herzustellenden Spule angeordnet werden kann, ohne eine Gefahr, dass der Mechanismus und seine Teile die Oberfläche der Spule berühren.
Das erfindungsgemässe Verfahren, durch welches dieses Ziel erreicht wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass die wirksame Länge der Querbewegung in mindestens zwei Führungsgruppen unterteilt wird, dass jede Gruppe mit einem Paar von koaxial angeordneten Klingen versehen wird, welche in entgegengesetzten Richtungen rotieren, dass das Garn durch eine Gruppe in einer Richtung bewegt wird, wobei das Garn durch die vordere Kante einer des Paares von rotierenden Klingen bewegt wird, dass das Garn von der rotierenden Klinge der Gruppe auf eine rotierende Klinge einer benachbarten Gruppe an der Grenze der beiden Gruppen übertragen wird, dass bei Unterteilung in mehr als zwei Gruppen das Garn darauf durch die weiteren Gruppen bewegt wird und in der genannten Weise von Gruppe zur Gruppe übertragen wird,
dass die Bewegungsrichtung des Garnes in der Endgruppe des Pfades der Querbewegung umgekehrt wird, dadurch, dass das Garn von einer Klinge auf eine andere Klinge der Endgruppe übertragen wird, dass das Garn durch die Endgruppe in einer entgegengesetzten Bewegungsrichtung bewegt wird, während es durch die vordere Kante der anderen Klinge geschoben wird, und dass die erwähnten Arbeitsschritte der Bewegung und Übertragung in der genannten Weise wiederholt werden, derart, dass das Garn von einem Ende zum anderen Ende seiner Bahn und zurück bewegt wird.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch mindestens zwei Führungsgruppen, die in einer Folge entlang des Pfades der Querbewegung bezüglich der Bewegungsrich tung des Garnes von der Spule angeordnet sind, auf welcher das Garn aufgewickelt werden soll, wobei jede Gruppe mit einem Paar koaxial angeordneten drehbaren Klingen versehen ist, die in entgegengesetzten Richtungen drehbar sind, eine Garnführungsstange, die sich seitlich entlang der Gruppen erstreckt sowie in Antriebsorgan zur Ausführung der Drehbewegungen der Klingen der Gruppen, während diese in gegebenen Winkelstellungen gehalten werden, wobei die Winkelstellungen der Klingen derart bestimmt sind,
dass ein Satz von Klingen der Gruppen zur Bewegung des Garnes in einer Richtung dient und ein anderer Satz von Klingen zur Bewegung des Garnes in der entgegengesetzten Richtung und dass das Garn von einer drehbaren Klinge einer der Gruppe auf eine drehbare Klinge einer benachbarten Gruppe an der Grenze zwischen den beiden Gruppen übertragen wird.
Erfindungsgemäss ist die wirksame Länge der Querbewegung des Garnes in mindestens zwei Führungsgruppen unterteilt. Die Anzahl der Gruppen kann in Abhängigkeit von der Länge der Querbewegung und der Lage des Führungsmechanismus gegenüber der Spule gewählt werden. Innerhalb einer Führungsgruppe wird das Garn in der Querrichtung durch die drehbare Klinge der Gruppe bewegt. Wenn das Garn an ein Ende einer Gruppe gebracht wird, wird es von der rotierenden Klinge der Gruppe auf die entsprechende rotierende Klinge der benachbarten Gruppe übertragen. Auf diese Weise wird durch eine Bewegung von Gruppe zu Gruppe das Garn von einem Ende zum anderen Ende des Bewegungspfades hin und zurück bewegt.
Jede Gruppe ist dabei mit einem Paar von koaxial angeordneten drehbaren Klingen versehen, welche sich in entgegengesetzten Richtungen in einer Stellung in der Nähe und stromaufwärts der Spule befinden. Die gegenseitige winkelmässige Stellung der Klingen ist so gewählt, dass die Drehung eines Satzes von Klingen eine Bewegung des Garnes in einer Richtung zur Folge hat, während eine Drehbewegung des anderen Satzes von Klingen zur Bewegung des Garnes in der entgegengesetzten Richtung führt.
Die Form der drehbaren Klingen ist so zu wählen, dass ein stabiler Übergang des Garnes von Klinge zu Klinge gewährleistet wird, sowie ein stabiler Richtungswechsel der Bewegung des Garnes am Ende des Bewegungspfades. Ausserdem kann die Form der drehbaren Klinge so gewählt sein, dass sie bei ihrer Berührung mit dem Garn das Garn nicht beschädigen kann. Schliesslich können die gegenseitigen Stellungen und die Ausbildung der Klingen einer Gruppe und der Klingen der benachbarten Gruppen so gewählt sein, dass die Drehung der beiden Klingen die Drehbewegung der anderen Klingen nicht stört.
Um die stabile Bewegung und die Übertragung des Garnes durch die drehbaren Klingen zu unterstützen, können weitere Verbesserungen betreffend die Führungsstange und Garnführungen an den Enden vorgesehen sein.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 einen Grundriss mit Teilschnitt einer Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 2 einen vertikalen Schnitt des Antriebsmechanismus mit Zahnrädern der Vorrichtung aus der Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt des Antriebsmechanismus aus der Fig. 2 mit weggelassenen Teilen,
Fig. 4 eine seitliche Ansicht der Vorrichtung aus der Fig. 1 in einem Zustand zum Aufwickeln von Garn,
Fig. 5 eine Ansicht zur Erläuterung der Weise, wie eine drehbare Klinge bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ein Garn bewegt,
Fig. 6 eine Ansicht zur Erläuterung des Vorganges bei der Übertragung des Garnes von Gruppe zu Gruppe,
Fig.
7 eine Ansicht zur Erläuterung des Vorganges beim Richtungswechsel des Garnes von einer Vorwärtsbewegung in eine Rückwärtsbewegung, die Figuren 8A, 8B und 8C schematische Darstellungen zur Erläuterung der Querbewegung des Garnes bei der erfindungsgemässen Vorrichtung,
Fig. 9 eine Teilansicht der Spitze einer drehbaren Klinge mit einer geneigten vorderen Kante sowie einem Spitzenwinkel a,
Fig. 10 einen Teilschnitt der abgerundeten vorderen Kante einer Klinge,
Fig. 1 lA eine Teilansicht einer Ausführung der Klinge, deren Ende aus einem Draht besteht,
Fig. 11B einen Querschnitt des Drahtes, welcher bei der Ausführung nach der Figur 11A verwendet wird,
Fig. 12 eine Teilansicht einer Ausführung der drehbaren Klinge, bei welcher die Spitze eine Ausnehmung aufweist, die Figuren 13A, 13B u.
13C Ansichten zur Erläuterung der Arbeitsweise der Klinge nach der Fig. 12,
Fig. 14 eine räumliche Ansicht einer feststehenden Garnführung, die vorzugsweise zusammen mit den drehbaren Klingen verwendet werden kann, die Figuren 1 5A bis 15F Teilansichten zur Erläuterung der Zusammenwirkung der feststehenden Gamfüh- rung aus der Fig. 14 mit den drehbaren Klingen, die Figuren 1 6A und 1 6B Teilansichten verschiedener Ausführungen der Führungsstange für das Garn, die Figuren 17A, 17B, 17C einen Grundriss, eine seitliche Ansicht und eine Vorderansicht einer Ausführung der oberen Klingen, welche vorzugsweise beim Beispiel aus der Fig. 1 verwendet werden können.
Fig. 18 ein Diagramm zur Darstellung der gegenseitigen Winkelstellung der zusammenwirkenden drehbaren Klingen bei der Ausführung nach der Fig. 1,
Fig. 19 ein Diagramm mit der Darstellung der geometrischen Orte der Stellungen der Spitzen der Klingen auf Grund der Fig. 18 und die Figuren 20A und 20B einen Grundriss und einen Schnitt einer weiteren Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung.
In den Figuren 1, 2 und 3 ist eine Ausführung der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt. Bei dieser Ausführung ist die Länge der Querbewegung S in drei Gruppen I, II und III mit jeweils der gleichen Länge unterteilt.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, sind in Zentren O1, 0 und 0 von virtuellen Sechsecken, deren eine Seite die Abschnitte I, II und III bilden, parallele Wellen 1 und 2, 3 und 4, 5 und 6 koaxial drehbar angeordnet.
Ein Mechanismus zur Ausführung von Drehbewegungen der Wellen 1 bis 6 ist in der Fig. 2 in Detail dargestellt.
Die Wellen 1, 3 und 5 sind mit Zahnrädern 8, 10 und 12 versehen, die an ihnen befestigt sind und miteinander kämmen. Andererseits sind die Wellen 2, 4 und 6 mit Zahnrädern 7, 9 und 11 versehen, die ebenfalls miteinander kämmen. Alle Zahnräder 7 bis 12 sind mit der gleichen Zähnezahl versehen.
Ein Mechanismus zum Antrieb der Zahnräder 7 bis 12 ist in der Fig. 3 dargestellt, in welcher sich eine An triebswelle 13 innerhalb eines Gehäuses 14 befindet, welche im wesentlichen senkrecht zu den Achsenrichtungen der parallel angeordneten Wellen 1, 3 und 5 verläuft.
Zwischen den Zahnrädern 7 und 8, sowie 11 und 12 sind zwei zusätzliche Zahnräder 16 und 17 an den Wellen
1 und 6 mit der Hilfe der Zahnräder 8 und 11 befestigt, wie aus der Fig. 2 hervorgeht. Zur Erleichterung der Drehbeweung aller beschriebenen Wellen im Gehäuse 14 sind Lager des bekannten Typs an den geeigneten Stellen entsprechend der Darstellung in der Zeichnung angeordnet. An der Antriebswelle 13 ist ein Paar von Schnecken 18 und 19 befestigt welche mit den zusätzlichen Zahnrädern 16 und 17 kämmen. Bei dieser Anordnung verläuft die Steigung der an der Schnecke 18 ausgebildeten Zähne umgekehrt zur Steigung der Zähne der Schnecke 19.
Wenn sich die Antriebswelle 13 dreht, ist die Drehrichtung des Zahnrades 16, welches mit der Schnecke 18 kämmt, daher entgegengesetzt der Dreh richtung des Zahnrades 17, welches mit der Schnecke 19 kämmt. Ein E.nde der Antriebswelle 13 ist mit einer nicht dargestellten Antriebswelle verbunden.
Wenn bei der dargestellten Anordnung des Antriebsmechanismus die Antriebswelle 13 gedreht wird, dreht sich das Paar von zusätzlichen Zahnrädern 16 und 17 in der erwähnten Weise in entgegengesetzten Richtungen.
Durch diese Drehbewegung der Zahnräder 16 und 17 wird eine entgegengesetzte Drehung der Wellen 1, 4 und 5 hervorgerufen, wobei die Wellen 2, 3 und 6 in ähnlicher Weise der Drehrichtung der Wellen 1, 4 und 5 entgegengesetzt bewegt werden.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, sind die einzelnen Gruppen I, II und III mit oberen Klingen 21, 22 und 23 versehen, die an den Wellen 1, 3 und 5 befestigt sind, sowie mit unteren Klingen 24, 26 und 27, die an den Wellen 2, 4 und 6 befestigt sind. In der Stellung nach der Fig. 1 ist die Winkelphase der unteren Klinge 26 der Gruppe II um 600 gegenüber der Phase der oberen Klin ge 21 der Gruppe I versetzt. Die Winkelphase der oberen Klinge 23 der Gruppe III ist um 600 gegenüber der Phase der unteren Klinge 26 der Gruppe II versetzt.
Der Winkel zwischen der oberen Klinge 21 und der unteren Klinge 24 der Gruppe I beträgt 1800, die Winkelphase der oberen Klinge 22 der Gruppe list gegenüber der Phase der unteren Klinge 24 der Gruppe I um 600 voraus und die Winkelphase der unteren Klinge 27 der Gruppe III ist gegenüber der Phase der oberen Klinge 22 der Gruppe II um 600 voraus.
Stromaufwärts der Spule 29 (siehe Fig. 4) befindet sich eine Antriebswalze 28, welche den Umfang der Spule 29 berührt und deren Achse im wesentlichen par alld zur Längsachse eines Spulenkörpers 31 verläuft, an welchem die Spule 29 aufgewickelt ist. Parallel zur Antriebswalze 28 verläuft eine Führungsstange 32 für das Garn. welche leicht zur Spule 29 geneigt ist. Das Garn 33 wird der Spule 29 durch die erfindungsgemässe Vorrichtung zugeführt, während es gleichzeitig in der axialen Längsrichtung der Spule 29 entlang der Führungsstange 2 geführt wird.
Bei einem Antrieb der Wellen durch den dargestell en Antriebsmechanisrnus sei angenommen, dass sich alle Klingen 21, 22, 23, 24, 26 und 27 in den durch die Pfeile in der Figur 1 dargestellten Richtungen um die betreffen den Wellen 1, 3, 5, 2, 4 und 6 drehen, während sie die genannten Differenzen der Phasenwinkel einhalten.
Die Arbeitsweise bei der Bewegung des Garnes durch eine rotierende Klinge ist in der Figur 5 dargestellt, wobei tlas Garn 33 in der durch einen Pfeil dargestellten Richtung entlang der Führungsstange 32 bewegt wird, und durch die vordere Kante der im Gegenuhrzeigersinn rotierenden oberen Klinge 21 geschoben wird.
Die Arbeitsweise bei der Übertragung von Garn von einer Klinge auf eine andere Klinge ist in der Fig. 6 dargestellt, in welcher die vordere Kante der im Gegenuhrzeigersinn rotierenden unteren Klinge 26 der Gruppe II mit dem Garn 33 in Berührung kommt, bevor das Garn 33 die Berührung mit der vorderen Kante der im Gegenuhrzeigersinn rotierenden oberen Klinge 21 der Gruppe I verlässt. Wenn das Garn 33 vollständig ausser Berührung mit der oberen Klinge 21 steht, ist die Übertragung des Garnes 33 aus der Gruppe I in die Gruppe II beendet, das Garn 33 wird in seiner Richtung weiter durch die vordere Kante der unteren Klinge 26 bewegt. die nun das Garn 33 vollständig berührt.
Aus der Fig. 7 ist die Arbeitsweise bei einer Umkehr der Bewegungsrichtung des Garnes von einer Bewegung nach vorne in eine Rückbewegung an einem Ende, entsprechend der Darstellung in der Zeichnung am rechten Ende der Gruppe III der Bahn dargestellt. Im Augenblick, wo das Garn 33 an das rechte Ende der Bewegungsbahn gelangt, wobei es durch die vordere Kante der im Gegen uhrzeigersinn rotierenden oberen Klinge 23 bewegt wird und ausser Berührung mit dieser Klinge gelangt, wird das Garn 33 von der vorderen Kante der im Uhrzeigersinn rotierenden unteren Klinge 27 übernommen.
Sobald das Garn 33 vollständig ausser Berührung mit der oberen Klinge 23 steht, wird es nun in der entgegengesetzten Richtung entlang der Führungsstange 32 bewegt, wobei es durch die vordere Kante der im Uhrzeigersinn rotierenden unteren Klinge 27 geschoben wird, die nun in vollständiger Berührung mit dem Garn 33 steht, wie es durch einen Pfeil in der Zeichnung angedeutet ist. Auf diese Weise wird die Richtungsumkehr bei der Bewegung des Garnes durch zusammenwirkende Drehbewegungen der oberen und der unteren Klingen der Gruppen erhalten, die sich an den Enden der Bewegungsbahn mit der Länge S befinden.
Der Vorgang bei der Bewegung des Garnes durch die erfindungsgemässe Vorrichtung ist im Detail in den Figuren 8A, 8B und 8C dargestellt.
Bei der Stellung nach der Fig. 8A befinden sich alle Klingen in Winkelstellungen, welche gegenüber der Stellung aus der Fig. 1 um 900 versetzt sind. Es wird dabei ingenommen, dass sich das Garn 33 am linken Ende der Bahn befindet, d.h. am linken Ende der Gruppe I.
In dieser Stellung befinden sich die Klingen 21 und 24 der Gruppe I in einer Lage, welche gleich ist wie sie in der Fig. 7 dargestellt ist. Bei einer Drehbewegung der oberen Klinge 21 wird das Garn 33 nach rechts bewegt, wobei es durch die vordere Kante der im Gegenuhrzeigersinn rotierenden oberen Klinge 21 in einer Weise geschoben wird, wie sie in der Fig. 5 dargestellt ist. Wenn das Garn 33 das rechte Ende der Gruppe I erreicht, sind die Winkelstellungen aller Klingen wie in der Fig. 8B dargestellt. In dieser Lage ist das stellungsmässige Verhältnis zwischen den Klingen 21 und 26 etwas weiter fortgeschritten als es in der Fig. 6 dargestellt ist.
Das Garn 33 ist nun vollständig von der oberen Klinge 21 der Gruppe I auf die untere Klinge 26 der Gruppe II übertragen und wird weiter nach rechts bewegt, wobei es durch die vordere Kante der im Gegenuhrzeigersinn rotierenden unteren Klinge 26 geschoben wird. Wenn das Garn 33 an das rechte Ende der Gruppe II gelangt, wird es von der unteren Klinge 26 der Gruppe II auf die obere Klinge 23 der Gruppe III übertragen und weiter nach rechts bewegt, da sich die Klinge 23 im Gegenuhrzeigersinn dreht. Am rechten Ende der Gruppe III erfolgt die Richtungsumkehr der Bewegung des Garnes in der bereits anhand der Fig. 7 beschriebenen Weise. Während der Rückbewegung wird das Garn nach links bewegt und von Gruppe zu Gruppe in der gleichen Weise übertragen, wie dies bei der Vorwärtsbewegung der Fall ist.
Wie aus der Beschreibung hervorgeht, besteht die Grundidee der Erfindung in der Übertragung des Garnes von einer Klinge auf eine andere. Im Falle der Übertragung des Garnes von Gruppe zu Gruppe muss das Garn von einer Klinge einer Gruppe auf eine Klinge der folgenden Gruppe übertragen werden. Im Falle der Richtungsumkehr der Bewegung des Garnes muss das Garn von einer Klinge auf eine andere Klinge der Gruppen übertragen werden, die sich an den Enden der Bewegungsbahn befinden. Zum erfolgreichen Betrieb der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es daher wesentlich, dass die beschriebene Übertragung des Garnes fliessend und unter stabilen Bedingungen ohne Beschädigung der Qualität des Garnes erfolgt.
Von diesem Standpunkt ist es bei den an den Enden der Bewegungsbahn des Garnes befindlichen Gruppen vorteilhaft, wenn die Länge der Klingen, welche das Garn zu den Enden der Bewegungsbahn bewegen, etwas kürzer ist als die Länge der Klingen, welche das Garn von den Enden der Bahn weg bewegen. So sind bei der Ausführung nach der Fig. 1 vorzugsweise die Längen der Klingen 23 und 24 kürzer als die Längen der Klingen 27 und 21. Durch diese Längendifferenz kann das Garn von der Führung durch eine Klinge fliessend auf die Führung durch eine andere Klinge zum Zeitpunkt der Richtungsumkehr übertragen werden.
Aus einem ähnlichen Grund ist es vorteilhaft, wenn die vordere Kante der Spitze der Klinge gegenüber der hinteren Kante der Klinge um einen eingeschlossenen Winkel x geneigt ist. In der Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel einer Klinge mit einer geneigten vorderen Kante dargestellt, wobei vorausgesetzt wird, dass die Klinge in der durch einen Pfeil dargestellten Richtung rotiert.
Die Grösse des Winkels oc ist dabei vorzugsweise durch die folgende Gleichung bestimmt
180 1 cc = (1)
N 2 wobei cc = der eingeschlossene Winkel in Graden und
N = die Anzahl von Gruppen ist.
Eine Abweichung von +5 Graden ist annehmbar, wenn die Klinge das Garn zu den Enden der Bewegungsbahn bewegt, d.h. bei den Klingen 23 und 24 der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung. Eine Abweichung von + 5Graden ist bei den übrigen Klingen annehmbar. So ist bei der Ausführung nach der Fig. 1 mit drei Gruppen I. II und III die Grösse des Winkels
180 1 a = = 30 Grad 32 plus 5 Grad zulässige Abweichung bei den Klingen 23 und 24 sowie 30 Grad plus minus 5 Grad zulässige Abweichung bei den Klingen 21, 22, 26 und 27. Wenn die Bewegungsbahn des Garnes in vier Gruppen unterteilt ist so beträgt die berechnete Grösse des Winkels cc 22,5 Grad. Es sind jedoch auch andere Grössen von verwendbar.
Wie bereits erwähnt wird beim Spulen das Garn in seiner Längsrichtung bewegt, während es durch die Kante der Klinge seitlich geschoben wird. Das bedeutet, dass das Garn bei seiner Bewegung einer starken Reibung durch die Kante der Klinge ausgesetzt ist, und dass eine derartige Reibung des Garnes an der Kante der Klinge oft eine Beschädigung oder einen Bruch des Garnes verursachen kann. Um diese Schwierigkeiten zu vermeiden, ist es vorteilhaft, die vordere Kante der Klinge abzurunden, wie es im Schnitt in der Fig. 10 dargestellt ist.
Eine andere Ausführung der Klinge zur Erzielung eines glatten Berührung mit dem geführten Garn ist in der Fig. 1 lA dargestellt, in welcher das Ende der Klinge aus einem Draht 34 ausgebildet ist der einen runden Querschnitt aufweist, wie es in der Fig. 11B dargestellt ist. Dadurch wird ebenfalls eine glatte Berührung des Garnes mit der Klingenkante auch bei einer raschen Bewegung des Garnes erzielt.
Wie bereits erwähnt, hat das Garn, wenn es an das Ende seiner Bewegung gelangt, eine starke Tendenz, in den mittleren Bereich seiner Bewegungsbahn mit der Länge S zurückzukehren. Wenn daher die Umkehr der Bewegungsrichtung des Garnes nicht auf stabile Weise ausgeführt wird, besteht eine Gefahr, dass das Garn aus der Führung durch die Klingenkante entweicht und in der entgegengesetzten Richtung bewegt wird. Zur Vermeidung von Schwierigkeiten dieser Art kann die Spitze der Klinge entsprechend der Figur 12 ausgebildet sein, wobei die Klinge, z.B. die Klinge 21 der Ausführung nach der Fig. 1, mit einer Ausnehmung 36 versehen ist, welche nach aussen zur hinteren Kante der Klinge 21 gerichtet ist. Die Dimensionen der Ausnehmung 36 sind in Abhängigkeit von den Dimensionen der zusammenwirkenden Klinge und dem Typ des zu behandelnden Garnes gewählt.
In den Figuren 13A, 1 3B und 1 3C ist die Übertragung des Garnes unter Verwendung der Klinge aus der Fig. 12 dargestellt. In der Zeichnung ist als Beispiel eine Zusammenwirkung der Klinge 21 mit der Klinge 24 bei der Ausführung nach der Fig. 1 dargestellt. In der Stellung nach der Fig. 13A befindet sich das Garn 33 immer noch in Berührung mit der vorderen Kante der Klinge 24 im Bereich ihrer Spitze und wird immer noch nach links geschoben. In der Weise wie die Drehbewegung der Klinge 24 im Uhrzeigersinn fortschreitet, gelangt das Garn 33 ausser Berührung mit der vorderen Kante der Klinge 24, wie es in der Fig. 1 3B dargestellt ist. Schliesslich gelangt das Garn in die Ausnehmung 36 der Klinge 21 entsprechend der Fig. 13C.
Auf diese Weise kann einer Tendenz des Garnes 33 zur Rückkehr in den mittleren Bereich seiner Bewegungsbahn durch ein Auffangen des Garnes 33 in der Ausnehmung 36 der Klinge 21 entgegengewirkt werden, auch wenn die mechanisch bestimmte Geschwindigkeit der Querbewegung des Garnes nicht der Geschwindigkeit der von selbst entstehenden Rückbewegung des Garnes folgen kann. Diese Verbes seruna der Spitzenform der Klinge ist besonders vorteilhaft, wenn die Vorrichtung ein konstantes Windungsverhältnis aufweist.
Verbesserungen zur Gewährleistung einer stabilen und weichen Querbewegung des Garnes können nicht nur durch die Ausbildung der Klingen sondern auch durch eine Ausbildung von Hilfsteilen bei der erfindungsgemässen Vorrichtung erzielt werden.
Wenn bei der Darstellung nach der Fig. 7 das Garn 33 seine Bewegungsrichtung durch eine Zusammenwirkung der Klinge 23 mit der Klinge 27 ändert, so kommt es manchmal vor, dass das Garn 33 durch die vorderen
Kanten der beiden Klingen 23 und 27 abgezwickt wird.
Um diese Schwierigkeit zu beheben, wird vorzugsweise das Garn 33 von der Einwirkung der vorderen Kante der
Klinge 23 entlastet, bevor es in eine Berührung mit der vorderen Kante der Klinge 27 gelangt.
In der Fig. 14 ist eine zu diesem Zweck dienende fest stehende Garnführung 37 dargestellt. Die feststehende
Garnführung 37 enthält einen gekrümmten Teil 38 zur
Führung des Garnes 33 und ist an einem Rahmen der
Vorrichtung in der Nachbarschaft der Bewegungsbahn des Garnes angeordnet, wobei der gekrümmte Teil 38 der nicht dargestellten Spule in einer Stellung über der
Führungsstange 32 zugewandt ist.
Die Zusammenwirkung der feststehenden Garnfüh rung 37 und der drehbaren Klingen 23 und 27 ist in den Figuren 15A, 15B, 15C, 15D, 15E und 15F dargestellt.
Zuerst gelangt das Garn 35 in Berührung mit dem ge krümmten Teil der feststehenden Garnführung 37, wenn es durch die Klinge 23 entsprechend der Darstellung in der Fig. 1 5A bewegt wird. Darauf wird das Garn 33 weiter nach rechts bewegt, wobei es den Rand des gekrümm ten Teiles 38 berührt, wie es in den Figuren 15B und 1 5C dargestellt ist. Wenn das Garn 33 in die Stellung nach der Figur 15D gelangt, bewegt sich die Spitze der
Klinge 23 vollständig unter dem gekrümmten Teil 38, wodurch das Garn 33 seiner Einwirkung entzogen wird und seine Bewegung nach rechts aufhört. In diesem Augenblick gelangt die Klinge 27 in eine Stellung, in welcher sie eine Bewegung des Garnes 33 in der entgegengesetzten Richtung übernimmt.
Bei einer weiteren Drehbewegung gelangt die Spitze der Klinge 27 ausserhalb des gekrümmten Teiles 38 und bewegt das Garn 33 entlang des Randes des gekrümmten Teiles 38 nach links, wie es in der Fig. 15D dargestellt ist. In der Stellung, die in der Fig. 1 5D dargestellt ist, gelangt das Garn 33 ausser Berührung mit dem Rand des gekrümmten Teiles 38.
Durch eine Verwendung der beschriebenen feststehenden Gamführung kann das Garn vollständig der Einwirkung durch eine Klinge entzogen werden, bevor die Einwirkung durch die andere Klinge beginnt. Das erwähnte Durchzwicken bzw. Einklemmen des Garnes durch die zusammenwirkenden Klingen kann auf diese Weise vollständig vermieden werden.
Eine weitere Änderung der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Erzielung einer besseren Führung des Garnes ist auch bei der Führungsstange 32 möglich. Eine entsprechend Ausführung ist in der Fig. 16A dargestellt, wobei die Seite der Führungsstange 32, welche dem Klingenmechanismus zugewandt ist, wellenförmig ausgebildet ist. Die Scheitel der konvexen Teile 32a entsprechen der Stellung im Bewegungspfad des Garnes 33, wo das Garn 33 von einer Gruppe auf die benachbarte Gruppe übertragen wird. Der Mittelpunkt der Krümmung der konkaven Teile 32b fällt angenähert mit dem Mittelpunkt der Drehbewegung der Klingen der entsprechenden Gruppe zusammen. Diese Wellenform kann an der Seite der Führungsstange 32 ausgebildet sein, die vom Klingenmechanismus entfernt ist.
In diesem Falle wird das Garn 33 entlang der vom Klingenmechanismus entfernten Seite bewegt, wie es in der Fig. 1 6B dargestellt ist.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung ist eine Gruppe jeweils mit zwei Klingen versehen, die sich in entgegengesetzten Richtungen drehen. Damit die Drehbewegungen der Klingen ohne eine gegenseitige Störung ausgeführt werden können, ist es erforderlich, die beiden Klingen in verschiedenen vertikalen Höhen anzuordnen.
Ausserdem soll, wie aus der Fig. 6 hervorgeht, eine Drehbewegung einer Klinge einer bestimmten Gruppe nicht die Drehbewegung einer Klinge der benachbarten Gruppe im Augenblick der Übertragung des Garnes von der ersten Gruppe auf die zweite Gruppe stören. So müssen die zusammenwirkenden Klingen der benachbarten Gruppen ebenfalls in verschiedenen vertikalen Höhen angeordnet sein.
Von diesem Gesichtspunkt ist es bei einer Ausführung z. B. nach der Fig. 1 vorteilhaft, die oberen Klingen 21, 22 und 23 entsprechend den Figuren 17A, 17B und 17C auszubilden, wobei die Klinge, z. B. die Klinge 22, einen Gamführungsteil 41, eine Basis 42 zur Befestigung an der Welle 1 und einen Verbindungsteil 43 zur Verbindung des Führungsteiles 41 und der Basis 42 mit einer geeigneten Höhendifferenz H aufweist. Die Klinge 22 muss im Zentrum O. der Welle 3 an der Stelle 44 befestigt sein, und die Dimensionen der Klinge sind entsprechend der Zeichnung gewählt. Die Höhendifferenz H ist so gewählt, dass eine Drehung der Klinge 22 die Drehbewegung der unteren Klinge 26 und die Drehbewegung der Klingen der benachbarten Gruppen I und III nicht stört.
Andere Dimensionen L, L', W1 und W sind in der weiter beschriebenen Weise gewählt.
In der Fig. 18 ist das Verhältnis der Winkelstellungen zwischen den zusammenwirkenden Klingen 22, 24 und 27 dargestellt. Entsprechend der Zeichnung wird das Garn 33 nach links in die Stellung A durch die Klinge 27 der Gruppe III bewegt und auf die Klinge 22 der Gruppe II übertragen. In diesem Augenblick befinden sich alle diese Klingen 22, 24 und 27 in winkelmässigen Stellungen, die mit dem Symbol a bezeichnet sind. In der Weise, wie die Drehbewegung fortgesetzt wird, bewegen sich Klingen aus den Stellungen ((a)) zu Stellungen m , wobei das Garn 33 durch die im Uhrzeigersinn rotierende Klinge 22 nach links bewegt wird.
Wenn die Klinge 22 in die Winkelstellung m gelangt, d.h., wenn das Garn 33 an die Stelle B gelangt, wird es von der Klinge 22 der Gruppe II auf die Klinge 24 der Gruppe I übertragen, wie es bereits eingehend erläutert wurde.
In der Figur 18 wird der Abstand W1, zwischen der Spitze der Klinge 27 und der Längsachse der Klinge 22, sowie der Abstand W..' zwischen der Spitze der Klinge 24 und der Längsachse der Klinge 22 bei verschiedenen Winkelstellungen der Klingen gemessen. In diesem Zusammenhang wird unter Längsache eine Linie verstanden, welche durch die Stelle 44 in der Figur 17A führt.
Die erwähnten Abstände W1, und W2, sind in der Figur 19 in Abhängigkeit von der Länge L' dargestellt. In dieser Zeichnung ziegt die linksseitige Kurve den geometrischen Ort der Spitze der Klinge 27 und die Kurve an der rechten Seite den geometrischen Ort der Spitze der Klinge 24. Wenn sich der Verbindungsteil 43 der Klinge 22 im durch die Kurven eingeschlossenen Bereich befindet, kann die Klinge 22 eine freie Drehbewegung ohne Störung durch die Drehbewegungen der zusammenwirkenden Klinge 24 und 27 ausführen. Daraus ergibt sich, dass sobald die Länge L' in der gewünschten Weise gewählt wird. die zulässigen Grössen W1, und W2' dadurch in Abhängigkeit von der Figur 18 bestimmt sind.
Die tatsächlichen Werte der Dimensionen Wl und W2 müssen so gewählt werden, dass sie etwas kleiner sind als die auf die oben erwähnte Weise bestimmten zulässigen Werte W1, und W2'. So muss eine geeignete Einschnü rung 46 an den beiden Seiten des Verbindungsteiles 43 entsprechend der Darstellung in der Figur 17C ausgebildet sein. Was die Klinge 21 der Gruppe I und die Klinge 23 der Gruppe III betrifft, so versteht es sich, dass die Einschnürung 46 nur an einer Seite des Verbindungsteiles 43 erforderlich ist.
Zum Zwecke einer stabilen und zuverlässigen Übertragung des Garnes von Klinge zur Klinge muss die Dimension L aus der Fig. 17A grösser sein, als die Entfernung zwischen den Achsen der Drehbewegungen von Klingen zweier benachbarter Gruppen.
Bei den beschriebenen Ausführungen sind die obere Klinge wie auch die untere Klinge einer Gruppe an entsprechenden Wellen befestigt, welche koaxial angeordnet sind und einen Antriebsmechanismus aufweisen, der ähnlich dem Mechanismus ist, der im Gehäuse 14 aus der Fig. 2 angeordnet ist.
In den Figuren 20A und 20B ist eine andere Ausführung des Antriebsmechanismus für eine Drehbewegung der Klinge dargestellt. Bei dieser Ausführung befindet sich eine obere Klinge einer bestimmten Gruppe ebenfalls koaxial mit der unteren Klinge der Gruppe. Der Antriebsmechanismus 50 für die oberen Klingen ist jedoch vom Antriebsmechanismus 51 der unteren Klingen getrennt. Beide Mechanismen 50 und 51 sind durch einen geeigneten Verbindungsblock 52 miteinander verbunden, welcher einem Antriebsblock 53 zugeordnet ist, der mit einem geeigneten Antrieb verbunden ist.
Die mechanische Einstellung der Mechanismen 50 und 5t und der Blöcke 52 und 53 muss so ausgebildet sein, dass die obere Klinge einer bestimmten Gruppe in der entgegengesetzten Richtung zur Drehrichtung dieser Gruppe rotiert und dass das Verhältnis zwischen den Drehrichtungen der Klingen einer bestimmten Gruppe und der Drehrichtungen der Klingen einer benachbarten Gruppe immer so ist, wie es im Zusammenhang mit der Fig. 1 erläutert wurde. Durch eine Verwendung von getrennten Antriebsmechanismen des beschriebenen Typs wird eine unerwünschte gegenseitige Störung der zusammenwirkenden Klingen vermieden.