Die vorliegende Erfindung betrifft eine Spulstelle einer Präzisionskreuzspulmaschine, mit einer motorisch angetriebenen Spulspindel zur Aufnahme einer Auf wickelspule, welche den Faden von einem auf einen Dorn aufsteckbaren Spinnkops abzieht.
Bei solchen Spulstellen, welche in der Regel der Verarbeitung von synthetischen Endlosgarnen dienen, ergibt sich beim Abzug des Fadens vom Spinnkops bei grösser werdendem Durchmesser der Aufwickelspule und demzufolge steigender Abzugsgeschwindigkeit eine rapide Erhöhung der Fadenspannung, welche die maximale Abzugsgeschwindigkeit und somit die Leistung der Spulstelle erheblich beschränkt.
In manchen Anwendungsbereichen wurde eine Steigerung der Abzugsgeschwindigkeit versucht durch eine frei umlaufende Anordnung der Spinnkopse, um so die Fadenspannung mit steigendem Durchmesser der Aufwickelspule zu vermindern. Die hierbei erzielten Ergebnisse sind aber kaum besser wie bei stillstehenden Spinnkopsen, deren Faden bekanntlich über Kopf abgezogen wird.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Spulstelle der vorgenannten Art, welche gestattet, die Fadenspannung bei zunehmendem Durchmesser der Aufwickelspule wesentlich zu verringern, um somit eine erhöhte Abzugsgeschwindigkeit zu ermöglichen. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Spinnkopsdorn im Fadenabspuldrehsinn des Spinnkopses motorisch antreibbar ist, wobei der Antrieb des Spinnkopsdornes über einen vom die Durchmesser- zunahme der Aufwickelspule feststellenden Spulbügel oder Taster betätigbaren Schalter bei Erreichen eines vorbestimmten Durchmessers der Aufwickelspule einschaltbar ist.
Durch diese Massnahmen ist es nunmehr möglich, bei Erreichung des kritischen Durchmessers der Aufwickelspule durch Rotation des Spinnkopses die Fadenspannung so weit herabzusetzen, dass die Aufwickelgeschwindigkeit der Spulstelle praktisch nur nach von der Fadenführermechanik beschränkt wird. Versuche haben ergeben, dass sich durch die getroffenen Massnahmen eine effektive Leistungssteigerung an der Spulstelle von wenigstens 20% erreichen lässt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann nun der Antrieb des Spinnkopsdornes eine allen Spulstellen der Maschine gemeinsame Motorwelle umfassen, mit welcher dann der Spinnkopsdorn über eine Magnetkupp- lung und über Getriebemittel in Wirkungsverbindung steht, wobei sich dann er Schalter im Stromkreis der Magnetkupplung befindet. Bei dieser Anordnung genügt also ein die gemeinsame Motorwelle mit kontinuierlicher Geschwindigkeit antreibender Hauptmotor.
Es ist aber auch möglich, dass jede Spulstelle einen separaten Antriebsmotor für den Spinnkopsdorn umfasst, wobei sich dann der Schalter im Motorstromkreis befindet. Bei dieser Anordnung kann der Schalter ein Zweistufenschalter und der Motor auf zwei Drehzahlbereiche umschaltbar sein, was gestattet, die Fadenspannung in Abhängigkeit unterschiedlicher Durchmesser der Aufwickelspule phasenweise herabzusetzen. Selbstverständlich beschränkt sich diese Anordnung nicht auf zwei Phasen, sondern die Fadenspannung kann auch in mehreren Phasen, gegebenenfalls sogar stufenlos durch Verwendung eines stufenlos regelbaren Motors herabgesetzt werden.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung, welche ausschnittweise in schematischer Darstellung eine Präzisionskreuzspulmaschine mit einer kompletten Spulstelle zeigt, näher erläutert.
Bei der dargestellten sogenannten Reihenspulmaschine sind nebeneinander angeordnete Spulstellen A, B und C erkennbar, welche untereinander gleich ausgebildet sind und welche nachfolgend nur anhand der Spulstelle B näher erläutert werden. Die Spulstelle B umfasst einen schwenkbar am Maschinenrahmen 1 angeordneten Spulbügel 2, welcher innerhalb seines Gehäuses einen nicht näher dargestellten, mit einem Antriebsmotor in Verbindung stehenden Zahnriemenantrieb für die Spulspindel 3 enthält. Auf dieser Spulspindel 3 sitzt die Aufwickelspule 4, auf welche der von einem Spinnkops 5 abgezogene Faden F aufgewickelt wird. Mit der genannten Aufwickelspule 4 wirkt eine am Maschinenrahmen gelagerte Auflagewalze 6 zusammen sowie der Fadenführer 7. Zwischen der Aufwickelspule 4 bzw. dem Fadenführer 7 und dem Spinnkops 5 befinden sich ferner eine Fadenbremse 8 sowie die sogenannte Fadenleitöse 9.
Anordnungen dieser Art sind bekannt und bedürfen hier keiner näheren Erläuterung. Nur soviel sei noch erwähnt, dass sich der Spulbügel 2 samt Spulspindel 3 und Aufwickelspule 4 mit der Durchmesserzunahme an letzterer im Uhrzeigersinn verschwenkt, wie dies durch den Pfeil 10 angedeutet ist.
Der genannte Spinnkops 5 sitzt auf einem Spinn- kopsdorn 11, welcher drehbar im Maschinenfuss 12 gelagert ist. Am freien Ende des Spinnkopsdornes 11 ist drehfest eine Riemenscheibe 13 angeordnet, welche über einen Riemen 14 mit einer weiteren Riemenscheibe 15 in Verbindung steht. Diese Riemenscheibe 15 bildet einen Teil einer Magnetkupplung 16 und ist frei drehbar auf einer, allen Spulstellen der Maschine gemeinsamen Motorwelle 18 angeordnet, welche von einem Motor 19 angetrieben wird. Mit der genannten Riemenscheibe 15 wirkt ein mit der Motorwelle 18 umlaufender Teil der Magnetkupplung 16 zusammen.
Im Stromkreis der Magnetkupplung 16 liegt eine Stromquelle 20 und ein Schalter 21, auf dessen Betätigung hin die Magnetkupplung einschaltbar ist, worauf die Riemenscheibe 15 in drehfeste Verbindung mit der Motorwelle 18 gelangt, worauf der Spinnkopsdorn 11 und somit ein auf den Spinnkopsdorn aufgesteckter Spinnkops 5 in Richtung des Pfeiles 22 umläuft. Die Umlaufrichtung des Spinnkopses 5 entspricht hierbei dem Fadenabspuldrehsinn und ist also entgegengesetzt der Fadenabzugsrichtung über Kopf des Spinnkopses bei dessen Stillstand.
Zu Beginn eines Aufwickelvorganges bis zu einem vorgegebenen Durchmesser der Aufwickelspule 4 ist praxisgemäss die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens F vom Spinnkops 5 noch so gering, dass der Faden F ohne schädliche Beanspruchung über Kopf vom zunächst noch stillstehenden Spinnkops 5 abgezogen werden kann.
Bei Erreichung des kritischen Durchmessers der Aufwickelspule 4 wird nun die Magnetkupplung 16 betätigt, worauf der Spinnkopsdorn 11 und somit der Spinnkops 5 in der vorbeschriebenen Weise in Rotation versetzt wird.
Hierfür beaufschlagt der in Richtung des Pfeiles 10 mit der Zunahme des Durchmessers der Aufwickelspule 4 ausschwenkende Spulbügel 2 einen Kontaktgeber 23 am Kontakt 21. welcher den Stromkreis der Magnetkupplung 16 schliesst, worauf der Spinnkopsdorn 11 an die umlaufende Motorwelle 18 angekuppzlt wird.
Die Umlaufgeschwindigkeit des Spinnkopses 5 könnte nun so gross gemacht werden, dass diese der Fadenabzugsgeschwindigkeit entspricht. In diesem Falle wäre die Fadenspannung Null, was allerdings zu Störungen führen könnte. Es hat sich hingegen als zweckmässig gezeigt, wenn die Umlaufgeschwindigkeit des Spinnkopses 5 einer Fadenabzugsgeschwindigkeit entspricht, die um etwa 10% geringer ist als die Fadenaufwickelgeschwindigkeit. Die so aufrechterhaltene, nunmehr allerdings vernachlässigbare Fadenspannung bewirkt ein sicheres Ablösen des Fadens F vom Spinnkops 5, wobei der Ablösepunkt P entgegen der Umlaufrichtung des Spinnkopses 5 langsam im letzteren herum wandert. Der Faden F wird also nicht mehr direkt über Kopf vom Spinnkops 5 abgezogen, sondern mehr oder weniger spannungsfrei abgewickelt.
Wie sich aus dem Vorbeschriebenen entnehmen lässt, kann nun durch Reduktion der Fadenspannung bis auf einen einflusslosen Wert die Aufwickelgeschwindigkeit erhöht werden bis an die Grenze der Leistungsfähigkeit insbesondere der Fadenführermechanik.
Selbstverständlich sind an der vorbeschriebenen Einrichtungen Änderungen möglich. Beispielsweise kann anstelle der gemeinsamen Motorwelle für alle Spulstellen jede Spulstelle bzw. jeder Spinnkopsdorn mit einem eigenen Motor angetrieben werden, in welchem Falle der vorbeschriebene Schalter 21 dann im Stromkreis dieses Motors liegt. In diesem Falle kann der Schalter dann auch ein Mehrstufenschalter sein, der den Motor auf verschiedene Drehzahlen umschaltet zur phasenweisen Verminderung der Fadenspannung in Abhängigkeit unterschiedlicher Durchmesser der Aufwickelspule. Der Schalter selbst lässt sich beispielsweise auch von einem die Durchmesserzunahme an der Aufwickelspule feststellenden Taster betätigen.
The present invention relates to a winding unit of a precision cross winder, with a motor-driven winding spindle for receiving a winding bobbin which pulls the thread from a spinning cop which can be attached to a mandrel.
With such winding units, which are usually used to process synthetic continuous yarns, when the thread is withdrawn from the spinning head, as the diameter of the winding bobbin increases and the withdrawal speed increases, there is a rapid increase in the thread tension, which significantly increases the maximum withdrawal speed and thus the performance of the winding unit limited.
In some areas of application, attempts have been made to increase the take-off speed by arranging the spinning cops freely in order to reduce the thread tension as the diameter of the take-up bobbin increases. The results achieved here are hardly better than with stationary spinning heads, the thread of which is known to be pulled off overhead.
The present invention now aims to create a winding unit of the aforementioned type which allows the thread tension to be reduced significantly as the diameter of the take-up bobbin increases, so as to enable an increased take-off speed. This is achieved according to the invention in that the spinning cop mandrel can be driven by a motor in the yarn unwinding direction of the spinning cop, the drive of the spinning cop mandrel being switched on via a switch that can be actuated by the winding bobbin or button that detects the increase in diameter of the winding bobbin when a predetermined diameter of the winding bobbin is reached.
By means of these measures it is now possible, when the critical diameter of the winding bobbin is reached, to reduce the thread tension by rotating the spinning head so that the winding speed of the winding unit is practically limited only by the thread guide mechanism. Tests have shown that the measures taken enable an effective increase in performance at the winding unit of at least 20% to be achieved.
In a preferred embodiment, the drive of the spinning cop mandrel can now comprise a motor shaft common to all winding units of the machine, with which the spinning cop mandrel is operatively connected via a magnetic coupling and gear means, with a switch in the magnetic coupling circuit. With this arrangement, a main motor driving the common motor shaft at a continuous speed is sufficient.
However, it is also possible for each winding station to have a separate drive motor for the spinning cop mandrel, the switch then being located in the motor circuit. With this arrangement, the switch can be a two-stage switch and the motor can be switched to two speed ranges, which allows the thread tension to be reduced in phases as a function of different diameters of the take-up bobbin. Of course, this arrangement is not limited to two phases, but the thread tension can also be reduced in several phases, possibly even continuously by using a continuously variable motor.
An example embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows a fragmentary schematic representation of a precision cross-winding machine with a complete winding unit.
In the so-called in-line winding machine shown, winding units A, B and C which are arranged next to one another can be seen which are designed to be identical to one another and which are only explained in more detail below with reference to winding unit B. The winding station B comprises a winding bow 2 which is arranged pivotably on the machine frame 1 and which, within its housing, contains a toothed belt drive (not shown in detail) for the winding spindle 3, which is connected to a drive motor. On this winding spindle 3 sits the take-up bobbin 4, onto which the thread F drawn off by a spinning cop 5 is wound. A support roller 6 mounted on the machine frame and the thread guide 7 interact with the take-up bobbin 4 mentioned. A thread brake 8 and the so-called thread guide eye 9 are also located between the take-up bobbin 4 or the thread guide 7 and the spinning cop 5.
Arrangements of this type are known and do not require any further explanation here. It should only be mentioned that the winding bow 2 together with the winding spindle 3 and take-up bobbin 4 pivot clockwise with the increase in diameter at the latter, as indicated by the arrow 10.
Said spinning cop 5 is seated on a spinning cop mandrel 11 which is rotatably mounted in the machine base 12. At the free end of the spinning-end mandrel 11, a belt pulley 13 is non-rotatably arranged, which pulley is connected to a further belt pulley 15 via a belt 14. This belt pulley 15 forms part of a magnetic coupling 16 and is freely rotatable on a motor shaft 18 which is common to all winding units of the machine and which is driven by a motor 19. A part of the magnetic coupling 16 rotating with the motor shaft 18 interacts with the aforementioned belt pulley 15.
In the circuit of the magnetic coupling 16 there is a power source 20 and a switch 21, upon actuation of which the magnetic coupling can be switched on, whereupon the pulley 15 comes into a rotationally fixed connection with the motor shaft 18, whereupon the spinning cop mandrel 11 and thus a spinning cop 5 attached to the spinning cop mandrel in Direction of arrow 22 revolves. The direction of rotation of the spinning cop 5 corresponds to the direction of thread unwinding rotation and is therefore opposite to the thread withdrawal direction over the head of the spinning cop when it is stationary.
At the beginning of a winding process up to a predetermined diameter of the winding bobbin 4, the withdrawal speed of the thread F from the spinning cop 5 is still so low in practice that the thread F can be withdrawn overhead from the initially still stationary spinning cop 5 without damaging stress.
When the critical diameter of the take-up reel 4 is reached, the magnetic coupling 16 is actuated, whereupon the spinning cop mandrel 11 and thus the spinning cop 5 is set in rotation in the manner described above.
For this purpose, the winding bracket 2, which swings out in the direction of arrow 10 with the increase in the diameter of the take-up bobbin 4, acts on a contactor 23 on contact 21, which closes the circuit of the magnetic coupling 16, whereupon the spinning-end mandrel 11 is coupled to the rotating motor shaft 18.
The speed of rotation of the spinning cop 5 could now be made so great that it corresponds to the thread withdrawal speed. In this case the thread tension would be zero, which, however, could lead to disturbances. In contrast, it has been shown to be useful if the speed of rotation of the spinning cop 5 corresponds to a thread withdrawal speed which is about 10% lower than the thread winding speed. The thus maintained, but now negligible, thread tension causes a reliable detachment of the thread F from the spinning cop 5, the detachment point P slowly moving around in the latter counter to the direction of rotation of the spinning cop 5. The thread F is therefore no longer withdrawn directly overhead from the spinning cop 5, but rather unwound more or less without tension.
As can be seen from what has been described above, the winding speed can now be increased by reducing the thread tension to a value without any influence up to the limit of the performance, in particular of the thread guide mechanism.
Changes to the facilities described above are of course possible. For example, instead of the common motor shaft for all winding units, each winding unit or each spinning cop mandrel can be driven with its own motor, in which case the switch 21 described above is then in the circuit of this motor. In this case, the switch can then also be a multi-stage switch that switches the motor to different speeds to reduce the thread tension in phases depending on the different diameters of the take-up bobbin. The switch itself can also be actuated, for example, by a button that detects the increase in diameter on the take-up reel.