CH686724A5 - Vorrichtung zum Konstanthalten der Spannung eines durchlaufenden Fadens. - Google Patents

Description

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CH 686 724 A5

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die geeignet ist, die Spannung von Fäden bei einem Produktionsprozess, wie z.B. beim Zetteln in der Textilindustrie, konstant zu halten.

Hinweis:

Für die Funktion der Fadenspannvorrichtung muss vorausgesetzt werden, dass sich der Hebel 3 statisch im Gleichgewicht befindet.

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung der Fadenspannvorrichtung. Der Faden 15 läuft über die Leitrollen 16, 18, die Umlenkrolle 17 und zwischen dem Bremsklotz 13 und der Stützrolle 10 hindurch. An der veränderlichen Kraft F2 kann die gewünschte Ablaufspannung F5 stufenlos eingestellt werden. F2 vermittelt über die Hebelarme a und b die Anpresskraft Fl. Das Produkt aus der Anpresskraft F1 und einem bestimmten Reibwert des Fadens ergibt dann die Brems- bzw. Reibkraft Y4. Wirkt keine Spannkraft F3 im zulaufenden Faden 15, so wird nur durch die Bremskraft F4 die gewünschte Ablaufspannung F5 erzeugt. Ist die Spannkraft F3 des zulaufenden Fadens grösser als die Bremskraft F4, hebt der Bremsklotz 13 über den Hebel 3 von der Stützrolle 10 ab und die eingestellte Bremskraft F4 ist aufgehoben. Diese Situation kommt aber praktisch nicht vor, da man logischerweise die Bremskraft F4 immer höher wählt als die maximale Spannkraft F3, die vom zulaufenden Faden bekannt ist.

Für die Funktion des Fadenspanners muss daher allgemein die Bedingung erfüllt sein:

F1 x a è F6 x d;

Durch die Reibung an Fadenführern im Spulengatter sowie die durch die kleiner werdende Kreuzspule sich verändernde Ballongrösse und der auch damit verbundenen unterschiedlichen Reibung des Fadens in der Luft etc. verändert sich die Spannung F3 des zulaufenden Fadens während des Produktionsablaufes ständig.

Die sich verändernde Spannung F3 des zulaufenden Fadens wird über die Umlenkrolle 17 auf den Hebel 3 übertragen und durch ein entsprechendes Hebelarmverhältnis d/a wird die Bremskraft durch die Beeinflussung der Anpresskraft F1 um den Betrag verringert, den die Spannkraft F3 des zulaufenden Fadens jeweils hat. Die Spannung F5 am ablaufenden Faden setzt sich dann aus der verringerten Bremskraft F4 und der Spannung F3 des zulaufenden Fadens zusammen. Auf diese Weise wird die Ablaufspannung F5 konstant gehalten.

Auf einer Produktionsanlage, z.B. einer Zettelmaschine in der Textilindustrie, kommen chargenweise Fäden mit verschiedenem Reibwert zur Verarbeitung. Damit die Funktion der Fadenspannvorrichtung für jeden Reibwert gewährleistet ist, müssen jeweils die Anpresskraft F1 und die Kraft F6, die am Hebelarm d im rechten Winkel angreift, geändert werden.

Um z.B. eine Spannung F5 des ablaufenden Fadens von 10 g zu erreichen, ist bei einem Reibwert von 0,1 eine Anpresskraft von 100 g notwendig.

Hat der Faden aber z.B. einen Reibwert von 0,2, ist nur eine Anpresskraft F1 von 50 g nötig, um wieder eine Ablaufspannung F5 von 10 g zu bekommen.

Befinden sich die Leitrollen 16, 18 in der Stellung parallel zum Hebel 3 (Fig. 1), dann ist a = 0; und F6 = R;. Die Kraft F6, die durch die Fadenspannung F3 an der Umlenkrolle 17 erzeugt wird, greift als Maximum am Hebel 3 an. Die Stellung « = 0; wird daher jeweils dem niedrigsten Reibwert zugeordnet.

Durch Schwenken der Leitrollen um den Winkel a wird die Kraft F6 verändert, da sie dann eine Funktion des Vektors R und cos a ist (Fig. 2). Auf diese Weise ist man in der Lage, entsprechend dem jeweiligen Reibwert die richtige Kraft F6 bzw. die richtige Anpresskraft F1 vorwählen zu können.

Bei herkömmlichen Fadenspannern ist es zwar möglich, eine bestimmte gewünschte Fadenspannung einzustellen. Aber die bereits erwähnten Spannungsänderungen am zulaufenden Faden können nicht ausgeglichen werden und beeinflussen dann die am Fadenspanner eingestellte Spannung. Die Folge sind ungleiche Spannungen zwischen den einzelnen Fäden, z.B. beim Aufwickeln einer Fadenschar an einer Zettelmaschine in der Textilindustrie. Die ungleichen Fadenspannungen wirken sich auf die Qualität des Produktes sehr negativ aus. Durch ungleiche Fadenspannungen entstehen z.B. am Kettbaum des Webstuhls lose Fäden, die beim Weben erhebliche Schwierigkeiten machen.

Es gibt auch elektronisch gesteuerte Fadenspanner. Diese können aber nur Spannungsänderungen, die durch die Änderung des Reibwertes bei verschiedenen Laufgeschwindigkeiten hervorgerufen werden, ausgleichen. Diese Spannungsunterschiede sind aber zwischen einer sehr niedrigen und sehr hohen Laufgeschwindigkeit relativ gering und sie wirken sich auf alle Fäden gleichmässig aus, sodass ungleich gespannte Fäden in diesem Fall nicht entstehen können. Nur durch die Beeinflussung der bereits erwähnten zusätzlichen Kräfte entstehen Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Fäden, die aber auch hier nicht ausgeglichen werden können.

Die Vorteile der vorstehend dargestellten Fadenspannvorrichtung sind:

1. Der Faden 15 befindet sich wahrend des Durchlaufs immer im gespannten Zustand und daher reagiert der Hebel 3 auf jede Spannungsänderung des zulaufenden Fadens sofort, ohne zeitliche Verzögerung.

2. Es können die Spannungsunterschiede jedes einzelnen Fadens einer Fadenschar ausgeglichen werden. Die herkömmlichen Fadenspanner werden in Gruppen zusammengefasst, die dann jeweils einer bestimmten Zone im Spulengatter zugeordnet sind, um so einen bestimmten Mittelwert der Fadenspannungen der Zonen zu erreichen. Spannungsunterschiede zwischen den einzelnen Fäden innerhalb einer Zone lassen sich nicht vermeiden.

3. Der Spannungsausgleich wird, um eine konstante Ablaufspannung F5 zu erzielen, durch den

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zulaufenden Faden selbst gesteuert. Eine teure und dabei trotzdem unvollkommene elektronische Steuerung entfällt.

4. Durch das Nebeneinanderreihen von einzelnen Fadenspannvorrichtungen können Fadenspann-Einheiten hergestellt werden, die dann wieder auf einen Rahmen montiert, ein Fadenspanngerät ergeben. Das Fadenspanngerät kann dann z.B. die Fäden einer ganzen Spulengatterseite aufnehmen. Werden solche Geräte zwischen dem Spulengatter und einem Wickelorgan, z.B. einer Zettelmaschine, aufgestellt, dann ist es möglich, alle Spannungsunterschiede der einzelnen Fäden, die innerhalb des Spulengatters entstehen, auszugleichen, d.h. durchgängig bei ein und derselben Spannung konstant zu halten.

5. Die Teile der Fadenspannvorrichtung können bei wiederholter Anwendung derselben, d.h. auch bei vielfacher Wiederholung, einfach gefertigt werden, sodass die Herstellungskosten verhältnismässig niedrig sind.

6. Die Fadenspannvorrichtung ist wartungsfrei, da die Kugellager der Rollen 10, 16-18, wie an sich bereits bekannt, eine Langzeitfettschmierung haben. Ausserdem sind die Kugellager beiderseits mit Deckscheiben versehen, sodass auch Faserstaub nicht eindringen kann.

Erläuterung für die Zeichnungen

Fig. 1 zeigt die schematische Darstellung der Fa-denspannvorrichtung.

Erklärung der Positionen:

1 = Drehpunkt des Bremshebels 3 = Bremshebel 10 = Stützrolle 13 = Bremsklotz

15 = durchlaufender Faden

16 = Leitrolle

17 = Umlenkrolle

17' = ausgeschwenkte Umlenkrolle

18 = Leitrolle

19 = schwenkbarer Leitrollenhalter F1 = Anpresskraft

F2 = veränderliche Spannkraft, z.B. durch eine einstellbare Feder, um die gewünschte Bremskraft F4 einstellen zu können.

F3 = veränderliche Spannkraft des zulaufenden Fadens F4 = Brems- bzw. Reibkraft F5 = konstant gehaltene Ablaufspannung F6 = Kraft die am Hebelarm d im rechten Winkel angreift (Fig. 2)

R = Vektor (Resultierende) im Kräfteparallelogramm (Fig. 2)

a = Winkel um den die Leitrollen 16, 18 geschwenkt werden a = Länge des Hebelarms an dem F1 im rechten Winkel angreift b = Länge des Hebelarms an dem F2 im rechten Winkel angreift d = Länge des Hebelarms an dem F6 im rechten Winkel angreift

Erläuterung für die Zeichnungen

Fig. 2 zeigt die schematische Darstellung der im Bereich von 0-90° stufenlos schwenkbaren Leitrollen 16, 18 um bei der Verarbeitung von Fäden mit verschiedenen Reibwerten, die Kräfte F1 und F6 entsprechend dem jeweiligen Reibwert verändern zu können. Das Schema zeigt auch das Kräfteparallelogramm für den Vektor (Resultierende) R und die Kraftkomponente F6. Die zum Hebel 3 parallel verlaufende Kraftkomponente ist nicht eingezeichnet, da sie vom ortsfesten Drehpunkt 1 aufgefangen wird und auch für die Funktion der Fadenspannvorrichtung weiter keine Bedeutung hat.

Claims (4)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Konstanthalten der Spannung eines durchlaufenden Fadens (15) mit einer Fadenbremse aus Bremsklotz (13) und Stützrolle (10), durch eine Kraft (F1), hervorgerufen durch eine einstellbare Kraft (F2), über Hebelarme (a, b) eines im Drehpunkt (1) gelagerten Hebels (3), gedrückt gehalten sind und somit die Bremskraft (F4) erzeugend, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden (15), dessen Ablaufspannung (F5) konstant gehalten werden soll, über wenigstens zwei, auf einem für den Reibwertausgleich verschwenkbaren Leitrollenhalter (19) sitzenden Leitrollen (16, 18) und über wenigstens eine, zwischen den beiden Leitrollen (16, 18) am Hebel (3) angeordnete Umlenkrolle (17) geführt wird, wobei eine Kraft (F6) in Abhängigkeit einer Kraft (F3), die der Faden (15) am Ein-lauf des Fadenspanners jeweils hat, über Hebelarme (a, d) des Hebels (3), die Anpresskraft (F1) steuert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die entsprechende Beeinflussung der Anpresskraft (F1) über den Hebel (3) die Bremskraft (F4) um den Betrag verringert wird, den die Spannkraft (F3) des zulaufenden Fadens jeweils hat, um die Spannung (F5) des ablaufenden Fadens konstant zu halten.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass durch Schwenken der Leitrollen (16, 18) die Kraft (F6), die am Hebelarm (d) im rechten Winkel angreift und die Anpresskraft (F1) über den Hebel (3) entsprechend dem jeweiligen Reibwert des Fadens verändert werden kann, sodass der Einsatz der Fadenspannvorrichtung für verschiedene Reibwerte möglich ist.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpunkte der beiden Leitrollen (16, 18) auf einer Geraden liegen, die durch den Mittelpunkt der Umlenkrolle (17) geht, um bei paralleler Lage der Leitrollen zum Hebel (3), die Umlenkrolle (17) zum Einfädeln ausschwenken zu können.

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