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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Spannen eines längsbewegten
Fadens, die einen ersten Spannarm mit mindestens einem Fadenführungselement
und einen zweiten Spannarm mit mindestens einem Fadenführungselement
aufweist, wobei der erste Spannarm und der zweite Spannarm relativ
zueinander verstellbar sind und die Fadenführungselemente
so ausgebildet und angeordnet sind, dass durch eine Verstellung
der Spannarme die Fadenführungselemente von dem längsbewegten
Faden umschlungen werden.
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In
der Textilindustrie sind seit langem Spulautomaten bekannt, die
zum Beispiel ein Garn von einem Spinnkops auf eine Kreuzspule wickeln.
Garnbewickelte Spinnkopse sind zum Beispiel das Produkt von Ringspinnmaschinen.
Spinnkopse eignen sich nicht zur Weiterverarbeitung des Garns, so
dass das Garn auf eine Kreuzspule umgespult wird. Um eine zufrieden
stellende Güte der Kreuzspule zu erreichen, ist während
des Spulprozesses eine im wesentliche konstante Fadenspannung wünschenswert.
Die Fadenspannung hängt jedoch von einer Vielzahl von Faktoren
ab. Insbesondere nimmt die Fadenspannung bei konstanter Spulgeschwindigkeit mit
zunehmendem Abzug des Fadens vom Spinnkops zu. Aus diesem Grunde
weisen Spulmaschinen in der Regel eine Vorrichtung zum Spannen des
Fadens auf. Im Stand der Technik sind verschiedene Arten von Spannvorrichtungen
bekannt.
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Die
DE 41 30 301 A1 offenbart
eine Fadenspanneranordnung mit zwei Bremstellern, zwischen denen
der Faden geführt wird. Mindestens einer der Bremsteller
ist mit einer variablen Andruckkraft in Richtung auf den anderen
Bremsteller beaufschlagbar. In dieser Anordnung wird auf den Faden
eine Reibkraft ausgeübt, die nach dem Coulombschen Gesetz
der Andruckkraft der Brems- beziehungsweise Spannteller proportional
ist. Die Fadenspannung wird dabei über diese Reibkraft
reguliert.
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In
der Praxis werden die Bremsteller in der Regel rotierend gegen die
Fadenlaufrichtung angetrieben. Der Grund dafür liegt in
der geringeren Abnutzung der Bremsteller durch den laufenden Faden und
in der geringeren Beanspruchung des Fadens. Des Weiteren wird so
die Ansammlung von Verunreinigungen zwischen den Bremstellern vermieden. Durch
den Antrieb für die Rotationsbewegung und die damit erforderliche Übertragung
der Rotationsbewegung auf den zweiten nicht angetriebenen Bremsteller
ist eine solche Fadenspannereinrichtung relativ aufwendig.
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Es
ist jedoch ein besonderer Vorteil eines Fadenspanners mit Bremstellern,
dass der Faden auch eingeklemmt werden kann. Dies kann leicht durch eine
Erhöhung der Andruckkraft herbeigeführt werden.
Das Festklemmen des Fadens ist in einer Spuleinrichtung regelmäßig
erforderlich, und zwar beim Wechsel des Kopses oder der Kreuzspule,
bei einen Fadenbruch oder beim Auslösen eines Reinigerschnittes
zur Entfernung einer Fehlerstelle im Garn.
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Die
DE 43 35 089 A1 offenbart
eine Spannvorrichtung vom Tor- oder Gattertyp. Diese Spannvorrichtung
besteht aus zwei kamm- oder rechenartigen Spannarmen, die relativ
zueinander verstellbar sind. Der Faden wird zwischen den Spannarmen
geführt. Durch die Verstellung können die Kämme
miteinander in Eingriff gebracht werden. Der Faden legt sich dann
zickzackförmig um die als Fadenführungselemente
wirkenden Zähne des Kammes. Durch die Umschlingung der
Fadenführungselemente entsteht auch hier eine Reibkraft,
mit deren Hilfe sich die Fadenspannung einstellen lässt.
Die Reibkraft lässt sich mittels der Euler-Eytelwein-Formel
berechnen. Sie hängt neben dem Reibungskoeffizienten nur
vom Umschlingungswinkel ab.
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Im
Gegensatz zum Fadenspanner mit Bremstellern hat der zuvor beschriebene
Rechenspanner einen selbst regelnden Effekt. Wenn die rechenartigen
Spannarme mittels einer konstanten Verstellkraft in Eingriff gebracht
werden, wird durch die Fadenspannung eine entsprechende Gegenkraft
aufgebracht. Nimmt nun die Fadenspannung zu, werden die Spannarme
durch die Fadenspannung auseinander geschoben. Der Umschlingungswinkel
und damit die Reibkraft nimmt dadurch ab, was wiederum zu einer
Anpassung der Fadenspannung führt. Entsprechend verschieben
sich die Spannarme bei einer konstanten Verstellkraft und abnehmender
Fadenspannung weiter ineinander, wodurch sich der Umschlingungswinkel
und somit sich die Fadenspannung wieder vergrößert.
Eine solche Spannvorrichtung besitzt somit ein gutes Ansprechverhalten
und gewährleistet eine geringe Fadenbelastung.
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Zur
Realisierung des Wirkprinzips eines Rechenspanners ist im Prinzip
jeweils ein Fadenführungselement pro Spannarm ausreichend,
wobei die Fadenführungselemente versetzt zueinander stehen. In
der Praxis werden in der Regel mehrere Fadenführungselemente
erforderlich sein, um einen ausreichend hohen Umschlingungswinkel,
beziehungsweise damit einhergehend eine ausreichend hohe Reibkraft
zur Aufrechterhaltung der Fadenspannung zu gewährleisten.
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Trotz
der beschriebenen Vorteile hat die Rechenspannervorrichtung auch
einen Nachteil. Die in der
DE
43 35 089 A1 offenbarte Spannvorrichtung, ist nicht in
der Lage, einen Faden festzuklemmen. Es ist also eine zusätzliche
Klemmvorrichtung erforderlich.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den oben genannten
Nachteil zu beheben.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Zur
Lösung der Aufgabe weist die Spannvorrichtung mindestens
ein Begrenzungselement auf und das Begrenzungselement und der erste
Spannarm sind relativ zueinander so verstellbar, dass der Faden
zwischen dem Begrenzungselement und mindestens einem Fadenführungselement
des ersten Spannarms einklemmbar ist. Erfindungsgemäß wird damit
ein Begrenzungselement in die Rechenspanneranordnung integriert
und als Gegenstück zum Einklemmen des Fadens ein ohnehin
vorhandenes Element der Spannvorrichtung, nämlich mindestens eines
der Fadenführungselemente genutzt. Auf diese Weise kann
mit einer Vorrichtung der Faden gespannt und geklemmt werden. Eine
zusätzliche Klemmvorrichtung ist nicht erforderlich.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das
mindestens eine Begrenzungselement mit dem zweiten Spannarm verbunden.
Dadurch ist keine eigene Verstelleinrichtung für das Begrenzungselement
erforderlich. Vielmehr kann die Verstelleinrichtung der Spannarme
für das Festklemmen des Fadens verwendet werden.
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Vorteilhafterweise
ist das mindestens eine Begrenzungselement so weit hinter dem mindestens einen
Fadenführungselement des zweiten Spannarms angeordnet,
dass bei Verstellung der Spannarme zueinander zunächst
die Fadenführungselemente vom Faden zunehmend umschlungen
werden und das mindestens eine Begrenzungselement vom Faden nicht
berührt wird und dass bei weiterer Verstellung der Spannarme
zueinander der Faden zwischen dem mindestens einen Begrenzungselement
und mindestens einem Fadenführungselement des ersten Spannarms
eingeklemmt wird.
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Um
die Spannarme relativ zueinander verstellen zu können,
reicht es aus, wenn einer der Spannarme verstellbar ist und der
jeweils andere stationär befestigt ist. Das vereinfacht
den Verstellmechanismus.
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Die
Spannarme können sowohl durch eine rotatorische als auch
durch eine translatorische Bewegung zueinander verstellbar sein.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Seitenansicht einer Arbeitsstelle eines Kreuzspulautomaten;
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2 Prinzipdarstellung
einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
im Spannbetrieb;
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3 Prinzipdarstellung
der ersten Variante der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
im Klemmbetrieb;
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4 Prinzipdarstellung
einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
im Spannbetrieb;
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5 Prinzipdarstellung
der zweiten Variante der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung
im Klemmbetrieb;
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6 technische
Zeichnung einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung.
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1 zeigt
in Seitenansicht eine Arbeitsstelle 10 eines Kreuzspulautomaten 1.
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Derartige
Kreuzspulautomaten verfügen über eine Vielzahl
solcher nebeneinander angeordneter Arbeitsstellen 10, auf
denen Vorlagespulen 12, vorzugsweise Spinnkopse, zu großvolumigen
Kreuzspulen 14 umgespult werden.
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Die
Spinnkopse 12 gelangen dabei über eine Transporteinrichtung 16 zu
den einzelnen Arbeitsstellen 10, die, wie an sich bekannt,
eine Vielzahl, im einzelnen nicht näher bezeichneter Transportstrecken
umfasst, auf denen, auf Transporttellern 20 aufgesteckt,
Spinnkopse 12 bzw. Leerhülsen 18 befördert
werden. Wie in 1 angedeutet, wird von einem
in einer Spulposition I angeordneten Spinnkops 12 ein Faden 22 abgezogen,
der auf seinem Weg zur Kreuzspule 14 zunächst
einen Unterfadensensor 28, der über eine Signalleitung 30 mit
einem Arbeitsstellenrechner 32 verbunden ist, passiert.
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Mittels
dieses Unterfadensensors 28 wird zum Beispiel nach einem
Fadenbruch oder einem kontrollierten Fadenschnitt, vor Einleitung
der Oberfadensuche, festgestellt, ob überhaupt ein Unterfaden
vorhanden ist.
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Oberhalb
des Unterfadensensors 28 ist eine erfindungsgemäße
Vorrichtung 36, die das Spannen und Klemmen des Fadens 22 ermöglicht,
angeordnet. Der erfindungsgemäße Fadenspanner 36 wird im
folgenden noch näher erläutert. Der Fadenspanner 36 ist über
eine Steuerleitung 38 ebenfalls mit dem Arbeitsstellenrechner 32 verbunden.
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Im
weiteren Verlauf des Fadenlaufweges ist zur Feststellung von Garnfehlern
ein Fadenreiniger 44 angeordnet. Mittels dieses Fadenreinigers 44 wird ständig
die Qualität des laufenden Fadens überwacht, wobei
die Signale des Fadenreinigers 44 zur Auswertung über
eine Signalleitung 48 dem Arbeitsstellenrechner 32 zugeführt
werden.
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Beim
Auftreten eines Garnfehlers wird von dem Arbeitsstellenrechner 32 über
eine Steuerleitung 50 eine Fadenschneideinrichtung 52 betätigt und
der Faden 22 getrennt.
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In
Fadenlaufrichtung nach dem Fadenreiniger 44 sind noch ein
Fadenzugkraftsensor 54 sowie eine Paraffiniereinrichtung 46 angeordnet.
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Der
Fadenzugkraftsensor 54 ist dabei über eine Signalleitung 56 ebenfalls
mit dem Arbeitsstellenrechner 32 verbunden. Während
des Spulbetriebes wird mittels des Fadenzugkraftsensors 54 ständig
die Fadenzugkraft des laufenden Fadens 22 überwacht
und entsprechend des vom Fadenzugkraftsensor 54 gelieferten
Fadenzugkraftsignals über den Arbeitsstellenrechner 32 der
Fadenspanner 36 angesteuert. Das heißt, die Fadenführungselemente der
beiden Spannarme werden in Eingriff gebracht und damit der Umschlingungswinkel
so eingestellt, dass die Reibkraft sicherstellt, dass sich am laufenden
Faden 22 eine im wesentlichen konstante Fadenzugkraft einstellt,
die eine gleichmäßige Packungsdichte der zufertigenden
Kreuzspule 14 gewährleistet.
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Auf
die Paraffiniereinrichtung 46 folgt in Fadenlaufrichtung
schließlich ein Fadenführer 58, über den
der Faden 22 beispielsweise auf eine sogenannte Fadenführungstrommel 60 aufläuft,
die für eine kreuzweise Verlegung des Fadens 22 nach
der Wicklungsart "wilde Wicklung" sorgt.
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Die
Kreuzspule 14 ist über eine nicht näher dargestellte
Hülse in einem schwenkbar gelagerten Spulenrahmen 6 drehbar
gelagert und liegt dabei mit ihrem Außenumfang an der einzelmotorisch
angetriebenen Fadenführungstrommel 60 auf, die
die Kreuzspule 14 über Reibschluss mitnimmt.
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Außerhalb
des regulären Fadenlaufweges ist außerdem eine
Fadenspleißvorrichtung 40 angeordnet, die über
eine Signalleitung 42 ebenfalls mit dem Arbeitsstellenrechner 32 verbunden
ist.
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Die
Arbeitsstelle 10 weist ferner eine Saugdüse 7 sowie
ein Greiferrohr 8 auf.
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Das
Greiferrohr 8 dient dabei zum Ergreifen des vom Spinnkops 12 stammenden
Unterfadens, der bei einem kontrollierten Fadenreinigungsschnitt oder
bei einem Fadenbruch oberhalb des Fadenspanners im erfindungsgemäßen
Fadenspanner 36 festgeklemmt wird.
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Die
Saugdüse 7 dient zum Aufnehmen eines auf die Kreuzspule 14 aufgelaufenen
Oberfadens.
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2 und 3 zeigen
die Prinzipdarstellung einer ersten Variante einer erfindungsgemäßen Spannvorrichtung.
Die Spannvorrichtung besteht aus dem ersten Spannarm 70 mit
dem Fadenführungselement 71. Der Spannarm 70 ist
in Richtung des Pfeils 75 translatorisch verstellbar. Ferner
weist die Spannvorrichtung einen zweiten Spannarm 72 auf, der
stationär mit der Spulmaschine verbunden ist. Entsprechend
dem ersten Spannarm ist der zweite Spannarm mit einem Fadenführungselement 73 ausgestattet
und zusätzlich mit einem Begrenzungselement 74.
In der in 2 dargestellten Position des ersten
Spannarmes 70 werden die Fadenführungselemente 71 und 73 vom
Faden 22 umschlungen, wobei der Faden das Begrenzungselement 74 nicht
berührt. In dieser Position übernimmt die Spannvorrichtung
ihre Spannfunktion. In 3 sind die Spannarme weiter
zueinander verschoben, so dass das Fadenführungselement 71 des
ersten Spannarmes 70 das Begrenzungselement 74 berührt.
Dadurch wird der Faden 22 zwischen dem Begrenzungselement 74 und
dem Fadenführungselement 71 eingeklemmt.
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In
den 2 und 3 weisen die Spannarme jeweils
ein Fadenführungselement auf. In der Praxis werden häufig
mehrere Fadenführungselemente pro Spannarm verwendet. Dadurch
erhöht sich der Umschlingungswinkel und es kann eine größere
Fadenspannung aufgebracht werden. Erfindungsgemäß kann
der zweite Spannarm der Spannvorrichtung dann auch mehrere Begrenzungselemente
aufweisen, die den Fadenführungselementen des ersten Spannarmes
gegenüber stehen.
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Die 4 und 5 zeigen
eine Spannvorrichtung mit einem Spannarm 76, der in Richtung
des Pfeils 78 verstellbar ist und zwei Fadenführungselemente 81 aufweist.
Der zweite stationäre Spannarm 77 weist drei Fadenführungselemente 80 auf
und zwei Begrenzungselemente 79. In der Position, die in 4 dargestellt
ist, wird der Faden gespannt und in der Position, die in 5 gezeigt
wird, ist der Faden festgeklemmt.
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6 zeigt
eine technische Zeichnung einer erfindungsgemäßen
Spannvorrichtung im klemmenden Zustand. Auf die Darstellung des
Fadens wurde verzichtet. 6 zeigt eine Vorderansicht,
eine Seitenansicht im Schnitt und eine Draufsicht im Schnitt durch
die Ebene A. Ferner ist eine dreidimensionale Ansicht dargestellt.
Die dargestellte Spannvorrichtung besteht aus einem ersten Spannarm 83 mit
drei Fadenführungselementen 84a, 84b und 84c und
aus einem zweiten Spannarm 82 mit vier Fadenführungselementen 86 und
zwei Begrenzungselementen 85. Die Begrenzungselemente 85 sind
gegenüber den Fadenführungselementen 84a und 84c angeordnet. Erfindungsgemäß wäre
es denkbar, den Steg 87 des zweiten Spannarms 82,
der gegenüber dem Fadenführungselement 84b angeordnet
ist, als Begrenzungselement auszubilden, so dass der Faden auch an
dieser Stelle eingeklemmt werden kann. In der dargestellten Ausführungsform
wurde darauf verzichtet, da bei drei Begrenzungselementen erhöhte
Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit der Spannvorrichtung gestellt
werden müssen, damit die Begrenzungselemente und die gegenüber
liegenden Fadenführungselemente in einer Ebene liegen.
Wie an sich bekannt, sind die Fadenführungselemente zur
besseren Fadenführung nicht nur in Laufrichtung des Fadens
gekrümmt, sondern auch in der Ebene senkrecht zur Laufrichtung.
In Abhängigkeit von der nicht dargestellten Verstelleinrichtung,
kann sowohl der erste Spannarm 83 als auch der zweite Spannarm
verstellbar sein. Das Zusammenführen der beiden Spannarme
kann sowohl durch eine translatorische als auch durch ein rotatorische
Bewegung erwirkt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 4130301
A1 [0003]
- - DE 4335089 A1 [0006, 0009]