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Verfahren und Vorrichtungen zum selbsttätigen Winden von Garnkopsen
mit Ober- und Unterwindung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum selbsttätigen
Winden von Garn- oder Zwi.rnkopsen mit Ober- und Unterwindung sowie auf die zur
Durchführung dieses Verfahrens dienenden Vorrichtungen.
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Die üblichen Spinn- und Zwirnmaschinen sind mit Unterwindevorrichtungen
ausgestattet, die es ermÖglichen, das Fadenende nach dem Fertigstellen der Kopse
unterhalb des Kopsansatzes einige Male um die Hülse zu winden. Beim Abziehen der
vollen Kopse windet sich dann der Faden auf den Spindelschaft und wird von der leeren
Hülse festgeklemmt, so daß die Maschine für den folgenden Abzug fertig ist, ohne
daß der Faden neu eingezogen werden muß. Das Unterwinden erfolgt meist mittels einer
Handkurbel, doch sind auch Vorrichtungen zum selbsttätigen Unterwinden und Abstellen
der Maschine bereits bekannt.
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Garn- und Zwirnkopse mit einfacher Unterwindung haben den Nachteil,
daß bei der Weiterverarbeitung, so beispielsweise beim Umpulen, das abgerissene
Fadenende gesucht werden muß, was Zeitverluste zur Folge hat und eine Automatisierung
des Umspulens unmöglich macht. Dies wird vermieden, wenn vor dem Unterwinden auf
der Hülse knapp über der Kopsspitze einige Fadenlagen als Oberwindung aufgebracht
werden. Beim Abziehen der vollen Kopse samt Hülsen bleiben die Unterwindelagen auf
dem Spindeloberteil, und der Faden wird zwischen Kops und Spindeloberteil abgerissen.
Da die Oberwindung samt dem gesponnenen Garn auf der abgezogenen Hülse verbleibt,
genügt es, die die Oberwindung bildenden Fadenlagen von Hand oder durch einen Greifmechanismus
zu erfassen, so daß ohne zeitraubendes Suchen der Fadenanfang für die Weiterverarbeitung
des Garnkopses bereit liegt.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum selbsttätigen Wickeln von Kopsen
mit Ober- und Unterwindung bekannt. Diese verwendet nur mechanisch wirkende Steuer-
und Antriebsmittel und muß überdies vom Spinner durch Betätigung eines Fußhebels
gestartet werden. Bei den verschiedenen aufeinanderfolgenden Einzeloperationen,
die zum Herstellen der Ober- und Unterwindung notwendig sind und die darin bestehen,
daß die Ringbank nach Fertigstellen des Kopses zum Winden des oberen Fadenknäuels
angehoben, dann rasch bis zur untersten Ringbankstellung gesenkt werden muß, um
die unteren Fadenlagen um den Hülsenfuß zu wickeln, und schließlich wieder in die
Anspinnstellung gehoben werden muß, ist es verständlich, daß eine solche nur mechanische
Steuer- und Antriebsmittel verwendende Vorrichtung verwickelt gebaut und störanfällig
ist und den Anforderungen an die jetzt gebräuchlichen hohen Arbeitsgeschwindigkeiten
so wenig genügt, daß sie sich praktisch nicht eingeführt hat. Es ist ferner bekannt;
zum Bewegen der Spindelbank in die Unterwinde- und Abziehstellung einen besonderen
Servomotor als Abziehmotor anzuwenden, der nach Beendigung des Kötz-eraufbaues und
nach dem Abschalten des Motors zum Antrieb der Herzscheibe eingeschaltet wird und
die Spindelbank in die Abziehstellung hebt, wobei auch noch eine Reservewindung
gebildet werden kann. Hierauf zieht der Servomotor die Spindeln aus den vollgesponnenen
Hülsen heraus und schiebt sie in die hierzu bereitgehaltenen Leerhülsen ein. Dabei
führt der Abziehmotor Drehungen in verschiedenen Richtungen aus. Schließlich bringt
er die Spindelbank wieder in die Anspinnstellung zurück.
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Zum Unterschied von den bekannten Verfahren besteht das den Gegenstand
der Erfindung bildende Verfahren darin, daß zum selbsttätigen Winden von Kopsen
mit Ober- und Unterwindung neben dem Hauptmotor, der während des normalen Kopsaufbaues
den Antrieb der Verzugszylinder und Spindeln sowie über das übliche Schaltwerk den
Antrieb der Ringbank besorgt, ein an sich bekannter Servomotor vorgesehen ist, der
nach Vollspinnen der Hülse den Antrieb der Ringbank allein übernimmt, wobei er diese
vorerst in ihre zum Wickeln der Oberwindung bestimmte, obere Endlage anhebt, dann
während des Wickelns der Oberwindung stillsteht, hierauf, nach Umkehr seines Drehsinnes,
die Ringbank in ihre zum Wickeln der Unterwindung bestimmte untere Endlage absenkt
und
schließlich, nach Stillstand während des Bildens der Unterwindung
und während des Abziehens der Kopse, die Ringbank nach neuerlicher Umkehr seines
Drehsinnes wieder in ihre Anspinnstellung anhebt. Der Hauptmotor treibt dagegen
während des Anhebens der Ringbank zur Oberwindung, während des Bildens der Oberwindung
und während des Absenkens der Bank die Streckzylinder und die Spindeln sowie eine
Programmsteuerung, die den Ringbankantrieb durch den Servomotor, den Spindel- und
Streckwerksantrieb durch den Hauptmotor sowie das Ein- und Abschalten des normalen
Schaltwerkes selbsttätig regelt. Erst nach Beendigung des Anhebens der Ringbank
in ihre Anspinnstellung übernimmt der Hauptmotor wieder allein den Antrieb der ganzen
Maschine bei abgeschaltetem Servomotor und wieder eingeschaltetem normalen Schaltwerk.
Durch Verwendung eines an sich bekannten Servomotors und das Aufteilen der einzelnen
Arbeitsgänge des Verfahrens gemäß der Erfindung auf den Haupt- und Servomotor ist
es möglich, die zum Steuern und Antrieb notwendigen mechanischen und elektrischen
Vorrichtungen im Aufbau einfach und übersichtlich bei geringer Störanfälligkeit
auszubilden sowie das Verfahren von der Bedienung unabhängig einzuleiten und zu
beenden. Die zum Durchführen des Verfahrens zweckmäßigen Vorrichtungen werden an
Hand der Zeichnungen besprochen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt.
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Fig. 1 zeigt das Schaubild des Ablaufes der einzelnen Arbeitsoperationen
des Verfahrens. Die Linie X gilt für die Ringbankbewegung, die Linie Y für den Lauf
des Servomotors und die Linie Z für den Antrieb des Streckwerks und der Spindeltrommel
samt Spindeln durch den Hauptmotor.
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Fig. 2 zeigt in schematischer, perspektivischer Darstellung die Seitenansicht
eines Teiles einer Ringspinnmaschine mit den die selbsttätige Aufwindevorrichtung
antreibenden und steuernden mechanischen und elektrischen Teilen.
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Fig. 3 stellt, gleichfalls schematisch, das zum Winden der oberen
und unteren Fadenlagen dienende Übersetzungsgetriebe samt der Programmsteuerung
dar.
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Fig. 4 zeigt die zur Programmsteuerung dienenden N ockenscheiben.
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Fig@5 ist ein Schaltbild für die Programmsteuerung.
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Eine übliche Schaltvorrichtung. bestehend aus der vorn Hauptmotor
über die bekannten Getriebe in Drehung versetzten Exzenterwelle 1 mit Exzenter 2
samt Schaltarm 3 und Kettentrommel 4 bewirkt über die Bette 5 das Heben und Senken
der Ringbank 13 in an sich bekannter Weise, und zwar über die am Zahn-Segment 6
drehbar gelagerte Trommel 7, den Winkelhebel 10 und die Hubstangen 11. Der vollständige
Kopsaufbau erfolgt mittels des Hauptmotors über das Schaltwerk 1 bis 5. Sobald die
Kopse fertiggesponnen sind, beginnt der Vorgang des selbsttätigen Aufwindenn der
Ober- und Unterwindung. Die Einzelphasen des Verfahrens sind im Diagramm Fig. 1
dargestellt.
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Sobald die Ringbank 13 nach Fertigspinnen des Kopses ihre obere Stellung
erreicht hat, wird der normale Exzenterantrieb 1 bis 5 der Ringbank ausgerückt.
Er verbleibt so bis zur Beendigung der nun folgenden Operationen, und zwar des Anhebens
der Ringbank bis zur Höhe der gewünschten Oberwindung (Linie X, Phase I), des Bildens
der Oberwindung (Phase 1I), des Absenkens der Bank bis zur Höhe der Unterwindung
(Phase III), des Bildens der Unter-Windung (Phase IV) sowie des Abziehens der fertige:
Kopse (Phase V) und schließlich des Anhebens de Ringbank in die zum nächsten Spinnvorgang
not wendige Anspinnstellung (Phase VI). Hierauf wirf der normale Exzenterantrieb
der Ringbank wieder ein geschaltet, und der Spinnvorgang beginnt von neuem Der Hauptmotor
treibt die Antriebstrommel für di Spindeln sowie die Streckwerke und die Programm
Steuerung während der Phasen I, II und III ; er wir( erst unmittelbar vor oder bei
Beendigung der Phase III des Absenkens der Ringbank, abgeschaltet (Linie Z) Der
genaue Zeitpunkt seines Abstellens und damit de, Abstellens des Antriebes für die
Spindeln, die Streck werke und die Programmsteuerung wird so eingestellt daß das
Bilden der unteren Fadenlagen ohne positiver Antrieb der auslaufenden Spindeln beendet
wird Während des Abziehens der Kopse (Phase V) steh die Maschine. Nach Beenden des
Abziehens wird dej Hauptmotor von Hand wieder eingeschaltet.
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Zum Aus- und Einschalten des normalen. Schalt Werkes 1 bis 5 sowie
zum Antrieb der Programm Steuerung, die nach Abschalten des Exzenterantriebe: das
Steuern des Servomotors und des Hauptmotor: übernimmt, dient das in Fig. 3 abgebildete
Getriebe Neben dem in Fig. 2 nicht dargestellten, die Exzenterwelle 1 samt Exzenter
2 und den übrigen Teilen de: Schaltwerkes für den Ringbankhub vom Rad 35 au: treibenden
Hauptmotor M (Fig. 5) ist zum Antriel= der Ringbank 13 während der Phasen I (Anheben
der Bank in obere Endlage), III (Absenken) und VI (Anheben in Spinnstellung) der
Servomotor S (Fig. 2) vorgesehen. Sein Ritzel 8 ist mit dem Zahnsegment 6 in ständigem
Eingriff. Der Servomotor S tritt somit an Stelle der sonst üblichen, zum raschen
Verschwenken des Zahnsegmentes 6 beim Absenken der Ringbank 13 zum Unterwinden dienenden
Handkurbel. Selbstverständlich kann auch zum Betätigen des Zahnsegmentes 6 eine
Handkurbel noch vorgesehen werden, die einkuppelbar ist, während der Servomotor
S ausgekuppelt wird, um die Ringbank von Hand zu betätigen. Zwischen Servomotor
S und Ritzel 8 ist ein nicht gezeichnetes, selbsthemmendes Untersetzungsgetriebe
vorgesehen. Während des Kopsaufbaues bis zur Kopsspitze ist der Hauptmotor unter
Strom, der Servomotor abgeschaltet. Sobald die Ringbank 13 in ihre obere Endlage
13' gelangt, schließt sie mittels eines auf ihr aufruhenden Stößels 37 einen Endschalter
El. Dadurch wird das Umschalten des Hubantriebes der Ringbank vom Hauptmotor W auf
den Servomotor S vorbereitet, indem ein Hilfsrelais H, (Fig. 5) eingeschaltet wird,
das sich selbst hält und Spannung an einen zweiten Endschalter E, führt. Sobald
letzterer durch den Exzenter 2 bzw. den in seine obere Endlage gelangten Schaltarm
3 geschlossen wird, schaltet das einem Kupplungsmagneten K zugeordnete Schütz SK
diesen Magneten ein. Dieser zieht bei 33 (Fig. 3) in der Gestellwand 15 drehbar
gelagerte Schaltgabel 32 entgegen der Wirkung der Druckfeder 34 an. Zwischen dem
vom Hauptmotor getriebenen Zahnrad 35, von welchem über nicht dargestellte Zwischenräder
die Streckzylinder und Streckwerke der Maschine angetrieben werden, und dem Zahnradpaar
20, 19, welches über das Getriebe 18, 17, 16 die Exzenterwelle 1' samt Exzenter
2 zum Heben der Ringbank treibt, ist eine lösbare Kupplung 21 angeordnet. Auf der
verlängerten Welle des Zahnrades 20 sitzt eine zweite, lösbare Kupplung 23, die
die Drehung des Hauptmotors über das Vorgelege 24, 25, 26, 27 den zwei Steuerscheiben
28 und 29 übermittelt, sofern die Kupplung 23 eingerückt und die Kupplung 21 ausgerückt
ist. Sobald der
Elektromagnet K nach Schließen der Endkontakte El
und E2 Strom erhält und die Schaltgabel 32 nach rechts verschwenkt, wird
der Exzenterantrieb, 1, 2 durch Läsen der Kupplung 21 ausgeschaltet und die Programmsteuerung
24 bis 29 gleichzeitig eingeschaltet. Dabei wird der Antrieb der Spindeln und Streckwalzen
aufrechterhalten, solange der Hauptmotor Strom erhält bzw. ausläuft.
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Nach Abschalten des die Ringbank schaltenden Exzenterantriebes 1,
2 durch Lösen der Kupplung 21 würde die Ringbank 13 stillstehen. Durch das gleichzeitige
Einrücken der Gegenkupplung 23 wird die bisher in Ruhe befindliche Programmsteuerung
mit den an ihrem Umfang Steuernocken tragenden Steuerscheiben 28 und 29 durch den
Hauptmotor in Drehung versetzt, und zwar die Scheibe 28 zum Steuern des den Ringbankantrieb
nunmehr über das Zahnsegment 6 bewirkenden Servomotors und die Scheibe 29 zum Steuern
des Hauptmotors. Diese beiden Steuerscheiben sind auf der das Zahnrad 27 tragenden
Hohlwelle 27' befestigt und mittels einer Konsole 36 an der Gestellwand 15 gelagert.
Sobald diese miteinander verbundenen Steuerscheiben sich in der in Fig.4 eingezeichneten
Pfeilrichtung zu drehen beginnen, kommen die an ihrem Umfang angeordneten Steuernocken
mit ihnen zugeordneten elektrischen Kontakten in Eingriff. Der Beginn und die Aufeinanderfolge
der Betätigung dieser Kontakte ist durch die Lage der Nocken, die Dauer ihres Eingriffs
ist durch die Länge der Nocken gegeben.. So sind beispielsweise bei der Steuerscheibe
28 (Fig. 4) die Steuernocken I, III und VI für die einzelnen, aufeinanderfolgenden
Phasen I, III und VI der Ringbankbewegung gemäß der Linie x (Fig. 1) zu erkennen.
Die Steuerscheibe 29 (Fig. 4) trägt einen einzigen, an ihrem Umfang innerhalb des
durch Pfeile angedeuteten Bogenbereiches einstell- und feststellbaren Nocken E3
zum Abschalten des Hauptmotors nach Beendigung von Phase III und IV.
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Bei Verwendung eines mechanisch-elektrischen Schaltwerkes gemäß Fig.2
spielen sich die aufeinanderfolgenden Schaltvorgänge wie folgt ab: Nach Beendigung
des Spinnens werden die beiden Endschalter El und E2, wie bereits beschrieben, geschlossen.
Damit erhält der Elektromagnet K Strom, und die Kupplung 21 wird gelöst, die Kupplung
23 eingerückt. Die nunmehr umlaufende Steuerscheibe 28 schaltet zunächst mittels
des Steuernockens I den Servomotor S linkslaufend ein, der die Ringbank in ihre
obere, zum Bilden der Oberwindung bestimmte Endlage anhebt. Nach Beendigung dieser
Phase I schaltet der Steuernocken I den Servomotor wieder ab, womit die Phase 1I
des Bildens der Oberwindung beginnt. Die Phase II ist beendet, sobald der Nocken
III einen ihr zugeordneten Kontakt erreicht hat. Dieser schaltet ein Wendeschütz
auf Rechtslauf, so daß der Servomotor S die Ringbank 13 nunmehr absenkt (Phase III),
wobei sich, wie beim sonst üblichen Absenken der Ringbank mittels Handkurbel, der
Faden in steilen, nach abwärts verlaufenden Windungen um den Kops legt. Während
oder nach dem Absenken wird ein Endschalter mittels des auf der Scheibe 29 befindlichen
Nockens E, geöffnet, wodurch der Hauptmotor 1l-1 und damit der positive Antrieb
der Spindeln abgeschaltet wird und das Unterwinden des Fadens (Phase IV) bei auslaufenden
Spindeln erfolgt. Vom Ende des Nockens III wird der dem Servomotor zugeordnete Kontakt
III-IV wieder geöffnet und auch der Servomotor abgeschaltet. Die Maschine steht
still, und die vollen, mit Ober- und Unterwindung versehenen Kopse können nunmehr
abgezogen werden. Nach dem Abzug wird mittels Druckschalters E (Fig. 5) der Hauptmotor
wieder eingeschaltet, und mit dem mit E gekuppelten Schalter H2 wird über Wendeschütz
SSi der Servomotor S mit Linkslauf eingeschaltet und die Ringbank wieder auf Anspinnstellung
gehoben. Der Nocken VI auf Steuerscheibe 28 schaltet über Schalter VI den Servomotor
S und gleichzeitig den Magneten K aus. Die Druckfeder 34 verschwenkt die Schaltgabel
32 entgegen dem Uhrzeigersinn in ihre Ruhelage zurück, wobei die Kupplung
21 wieder eingerückt, wodurch dem normalen Exzenterantrieb 2.1,
16, 1, 2 die
Ringbankbewegung vom Hauptmotor vermittelt und der neue Kops gesponnen wird. Zugleich
werden durch Lösen der Kupplung 23 die Steuerscheiben 28, 29 vom Antrieb 35, 22
des Hauptmotors abgeschaltet. Während des Steuerns der Phasen I bis VI haben die
Steuerscheiben bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa eine Dreiviertelumdrehung
ausgeführt, wie aus Fig.4 hervorgeht. Nach Ausrücken der Kupplung 23 werden die
Steuerscheiben durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Rückholvorrichtung,
beispielsweise eine Torsionsfeder oder ein gewichtsbelastetes, um die Achse 27
gewickeltes Zugorgan, in ihre durch die Anschläge 36' und 36" festgelegte Ausgangslage
selbsttätig zurückgeführt.
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In Fig. 1 sind durch Linie X die Höhenlagen der Ringbank während des
Abspinnens schematisch dargestellt; Linie Y zeigt die von Scheibe 28 gesteuerten
Bewegungsphasen des Servomotors; Linie Z zeigt die durch Scheibe29 gesteuerten Arbeitsphasen
des Hauptmotors. Es ist selbstverständlich, daß diese einzelnen Phasen der jeweiligen
Maschine angepaßt werden müssen und einstellbar sind. Man kann statt der elektrischen
Steuermittel natürlich auch hydraulische oder pneumatische Steuerungen anwenden,
wie auch z. B. die elektrische Verriegelung der Schalter Ei und E2 mechanisch oder
auf andere Weise erfolgen kann.