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Vorrichtung zum Konstanthalten der Fadenspannung an Textilspulmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Konstanthalten der Fadenspannung an
Textilspulmaschinen, insbesondere Kreuzspulmaschinen, bei welcher die Drehzahl der
Spulspindel durch Regelung der Drehzahl des elektrischen Spulspindelantriebmotors
in Abhängigkeit von der Verstellage eines die Fadenzufuhr zur Spule abfühlenden
Fühlgliedes geregelt wird, welches einen den Motor speisenden Regeltransformator
verstellt.
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Beim Aufspulen von lose gewickelten Garnen liegt eine wesentliche
Schwierigkeit darin, daß mit der Zunahme des bereits gespulten Materials der Spulendurchmesser
und damit bei konstanter Antriebsgeschwindigkeit die Umfangsgeschwindigkeit der
Spule wächst. Dies bedeutet eine Vergrößerung der Fadengeschwindigkeit und damit
der Fadenspannung. Das aufgespulte Garn wird durch die unterschiedliche Fadenspannung
ungleichmäßig beansprucht, wodurch die Dehnung des Garnes zum Teil verlorengeht.
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Es ist bereits eine Vielzahl von Konstruktionen bekannt, welche sich
mit Ider Beseitigung der hier auftretenden Schwierigkeit befassen. So hat man beispielsweise
schon versucht, einen durch den - wachsenden Spulendurchmesser gesteuerten Reibradantrieb
zu verwenden. Dies hat sich jedoch nicht bewährt, da abgesehen von der schnellen
Abnutzung der Reibräder die zur Steuerung des Reibradantriebes notwendige Kraft
von dem auf der Spule liegenden Steuerhebel aufgenommen werden mußte.
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Aus den bekanntgemachten Unterlagen der deutschen Patentanmeldung
P 10002 VIIIb/21c ist ein Regelantrieb für einen Spulenkopf bei einer Textilmaschine
bekanntgeworden, bei welcher der Faden durch Transportwalzen mit konstanter Geschwindigkeit
zugeliefert wird. Der Faden läuft dabei, tevor er auf den Spulenkopf aufgewickelt
wird, über zwei Rollen, zwischen denen eine Fadenschlinae gebildet ist, in welcher
eine weitere Fühlrolle liegt. Der Spulenkopf wird ;dabei durch einen Dreiphasenkurzschlußläufermotor
angetrieben. Die Speisung dieses Motors erfolgt über einen Drehtransformator, der
seine Energie aus den drei Phasen des Netzes erhält.
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Der Rotor des Drehtransformators ist durch einen Hebel mit der Fühlrolle
verbunden. Der Hebel steht unter der Belastung einer einstellbaren Feder, welche
bestrebt ist, den Hebel so zu verschwenken, daß die vom Hebel getragene Rolle die
Fadenschlinge immer weiter auszieht. Diese Feder legt somit den Sollwert der Fadenspannung
fest. Diese bekannte Vorrichtung ist in verschiedenen Hinsichten nachteilig. Verwendet
man nämlich zur Regelung der Fadenspannung ein unmittelbar auf diese ansprechendes
Glied, wie z. B. die erwähnte Rolle, so kann es; wenn auf der gleichen Maschine
schwere Garne mit hoher Spannung und sehr feine. Garne mit geringer Spannung gewickelt
werden müssen, vorkommen, daß einmal die Fadenspannung beispielsweise 30 g und das
andere Mal 3 kg beträgt. Mit ein und derselben Maschine läßt sich bei Abtasten der
Fadenspannung ein so weiter Regelbereich überhaupt nicht mehr erfassen.
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Ein weiterer Mangel der Regelung der Fadenspannung durch unmittelbares
Messen derselben liegt im folgenden. Beim Spulen von Garnen werden diese in aller
Regel über Kopf von Vorratsspulen abgezogen. Hierbei schwankt die Fadenspannung
recht erheblich. So beträgt sie bei einer Sollspannung von 100 g etwa + 30 O/o,
bei einer Sollspannung von 500 g etwa + 200/0 und bei einer Sollspannung von 1000g
etwa + 150/0. Auch sind beim Abzug von Strang und Scheibenspulen rollend- Fadenspannungsunterschiede
nicht zu vermeiden. Diese Fadenspannungsunterschiede sind bedingt durch das unterschiedliche
Gewicht der Garne auf den Abzugskörpern, die sich während des Spulvorganges durch
den Abzug der Garne vermindern. Regelt man nun die Drehzahl des Spulmotors in Abhängigkeit
von der Fadenspannung, so muß die Abweichung yon der Sollspannung, bei welcher die
Regeleinrichtung wirksam wird, höher liegen als die oben angegebenen ständigen Abweichungen,
da anderenfalls ein ständiges Schwanken der Drehzahl bewirkt würde. Damit wird die
Regelung sehr grob. Trotzdem arbeitete die Fachwelt bisher in aller Regel mit unmittelbarer
Abtastung der Fadenspannung.
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Weitere Mängel der aus der erwähnten deutschen Patentanmeldung P
10002 bekannten Vorrichtung liegen darin, daß dort der Antrieb über einen Kurzschlußläufermotor
erfolgt, also einen Drehstrommotor, der relativ aufwendig ist und vor allem auch
bei der Drehzahländerung von der gewünschten linearen Abhängigkeit verhältnismäßig
stark abweicht.
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Aus der britischen Patentschrift 751 166 ist eine Vorrichtung zur
Regelung von Spuleinrichtungen be-
schrieben, bei welcher die Spannung
des Wickelmotors durch Veränderung der Impedanz einer Spule mittels deren verschiebbaren
Kerns erfolgt.
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Die Verstellung des Kerns erfolgt dabei über eine Tänzerrolle, welche
unter ihrem Eigengewicht in einer Schlinge des aufzuwickelnden Fadens hängt.
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Je nach der Spannung des Fadens, die auftritt, steigt die Tänzerrolle
weiter nach oben oder nach unten und verschwenkt dabei einen Arm, der an seinem
anderen Ende mittels eines Bandes den Kern der Spule trägt. Auch diese Vorrichtung
weist die oben dargelegten Nachteile der Vorrichtungen zur Regelung der Fadenspannung
durch unmittelbare Abtastung derselben auf.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Vorrichtung zum Konstanthalten
der Fadenspannung, welche die Nachteile der bekannten - Vorrichtungen nicht aufweist
und sich nicht nur durch geringen Fertigungsaufwand, sondern auch durch große Präzision
der Regelung und einen großen Regelbereich auszeichnet. Die Erfindung geht hierbei
von einer Vorrichtung der eingangs umrissenen Art aus. und bildet diese dadurch
weiter, daß das den über Gleichrichter gespeisten als Universalmotor ausgebildeten
Spulspindelantfiebsmotor regelnde Fühlglied, wie an sich bekannt, den Spulendurchmesser
abtastet.
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Das Abtasten des Spulendurchmessers durch Fühlglieder ist für sich
allein aus der obenerwähnten deutschen .Patentanmedung P 100Ü2 tekannt. Dort wird
es bei der Schilderung des Standes der Technik erwähnt und als zur genauen Konstanthaltung
unbrauchbar angesehen.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung vereinigt eine Vielzahl von Vorteilen
in sich. Neben dem erwähnten großen Regelbereich und der großen Präzision der Regelung
ist der Energieverbrauch gering, da die Regelung praktisch verlustlos erfolgt. Ein
weiterer wesentlicher Vorteil liegt darin, daß das System »Regeliransformato-r -
Gleichrichter Universalmotor« sich durch eine im praktischen Rahmen tatsächlich
lineare Abhä;ngi,gkeit Ider Drehzahl von der Verstellage des Regeltransformators
auszeichnet.
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Um die Gefahr des Reißens des Fadens beim Anlassen der Spuimasclune,
wen diese mit voller Kraft anläuft, zu vermeiden, ist der Motor vorteilhaft durch
einen Druckknopftaster einschaltbar, der beim Loslassen einen im Mptorstromkreis
liegenden Widerstand kurzschließt.
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Der Regeltransformator ist vorteilhaft ein solcher mit Ringkern,
da die Ringform in einfacher Weise eine Verstellung durch eine Drehbewegung gestattet.
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Vorteilhaft ist der Regeltransformator als Autotransformator ausgebildet,
wobei die Wicklungen für die Netzspannung und für die konstante Erregerspannung
des Universaimotprs. ohne Überfappung aneinander anschließen, während der Anker
des Motors über den Schleifer des Transformators angeschlossen ist.
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Vorteilhaft sind die Gleichrichter dem Anker und der Erregerwicklung
des Motors je für sich in Grätzanordnung vorgeschaltet.
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Bei einer Kreuzspulmaschine kann. der Spulenmantelfühler an dem Kurven-
oder Spindelgehäuse befestigt sein, so daß sich mit zunehmendem- Spulendurchmesser
das.Kurvengehäuse dreht. In diesem Fall
ist vorteilhaft die Achse des Kurvengehäuses
unmittelbar oder vorzugsweise über ein Zahnradgetriebe mit der Achse des Regeltransformators
gekoppelt.
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Nachfolgend ist an Hand der Zeichnung eine vorteilhafte Ausführungsform
der Erfindung als erläuterndes Beispiel beschrieben.
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Das von der nicht dargestellten Trommel kommende Garn 1 soll zur
Spule 2 aufgewickelt werden.
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Die Spulspindel ist starr mit dem Antriebsmotor verbunden. Die Ankerspannung
des Motors wird mittels des Regeltransformators 4 in Autotrafoschaltung gesteuert,
indem der auf der Drehachse sitzende Schleifer II mit dem auf der Spule aufliegenden
Fühler 5 gekoppelt ist (gestrichelte Linien). Die Netzwicklung I-IV des Transformators
und die Wicklung IV-III für -die- Erregung des Motors schließen einander an. Dem
Anker AB und der Feldwicklung EF sind getrennte Gleichrichter 6 und 7 in Anordnung
nach G rät z vorgeschaltet. Während des Anlassens liegt im Motorstromkreis der Widerstand
8, der beim Loslassen des Druckknopftasters mittels des Schalters 9 kurzgeschlossen
wird. Zum Abschalten der Spulmaschine bei Widerständen an der Garntrommel ist das
Garn über die Rolle 10 geführt, die an dem Hebel 11 befestigt ist. Bei wesentlicher
Erhöhung,der Fadenspannung hebt sich der Hebel und unterbricht damit den elektrischen
Kontakt 12, was in nicht näfflher dargestellter Weise die Abschaltung des Motors
bewirkt. Die Hauptabschaltung des Antriebs der Spulmaschine erfolgt mittels des
Luftschützes 13.