-
Wickelvorrichtung für Garnspulen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Wickelvorrichtung für Garnspulen, bestehend aus einer von einem Motor angetriebenen
Spule, deren Umlaufgeschwindigkeit steuerbar ist, und einer an einem Ende eines
schwenkbaren Armes angeordneten Vorgelegescheibe, auf welche eine Kraft zur Einwirkung
gelangt. Derartige Vorrichtungen sind zwar vorzugsweise zur Wicklung von synthetischen
Garnen bestimmt, können aber für alle Garne Verwendung finden, die infolge ihrer
Beschaffenheit und/oder Verwendungszwecke unter vorbestimmten, genau einzuhaltenden
Spannungszuständen gewickelt werden müssen.
-
Die bekannten Vorrichtungen zur Erreichung der erforderlichen Spannungsbeständigkeit
des aufgespulten Fadens oder auch zur Erreichung einer vorbestimmten, programmgeregelten
Abänderung dieser Spannung, beispielsweise in Abhängigkeit von dem allmählich zunehmenden
Durchmesser der sich aufwickelnden Spule, sind mit äusserst komplizierten und empfindlichen
Organen ausgerüstet.
-
Ihre Aufgabe besteht darin, die Drehgeschwindigkeit des das Wicklungssystem
betreibenden Motors zu steuern, so dass jede Veränderung
im Verhältnis
zwischen der Zufuhrgeschwindigkeit des Fadens nd der Sammelgeschwindigkeit, d.h.
der augenblicklichen tangentialen Geschwindigkeit, der in Bildung begriffenen Wicklung
ausgeglichen wird.
-
Diese Veränderungen werden im allgemeinen durch eine am Ende eines
schwenkbaren Armes angebrachte Vorgelegescheibe herbei. geführt, deren Verstellungen
dazu benutzt werden, mittels geeigneter Hilfssysteme die Drehzahl des Motors zu
steuern. Das gleiche Getriebe bestimmt auch die Spannung des auf die Spule laufenden
Fadens, indem auf den die Vorgelegescheibe tragenden Arm eine bestimmte Kraft zur
Einwirkung gebracht wird.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die komplizierten und empfindlichen
Organe der bekannten Wickelvorrichtungen zu vereinfachen. Ferner sollen elastische
Mittel vorgesehen werden, die der auf den Faden zur einwirkung kommenden Spannung
entgegenwirken und so beschaffen sind, dass praktisch keine Änderungen durch die
von den elastischen Mitteln ausgeübten Kräfte herbeigeführt werden, welches auch
immer die von der Vorgelegescheibe augenblicklich in einem vorbestimmten Nutzbereich
oder innerhalb eines bestimmten Verstellungsfeldes eingenommene Lage ist. Darüber
hinaus vermittelt die vrfindung-Organe zur Bestimmung der Stellungsveränderung der
Vorgelegescheibe zwecks Steuerung der Motorgeschwindigkeit, die keinerlei Reibungs-
oder sonstigen Widerstand den Bewegungen der Vorgelegescheibe entgegensetzen, so
dass auch alle unerwünschten Nebenwirkungen auf die entgegenwirkenden, die Spannung
des in Aufwicklung befindlichen Fadens bestimmenden Kräfte vermieden sind.
-
Die Lösung der gestellten Aufgabe durch die Erfindung besteht bei
einer Wickelvorrichtung der eingangs geschilderten Art darin, dass erfindungsgemäss
die an dem Arm angeordnete Vorgelegescheibe mit einer schwenkbaren, in ihrer Mittelstellung
die Spannung des Fadens bestimmenden Platte in Verbindung steht, die unter der Einwirkung
einerseits einer an einer Aussenkante angrei
fenden Abreissfeder
und andererseits einer mittig unterhalb der Schwenkachse angreifenden Feder steht.
In vorteilhafter Weiterentwicklung der Erfindung greift an der anderen Aussenkante
der Platte eine Entlastungsfeder an.
-
Die Erfindung sieht ferner vor dass zwecks Veränderung dez Schwenkstellung
der Platte in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors eine Strahlquelle ein lichtempfindliches
Element, z.B. eine Fotozelle oder einen Rheostaten, beaufschlagt und zwischen beiden
eine mit der Platte verbundene, einschwenkbare Blende angeordnet ist. Dadurch ist
es möglich, das von der Strahlquelle ausgehende und auf das lichtempfindliche Element
gerichtete Licht in verschiedenem Ausmass abzusperren, so dass eine Veränderung
des Erregungszustandes des lichtempfindlichen Elementes und des sich am Ausgang
desselben ergebenden elektrischen Signale herbeigeführt wird, die, gegebenenfalls
nach entsprechender Verstärkung, dazu verwendet wird, die das Aufspulen des Fadens
bestimmende Motorgeschwindigkeit in der gewünschten Weise zu verändern Die Erfindung
ist in der nachstehenden Beschreibung anhand der Zeichnung in einer Ausführungsform
beispielhaft erläutert.
-
Es zeigen: Fig. 1 eine Frontansicht der erfindungsgemässen ickelvorrichtung
in vereinfachter Darstellung; Fig. 2 in perspektivischer und schematischer Darstellung
ds Zusammenwirken der ionstruktionselenente der Vorrichtung und Fig.3 schematisch
den Betrieb der Organe zwecks Herbeifäh-und 4 rung des elastisch ausgeglichenen
Widerstandes.
-
Die wickelmaschine, wie sich diese aus Fig.i ergibt, ist in bekannter
iieise aufgebaut und besteht aus einem Trägersockel B und aus einem 3et:tigu1skopf
A mit@einem Drehsystem R, zur welches die Spule 10 mit dem durch eine Verteilervorrichtung
11 zweckmässig verteilten Garn aufgewickekt wird. Der Faden F gelangt
mit
einer vorbestimmten Zufuhrgeschwindigkeit Vf an die Maschine und wird mit einer
Geschwindigkeit Vr, die aus depiugenblicklicher tangentialen Geschwindigkeit der
in Aufwicklung befindlichen Spule hervorgeht, gesammelt.
-
Der ankommende Faden F wird zunächst durch einen Fadenführer 12 geleitet,
von dort einer Vorgelegescheibe 13 zugeführt, über welche er zu einem Fadenführer
14 des Verteilers 11 geleitet wird. Die Vorgelegescheibe 13 ist an einem Ende eines
um eine Achse 16 schwenkbaren Armes 15 angeordnet (vgl.Fig.2). Das Drehsystem R
wird unmittelbar oder über geeignete Übersetzungen durch einen Elektromotor M angetrieben.
Auf die Scheibe 13 wird im Sinne des Pfeiles D eine Kraft ausgeübt, welche die Spannung
des von der Spule 10 aufgenommenen Fadens bewirkt. Diese, in der Regel sehr geringe
Kraft, die von der Feinheitsnummer des Materials und anderen bekannten Faktoren
abhängt, muss praktisch konstant, jedoch in Abhängigkeit von der fortschreitenden
Veränderung des Spulenderchmessers gehalten werden. Diese Kraft muss deshalb genau
gesteuert werden und sollte, wenigstens theoretisch, keine Änderung erfahren, welches
auch immer die Lage sei, die die Scheibe 13 während des Aufwickelns praktisch einnehmen
könnte.
-
Die Schwingungen des Armes 15 werden dazu verwendet, die Geschwindigkeit
des otors und damit die Drehgeschwindigkeit der Spule 10 zu steuern, wenn infolge
irgend einer augenblicklichen Störung oder infolge des allmählich anwachsenden Spulendurchmessers
die gevnulschte Übereinstimmung zwischen Zufuhrgeschwindigkeil Vf und Sammelgeschwindigkeit
Vr nicht erhalten bleiben sollte.
-
Unter der beispielsweisen Annahme, dass die Sammelgeschwindigkeit
Vr in einem bestimmten Augenblick geringer als die Zufuhrgeschwindigkeit Vf ist,
verstellt sich die durch die Kraft D bean- -spruchte Scheibe 13 nach unten, bis
diese beispielsweise die mit 13' in Fig.1 dargestellte Lage einnimmt und entsprechend
den Arm 15 in die Stellung 15' verschiebt. Die umgekehrte Verstellung erfolgt, wenn
die Sammelgeschwindigkeit Vr höher ist als die Zufuhrgeschwindigkeit Vf. Aus diesem
Beispiel ergibt sich, dass in
solchen Fällen zwecks Wiedererlangung
der gewünschten Überein; stimmung die Drehzahl des W ; rotors M erhöht oder herabgesetzt
werden muss.
-
Um dies zu erreichen, müssen nachstehende beiden Bedingungen beachtet
werden: a) Die Kraft D darf durch die Verstellung des Armes 15 nicht beeinflusst
werden, damit dem Faden auch nach wie vor die gewünschte Spannung zuteil wird; b)
die Veränderung der Motorspeisung muss eine Verstellung des Armes 15 bewirken, ohne
dass jedoch unerwünschte Widerstände oder Veränderungen hinsichtlich der Kraft D
entstehen bzw. eintreten.
-
Wie diese beiden Bedingungen aufgrund der erfindungsgemässen Lehre
verwirklicht werden, ist in Fig.2 dargestellt. Mit der Achse 16 ist ein steifes
Bauelement 20 verbunden, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einer
Formplatte besteht, die sich um die durch die Achse 16 verwirklichte SchweAkachseO
im Gleichgewichtszustand befindet. An den beiden entgegengesetzten Aussenkanten
der Platte 20 sind bei 21 eine Abreissfeder 23 und bei 22 eine Entlastungsfeder
24 angeschlossen. Eine der beiden Federn, im dargestellten Ausführungsbeispiel die
Abreissfeder 23, wird bei 25 an einem Hebel 26 befestigt, der zwecks Steuerung bzw.
selbsttätiger Veränderung der -Eichung der Feder verstellbar ist, beispielsweise
indem man auf eine Schraube 27 oder ein anderes Mittel zur selbsttätigen Änderung
der genannten Eichung im Zusammenhang mit der fortschreitenden Änderung des Durchmessers
der in Aufwicklung befindlichen Spule 10 einwirkt. Der Pfeil 28 zeigt schematisch
diese Einstellung.
-
Die andere Feder, im dargestellten Ausführungsbeispiel die Entlastungsfeder
24, ist bei 29 an einem Festpunkt verankert.
-
An einem unterhalb des Punktes 0 der Schwenkachse 16 liegenden Punkt
30 der Formplatte 20 ist eine dritte Feder 31 befestigt, deren anderes Ende an einem
Festpunkt 32 verankert ist.
-
Auch hier können gegebenenfalls Mittel vorgesehen werden, um die Eichung
der Feder zu verändern. Die Feder 31 ist so angeordnet, dass die Verbindungslinie
der Punkte 30 und 32, solange die Formplatte 20 ihre in Fig.2 dargestellte Mittellage
einnimmt, durch den Schwenkpunkt 0 geht. In dieser Gleichgewichtslage übt die Feder
31 keinerlei Kraft aus, die geeignet wäre, die Platte 20 in der einen oder anderen
Richtung zu verschwenken.
-
In diesem Gleichgewichtszustand der Platte 20 ist die auf die Scheibe
13 einwirkende Kraft D abhängig von der Differenz der durch die Abreissfeder 23
und die Entlastungsfeder 24 ausgeübten Kräfte. Andererseits ist bekannt, dass der
elastische Widerstand einer Feder notwendig eine Funktion der Änderung ihres Verformungszustandes
und bei den auf Zug beanspruchten Federn ihr elastischer Widerstand eine Funktion
der Dehnung ist.
-
Es soll nun, wie in Fig. 3 veranschaulicht, angenommen werden, dass
der Arm 15 sich nach oben verstellt, so dass die Abreissfeder 27 gespannt wird,
während die Entlastungsfeder 24 sich zus vmenzieht und kürzer wird. Unter diesen
Umständen steigt die auf die Scheibe 13 angewandte Kraft an. Es ändert sich jedoch
gleichzeitig die Lage der dritten Feder 31 gegenüber dem Schwenkpunkt 0, weil der
Angriffspunkt ihrer Kraft bei 30 in eine Lage verlegt wird, bei der eine neue Kraft
entsteht, die bestrebt ist, die Platte 20 im Sinne des Pfeiles X in Fig.3 zu verschwenken,
so dass die durch die Abreissfeder 23 hervorgerufene Kraft erhöhung und die durch
die Entlastungsfeder 24 bewirkte Kraftverminderung wieder ausgeglichen werden.
-
Die entgegengesetzte Erscheinung ergibt sich, falls die Vorgelegescheibe
13 abgesenkt wird, wie es in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem Fall wirkt sich die
Kraft der dritten Feder 31 zwischen den Festpunkten 32 und 30 autder anderen Seite
des
Schwenkpunktes 0 aus, so dass in der Platte 20 eine zusätzliche
Kraft entsteht, die nunmehr bestrebt ist, die Platte im entgegengesetzten Sinn,
nämlich in Richtung des Pfeiles Y, zu verschwenken und dadurch die umgekehrte Änderung
der Kräfte der beiden Federn 23 und 24 ausgleicht.
-
Durch eine zweckmässige Bemessung der verschiedenen festen. beweglichen
und elastischen Konstruktionselemente und durch eine geeignete geometrische Anordnung
der Festpunkte 21,22 und 30 der Federkräfte an der Platte 20 bzw. des Schwenkpunktes
0 ist es möglich, die angestrebte Beständigkeit der Kraft D zu erreichen, unabhängig
von der jeweiligen Lage der Scheibe 13 ffir die gesamte Weite des Bogens, den diese
Scheibe beim Betrieb der Wickelmaschine zu durchlaufen vermag.
-
Ihrerseits darf die Kraft D zwecks Steuerung der Geschwindigkeit
des Motors K beispielsweise durch das Auftreten von Reibungsiderständen oder dergleichen
keine Abänderungen erfahren.
-
Die Lösung dieses Problems ist gleichfalls anhand der Fig.2 zu verfolgen.
Die Achse 16 wird mittels eines Verbindungsstückes 40 in Form einer koaxialen Achse
41 gleichsam verlängert. Die Achse 41 ist mit einem Abieckorgans im dargestellten
Ausführungsbeispiel mit einer Blende 42, versehen, die infolge einer durch eine
Schwenkbewegung des Armes 15 verursachten Drehung der Achse 41 zwischen eine Lichtquelle
43 und ein lichtempfindliches Element 44, im dargestellten Ausführungsbeispiel einen
Fotorheostaten, eingeschwenkt werden kann. Entsprechend der jeweiligen Lage der
Blende 42 wird der Erregungszustand des lichtempfindlichen Elementes 24 verändert,
während die Bewegungen der Blende keinem ReibungsvOderstand ausgesetzt sind.
-
Das am Ausgang des lichtempfindlichen Elementes 44 entstehende Signal
wird über einen geeigne-ten, schematisch mit 45 bezeichneten Stromkreis einem Verstärkersystem
46 zugeleitet und daraufhin in bekannter Weise dazu ausgenutz+, auf die Stromzufuhr
einzuwirken,
beispielsweise auf den Erregerstromkreis des Motors M, um dessen Geschwindigkeit
zu ändern und um die eingangs erwähnten Rücklaufeffekte in die gewünschte Zustände
einer Ubereinstimmung zwischen den Zufuhrgeschwindigkeiten Vf und den Sammelgeschwindigkeiten
Vr des Fadens zu erreichen.
-
Die erfindungsgemässe Wickelvorrichtung kann selbstverständlich durch
weitere Konstruktionselemente vervollständigt werden, beispielsweise zur Programmregelung
der Spannung der Feder 23 in Abhängigkeit von dem jeweiligen Durchmesser der Spule
10. Es können auch Gleichgewichtsmassen vorgesehen werden, um zu gewährleisten,
dass der um den Schwenkpunkt 0 schwenkbare Komplex sich bei jeder Lage im gewünschten
Gleichgewichtszustand indifferent verhält. Es können schliesslich Unterbrecher vorgesehen
werden, beispielsweise Quecksilberunterbrecher, um den Motor abzuschalten, sobald
die Verstellungen der Scheibe 13 die für die Praxis zulässigen Grenzen des Ausschlages
überschreiten. Endlich können Unterbrecher eingeschaltet werden, die durch auf die
Verstellungen des Armes 15 ansprechende Organe beaufschlagt werden, um beispielsweise
bei einer Ges chwindiakeitsabnahme der Spule sofort einzugreifen, falls die Sammelgeschwindigkeit
die der Zufuhr überschreitet.