DE1785336B2 - Vorrichtung zum Aufspulen von Chemiefäden - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufspulen von Chemiefäden zu Spulen großen Gewichtes bei im wesentlichen konstanter Zuliefergeschwindigkeit bis etwa 2500 rn/min mit Treibwalzenantrieb und an diesen mit vorbestimmter Kraft anpreßbaren Spulen.

Textile Fäden, insbesondere solche synthetischer Art, stellen ein empfindliches Wickelgut dar, so daß beim Aufspulen die Forderung nach weitestgehender Konstanz der Spannung im Fadenmaterial während der gesamten Spulenreise besteht. Beim Aufspulen derartiger Fäden, die mit konstanter Geschwindigkeit angeliefert werden, ist nur dann eine gleichbleibende Qualität des Materials gewährleistet, wenn einerseits eine gleichbleibende Fadenspannung während der ganzen Spulenreise jeder Spule gegeben ist und wenn andererseits auch alle zu einer Produktionseinheit zusammengefaßten Spulstellen untereinander gleiche Qualitätseigenschaften besitzen. Diesen Forderungen genügen bekannte Aufspulvorrichtungen nur unvollkommen, oder es sind außerordentlich aufwendige Regeleinrichtungen erforderlich.

Die erste Forderung nach einer gleichbleibenden Fadenspannung während der ganzen Spulenreise erfüllt der fadenzuggeregelte Direktantrieb der Spulenachse, wobei der aufzuwickelnde Faden meist über eine Rolle einer Tänzerannanordnung geführt wird, wodurch eine Drehzahlregelung des Antriebsmotors der Spulenachse erfolgt. Die Funktion der Tänzerarmanordnung ist jedoch bei einer Fadenstärke nach unten mit etwa IOOdtex und in der Geschwindigkeit nach oben auf etwa 2500 m/min begrenzt. Die zweite Forderung nach gleichen Qualitätseigenschaften aller Spulen einer Produktionseinheit ist beim fadenzuggeregelten Direktantrieb der Spulachse nur dann möglich, wenn die Tänzerarmanordnungen, die verschiedene Reibungs- und Schwingungseigenschaften haben können, auf gleiche Werte einjustiert werden.

Ein Nachteil der fadenzuggeregelten Aufspulvorrichtungen besteht jedoch darin, daß erst beim angelegten Faden über die Tänzerarmanordnung die richtige Umfangsgeschwindigkeit der Aufspulhülse vor-336

banden ist Hierbei hängt es vom Geschick des die Spulmaschine Bedienenden ab, dem Tänzerarm solch eine Lageposition zu geben, daß sich solch eine Spulengeschwindigkeit ergibt, daß ein Anlegen des Fadens ohne viele Fehlversuche möglich ist. Dies ist deshalb besonders schwierig, weil der Drehzahlbereich etwa 1:10 beträgt.

Die zweite Forderung, daß alle zu einer Produktionseinheit zusammengefaßten Spulstellen untereinander gleiche Qualitätseigenschaften besitzen, erfüllen die mit Friktionsantrieb arbeitenden Aufspulvorrichtungen, bei denen die Spulenoberfläche mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, wobei eine von einem synchron laufenden Motor in Rotation versetzte Treibwalze über die Umfangsfriktion die Spulenhülse bzw. die Spule antreibt. Da alle Treibwaizen der Spulstellen einer Produktionseinheit vom gleichen Frequenznetz gespeist werden, ist bei gleichen Reibungsverhältnissen der Aufspulvorrichtungen eine gleichbleibende Umfangsgeschwindigkeit der Spulen untereinander gegeben. Diese Art der AufspuluEg bei einer mit Treibwalzen versehenen Aufspulvorrichtung hat im Gegensatz zu der mit Tänzerarmanordnungen arbeitenden Aufspulvorrichtungen den großen Vorteil, daß zu Beginn des Aufspulvorgangs der leeren Spulenhülse durch Anpressen an die Treibwalzenoberfläche die richtige Umfangsgeschwindigkeit erteilt wird, wodurch ein einfaches und sicheres Anlegen des Fadens auf die Oberfläche der Spulenhülse gewährleistet ist. Die erste Forderung der gleichbleibenden Fadenspannung während der ganzen Spulenreise wird beim reinen Friktionsantrieb jedoch nicht befriedigend erfüllt, da die Umfangsgeschwindigkeit der Treibwalze wohl konstant, aber nicht identisch mit der Fadengeschwindigkeit der aufzuwickelnden Spule ist. Die Umfangrgeschwindigkeit der Spule und damit die Fadengeschwindigkeit wird durch zusätzliche physikalische Gesetze in Abhängigkeit von Anpreßdruck, Abzugsgeschwindigkeit, Durchmesserzunahme, Changiergeschwindigkeit und deren periodische Veränderung (Stoning), Lagerreibung, Luftreibung, Präparationsauftrag u. dgl. beeinflußt, die keine konstante Aufwickelgeschwindigkeit und daher auch keine konstante Fadenspannung während des Aufspulvorganges garantieren.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1116 340 ist ferner eine Spulenspinnmaschine für endlose künstliche Fäden bekanntgeworden, bei der zwei getrennte, voneinander unabhängige Antriebseinrichtungen für die Spulen vorgesehen sind, von denen die eine eine mit konstanter Geschwindigkeit angetriebene Treibwalze ist, an welcher die äußere Schicht des auf die Hülse aufgewickelten Fadens anliegt, während die andere ein Motor mit konstantem Drehmoment ist, der die Aufsteckspindel mit regelbarer Drehzahl antreibt. Mit einer solchen Fadenspannungsregelung kann möglicherweise ein guter Spulenaufbau erreicht werden, das aufzuspulende Material wird aber unzulässig stark strapaziert, da die Fadenzugregelung eine zwangsweise Schlupfregelung zwischen der Oberfläche der angetriebenen Treibwalze mit konstanter Geschwindigkeit und der Oberfläche der Spule ist. Bei dieser Spulenspinnmaschine ist zwar zur Vermeidung der wachsenden Fadenspannung bei größer werdendem Spulendurchmesser eine zusätzliche Drehmomentenbeeinflussung des Spulenantriebmotors durch Verwendung einer Fühl-

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rolle vorgesehen, trotzdem besteht bei dieser Ausführung der Nachteil, daß diese sehr aufwendig ist, da ein drehzahlstabiler Treibwalzenantrieb und ein drehzahlregelbarer Spulenantriebsmotor erforderlich sind, wobei darüber hinaus eine zusätzliche Strapa- Σ zierung des aufzuspulenden Wickelgutes erfolgt.

Die eingangs erwähnten beiden Forderungen nach einer gleichbleibenden Fadenspannung während der ganzen Spulenreise und gleichen Qualitätseigenschsften aller zu einer Produktionseinheit zusammengefaßten Spulstellen, werden durch die vorliegende Erfindung gemeinsam an einer mit Treibwalzenantrieb arbeitenden Aufspulvorrichtung in befriedigender Weise erfüllt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer Aufspulvorrichtung, die bei geringerem baulichen AufSvand eine den Erfordernissen der Aufspultechnik entsprechende Konstanz in der Aufwickelgeschwindigkeit und der im aufzuwickelnden F^den auftretenden Zugspannungen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Drehzahl der Treibwalzen in Abhängigkeit von der Fadenspannung regelbar ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Drehzahlregeleinrichtung zum stufenlosen as Regeln der Fadenspannung und der Treibwalzengeschwindigkeit aus einer Tänzerarmanordnung, einem Potentiometer sowie einem dem Treibwalzenantriebsmotor zugeordneten Steuergerät bestehen, das als elektronisch, vorzugsweise nach dem Thyristor-Prinzip arbeitendes Drehzahlregelgerät ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise für Spulen mit einem Gewicht von etwa über IOkg vorgesehen bei einer Zuliefergeschwindigkeit bis etwa 2500 m/min und einer Fadenstärke von über 100 dtex. Da solch große Spulen bisher nicht hergestellt wurden, nunmehr aber der Trend nach derartig großen Spulen geht, ist durch die vorliegende Erfindung eine bisher unbekannte einfache, daher billige und sehr exakt arbeitende Regelvorrichtung für Aufspulmaschinen mit Treibwalzenantrieb geschaffen worden.

Der große Vorteil der Aufspulvorrichtung gemäß der Erfindung gegenüber den eingangs erwähnten bekannten Aufspulvorrichtungen besteht darin, daß für sämtliche Treibwalzen einer Produktionseinheit nur eine gemeinsame Speisung vorliegt und für jede Spüleinrichtung infolge der Tänzerarmanordnung nur eine minimale Drehzahlregelung als Korrektur erforderlich ist. Da die Grundgeschwindigkeit bei jeder Spüleinrichtung gegeben ist, ist demzufolge auch ein leichtes Anlegen des Fadens an die Spulenhülse gewährleistet. Durch die Regeleinwirkung der Tänzerarmanordnung ist im Verlauf der Spulenreise eine konstante Fadenspannung sichergestellt. Durch diese Ausbildung ergibt sich der Vorteil eines kleinen Regelbereiches — es sind nur kleine Regelaggregate erforderlich — da die Spule nicht direkt angetrieben wird, sondern über die Oberfläche der Treibwalze. Der Regelbereich umfaßt lediglich die Größen des Schlupfes zwischen Treibwalzenoberfläche und Spulenoberfläche sowie die Einflüsse der Changierung durch die periodischen Veränderungen der Changiergeschwindigkeit. Dei Schlupf wird bei derartig großen Spulgewichten durch die Reibungsmomente in der Lagerung der Spule und durch den sehr stark anwachsenden Luftreibungswiderstand der Spulenober-336

fläche bei größer werdendem Winkeldurchmesser verursacht.

Im folgenden soll die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Diese zeigt eine Aufspulvorrichtung mit einer Tänzerwalzenanordnung zur Erfassung des Fadenzuges der zu einem Fadenbündel zusammengefaßten Einzelfäden.

Bei der erfmdungsgemäßen Aufspulvorrichtung sind einer gemeinsamen Treibwalze 10 insgesamt drei Spulenträger 11, 12, 13 mit den Spulen 14, 15, 16 zugeordnet. Die Treibwalze 10 wird über einen Riementrieb 17 von einem Motor 18 angetrieben. Den Umlaufsinn deutet der Pfeil 19 an. Die Zuführung der auf die Spulen aufzuwickelnden Fäden erfolgt über eine Changiereinrichtung 20 mit einem in Längsrichtung der Treibwalze 10 hin- und herbewegbaren Fadenführer 21, welcher in geringem Abstand über derjenigen Mantellinie der Treibwalze angeordnet ist, auf welche die zu einem Fadenbündel 22 zusammengefaßten Fäden auflaufen. Die Zuordnung der Spulen und der Oiangiereinrichtung zur Treibwalze ist im wesentlichen symmetrisch zu einer durch die Treibwalzenachse gelegten Horizontal- und Vertikalebene. Die das Fadenbündel 22 bildenden Einzelfäden kommen von einer hier nicht dargestellten Schmelzpinnanlage, die bei Maschinen der in Rede stehenden Art in der Regel über der Aufspulvorrichtung angeordnet ist. Die Fadenzuführung erfolgt dabei über gleichfalls nicht dargestellte Vorbehandlungsstationen und Galetten. Zwischen der letzten Galette und der Changiereinrichtung 20 wird das Fadenbündel 22 über eine Tänzerwalzenanordnung geführt, die im wesentlichen aus zwei übereinander in gegenseitigem Abstand angeordneten, ortsfesten Fadenleitrollen 25, 26 und einer etwa längs einer Mittelsenkrechten auf eine gedachte Verbindungsgerade zwischen den beiden ortsfesten Fadenleitrollen 25, 26 bewegbaren Tänzerwalze 27 besteht. Die Tänzerwalze ist am freien Ende eines Schenkels 28 eines Schwenkhebels 29 angeordnet, der als Winkelhebel ausgebildet und bei 30 drehbar gelagert ist. Der Schwenkhebel 29 besitzt einen zweiten Schenkel 31, welcher auf der vom Schenkel 28 mit der Tänzerwalze 27 entfernten Seite des Drehpunktes 30 liegt. An diesem Schenkel 31 ist eine unter Vorspannung stehende Feder 32 angelenkt, welche die Aufbringung einer vorbestimmten Fadenspannung auf das in einer Schleife 33 über die ortsfesten Fadenleitrollen 25, 26 und die Tänzerwalze 27 geführte Fadenbündel gewährleistet. Bei zunehmender Zugspannung im Fadenbündel bewegt sich die Tänzerwalze 27 entgegen der am Schenkel 31 des Schwenkhebels 29 angreifenden Kraft der Feder 32 in Richtung des Pfeiles 34, bei abnehmender Zugspannung unter der Wirkung der Federkraft in Richtung des Ffeiles 35. Bekanntlich ist die Federkraft wegabhängig. Wenn es auf besonders große Konstanz der von der Tänzerwalze 27 auf die Fadenschleife 33 ausgeübten Kraft ankommt, kann selbstverständlich an Stelle der am Schenkel 31 des Winkelhebels 29 angreifenden Feder auch eine Gewichtsbelastung vorgesehen sein.

Der Tänzerarmanordnung ist ein Potentiometer 40 zugeordnet, in dem die in Abhängigkeit vom Fadenzug ermittelten Tänzerwalzenausschläge in elektrische Spannungen umgewandelt werden. Dieses Potentiometer besitzt einen Widerstand 41, der über die elektrischen Leitungen 42, 43 an einer vorbestimm-

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ten Spannung liegt, welche über ein Steuergerät 44 dem Potentiometer zugeführt wird. Das Steuergerät liegt seinerseits über eine elektrische Leitung 45 an einer nicht dargestellten Spannungsquelle. Längs des Widerstandes 41 ist ein Schleifkontakt 46 bewegbar, der über die elektrische Leitung 47 mit dem Steuergerät 44 in Verbindung steht. In der schematischen Darstellung des Ausführungsbeispieles ist der Schleifkontakt 46 am freien Ende des Schenkels 31 des Schwenkhebels 29 angeordnet. Je nach Stellung des Schleifkontaktes 46 ist mithin zwischen den elektrischen Leitungen 47 und 42 bzw. 43 eine Differenzspannung abgreifbar, die dem Steuergerät als Regelgröße dient. Am Steuergerät erfolgt die Einstellung der Grunddrehzaiii des die Treibwalze 10 über den Riemenantrieb 17 antreibenden Motors 18 mittels eines Schalters 48. Das Regelgerät steht mit dem Motor 18 zwecks Übermittlung der Steuereinflüsse über eine elektrische Leitung 49 in Verbindung.

An Stelle der dargestellten Ausführung einer Aufspulvorrichtung, bei dem die aus einer Schmelzspinnanlage kommenden Einzelfäden zu einem Fadenbündel zusammengefaßt sind, ist es selbstverständlich auch möglich, für jeden Einzelfaden eine getrennte Tänzerarmanordnung zur Erfassung der Einzelfadenspannungen vorzusehen. Jeder Tänzerarmanordnung ist wiederum ein Potentiometer zugeordnet, welches in der bereits beschriebenen Weise über elektrische 336

Leitungen zur Spannungsbeaufschlagung mit den Steuergerät in elektrisch leitender Verbindung steh und mit einem Schleifkontakt zusammenarbeitet welcher am Schenkel des Schwenkhebels angeordne ist. Der Schleifkontakt steht hierbei in gleicher Weis< wie bei der in Verbindung mit der Zeichnung be schriebenen Vorrichtung mit dem Steuergerät übe eine elektrische Leitung in Verbindung. Mithin arbei ten im vorliegenden Falle mehrere Tänzerarmanord nungen auf ein gemeinsames Steuergerät. In dei elektrischen Leitungen von den Steuerkontakten zun Steuergerät sind Sperrdioden vorgesehen, damit eii Stromfluß immer nur von den Schleifkontakten zun Steuergerät, nicht aber umgekehrt, stattfinden kann.

Auf diese Weise werden bei der erfindungsgemä ßen Aufspulvorrichtung die Fadenspannungen eine: aus mehreren Einzelfäden bestehenden Fadenbün dels oder eines jeden Einzelfaden von den den Tän zerwalzen zugeordneten Potentiometern in elektri sehe Spannungen umgewandelt und über das Steuer gerät als Regelgröße für die Umfangsgeschwindigkei der Treibwalze eingesetzt. Bei Erfassung der Tänzer walzenausschläge für die Zugspannungen eines jedei Einzelfadens dient diejenige Fadenspannung als Re gelgröße für die Umfangsgeschwindigkeit der Treib walze, welche die größte Abweichung von einen durch den im Steuergerät angeordneten Drehzahl wählschalter vorbestimmten Sollwert aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufspulen von Chemiefäden zu Spulen großen Gewichtes bei im wesentüchen konstanter Zuliefergeschwindigkeit bis etwa 2500 m/min mit Treibwalzenantrieb und an diesen mit vorbestimmter Kraft anpreßbaren Spulen, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Treibwalzen in Abhängigkeit von der Fadenspannung regelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlregeleinrichtung zum stufenlosen Regeln der Fadenspannung und der Treibwalzengeschwindigkeit aus einer Tänzerarmanordnung (25, 26, 27), einem Potentiometer (40) sowie einem dem Treibwalzenantriebsmotor (18) zugeordneten Steuergerät (44) besteht, das als elektronisch, vorzugsweise nach dem Thyristor-Prinzip arbeitendes Drehzahlregel- ao gerät ausgebildet ist.