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Die
Erfindung betrifft eine Zwirnmaschine, insbesondere eine Doppeldrahtzwirnspindel,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus
dem Stand der Technik sind Doppeldrahtzwirnspindeln bekannt, bei
denen der zu verarbeitende Faden über Kopf von einer Vorlagespule mittels
eines um die Vorlagespule rotierenden Zwirnflügels abgezogen wird. Eine derartige
Doppeldrahtzwirnspindel ist beispielsweise aus der
DE 197 55 824 A1 bekannt.
Die Vorlagespule ist hierbei auf einem stillstehenden Spulenträger angeordnet,
welcher wiederum auf einer drehbar gelagerten Hohlspindel angeordnet
ist. Der von der Vorlagespule abgezogene Faden wird in den Fadeneinlauf
der Spindel eingeführt
und nach abwärts
durch die Hohlspindel geführt.
Im Fadeneinlauf oder innerhalb der Hohlspindel ist regelmäßig eine
Fadenbremse zur Beeinflussung der Spannung des abgezogenen Fadens angeordnet,
durch welche der Faden geführt
wird. Ein Teilstück
des Fadens umschlingt anschließend eine
von der Hohlspindel getragene und mit dieser rotierende Fadenspeicherscheibe.
Nach Verlassen der Fadenspeicherscheibe umkreist der Faden die Vorlagespule
in einem nach aufwärts
gerichteten Fadenballon. Die Länge
des die Fadenspeicherscheibe umschlingenden Teilstücks des
Fadens sowie Form und Größe des Fadenballons
bestimmen im wesentlichen die Fadenspannung, welche wiederum von
der im Fadeneinlauf bzw. in der Hohlspindel angeordneten Fadenbremse
reguliert werden kann. Die Einstellung der Fadenbremse bestimmt
nämlich
im wesentlichen die Länge
des die Fadenspeicherscheibe umschlingenden Fadenstücks.
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Um
die gewünschte
Spannung des abgezogenen Fadens auf einen bevorzugten Wert, der
von der zu verarbeitenden Garnsorte abhängig ist, einstellen zu können, ist
bei den bekannten Zwirnmaschinen mit im Fadeneinlauf bzw. innerhalb
der Hohlspindel angeordneten Fadenbremsen erforderlich, diese herauszunehmen
und neu einzustellen bzw. gegen eine andere Fadenbremse mit anderer
Bremskrart auszutauschen. Dies ist sehr umständlich und zeitaufwendig. Weiterhin
ist bei diesen Zwirnmaschinen nachteilig, dass die Bremskraft und
damit die Fadenspannung während
des laufenden Zwirnprozesses nicht geändert bzw. auf den gewünschten
Wert nachgeregelt werden kann.
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Zur
Vermeidung dieses Nachteils besteht die Aufgabe der Erfindung darin,
eine Zwirmaschine, insbesondere eine Doppeldrahtzwirnspindel so
weiterzubilden, dass die Spannung des abgezogenen Fadens auf einfache
und zeitsparende Art und Weise an die zu verarbeitende Garnsorte
angepasst werden kann und erforderlichenfalls auch während des Zwirnvorgangs
regulierbar ist.
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Gelöst wird
diese Aufgabe mit einer Zwirnmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Zwirnmaschine sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Nach
der Erfindung wird die Aufgabe bei einer Zwirnmaschine mit einem
rotierenden Zwirnflügel zum
Abzug mindestens eines zu verarbeitenden Fadens von einer Vorlagespule
und mit einer Vorrichtung zur Regulierung der Spannung des abgezogenen
Fadens, welche einen Fadenspeicher und eine Einrichtung umfaßt, welche
im wesentlichen die Länge
des im Fadenspeicher gespeicherten Fadenstücks bestimmt, dadurch gelöst, dass
eine einzige Einrichtung zur Bestimmung des im Fadenspeicher gespeicherten
Fadenstücks
und damit zur Bestimmung der Fadenspannung vorgesehen ist, wobei
diese Einrichtung von dem Zwirnflügel gebildet ist, welcher an
eine Steuerungseinrichtung gekoppelt ist, um den Drehwiderstand
des Zwirnflügels
und damit die Spannung des abgezogenen Fadens zu steuern.
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Die
Steuerungseinrichtung ist bevorzugt als eine Bremseinrichtung zur
Bremsung der durch den Abzug des Fadens erzwungenen Rotation des
Zwirnflügels
ausgebildet. Hierfür
kann beispielsweise eine Flüssigkeits-
oder eine Magnetbremse vorgesehen sein, deren Bremskraft einstellbar
ist. Alternativ hierzu kann die Steuerungseinrichtung auch von einem Motor
gebildet sein, welcher den Zwirnflügel antreibt oder bremst.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Steuerungseinrichtung mit einer Regelungseinrichtung gekoppelt,
um den Drehwiderstand des Zwirnflügels und dadurch die Spannung
des abgezogenen Fadens auf den gewünschten Wert auch während des
laufenden Zwinprozesses regeln zu können. Dies ermöglicht vor
allem die Beibehaltung der gewünschten
Fadenspannung während
des Zwirnprozesses.
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Bevorzugt
verfügt
die Steuerungseinrichtung über
Einstellmittel, mit denen der Drehwiderstand des Zwirnflügels und
dadurch die Spannung des abgezogenen Fadens feinstufig und reproduzierbar
einstellbar bzw. regelbar ist. Bei einer Hysteresebremse sind diese
Einstellmittel bspw. durch Mittel zur Veränderung des Abstands zwischen
dem Magneten und dem Hysteresekörper
gebildet. Bei einem Motor als Steuerungseinrichtung kann der Drehwiderstand über den
Motorstrom gesteuert werden.
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In
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Zwirnmaschine als Doppeldrahtzwirnspindel mit einer drehbar
gelagerten Hohlspindel und mit einer daran angeordneten, den Fadenspeicher
bildende Fadenspeicherscheibe ausgebildet.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
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1 Perspektivische
Darstellung Zwirnspindel einer Zwirnmaschine zur Herstellung eines Mehrfachzwirns
aus mehreren, auf einer Vorlagespule gefachten Fäden;
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2 Schematische
Darstellung des Verfahrens zur Herstellung eines Mehrfachzwirns
mit einer Vorzwirn- (A) und einer Auszwirnstufe (B).
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Die
erfindungsgemäße Zwirnmaschine
wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben,
in dem sie in der Auszwirnstufe eines Verfahrens zur Herstellung
eines Mehrfachzwirns verwendet wird. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Zwirnmaschine
ist jedoch nicht auf diesen Anwendungsbereich beschränkt. Die
erfindungsgemäße Zwirnmaschine
kann vielmehr für
sämtliche
Anwendungen eingesetzt werden, in denen ein zu verzwirnender Faden
von einer Vorlagespule mit einer bevorzugten Fadenspannung abgezogen
wird.
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In 2 ist
ein zweistufiges Verfahren zur Herstellung eines Mehrfachzwirns
schematisch dargestellt. In einer ersten, als Vorzwirnen bezeichneten Verfahrensstufe
A, werden zunächst
an mehreren Doppeldrahtspindeln 30, 40, 50 die
von Vorlagespulen 31, 41, 51 kommenden
Fäden 32, 42, 52 gedreht und
die jeweiligen mit Drehung versehenen Doppeldrähte 33, 43, 53 werden
jeweils über
eine Abzugseinheit 34, 44, 54 in eine
Aufwickeleinheit 60 geführt. Die Aufwickeleinheit 60 führt die
Doppeldrähte 33, 43, 53 zusammen
und verlegt diese nebeneinander liegend auf einer Vorzwirnspule
(Fachspule) 55. Die Vorzwirnspule 55 wird bevorzugt
als Kreuzspule aufgewickelt und die Aufwickeleinheit 60 weist
dementsprechend eine Changier-Einrichtung 61 auf.
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In
der zweiten Verfahrensstufe B (Auszwirnstufe) wird die Vorzwirnspule 55 mit
den darauf gefachten Doppeldrähten 33, 43, 53 einer
Zwirnmaschine, nämlich
einer Doppeldrahtspindel 70, zur Herstellung des Auszwirns
vorgelegt. Die auf der Vorzwirnspule 55 gefachten Einzelfäden werden
im folgenden zur Vereinfachung mit der gemeinsamen Bezugsziffer 5 und
die der Doppeldrahtspindel vorgelegte Vorzwirnspule als Vorlagespule 15 gekennzeichnet.
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Die
Fäden 5 werden
in der Doppeldrahtspindel 70 derart mit Drehung versehen,
dass die dem Auszwirn erteilte Drehung entgegengesetzt der Drehrichtung
der Vorzwirnfäden
(Doppeldrähte 33, 43, 53)
ist, wodurch die Einzelfäden 5 im
Auszwirn keine Drehung mehr aufweisen. Der so hergestellte Auszwirn 73 wird
schließlich über eine
Abzugseinheit 74 und eine Aufwickel- und Verlegeeinheit 75 auf eine
Auszwirnspule 76 verlegt. Die Auszwirnspule 76 ist
bevorzugt als Kreuzspule gewickelt. Die Verlegeeinheit 75 weist
dementsprechend ein zur Wicklung einer Kreuzspule geeignetes Changierelement 77 auf.
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In
der 1 ist die Doppeldrahtzwirnspindel 70 zur
Herstellung des Auszwirns in ihrem oberen Bereich perspektivisch
dargestellt. Die Doppeldrahtspindel 70 weist einen rotierend
angetriebenen Spindelschaft auf, auf den die auf einer Spulenaufnahme ruhende
Vorzwirnspule 15 aufgesetzt ist. Die auf der Vorzwirnspule 15 gefachten
Fäden 5 werden über Kopf
abgezogen und durch eine Axialbohrung im Spindelschaft geführt und
auf eine Fadenspeicherscheibe 24, welche sich mit dem Spindelschaft
dreht, aufgewickelt. Die Fäden 5 verlassen
die Fadenspeicherscheibe 24 über einen Fadenumlenkkörper, durchlaufen
dann einen die Vorzwirnspule 15 umkreisenden Fadenballon
und werden schließlich
in die Abzugseinheit 74 eingeführt. Zur Begrenzung des Fadenballons
ist ein zylindrischer Spulentopf 21 vorgesehen. Auf dem
Spulentopf 21 ist ein Spulentopfdeckel 3 angeordnet.
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Im
Innern des Spulentopfs 21 ist eine Abzugsvorrichtung 2, 10, 13 zum
Abzug der Fäden 5 von
der Vorlagespule 15, eine Trenneinrichtung 6 zur Separation
der von der Vorlagespule 15 abgezogenen Fäden 5,
eine Fadenbremse 14 und ein Mouliné-Fadenführer 8 angeordnet.
Die auf der Vorlagespule 15 gefachten Fäden 5 werden zunächst von der
Abzugsvorrichtung 2, 10, 13 über Kopf
von der Vorlagespule 15 abgezogen und über eine Führungsrolle 11 der
Trenneinrichtung 6 zugeführt. In dem in 1 gezeigten
Ausführungsbeispiel
ist die Trenneinrichtung 6 als Kamm mit einer Mehrzahl
von Zinken ausgebildet, wobei die einzelnen Fäden 5 des Vorlagegarns
jeweils zwischen zwei benachbarten Zinken durchgeführt und
auf diese Art voneinander separiert werden. Die Trenneinrichtung 6 kann
alternativ auch eine Anzahl von Führungsröhrchen aufweisen, wobei durch
jedes Führungsröhrchen ein Vorlagegarnfaden
geführt
wird.
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Die
Abzugsvorrichtung 2, 10, 13 umfaßt einen
rotierenden Zwirnflügel 2 (Campanello)
sowie einen Abzugsfadenführer 10 und
eine Führung 13, längs derer
der Abzugsfadenführer 10 gleitend
oder auf Rollen gelagert verschiebbar angeordnet ist (1).
Der Zwirnflügel 2 wird
vom Fadenzug der abzuziehenden Fäden 5 in
Umdrehung versetzt. Hierzu ist der Zwirnflügel 2 an der Innenseite
des Spulentopfdeckels 3 befestigt und drehbar um eine zur
Vorlagenspulenachse C konzentrische Achse gelagert. Die Lagerung
des Zwirnflügels 2 ist
an eine Bremseinrichtung 1, beispielsweise eine Hysteresebremse
oder eine Flüssigkeitsbremse,
gekoppelt, um einen einstellbaren Drehwiderstand zu erzeugen. Über die
Bremseinrichtung 1 kann der Drehwiderstand des Zwirnflügels 2 und
dadurch letztendlich die Spannung der abgezogenen Fäden 5 eingestellt
bzw. gesteuert werden. Bevorzugt wird hierfür eine Hysterebremse verwendet,
bei der die Bremskraft durch Veränderung
der magnetischen Kopplung zwischen einem Magneten und einem Hysteresekörper einstellbar
ist. Alternativ kann zur Steuerung des Drehwiderstands auch ein
Motor verwendet werden., der den Zwirnflügel 2 antreibt bzw.
bremst, um einen konstanten, vorgebbaren Drehwiderstand zu gewährleisten.
Die Stärke
des Drehwiderstands bestimmt im wesentlichen die Länge des
Fadenstücks,
welches in dem hier als Fadenspeicherscheibe 24 ausgebildeten
Fadenspeicher gespeichert ist.
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An
dem Zwirnflügel 2 ist
eine Führungsschiene 13 befestigt.
Die Führungsschiene 13 verläuft parallel
zur Achse C der Vorlagespule 15 und im Abstand zu dieser.
Bei voll aufgewickelter Vorlagespule 15 verläuft die
Führungsschiene 13 in
etwa mittig zwischen dem Außenumfang
der Vorlagespule 15 und der Innenseite des Spulentopfs 21 (1).
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Entlang
der Führungsschiene 13 ist
der Abzugsfadenführer 10 verschiebbar
angeordnet. Hierzu ist der Abzugsfadenführer 10 – wie in
der 1 dargestellt – an der Führungsschiene 13 durch
ein Gleitlager 23 gelagert. Der Abzugsfadenführer 10 weist eine Öse 4 auf,
durch welche die abzuziehenden Fäden 5 geführt sind.
Durch Zug an den abzuziehenden Fäden 5 wird
der Zwirnflügel 2 in
Drehung versetzt. Die Parameter des Abzugsfadenführers 10, insbesondere
dessen Masse und/oder dessen elektromagnetischen Eigenschaften sind
bevorzugt an die Parameter der abzuziehenden Fäden, insbesondere deren Massen
pro Längeneinheit
und der gewählten Fadenspannung,
sowie die Parameter der Vorlagespule 15, insbesondere deren
Art der Bewicklung, Wicklungsdichte, Durchmesser und Höhe derart
angepasst, so dass sich selbsttätig
ein Kräftegleichgewicht
einstellt, bei dem die Position des Abzugsfadenführers 10 bei der gewählten Abzugsspannung zu
jeder Zeit ungefähr
auf der Höhe
H der momentan von der Vorlagespule 15 abgezogenen Fadenlage liegt.
Alternativ zur Abstimmung der Parameter des Abzugsfadenführers 10 auf
die Parameter der Fäden und
der Vorlagespule kann auch ein Antrieb vorgesehen sein, der aktiv
die Position des Abzugsfadenführers 10 auf
die Höhe
H der momentan von der Vorlagespule abgezogenen Fadenlage einstellt.
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Nach
Abzug der Fäden 5 von
der Vorlagespule werden diese über
eine Führungsrolle 11 in die
Trenneinrichtung 6 geführt,
in der die Fäden 5 voneinander
separiert werden (1). Um die Spannungen der voneinander
getrennten Fäden 5 aneinander
anzugleichen, werden diese nach Durchlauf der Trenneinrichtung 6 über eine
Fadenbremse 14 geführt.
Die in 1 dargestellte Fadenbremse 14 weist eine
drehbar gelagerte Rolle auf, deren Drehwiderstand mit geeigneten
Mitteln einstellbar ist. Die voneinander separierten Fäden 5a, 5b, 5c umschlingen
einen Teil des Umfangs der Rolle. Nach der Fadenbremse 14 weisen
damit die einzelnen Fäden 5 annähernd gleich
große
Fadenspannungen auf. Es ist hier darauf hinzuweisen, dass die Fadenbremse 14 im
wesentlichen nur die Spannungen der einzelnen Fäden 5 aneinander angleicht,
hierbei jedoch den Betrag der Fadenspannungen nur unwesentlich beeinflußt, also
insbesondere nur einen vernachläßigbar geringen
Einfluß auf
die Länge
des um die Fadenspeicherscheibe 24 gewickelten Fadenstücks ausübt. Die
einzige Einrichtung, welche die Länge des um die Fadenspeicherscheibe 24 gewickelten Fadenstücks wesentlich
beeinflußt
ist der mit dem gewünschten
Drehwiderstand gebremste bzw. angetriebene Zwirnflügel (2).
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Nach
Durchlauf der Fadenbremse 14 werden die voneinander separierten
Fäden über eine
Fadenumlenkrolle 7 in den Mouliné-Fadenführer 8 eingeführt und
von dort schließlich
in den Fadeneinlauf der Doppeldrahtspindel 70 geführt, um
sich im Kordierpunkt 9 miteinander zu verzwirnen (1).
Der Mouliné-Fadenführer 8 umfasst
eine Platte 17, welche über
eine Verbindung 22 an der drehbar an der Bremseinrichtung 1 befestigt
ist. Die Platte 17 weist eine Anzahl von Öffnungen 18 auf,
welche der Anzahl der Fäden 5 entspricht.
Durch jede Öffnung 18 wird
ein Faden 5 geführt.
Die Mittelpunkte der Öffnungen 18 befinden
sich bevorzugt auf einer Kreislinie.
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Mit
der erfindungsgemäßen Zwirnmaschine ist
es möglich,
die gewünschte
Spannung des von der Vorlagespule abgezogenen Fadens auf einfache und
zeitsparende Art einzustellen und erforderlichenfalls auch während des
laufenden Zwirnprozesses zu regulieren. Dies wird nach der Erfindung
dadurch erreicht, dass der Faden über einen rotierenden Zwirnflügel von
der Vorlagespule abgezogen wird, wobei der Zwirnflügel an eine
Steuerungseinrichtung gekoppelt ist, mit welcher der Drehwiderstand
des Zwirnflügels
regulierbar ist. Bei der Steuerungseinrichtung kann es sich beispielsweise
um einen Motor oder um eine Bremseinrichtung handeln, deren Bremskraft
auf einfache Weise veränderbar
bzw. regelbar ist. Dadurch kann bei einem Garnwechsel der zur Erzielung
einer gewünschten,
auf die Garnsorte abgestimmten Fadenspannung erforderliche Drehwiderstand
des Zwirnflügels
auf einfache Weise verändert
werden, ohne dass beispielsweise eine in einer Hohlspindel angeordnete
Fadenbremse ausgetauscht werden müsste. Weiterhin kann dadurch
die Fadenspannung auch während
des laufenden Zwirnprozesses durch Änderung des Drehwiderstands
des Zwirnflügels
beeinflußt
werden, wodurch es ermöglicht
wird, die Fadenspannung während
des Zwirnprozesses an den gewünschten
Wert anzupassen. Darüber
hinaus ist eine reproduzierbare und verglichen mit den herkömmlichen
Fadenbremsen, beispielsweise Patronenbremsen, feinere Einstellung der
Fadenspannung möglich.
Darüber
hinaus werden bei der erfindungsgemäßen Zwirnmaschine sog. „stick-slip"-Efekte vermieden,
welche bei den bekannten Zwirnmaschinen mit herkömmlichen Fadenbremsen beim
Anfahren des Zwirnprozesses auftreten. Desweiteren wird die Gefahr
eines Fadenbruchs reduziert, weil die Spannung des Fadens nicht
wie bei herkömmlichen
Fadenbremsen durch Klemmung bzw. Reibung verändert wird.