DE2247474C3

DE2247474C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Kompensieren kurzzeitig auftretender Spannungsdifferenzen zwischen zwei aufzuspulenden Garnen

Info

Publication number: DE2247474C3
Application number: DE2247474A
Authority: DE
Inventors: Hideo Kyoto Yamamoto
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-11-27
Filing date: 1972-09-27
Publication date: 1981-10-22
Also published as: US3822832A; DE2247474A1; GB1367223A; JPS4864535U; FR2152308A5; DE2247474B2; JPS5136033Y2

Description

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Bei der Herstellung von Garnen, die aus wenigstens zwei miteinander zu fachenden Fäden zusammengesetzt sind, muß auf eine weitestmögliche Gleichheit der Spannungen der Einzelgarne geachtet werden, weil Garnspannungsdifferenzen zu ungleichmäßigen Eigenschaften des gefachten Garnes führen. Dazu ist aus der CH-PS 3 87 512 ein Kompensations-Fadenwächter zur Steuerung und Überwachung der Fäden an wenigstens zwei Fäden verarbeitenden Maschinen bekanntgeworden, bei welchem zwei Einzelfäden über je eine Fadenbremse und je eine Fadenführungsrolle laufen, bevor sie miteinander vereinigt werden. Die Fadenführungsrollen sind an den Enden eines zweiarmigen, nach Art eines Waagebalkens schwenkbar aufgehängten Hebels befestigt und lenken die Einzelfäden aus ihrem geraden Lauf von den Fadenbremsen zu der Facheinrichtung aus, so daß die Einzelfäden die Fadenbremsen und die Führungsrollen teilweise umschlingen. Bei einer Differenz der Fadenspannungen wird der zweiarmige Hebel aus seiner Gleichgewichtslage ausgelenkt, wodurch sich an der Bremse des Fadens größerer Spannung ein geringerer, und an der Bremse des Fadens geringerer Spannung ein größerer Umschlingungswinkel ergibt, was zu unterschiedlichen Bremswirkungen an den Fadenbremsen führt, wodurch eine Kompensation des Spannungsunterschiedes in den beiden Einzelfäden erreicht wird. Ein Einfluß auf die Aufspulgeschwindigkeit wird von dieser Vorrichtung nicht hervorgerufen, so daß bei einer übermäßigen Spannungsdifferenz zwischen den beiden Einzelfäden die Kompensation unvollkommen wird. Um dies zu vermeiden, wird von der beschriebenen Vorrichtung über Schalter der gesamte Antrieb der die Fäden verarbeitenden Maschine stillgesetzt.

Aus wirtschaftlichen Gründen wickelt man mit einer einzigen Spindel gleichzeitig mehrere Spulen. Aus der DE-OS 17 10 087 ist hierzu bekanntgeworden, zur Aufrechterhaltung einer geeigneten Garnspannung die Drehzahl der Spindel von den Spannungen aller von ihr gewickelter Garne gemeinsam zu regeln. Ein Bruch eines der Garne würde bei diesem Regelverfahren dazu führen, daß die Spindeldrehzahl unerlaubterweise ansteigt, weshalb vorgesehen ist, den Einfluß des dem gebrochenen Garn zugehörigen Spannungsfühlers auf das Gesamtsystem auszuschalten. Die Regelung der Drehzahl des die Spindel antreibenden Motors erfolgt entsprechend dem Mittelwert der Garnspannungen, so daß bei gleichzeitigem Auftreten erhöhter Spannung in einem der Garne und niedrigerer Spannung in einem anderen Garn sich die Antriebsdrehzahl der Spindel nicht ändert. Es kann somit zu Überdehnungen kommen bzw. zu lockerem Aufspulen, d. h. die Vorrichtung ist nicht in der Lage, sich auf derartige Garnspannungsdifferenzen einzustellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art anzugeben, bei dem eine Überdehnung oder ein zu lockeres Aufspulen eines der Garne ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine Vorrichtung, die die erwähnte Aufgabe zu lösen imstande ist, ist Gegenstand des Patentanspruchs 2. Weiterbildungen derselben sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Verwendung von Drehmoment-Motoren zum Antrieb von Spindeln ist, da sich deren Drehzahl gut regeln läßt, bereits bekannt. Wie bei den bekannten Regeleinrichtungen wird die Drehzahl des die Spindel antreibenden Motors von dem Mittelwert der beiden Garnspannungen bestimmt. Dies erfolgt gemäß der Erfindung jedoch nur innerhalb eines engen, die vorgegebene Normalspannung umgebenden Bereiches. Sobald die Grenzen dieses Bereiches überschritten werden, wird die Drehzahl des Spindelmotors nur noch von der geringeren der beiden Garnspannungen bestimmt. Es kann somit nicht dazu kommen, daß die Spindeldrehzahl bei plötzlichem Ansteigen der Spannung in einem der Garne, dem weitaus häufiger auftretenden Fall, die Spannung des weniger gespannten Garnes durch allzugroße Drehzahlverminderung der Spindel unzulässig weit abfällt. Außerdem ist beim plötzlichen Abfallen der Spannung in einem der Garne sichergestellt, daß die Drehzahl rasch erhöht wird, um diesen Spannungsverlust auszugleichen. Die Erfindung

arbeitet nach dem Prinzip eines Kompromisses, indem beim Zunehmen der Spannung in einem der Garne beide Spulen zunächst abgebremst werden und erst beim Unterschreiten einer bestimmten unteren Spannung für das weniger gespannte Garn die D. ehzahl der Spindel wieder gesteigert wird. Dadurch kann sich eine mittlere Spannung einpendeln, bis der zeitweilig eingetretene Fehler an dem einen Garn wieder verschwunden ist.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.2 eine teilweise Schnittansicht der Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig.3 eine Teil-Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 bei normaler Garnspannung,

Fig.4 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei die Spannung eines der Garne erhöht ist,

Fig.5 eine Ansicht ähnlich Fig.3, wobei die Spindelgeschwindigkeit reduziert ist, und

Fig.6 eine schematische Ansicht der wirksamen Kräfte bei den Betriebszuständen entsprechend der F i g. 3 bis 5.

Auf einer Spindel 18, die unmittelbar von einem elektrischen Drehmomentmotor 19 angetrieben ist, sind zwei Spulen angeordnet, auf die zwei gleiche Garne A und B aufgewickelt werden. Die Garne A und B laufen aus einem hier nicht dargestellten Garnvorrat in an sich bekannter Weise über je eine Rolle 3a bzw. 3b, öie an den Enden von schwenkbar auf einer horizontalen Achse 1 gelagerten Spannhebeln 2a bzw. 2Zj frei drehbar gelagert sind. Die Achse 1 wird von einer Konsole 17 getragen. Sodann laufen die Garne A bzw. Büber obere, ortsfeste Umlenkrollen 12a bzw. \2b zu der Spindel 18.

Unter der Zugkraft der Garne A und B sind die Spannhebel 2a und 2b nach oben verschwenkbar. Diesem entgegengerichtet ist die Kraft einer Feder 6, die an einem Schwenkarm 5 angreift, der auf der Achse 1 gelagert ist und eine Querstange 4 trägt, die von oben auf beide Spannhebel 2a und 26 drückt. Die Spannarme 2a und 2b werden von unten von einem Tasthebel 7 berührt, der an einem Auslegerarm 8 befestigt ist, der drehfest mit der Achse 1 verbunden ist. Dieser Auslegerarm 8 wird von einer Torsionsfeder 9 nach oben gedrückt, die mit ihm über ein Zapfenlager 10 verbunden ist und sich an der Konsole 17 abstützt (Fig. 1).

Wenn das Aufspulen unter normalen Bedingungen so stattfindet, berührt die Unterseite jedes Spannarmes 2a und 2b die Oberseite des Tasthebels 7, der unter leichter Einwirkung der Torsionsfeder 9 steht. Am einen Ende der Achse 1 ist ein Differentialumformer 16 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Drehzahl des Drehmomentmotors

19 gesteuert werden kann. Mit Hilfe einer Stellschraube

20 und Stellmutter 21 kann die Kraft, mit der die Querstange 4 die Spannhebel 2a und 2b nach unten drückt, verändert weiden (F i g. 3).

Die Kompensationsfunktion der Vorrichtung soll nachfolgend erläutert werden.

Zunächst wird angenommen, daß beide Garne A und B eine normale, gleichmäßige Spannung aufweisen. In diesem Fall werden die beiden Spannhebel 2a und 2b in ihrer Normallage gehalten, d. h. nahezu horizontal, wie dies Fig.3 zeigt. Der Tasthebel 7 wird in leichter Berührung mit beiden Spannhebeln 2a und 2b gehalten. Weiterhin wird die unter Federkraft stehende Querstange 4 nach unten auf die Spannhebel 2a und 2b geschwenkt. Die Garnspannung ist in diesem Falle so groß, daß das von ihr an den Spannhebeln 2a und 2b hervorgerufene Drehmoment mit demjenigen Drehmoment in Gleichgewicht steht, das von dem Gewicht der Spannarrne und Spannhebel sowie der Kraft der Feder 6 hervorgerufene Drehmoment im Gleichgewicht stehL Das von der Torsionsfeder 9 hervorgerufene Drehmoment ist demgegenüber vernachlässigbar klein und braucht hier nicht beachtet zu werden.

Wenn sich die Garnspannung in beiden Garnen A und B erhöht, dann wird die Spindeldrehzahl durch den erhöhten Garnzug herabgesetzt Außerdem bewegen sich die beiden Spannhebel 2a und 2b nach oben gegen die Kraft der Feder 6. Der Tasthebel 7 folgt dieser Bewegung, was zur Folge hat, daß vermittels des Stellorgans 16 die Drehzahl des Antriebsmotors der Spindel 18 weiter herabgesetzt wird. Letzteres hat eine Herabsetzung der Spannung in den Garnen A und ßzur Folge, so daß die Spannhebel 2a und 2b allmählich wieder absinken, was mit einer allmählichen Steigerung der Drehzahl des Motors 19 verbunden ist. Entsprechendes spielt sich mit umgekehrter Wirkung ab, wenn die Spannung in beiden Garnen unter das Normalmaß absinkt.

Vergrößert sich die Spannung in einem der Garne, angenommen im Garn A, wie es in F i g. 4 dargestellt ist, dann wird zunächst nur der Spannhebel 2a angehoben. Bei entsprechend hoher Garnspannung kann er bis zu einem in F i g. 4 nicht dargestellten Anschlag verschwenkt werden. Die Vergrößerung der Garnspannung und damit der dem Antriebsmoment an der Spindel entgegengerichtete Garnzug bewirkt eine Bremsung der Spindel, d. h. eine Verringerung der Spindeldrehzahl. Außerdem folgt der andere Spannhebel 2b der Bewegung nach oben, da er infolge der Anhebung der Querstange 4 nicht mehr unter der Kraft der Feder 6 steht. Diese Folgebewegung des Spannhebels 2b, die vom Tasthebel 7 abgetastet und zu dem Stellorgan 16 übertragen wird, bewirkt dort, daß die Spindeldrehzahl herabgesetzt wird. Die Verringeiung der Spindeldrehzahl hat zur Folge, daß sowohl die Spannung im Garn A als auch im Garn B abnimmt. Hierdurch senken sich die Spannhebel 2a und 2b wieder, wobei der Spannhebel 2£>den Tasthebel 7 im Sinne einer Antriebsenergiesteigerung für den Motor 19 verschwenkt. Der sich so ergebende extreme umgekehrte Zustand ist in F i g. 5 dargestellt.

Die Folgebewegung des Spannhebels 2b beim Aufwärtsschwenken des Spannhebels 2a, bei welcher der Spannhebel 2b noch immer an der federbelasteten Querslange 4 anliegt, findet dort ihr Ende, wo der Unterschied in den Spannungen der Garne A und B so groß ist, daß sich der Spannhebel 2b in einer durch Drehzahl und vom Gewicht des Hebels 2b bestimmten Drehmoment ergebenden angehobenen Gleichgewichtsstellung befindet, die Spannung im Garn A aber noch so groß ist, daß die Querstange 4 weiter angehoben wird. Der Spannhebel 2b verliert nun seinen Kontakt zur Querstange 4, was in Fig. 6b schematisch dargestellt ist. Diese Fig. 6 zeigt nämlich in (a) den Normalzustand, in welchem die von den Garnspannungen TA und Tb auf die Querstangc 4 ausgeübte, aufwärts gerichtete Kraft mit der Summe der Gegenkräfte im Gleichgewicht stehen, die sich aus der Kraft Pder Feder 6 und den Gewichten Wa und Wb der Spannhebel 2a und 2b ergibt. In (b) der F i g. 6 ist ein Zustand dargestellt, in welchem die vergrößerte Spannung T_Ai des Garns A mit

derjenigen Gegenkraft in Gleichgewicht steht, die von der vergrößerten Federkraft Pi und dem Gewicht Wa nur des Spannhebels 2a im Gleichgewicht steht, während die Spannung Γβι des Garns B nur vom Gewicht Wb des Spannhebels 2b ausgeglichen wird.

Es existiert somit ein Bereich für die Garnspanniing im Garn A, in welchem der Spannhebel 2b noch an der Querstange 4 anliegt. Dieser Bereich beginnt bei der Garnspannung Ta, bei der diese nur das Gewicht W_A des Spannhebels 2a und die halbe Kraft der Feder 6 ausgleichen muß, und endet bei einer Garnspannung, die das Gewicht des Spannhebels 2a und die volle, durch die Auslenkung des Spannhebels 2a noch vergrößerte Kraft der Feder 6 ausgleichen muß.

Entsprechendes gilt auch für den Fall, daß die Spannung in einem der Garne nachläßt. Der Bereich, in dem entsprechend der Spannarm mit dem stärker gespannten Garn noch an der Querstange 4 anliegt, wird wiederum von der Normalstellung einerseits und einem entsprechenden unteren Grenzwert für die

ίο niedrigere Garnspannung bestimmt.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kompensieren kurzzeitig auftretender Spannungsdifferenzen zwischen zwei Garnen, die mit konstanter Zulaufgeschwindigkeit aufgespult werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Garne in an sich bekannter Weise auf — auf gemeinsamer drehzahlregelbarer Spindel angeordneten — Spulen aufgewickelt werden, daß die Drehzahl durch die Spannungen beider Garne bis zu einem vorgegebenen Spannungsdifferenz-Grenzwert gemeinsam geregelt wird und daß bei Oberschreiten des Grenzwertes allein aus der geringeren der beiden Garnspanriungen eine Stellgröße zur Veränderung der Spindeldrehzahl abgeleitet wird.

2. Vorrichtung zum Kompensieren kurzzeitig auftretender Spannungsdifferenzen zwischen zwei mit konstanter Geschwindigkeit zulaufenden Garnen an einer beide Garne aufspulenden Maschine zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Garn (A, B) über eine eigene, an einem schwenkbaren Spannhebel (2a, 2b) drehbar gelagerte Rolle (3a, 3b) geführt ist. daß an beiden Spannhebeln (2a, 2b) eine an einem schwenkbaren Arm (5) befestigte Querstange (4) anliegt, die unter dem Einfluß der gegen das von den Garnspannungen auf die Querstange (4) ausgeübte Drehmoment gerichteten Kraft einer an dem Schwenkarm (5) angreifenden Feder (6) steht, und daß an der der Querstange (4) abgewandten Seite der Spannhebel (2a, 2b) ein Tasthebel (7) anliegt, der von einer Feder (9) in leichtem Berührungskontakt mit den Spannhebeln (2a, 2b) gehalten ist und der mit einem Stellorgan (16) zur Beeinflussung der Drehzahl des die gemeinsame Spindel (18) der Spulen antreibenden Motors (19) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhebel (2a, 2b) und der die Querstange (4) tragende Schwenkarm (8) auf einer gemeinsamen Achse (1) gelagert sind, die drehfest mit einem den Tasthebel (7) tragenden Auslegerarm (8) verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Tasthebel (7) wirkende Feder (9) eine Torsionsfeder ist, die um die Achse (1) herum angeordnet ist.