DE2721972B2

DE2721972B2 - Aufspulvorrichtung für Fäden

Info

Publication number: DE2721972B2
Application number: DE19772721972
Authority: DE
Inventors: Manfred 5600 Wuppertal Bornefeld
Original assignee: Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1977-05-14
Filing date: 1977-05-14
Publication date: 1979-04-19
Also published as: DE2721972A1; JPS5415042A; DE2721972C3; GB1601523A

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufspulvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einer derartigen, durch das deutsche Gebrauchsmuster 19 94 630 bekannten Aufspulvorrichtung erfolgt die Änderung der Aufwickelgeschwindigkeit dadurch, daß ein Kegelradgetriebe in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal der Meßeinrichtung verstellt wird. Der Nachteil dieser Aufspulvorrichtung besteht darin, daß die Steuervorrichtung maschinell aufwendig ist, darüber hinaus aber auch infolge der auftretenden Trägheitskräfte sehr ungenau arbeitet. Im übrigen ist die in dem Gebrauchsmuster angegebene Steuereinrichtung zur Verstellung der Aufspulgeschwindigkeit in solchen Maschinen nicht anwendbar, in denen eine Vielzahl von Aufwickelspulen durch Treibwalzen angetrieben werden, welche auf einer gemeinsamen Antriebswelle mit einem zentralen Antrieb sitzen.

Zur Lösung des Problems, trotz des Zentralantriebs die einzelne Spule mit veränderlicher Geschwindigkeit anzutreiben, sind in der DE-PS 7 11 324 Spulmaschinen beschrieben, bei denen die Spule durch eine Treibwalze bo mit längs der Achse sich änderndem Durchmesser angetrieben und in der Ebene von Spulen- und Treibwalzenachse um eine dazu quergerichtete Achse hin- und hergeschwenkt wird. Bei diesem Verschwenken der Spule ändert sich jeweils die Schlepplänge des b5 Fadens zwischen Changierung und Auflaufstelle und damit auch die Spulenlänge. Außerdem neigen die Fadenlagen an den nicht auf der Treibwalze aufliegenden Kanten zum Abrutschen, so daß die erzeugte Spule sehr ungünstige Ablaufeigenschaften hat.

Dem zitierten Stand der Technik liegt die Absicht zugrunde, den Angriffsbereich zwischen Spule und Treibwalze zu verschieben, um das Übersetzungsverhältnis zwischen Treibwalze und Spule zu verändern. Diese Verlagerung des Angriffspunktes führt zu einem schlechten Spulenaufbau und zur Schädigung des Fadens.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, beim Aufspulen von konischen oder bikonischen Spulen die Aufwickelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der auf einem Fadenspeicher gebildeten Fadenmenge bei konstanter Drehzahl der Treibwalze feinfühlig und ohne Schädigung des Fadens, der Spulenoberfläche und des Spulenaufbaus bei konstruktiv einfacher Lösung zu verstellen, so daß die Fadenmenge konstant bleibt.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Aufspulvorrichtung ist in gleicher Weise zur Herstellung konischer und bikonischer Spulen geeignet, sofern nur das Durchmesserverhältnis der Spule zur Treibwalze so gewählt wird, daß es über die gemeinsame Berührlinie nicht konstant ist, sondern sich stetig ändert. In der Praxis bedeutet dies, daß bei der Herstellung konischer Spulen normalerweise zylindrische Treibwalzen verwandt werden und daß bei der Herstellung zylindrischer bzw. bikonischer

Spulen konische Treibwalzen verwandt werden müssen.

Unter »Anpreßdruck« im Sinne dieser Erfindung ist die Verteilung der Anpreßkraft über die gemeinsame Berührstrecke zwischen Treibwalze und Spule zu verstehen. Die Anpreßkraft zwischen Spule und Treibwalze braucht und sollte durch die nach Anspruch 1 vorgeschlagene Änderung des Verlaufs des Anpreßdrucks nicht geändert werden. Um dies zu erreichen, ist der Kraftspeicher außerhalb des Kraftflusses der Anpreßkraft zwischen Spule und Treibwalze angeordnet Dp.s bedeutet: zwischen Spule und Treibwalze wirkt einerseits eine Anpreßkraft z. B. durch Gewicht, Kraftspeicher, Reibkräfte u. au, und daneben und ohne gegenseitige Beeinflussung ein querkraftfreies Drehmoment. Dadurch bleibt die Anpreßkraft, auch bei Veränderung des Verlaufs des Anpreßdruckes, konstant.

Die Erfindung gestattet das Aufspulen konischer und bikonischer Spulen bei konstanter Fadenlieferung und konstanter Fadenspannung bei einerseits geringem technischem Aufwand und andererseits, sehr schonender und gleichförmiger Behandlung der Spule.

Zur Erklärung sei hinzugefügt, daß es nicht ausgeschlossen ist, daß die Anpreßkraft zwischen Spule und Treibwalze sich im Laufe der Spulreise unabhängig von ihrer Verteilung über die Berührlinie ändern kann, sei es infolge des wachsenden Spulengewichtes, sei es durch Anbringung von Federn oder durch sonstige konstruktive Maßnahmen.

Das Wesentliche der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß zur Steuerung der Aufwickelgeschwindigkeit lediglich eine andere Verteilung des Anpreßdruckes zwischen Spule und Treibwalze herbeigeführt wird, ohne daß die Spule von der Treibwalze abhebt. Die hierzu erforderlichen geometrischen Schwenkbewegungen zwischen Spule und Treibwalze betragen bei üblichen Spulenformaten nicht mehr als einige Zehntel mm und sind üblicherweise mit dem bloßen Auge gar nicht wahrzunehmen. Das heißt, das in der gemeinsamen Axialebene von Treibwalze und Spule wirksame, veränderbare Drehmoment zwischen Treibwalze und Spule ist kleiner als das in dieser Axialebene wirkende Drehmoment der Anpreßkraft um die Endpunkte der Berührstrecke. Der Stellbereich und die Kraft des Kraftspeichers ist derart begrenzt, daß die Spule von der gemeinsamen Berührstrecke nicht abhebt.

In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung sitzt die Treibwalze mit den Treibwalzen mehrerer gleichartiger Aufspulvorrichtungen auf einer gemeinsamen zentral angetriebenen Welle und ist jeder Spulenhalter jeweils durch einen Drehmomentgeber schwenkbar und ist jedem Spulenhalter eine als Fadenspeicher dienende Walze mit Meßeinrichtung vorgeordnet, welche auf den Drehmomentgeber des jeweiligen Spulenhalters wirkt. Mit dieser Vorrichtung wird es möglich, eine Textilmaschine mit einer Vielzahl von AufwickeKorrichtungen für konische oder bikonische Spulen im »wilden Wechsel« zu betreiben, d. h. in jeder Aufspulvorrichtung den Spulenwechsel unabhängig vom Stand der Spulenreise in den anderen Aufwickelvorrichtungen vorzunehmen.

Die Meßeinrichtung ist vorzugsweise als pneumatischer Druckgeber ausgebildet und mit einer pneumatischen Zylinder-Kolben-Einheit, die als Drehmomentgeber auf den Spulenhalter wirkt, verbunden.

Der Spulenhalter wird vorzugsweise so ausgebildet, daß der Spulenhalter in einem Träger um eine zur Berührstrecke parallele Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und daß der Träger um eine ortsfeste, zur Spulenachse senkrechte Schwenkachse schwenkbar ist, und daß an dem Träger ein ortsfest abgestützter Drehmomentgeber angreift

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Aufwickelvorrichtung für konische Spulen,

F i g. 2 eine geeignete Meßeinrichtung im Detail,
Fig.3a bis 3c die schematischc Darstellung der

ι ο Aufwicklung konischer und

Fig.4a bis 4c zylindrische Spulen mit schrägen Stirnflächen.

In F i g. 1 wird der Faden 18 in einer hier in Einzelheiten nicht dargestellten Bearbeitungseinrichtung — z. B. Texturiereinrichtung 26 — mit konstanter Geschwidigkeit erzeugt Die in der Achse 16 fliegend gelagerte Walze 15 ist mit konstanter, auf die Erzeugung- bzw. Bearbeitungsgeschwindigkeit abgestimmter Geschwindigkeit angetrieben und zieht den Faden aus der Einrichtung 26 ab. Dabei wird der Faden in Windungen zu der Fadenmenge 14 auf der Walze ausgespult. Durch den federnd abgestützten Vorschubschuh 17 wird die Fadenemenge achsparallel zum freien Ende der Walze 15 verschoben. Der Faden wird sodann Überkopf der Walze 15 abgezogen und dabei mit definierter Bremskraft abgebremst

Anschließend wird der Faden zu einer konischen Spule 1 aufgespult. Die konische Spule ist drehbar zwischen den Armen des Spulenhalters 2 gelagert. Einer

jo der Arme ist — wie allgemein bekannt — unter Federkraft schwenkbar. Der Spulenhalter 2 ist um die Schwenkachse 3 schwenkbar. Die konische Spule 1 liegt unter ihrem Eigengewicht sowie dem Gewichtsanteil des Spulenhalters 2 und der Treibwalze 8 auf. Zur

j5 Modifizierung der Anpreßkraft zwischen Spule 1 und Treibwalze 8 dient ein Schwert 4 mit einem federbelasteten Gleitstein 5, durch welchen eine die Anpreßkraft erhöhende Reibkraft auf den schwenkbaren Spulenhalter 2 ausgeübt wird.

Die Schwenkachse 3 des Spulenhalters ist in dem Träger 6 gelagert. Der Träger 6 ist um die Schwenkachse 7 schwenkbar. Die Schwenkachse 7 liegt ungefähr auf der gemeinsamen Tangente an Spule 1 und Treibwalze 8 in der Mitte der Berührstrecke von Spule und Treibwalze. Die Treibwalze 8 ist auf der Welle 9 gelagert. In einer Maschine sind üblicherweise eine Vielzahl von Treibwalzen 8 auf einer einzigen Welle 9 gelagert. Die Welle 9 wird durch einen maschinenzentralen Motor angetrieben. Die Changierung des Fadens erfolgt durch den Fadenführer 10, welcher durch eine Kehrgewindewelle 11 hin- und herbewegt wird.

Auf den Träger 6 wird durch einen Drehmomentgeber 12, hier im Beispiel durch Pneumatikzylinder-Kolbeneinheit, ein Drehmoment um die Schwenkachse 7 aufgebracht. Der Pneumatikzylinder steht über die Vorsteuerleitung 25 einmal unter dem Vorsteuerdruck P₂, der durch das einstellbare Druckminderventil 13 beliebig eingestellt werden kann.

Auf der anderen Seite des Kolbens ist der

bo Pneumatikzylinder über Steuerleitung 24 mit dem Steuerdruck P₁ beaufschlagt.

Der Steuerdruck P, kann einerseits durch das einstellbare Druckminderventil 27 voreingestellt werden. Andererseits ist der Steuerdruck P\ abhängig von

b5 der gespeicherten Fadenmenge 14. Hinter der Drossel 23 verzweigt sich die Steuerleitung 24. Das eine Ende mündet in den Steuerzylinder 20, der in Fig. 2 in Einzelheiten dargestellt ist In den Steuerzylinder 20

taucht ein Kolben 19 ein, welcher mit dem Vorschubschuh 17 fest verbunden ist.

Der Zylinder 20 weist eine Auslaßöffnung 22 auf. Die in der Vorsteuerleitung befindliche Luft kann also durch die Verschiebung des Vorschubschuhs 17 in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 19 und demgemäß in Abhängigkeit von der gespeicherten Fadenmenge 14 durch die Auslaßöffnung 22 entweichen.

Der Steuerdruck P\ bewirkt als Differenz zum Vorsteuerdruck P2 ein Drehmoment auf den Träger 6 um die Schwenkachse 7.

Infolge dieses Drehmoments wird der Verlauf des Anpreßdruckes über die Berührlinie zwischen Spule 1 und Treibwalze 8 verändert und zwar ohne Änderung der Anpreßkraft.

In Fig.3 sind extreme Verläufe des Anpreßdruckes über die Berührlänge L dargestellt.

Die konische Spule steht unter der Anpreßkraft C, die zeitlich konstant oder aber — wie bereits beschrieben — im Verlaufe der Spulreise durch das wachsende Spulengewicht oder aber durch sonstige Maßnahmen veränderbar ist Der Anpreßdruck ρ ist im Rahmen dieser Erfindung definiert als die Verteilung der Anpreßkraft G über die Berührstrecke L Es gilt demnach

al.

Durch Aufbringung eines zusätzlichen Momentes, welches in der gemeinsamen Axialebene von Treibwalze und Spule wirksam ist, kann nun erfindungsgemäß der Verlauf des Anpreßdrucks ρ verändert werden. Vorzugsweise wird hierzu ein hinsichtlich seiner Querkräfte ausgeglichenes Moment aufgebracht, um eine Änderung der Anpreßkraft C zu vermeiden.

In F i g. 3a bewirkt das Drehmoment Meine derartige Verteilung, daß der Anpreßdruck vom dünnen Ende der Spule zum dicken hin abnimmt. Bei gleichbleibender Treibwalzendrehzahl wird dadurch die Aufwickelgeschwindigkeit erhöht

Zur Aufwickelgeschwindigkeit sei allgemein bemerkt, daß sich die Aufwickelgeschwindigkeit beim Aufwickeln von konischen Spulen im Verlauf eines Changierhubi ändert. Wenn daher im Rahmen dieser Erfindung in Zusammenhang mit konischen Spulen von »Aufwickel geschwindigkeit« die Rede ist, so ist damit der Ausdruck

, f£dr
J T '

also eine mittlere Aufwickelgeschwindigkeit V gemeint wobei ν die zeitliche Aufwickelgeschwindigkeit, t die Zeit und rdieGesamtintegrationszeit ist.

In Fig.3b ist dargestellt, daß gar kein zusätzliche: Moment auf die Spule einwirkt. Hier verteilt sich du Anpreßkraft gleichmäßig über die Berührstrecke L E: wird sich demgemäß eine mittlere Geschwindigkei einstellen.

In Fig.3c wird ein Moment derart eingebracht, dal der Anpreßdruck von dem dicken Ende der Spule zun dünnen hin abfällt. Dadurch wird sich eine niedrig! Aufwickelgeschwindigkeit einstellen.

Die in Fig. 1 dargestellte Regelung arbeitet nur derart feinfühlig, daß die in F i g. 3a und 3c dargestellter Extremfälle nicht eintreten, sondern daß sich lediglicl

2> geringfügige Änderungen des Momentes Mergeben.

In Fig.4 ist der Verlauf des Anpreßdruckes be zylindrischen Spulen mit schrägen Stirnflächen darge stellt. Durch konische Ausbildung der Treibwalze ergib sich bei Änderung des Verlaufs des Anpreßdrucks übei

jo die Berührstrecke L auch eine Änderung der Aufwickel geschwindigkeit. Es sei bemerkt, daß bei bikonischer oder sonstigen zylindrischen Spulen die Aufwickelge schwindigkeit über den Changierhub konstant bleibt Eine Änderung der Aufwickelgeschwindigkeit ergib

j) sich lediglich über die Spulreise, insbesondere auch be sogenannter »Präzisionswicklung«. Die Veränderung des Moments Mdient demgemäß zum Ausgleich diesel Änderung.

Es sei bemerkt, daß bei der Herstellung vor zylindrischen bzw. bikonischen Spulen auf einei Spuleinrichtung nach Fig. 1 Treibwalzen verwand werden können, deren Durchmesserunterschied vorr einen zum anderen Ende der Berührstrecke 2% unc weniger beträgt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnuneen

Claims

Patentansprüche:

1. Aufspulvorrichtung für Fäden mit Treibwalzenantrieb, bei dem die Treibwalze an der Spule längs ι einer gemeinsamen Berührstrecke anliegt, in deren Verlauf sich das Verhältnis der Durchmesser von Treibwalze und Spule stetig ändert, und mit einer vorgeordneten Walze, welche als Fadenspeicher mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit drehend ange- ι ο trieben ist, und auf welche der Faden tangential aufgewickelt und unter Zwischenschaltung einer Ablaufbremse Überkopf abgezogen wird, und mit einer der Walze zugeordneten Meßeinrichtung, die die in einer Anzahl von Windungen auf der Walze gebildete Fadenmenge erfaßt und die Aufwickelgeschwindigkeit der Aufspulvorrichtung in Abhängigkeit von der gemessenen Fadenmenge derart steuert, daß die Anzahl der auf der Walze gebildeten Windungen über die Spulreise im wesentlichen konstant bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibwalze (8) und die Spule (1) relativ zueinander um eine zu ihrer gemeinsamen Axialebene im wesentlichen senkrechten Schwenkachse (7) mittels eines durch die Meßeinrichtung (19, 20) gesteuerten Drehmomentgeber (12) derart schwenkbar sind, daß der Anpreßdruck zwischen Spule (1) und Treibwalze (8) in seinem Verlauf längs der gemeinsamen Berührstrecke (L) verändert wird, ohne daß die Spule von der gemeinsamen Berühr- jo strecke abhebt.

2. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine bikonische Spule und eine konische Treibwalze.

3. Aufspulvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine konische Spule und eine zylindrische Treibwalze.

4. Aufspulvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibwalze (8) mit den Treibwalzen mehrerer gleichartiger Aufspulvorrichtungen auf einer gemeinsamen, zentral angetriebenen Welle (9) sitzt und daß jeder Spulenhalter (2) jeweils durch einen Drehmomentgeber (12) schwenkbar ist und daß jedem Spulenhalter eine als Fadenspeicher dienende Walze (15) mit Meßeinrichtung, welche auf den Drehmomentgeber des jeweiligen Spulenhalters wirkt, vorgeordnet ist.

5. Aufspulvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung als pneumatischer Druckgeber (19, 20) ausgebildet und mit einer pneumatischen Zylinder-Kolben-Einheit (12), die als Drehmomentgeber auf den Spulenhalter (6) wirkt, verbunden ist.

6. Aufspulvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenhalter (2) in einem Träger (6) um eine zur Berührstrecke parallele Schwenkachse (3) schwenkbar gelagert ist, und daß der Träger (6) um eine ortsfeste, zur Spulenaichse senkrechte Schwenkachse (7) schwenkbar ist, und daß an dem Träger (6) ein ortsfest abgestützter Drehmomentgeber (12) angreift.