DE2911340A1

DE2911340A1 - Reibradantrieb fuer konische kreuzwickelspulen

Info

Publication number: DE2911340A1
Application number: DE19792911340
Authority: DE
Inventors: Richard A Schewe
Original assignee: Barber Colman Co
Current assignee: Barber Colman Co
Priority date: 1978-04-03
Filing date: 1979-03-22
Publication date: 1979-10-11
Also published as: US4138071A; JPS6146389B2; GB2017770A; JPS54131058A

Description

Patentanwalt DIPL.-PHYS. DR. W. LANGHOFF Rechtsanwalt B. LANGHOFF* MÜNCHEN 81 · WISSMANNSTRASSE 14 · TELEFON 93 27 74 - TELEGRAMMADRESSE: LANGHOFT=TOTHNTWuKlOf)EN

München, den 22. 3. 1979 Unser Zeichen : 71 - 1789

Patentanmeldung
der

Barber-Colman Company, 1300 Rock Street, Rockford, 111., USA

Reibradantrieb für konische Kreuzwickelspulen

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* Ständiger allgemeiner Vertreter nach § 46 PatAnwO, zugelassen bei den Landgerichten München I und II.

Die Erfindung bezieht sich auf die Kreuzwicklung eines Fadens und betrifft insbesondere den Antrieb eines Garnspulenkörpers, auf den der Faden aufgewickelt wird.

Beim Aufwickeln eines Fadens auf einen konischen Garnspulenkörper dreht sich das breite Ende der konischen Spule mit höherer Umfangsgeschwindigkeit als das schmale Ende, wodurch eine stärkere Spannung an dem Faden erzeugt wird. Die unterschiedlichen Spannungen erzeugen Veränderungen in den physikalischen Eigenschaften einiger Garnarten, was von Nachteil ist. Die starke Spannung am breiten Ende kann zum Brechen des Fadens führen. Es ist üblich, die konische Spule zu Beginn durch Reibungseingriff mit dem Spulenkörper zwischen seinen Enden anzutreiben und später durch Eingriff mit den an der angetriebenen Stelle auf den Spulenkörper aufgewickelten Fäden. Somit wird die Geschwindigkeit, mit der der Faden über die angetriebene Position aufgewickelt wird, konstant gehalten. Die Geschwindigkeit, mit der der Faden über jede andere Stelle entlang der Länge der konischen Spule gewickelt wird, ist gleichfalls konstant, nimmt jedoch zu, wenn sich die Wicklung dem breiten Ende nähert und nimmt ab, wenn sich die Wicklung dem schmalen Ende nähert. Um die Wirkung derartiger Veränderungen in der Wickelgeschwindigkeit zu vermindern, wurden verschiedene Arten von Fadenspeichern verwendet, die etwas Faden speichern, wenn die Wickelgeschwindigkeit am schmalen Ende der konischen Spule gering ist und die den Faden freigeben, wenn die Wickelgeschwindigkeit am breiteren Ende der konischen Spule schnell ist, wodurch die Spannung im Faden im wesentlichen konstant gehalten wird. Dieses Verfahren ist zufriedenstellend, wenn der Faden in großem Steigungswinkel aufgewickelt wird, jedoch unwirksam, wenn ein Aufsteckbereich auf das breite Ende der konischen Spule aufgewickelt wird.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Kreuzwicklung auf konischen Spulenkörpern zu schaffen, die auch beim Herstellen eines Aufsteckbereichs am breiten Ende einen Fadenspannungsausgleich ermöglicht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein konischer Garnspulenkörper frei drehbar um seine Achse gelagert und in Umfangseingriff mit zwei Reibantrieben entlang einer Geraden auf der konischen Oberfläche gebracht. Der eine Antrieb ist in der Nähe des breiten Endes der konischen Spule angebracht, der andere Antrieb zwischen den beiden Enden. Der erste Antrieb dient dazu, eine leere Spule in Drehung zu versetzen, da die dadurch erzeugte Reibungskraft an einem längeren Arm (Radius der Spule) wirksam wird als diejenige des zweiten Antriebs. Der Aufsteckbereich, der an einer festen Stelle entlang der Länge der Spule in der Nähe des breiten Endes, jedoch nicht unter dem ersten Antrieb, aufgewickelt wird, wird demnach mit konstanter Geschwindigkeit aufgewickelt, so daß die Spannung im Faden konstant ist. Wenn der Faden später zwischen Umkehrebenen hin- und hergeführt wird, die nahe dem schmalen Ende bzw. dem breiten Ende liegen, heben der oder die Fäden, die zwischen der Spule und dem zweiten Antrieb liegen, den Spulenkörper von dem ersten Antrieb ab und übertragen somit die Antrxebsfunktion auf den zweiten Antrieb.

Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel ergänzend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch den Spulenkörper mit

aufgewickeltem Aufsteckbereich, und Fig. 2 einen Querschnitt durch den Spulenkörper während des Aufwickeins eines Fadens in Kreuzwicklung.

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Fig. 1 zeigt einen Spulenkörper TO aus Pappe mit einer konischen Oberfläche 11 zwischen einem breiten Ende 12 und einem schmalen Ende 13. Zwischen den Enden 12 und 13 auf der konischen Oberfläche 11 befindet sich ein ringförmiger Mittelteil 14, der weiter unten noch beschrieben wird. In der Nähe des breiten Endes 12 auf der konischen Oberfläche 11 befindet sich ein ringförmiger Endbereich, der als Berührungslinie 15 dargestellt ist, der ebenfalls weiter unten noch im einzelnen beschrieben wird. Der Spulenkörper 10 wird zwischen Scheiben 20 bzw. 21 gehalten, die die Enden 12 bzw. 13 ergreifen. Auf den Scheiben sitzen konzentrische Ansätze 22 bzw. 23, die zur freien Drehbewegung in im Abstand liegenden Armen 24 bzw. 25 gelagert sind, die in der Lage sind, als eine Einheit um eine (nicht dargestellte) Achse zu schwenken, die im wesentlichen parallel zu und hinter einer Achse 16 liegt, um die sich der Spulenkörper 10 dreht, so daß sich der Spulenkörper seitlich in Richtung der Pfeile A, B bewegt. Das Gewicht der Arme 24 und 25 und anderer darauf gelagerter Bauteile drückt den Spulenkörper 10 gegen einen Antriebsmechanismus 30.

Der Antriebsmechanismus 30 umfaßt eine Antriebswelle 31, die im wesentlichen parallel zu einer Erzeugenden der konischen Oberfläche 11 verläuft und durch nicht dargestellte Einrichtungen in Richtung des Pfeiles C drehbar ist. Eine konzentrisch mit der Welle 31 und, etwa durch einen Zapfen 33, starr auf ihr gehaltene Buchse 32 besitzt einen konzentrischen Antriebsballen 34 und eine konzentrische Antriebswulst 35, Der Antriebsballen 34 sitzt auf der Buchse, so daß er innerhalb des Mittelteils 14 Kontakt mit der konischen Oberfläche 11 hat. Zur Verringerung von Abnutzungserscheinungen besitzt er einen großen Krümmungsradius R und hält theoretisch Kontakt mit dem Spulenkörper 10 nur entlang der Berührungslinie 17 innerhalb des Mittelteils 14. Der Krümmungsradius R ist aus weiter unten zu erläuternden Gründen groß. Der Antriebs-

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ballen 34 besteht aus Polyurethan und ist auf die Buchse aufgeschmolzen. Die Antriebswulst 35 ist ein synthetischer Gummiring, der durch eine Nut 36 in der Buchse 32 an Ort und Stelle gehalten wird. Diese Nut 36 ist so angeordnet, daß der Gummiring nur im Endbereich 15 Berührung mit dem Spulenkörper 10 hat, welcher Bereich theoretisch nur eine Linie ist. Die maximalen Durchmesser der Antriebsflächen, nämlich Antriebsballen und Antriebswulst, wo Berührung mit dem Spulenkörper besteht, sind im wesentlichen gleich.

Zu Beginn ruht der Spulenkörper 10 auf Antriebsballen 34 und Antriebswulst 35. Wird die Antriebswelle 31 in Drehung versetzt, drehen sich Antriebsballen und Antriebswulst mit der Welle, so daß ihre Umfangsgeschwindigkeiten gleich sind. Da ihre Berührungslinien 15, 17 auf dem Spulenkörper Kreise mit unterschiedlichen Radien bilden, ist es offensichtlich, daß der Spulenkörper an beiden Kreisen nicht dieselbe Umfangsgeschwindigkeit haben kann. Da die Berührungslinie 15 den größeren Radius hat, erzeugt die durch die Antriebswulst 35 erzeugte Reibungskraft, die auf die Berührungslinie 15 wirkt, ein größeres Drehmoment als die durch die Reibungskraft erzeugte, die durch den Antriebsballen 34 erzeugt wird und entlang der Berührungslinie 17 wirkt. Die Folge hiervon ist, daß der Antriebsballen 34 entlang der Berührungslinie 17 rutscht, während die Antriebswulst 35 in Reibeingriff mit der Berührungslinie 15 steht und den Spulenkörper 10 in Drehung versetzt.

Während der Spulenkörper 10 durch die Antriebswulst 35 angetrieben wird, wird ein durch eine feste Führung 41 und eine feststehende, an einer Seite offene Führung 42 von einer (nicht dargestellten) Vorratsrolle kommender Faden 40 als Aufsteckbereich 43 zu beiden Seiten der Berührungslinie 15 in einem schmalen Band in der Nähe des breiten Endes 12

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des Spulenkörpers aufgewickelt. Da der Spulenkörper zu diesem Zeitpunkt durch die Antriebswulst 35 angetrieben wird, ist die Umfangsgeschwindigkeit des Spulenkörpers in dem
Aufsteckbereich niedriger, als wenn der Spulenkörper durch den Antriebsballen 34 angetrieben wäre. Somit wird die Aufwickelgeschwindigkeit des Aufsteckbereichs, die dieselbe
ist wie die Umfangsgeschwindigkeit des Spulenkerns, wo der Aufsteckbereich aufgewickelt wird, auch vermindert, was zu einer konstant verringerten Spannung in dem Faden führt. Wenn der Aufsteckbereich fertig ist, wird der Faden 40 von der festen Führung zu einer hin- und hergehenden, an einer Seite offenen Führung 44 geleitet, die durch eine hin- und hergehende Querstange 45 in Richtung der Pfeile D vorwärts und rückwärts bewegt werden kann, um zwischen den Umkehrebenen 46 und 47 ancfer konischen Oberfläche 11 des drehbaren Spulenkörpers 10, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, eine Kreuzwicklung herzustellen. Die Umkehrebene 46 befindet sich ganz dicht am schmalen Ende 13, und die Umkehrebene 47 befindet sich in der Nähe der dem schmalen Ende am nächsten liegenden Berührungslinie 15 oder Aufsteckbereich 43. Wie in der Zeichnung zu sehen ist, ist die Berührungslinie 15 dem schmalen Ende am nächsten. Wenn der kreuzförmig aufgewickelte Faden sich der Berührungslinie 17 nähert, wird er zwischen dem Spulenkörper 10 und dem Antriebsballen 34 eingeklemmt und hebt den Spulenkörper von der Antriebswulst 35 ab. Dieses Anheben des Spulenkörpers löst den Reibantrieb zwischen Antriebswulst 35 und Spulenkörper und
überträgt ihn an den Antriebsballen 34 in Reibeingriff mit dem Faden 40, der seinerseits in Reibeingriff mit dem
Spulenkörper 10 steht. Die Berührungslinie zwischen dem
Antriebsballen 34 und dem auf dem Spulenkörper 10 aufgewickelten Faden 40 verschiebt sich mit der Stelle des eingeklemmten Bereichs des Fadens entlang der Schraubenlinie.

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Die Stellen des ersten und letzten eingeklemmten Bereichs des kreuzförmiggewickelten Fadens 40 bestimmen die Begrenzungen des Mittelteils 14. Solange nicht mindestens eine Fadenlage zwischen dem Spulenkörper und dem Antriebsballen 34 eingeklemmt ist, wird der Spulenkörper mal von dem Antriebsballen 34 und mal von der Antriebswulst 35 angetrieben, was eine schwankende Aufwickelgeschwindigkeit erzeugt, die unerwünscht ist. Um diese Schwankungen auf ein Mindestmaß zu reduzieren, sollte der Antriebsballen 34 breit genug sein, um bei jeder vollständigen Umdrehung des Spulenkörpers einen Teil des Fadens einzuklemmen. Da jedoch die Umdrehungsgeschwindigkeit proportional dem Radius von der Achse 16 zu der Berührungsstelle mit dem Antriebsballen ist, verändert sich die Umdrehungsgeschwindigkeit in einem Betrag proportional der Breite des Mittelteils 14, wenn der Spulenkörper durch den Antriebsballen 34 angetrieben wird. Aus diesem Grunde kann es wünschenswert sein, die Breite des Mittelteils auf etwas weniger als die Steigung des Fadens zu begrenzen. Um ein Abgleiten und daraus resultierendes Abnutzen des Spulenkörpers 10 und des Fadens 40 zu vermeiden, ist der Antriebsballen 34 entlang seiner Länge gekrümmt, um die Berührungsfläche zu begrenzen. Der Krümmungsradius R sollte groß genug sein, um das Einklemmen eines Teils des Fadens während eines wesentlichen Teils jeder vollständigen Umdrehung des Spulenkörpers zu eraaöglichen. Im Gegensatz hierzu sollte die Antriebswulst 35 schmal sein, damit eine möglichst große Fadenmenge auf den Spulenkörper 10 aufgewickelt werden kann, und die Antriebswulst sollte stark gekrümmt sein, um die Berührungsfläche mit dem Spulenkörper und damit die Abnutzung zu. verringern. Aus diesem Grund ist ein O-Ring mit einem kreisförmigen Querschnitt besonders vorteilhaft. Die &ntriebswulst 35 könnte also bei Kombination dieser vorteilhaften Merkmale aus einem O-Ring mit einem kleinen

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kreisrunden Querschnitt bestehen, begrenzt durch die gewünschte Höhe über der Oberfläche der Buchse 32 und der minimalen Tiefe der Nut 36.

Eine Spulenwickelvorrichtung der beschriebenen Art (mit Ausnahme des neuen Reibungsantriebes am breiten Ende 12) ist Stand der Technik und wird gewöhnlich mit einer Spannungsregeleinrichtung zwischen der nicht dargestellten Fadenvorratsrolle und derhin- und hergehenden Führungsstange 44 verwendet. Es sind viele derartige Spannungsregler bekannt. Es ist auch erforderlich, bei diesem verbesserten Reibradantrieb eine Spannungsregelung zu verwenden, wenn die Spannung des Fadens geregelt werden soll.

Die Außendurchmesser von Antriebsballen 34 und Antriebswulst 35 sind in der beschriebenen Ausführungsform gleich; dies ist jedoch keinesweg notwendig, und es können auch andere als die beschriebenen Werkstoffe für die Spule 10, den Antriebsballen 34 und die Antriebswulst 35 verwendet werden. Es ist erforderlich, daß die Materialien, aus denen Antriebsballen und Antriebswulst hergestellt sind, einen passenden Reibungskoeffizienten besitzen, wenn sie in Kombination mit dem Material der Spule 10 verwendet werden, daß der Antriebsballen 34, der neben dem Mittelteil 14 des Spulenkörpers liegt, diesen oder den Faden nicht ernsthaft abschleift, und daß das durch diesen Antriebsmechanismus 30 an der Berührungslinie 15 erzeugte Drehmoment an dem Spulenkörper das Drehmoment an dem Mitteilteil 14 übersteigt.

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Leerseite

Claims

71-1789 Patentansprüche :

1. Verfahren zum Aufwickeln eines Fadens auf einen konischen Spulenkörper, wobei der Spulenkörper und der Garnwickel durch Reibantrieb des Mittelteils der konischen Oberfläche des Kerns während des kreuzförmigen Wickeins des Fadens in Drehung versetzt werden, dadurch gekennzeichnet , daß der Spulenkörper an einem Endbereich der konischen Oberfläche nahe dem breiten Ende des Körpers durch ein Reibantriebsglied ergriffen und in Drehung versetzt wird, während ein Aufsteckbereich in einem schmalen Band nahe dem Endbereich auf den Spulenkörper gewickelt wird, daß der Faden kreuzförmig auf den Spulenkörper einschließlich des Mittelteils aufgewickelt wird, und daß der über den Mittelteil aufgewickelte Faden dazu verwendet wird, den Garnkörper automatisch anzuheben, wodurch der Endbereich aus dem Reibungseingriff gelöst wird.

2. Vorrichtung zum kreuzförmigen Aufwickeln eines Fadens auf einen konischen Garnspulenkörper, mit einem Reibantrieb zum Drehen des Spulenkörpers, einer Einrichtung zum Halten des Spulenkörpers derart, daß er sich frei um die Achse drehen kann und seitlich in Richtung auf und weg von dem Reibantrieb bewegbar ist, wobei der Reibantrieb eine drehbare Antriebswelle umfaßt, die einen Antriebsballen in der Höhe des mittleren Bereichs des Spulenkörpers trägt, gekennzeichnet durch eine Antriebswulst (35), die konzentrisch auf der Welle an einer Stelle derart angebracht ist, daß sie nur den Endbereich des Spulenkörpers ergreift, wodurch die Antriebswulst (35) den Spulenkörper dreht, bis der über den Mittelteil gewickelte Faden die Antriebsballen (34) ergreift und dadurch den Spulenkörper und seinen Endbereich

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außer Eingriff mit der Antriebswulst hebt und die Spulenkörperdrehung dem in Eingriff mit dem Faden stehenden Antriebsballen überträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Außendurchmesser von Antriebsballen (34) und Antriebswulst (35) im wesentlichen gleich sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Antriebswulst (35) schmal ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die Antriebswulst aus einem in einer Nut in der Antriebswelle gelagerten O-Ring besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der O-Ring einen kreisförmigen Querschnitt hat.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Antriebsballen breit ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet , daß der Antriebsballen einen großen Krümmungsradius entlang seiner Länge besitzt.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g ek e η η zeichnet , daß eine feste Führung vorgesehen ist, deren Lauf des Fadens auf der konischen Oberfläche des Spulenkörpers führt, indem ein Aufsteckbereich in einem schmalen Band nahe dem Endbereich aufgewickelt wird.

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1O. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der Aufsteckbereich zwischen dem Endbereich und dem breiten Ende des Spulenkörpers angeordnet ist.

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