DE2935620C2 - Fadenführungsvorrichtung für Spulmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fadenführungsvorrichtung für Spulmaschinen für Präzisionswickluneen textiler Fäden, mit zwei jeweils kegelmantelartig ausgebildeten Fadenlegekörpern, die mit voneinander wegweisenden Kegelspitzen angeordnet sind und im Bereich eines am Wicklungsmantel parallel anliegenden Fadenführungskörpers bei allen Drehwinkeln je Zeiteinheit einen gleich großen Fadenhub in abwechselnd entgegengesetzter Richtung bewirken.

Bei Spulmaschinen sollen die Umdrehungszahlen der Spulspindeln möglichst groß sein, um eine möglichst große Produktivität zu erhalten. Trotz hoher Wicke!geschwindigkeiten soll die dabei erzeugte Wicklung gleichmäßig sein, sie soll also die gewünschte zylindrisehe oder konische Form haben und die Fäden sollen exakte Parallel- oder Kreuzlagen bilden, so daß sie u. a. auch problemlos über Kopf abgezogen werden können. Bei Präzisionswicklungen sind insbesondere Kreuzlagenwicklungen schwierig mit hohen Spulspindeldrehzahlen bzw. Aufwickelgeschwindigkeiten herzustellen. Dies liegt besonders an der Fadenführungsvorrichtung, die dafür zu sorgen hat, daß der Faden während des Aufspulens gleichmäßig hin- und herbewegt wird. Dabei muß besonders darauf geachtet werden, daß der Faden bei seiner Umkehr an den Enden der Präzisionswicklung glatt und derart liegt, daß keine Fadenanhäufungen auftreten, die hier zu einer unerwünschten Verdickung der Wicklung führen.

Aus der DE-PS 19 17 355 ist eine Fadenführungsvorrichtung bekannt, die m\ einer zylindrischen Hohltrommel arbeitet, in deren Mantel ein zickzackförmiger Schlitz derart angeordnet ist, daß der zulaufende Faden vor seinem Auflaufen auf die Wicklung innerhalb der Trommel senkrecht zum Wicklungsmantel geführt ist und dabei in den Richtungen der der Trommel benachbarten Mantellinie des Wicklungsmantels hinund herbewegt wird. Auch bei dieser bekannten Fadenführungsvorrichtung ist jedoch die maximale Umdrehungszahl der Spulspindel bzw. die maximale Aufwickelgeschwindigkeit begrenzt. Dies rührt auch daher, daß der Faden vor seinem Auflaufen auf die Wicklung stets an zwei Stellen der Trommel unter großer Spannung anliegt. Beim Richtungswechsel der translatorischen Fadenführungsbewegung wird der Faden über die beiden Spitzen an den Enden der Fadenlegekanten eines Fadenlegekörpers gezogen und unterliegt dabei einer hohen Beanspruchung. Es kommt daher leicht zum Reißen des aufzuspulenden Fadens, besonders wenn dieser geknotet wird.

Aus der GB-PS 680 258 ist eine Fadenführungsvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der eine Druckrolle am Wicklungsmantel abrollt und die Fadenlegekörper mit vergleichsweise großem Abstand von dieser Druckrolle angeordnet sind. Das Abrollen der Druckrolle auf dem Wicklungsmantel führt bei wachsendem Wicklungsdurchmesser und hohen Umdrehungszahlen der Spulspindel zu Schlupferscheinungen, so daß Ungenauigkeiten bei der Fadenverlegung die Folge sind. Der große Abstand zwischen den Fadenlegekörpern und der Druckrolle führt zu einer unkontrollierten Fadenlänge, auf der Deformationen des Fadens und nicht beeinflußbare Verschiebungen stattfinden. Infolgedessen ist es nicht möglich, Präzisbnswicklungen mit z.B. 15 000 Spulspindel-Umdrehungen/min herzustellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fadenführungsvorrichtung der Art nach der GB-PS 6 80 258 so zu verbessern, daß die zu wickelnden Präzisionswicklungen auch bei sehr hohen Aufwickelbzw. Spulgeschwindigkeiten hergestellt werden können, ohne daß der Faden reißt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Fadenführungskörper eine am Wicklungsmantel gleitende und dabei den auflaufenden Faden umlenkende Fadenführungskante hat, die der untersten Kegelmantellinie der Fadenlegekörper parallel und direkt benachbart angeordnet ist

Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß die Länge des Fadens zwischen jeder Stelle des Wicklungsmantels und den die translatorische Bewegung des auflaufenden Fadens erzeugenden Stellen, also der Fadenlegekanten der Fadenlegekörper, so klein wie möglich gehalten werden kann. Dabei sind die den Faden verlegenden Stellen der Fadenlegekanten zu jedem Zeitpunkt des Fadeniegens so dicht wie möglich oberhalb der Fadenführungskante angeordnet Bei Einhaltung dieser Bedingung kann der Fadenlegekörper bei entsprechender Abänderung des Verlaufs der Fadenlegekante auch von der exakten Kegelmantelform abweichend ausgebildet sein. Eine exakte kegelmantelförmige Ausgestaltung der Fadenlegekörper ist aber insbesondere auch für die genaue Herstellung der Fadenlegekanten von Vorteil, !n diesem Sinne beträgt der Ke^elwinkel der Fadenlegekörper 90". Dann steht die der untersten Kegelmantellinie diametral gegenüberliegende Kegelmantellinie eines Factenlegekörpers senkrecht, so daß die Antriebsachsen <Jer Fadenlegekörper unter 90° angeordnet werden können und sich eine günstige Raumausnutzung zwischen den Fadenlegekörpern ergibt.

Die Fadenlegekörper sind gleichsinnig und/oder von der Fadenführungskante ablaufend drehbar, so daß insbesondere bei der Fadenübergabe von einem Fadenlegekörper auf den anderen kein Einzwängen des geführten Fadens möglich ist und die Toleranzen klein gehalten werden können, was der Genauigkeit der Fadenführung dienlich ist. Die Fadenlegekörper sind vor dem Wechsel des Fadens von einer Fadenlegekante auf eine andere Fadenlegekante einander überdeckend ausgebildet, so daß Fadenlegefehler an der Obergabestelle vermieden werden. Am Ende seiner Fadenlegekante hat der Fadenlegekörper eine einen Abstand zur Fadenlegekante des anderen Fadenlegekörpers bildende Hinterschneidung, welche einen entsprechenden Abstand des Fadenlegekörpers in diesem Bereich zur Fadenlegekante des anderen Fadenlegekörpers gewährleistet, so daß die an dor Hinterschneidung befindliche Kante des Fadenlegekörpers mit nur geringer Formgenauigkeit ausgeführt zu werden braucht.

Jeder Fadenlegeköi per ist mit zwei oder mehr in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Fadenlegekanten veriahen, so daß die Umdrehungsgeschwindigkeit der Fadenlegekörper entsprechend verringert werden kann. Dementsprechend ist die Unwucht der Fadenlegekörper kleinen Die Unwucht ist zusätzlich auch deswegen kleiner, weil zwei oder mehrere von der Drehachse der Fadenlegekörper weit vorspringende Endbereiche der Fadenlegekanten vorhanden sind, so daß der Massenschwerpunkt dichter an der Drehachse liegt. Zur Verringerung der Unwucht können die Fadenlegekörper Auswuchtgewichte aufweisen.

Die Fadenlegekanten sind fadenauflaufseitig abgerundet, wodurch die Fadenbeanspruchung gemindert wird, insbesondere bei auflaufenden Knoten.

Die Fadenlegekörper sind von einem in Abhängigkeit von den Umdrehungen der Spulspindel elektrisch gesteuerten und als "chrittschaltmotor ausgebildeten Elektromotor angetrieben, wodurch der mechanische

Aufbau der Fadenführungsvorrichtung und auch der Spulmaschine selbst wesentlich vereinfacht wird, abgesehen von der vergrößerten Präzision des Antriebs der Fadenlegekörper.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Faderrführungsvorrichtung mit Spulspindel in Schrägansicht, Fig.2 eine seitliche perspektivische vereinfachte Ansicht der Vorrichtung der F i g. 1,

F i g. 3a bis 3c Aufsichten auf die Auflaufstelle des Fadens auf die Wicklung in deren Endbereich kurz vor, während und nach der Übergabe des Fadens von einer Fadenlegekante zur anderen Fadenlegekante,

Fig.4a, b den Fig.3a, b entsprechende, teilweise geschnittene Seitenansichten,

Fig.5 ein Diagramm zur Vsranschaulichung der Erzeugung der translatorischen Bewegung des Fadens durch die Fadenlegekörper mit einer Darstellung des Fadenhubs 5 in Abhängigkeit der Drehwinkel a. (t) der Fadenlegekörper und

F i g. 6 eine Abwicklung eines mit zwei in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Fadenlegekanten versehenen Fadenlegekörpers, gesehen in dessen Achsrichtung.

Die Spulspindel 10 wird von dem Antriebsmotor 11 über einen Riemenantrieb 12 bis 14 mit z.B. 15 000 Umdrehungen je Minute angetrieben. Dementsprechend wird der Faden 15 mit großer Aufwickelgeschwindigkeit auf die Wicklung 16 gewickelt, wobei die aufgewickelten Fadenabschnitte bei Präzisionsparallelwicklungen genau nebeneinander und an den Wicklungsenden 16', 16" glatt liegen sollen, also keine Fadenanhäufungen bilden dürfen. Der auflaufende Faden 15 läuft um Uralenkstangen 17, 18 und die von einem Fadenführungskörper 19 in Gestalt eines Bleches gebildete Fadenführungskante 20 auf die Wicklung 16 auf. Diese hat die dargestellte konische oder auch zylindrische Form und aufgewickelt werden kann fadenförmiges Gut aus allen Materialien.

Der Fadenführungskörper 19 liegt auf der Wicklung 16 auf und wird bei zunehmenden Durchmesser der Wicklung 16 angehoben. Er ist mit zwei Tragarmen 33, 34 der Fadenführungsvorrichtung so verbunden, daß diese um die Schwenkachse 21 entsprechend dem Hub des Fadenführungskörpers 19 schwenken kann. Die Fadenführungsvorrichtung ist durch das Gegengewicht 22 ausbalanciert, so daß der Fadenführungskörper 19 den gewünschten Auflagedruck hat.

Wesentlicher Bestandteil der Fadenführungsvorrichtung sind die Fadenlegekörper 23, 24, die von Antriebswellen 25, 26 getragen sind und antriebsmäßig an den Getriebekopf 27 der Fadenführungsvorrichtung angeschlossen sind. Der Getriebekopf 27 besteht im wesentlichen aus einer zentralen Antriebswelle 28, die von einem Elektromotor 29 über einen Riementrieb 30 bis 32 angetrieben ist. Die zentrale Antriebswelle 28 ist von den zwei auf der Schwenkachse 21 lagernden Tragarmen 33,3', getragen und treibt zwei Ritzel 35,36 an, welche die Antriebsbewegung der zentralen Antriebswelle 28 über Kegelräder 37, 38 auf die Antriebswellen 25, 26 der Fadenlegikörper 23, 24 übertragen. Mithin drehen sich die Fadenlegekörper 23, gleichsinnig in Richtung der Pfeile 39, 40 und überstreichen der, Fadenführungskörper 19 bzw. die Fadenführungskante 20 ablaufend so, daß der aufzuwikkelnde Faden 15 nicht zwischen der Fadenführungskante 20 und den Fadenlegekanten 41, 42 der Fadenleee-

körper 23,24 eingezwängt werden kann.

Jeder Fadenlegekörper 23, 24 ist kegelmantelartig bzw. kegelstumpfmantelartig ausgebildet. Der Kegelwinkel jedes Fadenlegekörpers 23, 24 beträgt 90°. Die Fadenlegekörper 23, 24 sind mit ihren Kegelspitzen voneinander wegweisend und so angeordnet, daß eine unterste Kegelmantellinie 43 gemäß Fig. 2 stets parallel zur Fadenführungskante 20 verläuft. Der Abstand a der den Faden 15 führenden Stelle der Fadenlegekante 41 von der Wickeloberfläche ist so gering wie möglich. Jeder Fadenlegekörper 23,24 ist so ausgebildet, daß er eine Fadenlegekante 41,42 aufweist, die ausgehend von einem der Achswelle 25, 26 benachbarten Bereich 44 in der Nähe der Kegelspitze ansteigt bis zu einer diametral gegenüberliegenden Stelle 45, wobei die Fadenlegekanten 41, 42 mit der Fadenführungskante 20 bei allen Drehwinkeln der Fadenlegekörper 23, 24 je Zeiteinheit einen gleichgroßen Fadenhub bewirken. Dnhei sind die von dem Fadenlegekörper 23 bzw. seiner Fadenlegekante 41 mit der Fadenführungskante 20 eingeschlossenen Winkel den Winkeln zwischen der Fadenlegekante 42 und der Fadenführungskante 20 entgegengesetzt gerichtet.

Der Kantenbereich jedes Fadenlegekörpers 23,24 im Drehsinn zwischen dem Ende der Fadenlegekante 41,42 an der Stelle 45 und dem Beginn der Fadenlegekante im Bereich 44 besitzt hinter der den Übergangspunkt bildenden Stelle 45 eine Hinterschneidung 46 (Fig. 2) und die sich daran bis zum Bereich 44 anschließende Kante des Fadenlegekörpers 23, 24 ist soweit zurückgenommen, daß die Fadenlegekante 41, 42 des jeweils anderen Fadenlegekörpers 24, 23 beim Drehen der Fadenlegekörper 23,24 nicht behindert wird.

Jeder Fadenlegekörper 23, 24 hat Aussparungen 24' (Fig. 1), welche der Gewichtsersparnis dienen. Die Ausnehmungen 24' werden so groß wie möglich gewählt, wobei aber die erforderliche Formstabilität der Fadenlegekörper 23, 24 bzw. der Fadenlegekanten 41, 42 erhalten bleiben muß. Zum Auswuchten der Fadenlegekörper 23, 24 können im achswellennahen Bereich 44 Auswuchtgewichte angebracht werden.

Fig.3a zeigt eine vertikale Ansicht der Fadenlegekörper 23,24 im Bereich des Endes der Fadenlegekante 42 und des Anfangs der Fadenlegekante 41. Der Faden 15 wird an der dargestellten Stelle von der Fadenführungskante 20 und der Fadenlegekante 42 geführt und dabei nach links verschoben. Fig.4a zeigt im Schnitt AB durch die Stelle 45 des Fadenlegekörpers 24 die Überdeckung der beiden Fadenlegekanten 41, 42 bei einem Drehwinkel von 5° vor dem Ende der Fadenlegekante 42

In Fig.3b ist der Faden 15 in einer der Fig.3a entsprechenden Darstellung in seiner am weitesten nach links verschobenen Lage dargestellt, in der er von der Fadenlegekante 42 der Fadenlegekante 41 übergeben wird. Fig.4b zeigt daß die Fadenlegekante 41 fadenauflaufseitig abgerundet ist. F i g. 3c zeigt dann die Stellung der Fadenlegekörper 23, 24 bei einem Drehwinkel von 5° nach der Übernahme des Fadens 15 durch die Fadenlegekante 41.

In Fig.5 wird veranschaulicht, wie der von einer Fadenlegekante 41, 42 erzeugte Fadenhub 5 von dem Drehwinkel « (t) eines Fadenlegekörpers 23, 24 abhängt Es ist ersichtlich, daß der Fadenhub längs der Fadenführungskante 18 bei allen Drehwinkeln eines Fadenlegekörpers je Zeiteinheit einen gleich großen Fadenhub in abwechselnd entgegengesetzter Richtung bewirkt.

F i g. 6 zeig! die Abwicklung eines Außenumrisses eines Fadenlegekörpers mit zwei Fadenlegekanten 47, 48. Bei der Drehung des Fadenlegekörpers in Pfeilrichtung 49 übernimmt zunächst die Fadenlegekante 48 das Legen des Fadens im Drehwinkelbereich von 0° bis 90".

in Im Drehwinkelbereich von 90° bis 180° wird das Fadenlegen von einem nicht dargestellten weiteren Fadenlegekörper übernommen, wonach die Fadenlegekante 47 das Fadenlegen für den Drehwinkelbereich von 180° bis 270° übernimmt, woran sich das Fadenlegen durch eine zweite Fadenlegekante des zweiten Fadenlegekörpers anschließt. Die vorstehend für die Fadenlegekörper 23, 24 beschriebenen Konstruktionseinzelheiten werden auch bei dem die beiden Fadenlegekanten 47.48 aufweisenden Fadenlegekörper angewendet.

Der Elektromotor 29 wird in Abhängigkeit von den Umdrehungen der Spulspindel 10 elektrisch gesteuert, treibt also die Fadenlegekörper 23, 24 schneller an, wenn die Spulspindel 10 schneller läuft bzw. langsamer, wenn die Spulspindel 10 langsamer läuft. Die exakte Steuerung des Elektromotors 29 wird dadurch erreicht, daß die Drehzahl der Spulspindel 10 beispielsweise mit der Lochscheibe 50 und einem nur angedeuteten elektrooptischen Abtastsystem 51 gemessen und einer nicht dargestellten Steuereinheit zugeführt wird, welche den Elektromotor 29 schrittweise steuert. Durch diese digitale Steuerung des als Schrittschaltmotor ausgebildeten Elektromotors 29 werden auch geringfügige Schwankungen der Drehzahl der Spulspindel 10 erfaßt und bei den Umdrehungen der Fadenlegekörper 23, 24 berücksichtigt, so daß die exakte Übergabe des Fadens 15 von einem Fadenlegekörper 23 auf den anderen Fadenlegekörper 24 gewährleistet ist. Die verwendeten Treibriemen 12, 31 sind zu diesem Zweck als Innenverzahnung aufweisende Formschlußriemen ausgebildet, die mit ihrer Verzahnung in entsprechende Ausnehmungen aufweisende Riemenräder 13, 14 und 30,32 eingreifen.

Die F i g. 3b, 3c lassen erkennen, daß die Fadenlege-

J5 kante 42 über die bei 180° Drehwinkel gelegene Stelle 45 hinaus so verlängert ist, daß der Faden 15 auch noch bis zu etwa 2° weiterem Drehwinkel durch den Fadenlegekörper 24 geführt ist. Diese Verlängerung der übergebenden Fadenkante 42 ist erforderlich, da der

so Fadenlegekörper 24 vom Fadenlegekörper 23 bei Fadenübergabe bzw. nach 180° Drehwinkel einen ien Fadendurchmesser übersteigenden Abstand hat. Da der Faden bei diesem Drehwinkel am Fadenlegekörper 24 anliegt und der Fadeniegekörper 23 mit seiner Fadenlegekante 41 den Faden 15 noch nicht übernommen hat, könnte dieser infolge seiner Spannung geringfügig nach rechts springen, so daß er nicht exakt liegt. Das wird durch die Verlängerung der Fadenlegekante über die Stelle 45 hinaus verhindert, bis der Faden

bo 15 von der Fadenlegekante 41 des Fadenlegekörpers 23 übernommen wird. Der Abstand der Fadenlegekörper 23,24 voneinander gewährleistet das erforderliche Spiel und es können unterschiedliche Fadenstärken gespult werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Fadenführungsvorrichtung für Spulmaschinen für Präzisionswicklungen textiler Fäden, mit zwei jeweils kegelmantelartig ausgebildeten Fadenlegekörpern, die mit voneinander wegweisenden Kegelspitzen angeordnet sind und im Bereich eines am Wicklungsmantel parallel anliegenden Fadenführungskörpers bei allen Drehwinkeln je Zeiteinheit einen gleich großen Fadenhub in abwechselnd to entgegengesetzter Richtung bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenführungskörper (19) eine am Wicklungsmantel gleitende und dabei den auflaufenden Faden (15) umlenkende Fadenführungskante (20) hat, die der untersten Kegelmantellinie (43) der Fadenlegekörper (23, 24) parallel und direkt benachbart angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelwinkel der Fadenlegekörper (23,24) 90° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Fadenlegekörper (23, 24) gleichsinnig und/oder von der Fadenführungskante (20) ablaufend drehbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenlegekörper (23, 24) vor dem Wechsel des Fadens (15) von einer Fadenlegekante (41,42) auf eine andere Fadenlegekante (42, 41) einander überdeckend ausgebildet sind. J°

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenlegekörper (23, 24) am Ende ihrer Fadenlegekanten (41, 42) einen Abstand zur Fadenlegekaote (42, 41) des anderen Fadenlegekörpers (24,23) bildende Hinterschneidung (46) haben.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fadenlegekörper (23,24) mit zwei oder mehr in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Fadenlegekanten (47, 48) -to versehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenlegekörper (23,24) Auswuchtgewichte aufweisen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenlegekanten (41,42,47,48) fadenauflaufseitig abgerundet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenlegekörper (23, 24) von einem in Abhängigkeit von den Umdrehungen der Spulspindel (10) elektrisch gesteuerten und als Schrittschaltmotor ausgebildeten Elektromotor (29) angetrieben sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenlegekörper (23, 24) bei Fadenübergabe mit einem den Fadendurchmesser übersteigenden Abstand voneinander angeordnet sind und daß die übergebende Fadenlegekante (42) um etwa 2° Drehwinkel α (t) Über den Beginn der übernehmenden Fadenlegekan- w te (41) hinaus verlängert ist.