DE3236942A1 - Aufspulvorrichtung fuer synthetische faeden - Google Patents

Description

• Aufspulvorrichtung für synthetische Fäden
• Die Erfindung betrifft eine Aufspulvorrichtung für synthetische Fäden in Spinn- oder Spinnstreckmaschinen nach den Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Eine derartige, in verschiedenen Merkmalen jedoch modifizierte Vorrichtung ist aus der DE-AS 17 85 336 im Prinzip bekannt.
• Die Fadenspannung in auflaufenden Faden beim Aufwickeln aus der Schnelle frisch ersponnener Fäden ändert sich bekanntlich und steigt insbesondere bei Reibwalzenantrieb der Spule meist an. Demgemäß wurden auch verschiedentlich Versuche zur Beveitigung dieser unerwünschten Erscheinung unternommen; diese bestanden meist darin, die an sich konstant zu haltende Reibwalzenumfangsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der momentanen Fadenspannung so zu steuerns daß der Fadenspannungsänderung entgegengewirkt wird und diese konstant oder entsprechend einem vorgebbaren Verlauf im Sinn eines guten Spulenaufbaus ausgeregelt wird.
• Am bekanntesten ist hierbei die Verwendung einer sogenannten Tänzerarmsteuerung, bei welcher der ankommende Faden vor dem Auflaufen auf die Spule über eine an einem Tänzerarm angebrachte Bolle oder Walze läuft und den Tänzerarm bei einer Abweichung der Fadenspannung von einem Sollwert bewegt. In der Regel hat der um eine feste Achse frei schwenkbare, durch Gewichts- oder Federkraft in einer Richtung belastete Tänzerarn zwei freie Enden. Am einen Ende sitzt die Uberlaufrolle oder -valze. Das andere Ende liefert die Korrektursignale für ein Steuergerät, beispielsweise indem es ein mit dem Antriebsmotor der Reibwalze in Verbindung stehendes Potentiometer beeinflußt (vgl. beispielsweise DE-AS 17 85 336).
• Es hat sich gezeigt, daß solche Tänzeraristeuerungen erhebliche Nachteile aufweisen. Frisch ersponnene Fäden sind auch noch, wenn sie beim Spinnstrecken auf die Spule auflaufen und bereits verstreckt sind, sehr empfindlich.
• Deshalb ist man bestrebt, jede nicht unbedingt erforderliche Berührung des Fadens mit Leitorganen zu vermeiden. Die Uberlaufrolle des Tänzerarmes ist aber nicht nur eine zusätzliche Berührungsstelle, sondern sie ist aus funktionellen Gründen notwendigerweise noch mit zwei weiterenafesten Umlenkrollen, in Fadenlaufrichtung gesehen vor und hinter der Tänzerrolle, gekoppelt, so daß sie den überlaufenden Faden, insbesondere bei höheren Aufwickelgeschwindigkeiten, stark belastet und damit die Aufwickelfadenspannung erhöht. Die Anwendung einer Tänzerarmsteuerung bei größeren, etwa ca. 2 500 m/min übersteigenden Aufwickelgeschwindigkeiten ist daher fragwürdig.
• Ungünstig ist es auch, daß der die Uberlaufrolle tragende Arm für eine genügend feinfühlige Arbeitsweise eine unverzichtbare Hindestlänge haben muß, weshalb nicht nur die auftretenden Trägheits- und Beschleunigungskräfte stören, sondern auch die ständigen Änderungen der Fadenlänge in der Meßstrecke.
• Die der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe bestand deshalb darin, eine Aufspulvorrichtung für synthetische Fäden nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die eine geringe Beanspruchung der Fäden, insbesondere jedoch eine äußerst feinfühlige Arbeit des Fadenspannungsmeßfühlers gewährleistet und dabei möglichst zusätzliche Berührungsstellen des Fadens und Änderungen der Fadenlänge in der Meßstrecke - außer den durch die Changierung bedingten - vermeidet.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebene Merkmal gelöst. Eine solche Anordnung hat den Vorteil, daß an allen Stellen der Aufspulmaschine die zulaufenden Fäden gleich behandelt und auch bei hohen Spulgeschwindigkeiten mechanisch wesentlich geringer beansprucht werden. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Umlenkstiftes derart, daß er gleichzeitig als Fadenspannungsmeßfühler ausgebildet ist, vermeidet dabei in vorteilhafter Weise zusätzliche Berührungs- und Umschlingungsstellen und verhindert Änderungen der Fadenlänge in der Meßstrecke.
• Die an einer Aufspulmaschine verwendeten Umlenkstifte sind alle gleich ausgebildet. Bevorzugt sind sie - wie in Anspruch 2 angegeben - als Federstäbe ausgebildet, denen zur Erfassung ihrer seitlichen Auslenkung durch den Fadenzug jeweils ein Sensor zugeordnet ist. Letztere können Dehnungsmeßstreifen oder elektro-optische Einrichtungen oder dgl. sein, die das erfaßte Weg-Meßsignal jeder Auslenkung des Federstabes erfassen und ein analoges elektrisches Signal an einen Vergleicher weiterleiten, welcher mit dem Steuergerät für den Antriebsmotor der Reibwalze verbunden ist und welches den Ist-Sollwertvergleich ausführt.
• In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Umlenkstifte aus einem Einsatzstück zur Befestigung an der Haschine, dem aus einer Parallelfeder bestehenden Heißteil und einer aus einem Rohr bestehenden Hülle, die an ihrem einen Ende durch einen am freien Ende der Parallel feder befestigten Deckel verschlossen und mit ihrer gesamten Länge derart über die Parallel feder geschoben ist, daß die Beweglichkeit der Parallelfeder gewahrt bleibt. Der Erzeugung des Meßsignals dient mindestens ein Dehnungsmeßstreifen, der auf eine der die Parallel feder bildenden Federblätter angebracht ist Bei einer weiter bevorzugten Fortbildung des Umlenkstiftes, die geringe aus der asymmetrischen Anordnung des Dehnmeßstreifens evtl. nicht ausschließbare Fehler im wesentlichen kompensiert, besteht die Parallelfeder aus drei gleichen Federblättern und der Dehnmeßstreifen ist dabei an dem mittleren Federblatt angebracht. Stattdessen kann es unter Umständen auch vorteilhaft sein, bei einer Parallel feder aus zwei Federblättern beide mit je einem Dehnmeßstreifen auszustatten.
• Allerdings ergibt sich dabei eine etwas kompliziertere elektrische Schaltung für das weitersugebende Meßsignal.
• Zur Verminderung der Reibung kann das den eigenelichen UsleAkteil bildende Rohr auf dem vom Faden berührten Umfangsbereich eine verschleißfeste Beschichtung tragen. Diese kann beispielsweise eine Keramikauflage oder ein entlang einer Hantellinie befestigter Keramikstift sein.
• Durch Anpassung der Federcharakteristik an die Eigenschaften des aufzuwickelnden Fadenmaterials, den Titer etc., ist der erfindungsgemäße Fadenspannungsmeßfühler für alle Erfordernisse geeignet und feinfühlig einstellbar.
• Anhand der lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht einer Aufspulvorrichtung mit Liefergalette in schematischer Darstellung; Fig. 2 die Frontansicht der Aufspulvorrichtung nach Fig. 1 Fig. 3 den Schnitt durch einen als Meßfühler ausgebildeten Umlenkstift; Fig. 4 einen Schnitt senkrecht zur Schnittebene von Fig. 3; Fig. 5 den Querschnitt durch den Umlenkstift.
• Fig. 1 zeigt stark schematisiert eine Seitenansicht auf ein Feld der Aufspulmaschine; Fig 2 eine Ansicht senkrecht hierzu.
• Zwei Fäden 2, 3 laufen von oben getrennt auf die senkrecht zur Maschinenlängsrichtung auskragend gelagerte, horizontal angeordnete und mehrfach umschlungene Liefergalette 1. Die von dieser ablaufenden Fäden 2, 3 werden von den beiden Umlenkstiften 4 nach außen zu den in bezug auf die Umlenkstifte 4 symmetrisch zueinander ortsfest angeordneten Fadenführern 5 abgelenkt1 von wo aus sie zu den beiden Changierungen 6, der Nutenwalze 7 und auf die durch die Reibwalze 10 angetriebenen,koaxialen Spulen 8 und 9 auf der drehbar gelagerten Spulspindel 25 gelangen, die parallel zur Liefergalette 1 angeordnet ist.
• Die Reibwalze 10 wird durch einen Antriebsmotor 14 in Drehung versetzt. Mit diesem steht über eine Verstärkerschaltung 12 und einen Frequenzumformer 13 der als Fadenspannungsmeßfühler wirkende Umlenkstift 4 über Signalleitung 11 in Verbindung.
• Vom Umlenkstift 4 erfaßte Fadenspannungen werden in elektrische Signale verwandelt und in einer nicht dargestellten Vergleicherschaltung mit einem vorgebbaren Sollwert verglichen. Das Ausgangssignal des Soll-Istwertvergleichers wird im Verstärker 12 verstärkt und dem Frequenzumformer 13 aufgegeben, wodurch die Drehzahl des Reibwalzenantriebmotors 14 entsprechend derart gesteuert wird, daß der Fadenspannungsabweichung vom Sollwert entgegengewirkt wird.
• Der prinzipielle Aufbau des als Fadenspannungsmeßfühler ausgebildeten Umlenkstiftes 4 ist aus den Figuren 3 bis 5 ersichtlich.
• Hit Hilfe des Einsatzstücks 15 wird der Umlenkstift 4 in der Maschinenfront befestigt. Am Einsatzstück 15 sind mit Hilfe der Halterung 18 zwei gleich ausgebildete Federblätter 16 und 17 parallel zueinander fest eingespannt. An ihrem freien Ende sind die beiden Federblätter 16 und 17 mittels der Verspannung 19 zusammengehalten, so daß sie eine Parallelfeder bilden. Die Verspannung 19 trägt einen Ansatz 24, dessen radial nach außen weisende Fläche senkrecht zur Achse des Umlenkstiftes 4 steht.
• Ein Rohr 20 ist über die Parallelfeder 16 bis 19 geschoben und mit Hilfe eines Deckels 21 durch die Schraube 22 am Ansatz 24 befestigt.
• Zur Verminderung der Beanspruchung des Fadens 2, 3 durch Reibung ist längs einer vom Faden 2, 3 berührten Mantellinie des Rohres 20 ein Keramikstift 23 - in einer leichten Ausrundung der Rohrwand eingelassen und fixiert - befestigt. Zwar kann an seine Stelle auch eine örtliche Beschichtung treten; bei entsprechend gewählter Befestigung bietet der Stift 23 jedoch die Möglichkeit einer einfacheren Auswechslung bei Verschleiß.
• Auf mindestens einem der beiden Federblätter 16, 17 sind Dehnungsmeßstreifen 26, 27 aufgebracht, die bei einer Auslenkung des Umlenkstiftes 4 bzw. der Parallelfeder 16 bis 19 ein elektrisches Ausgangssignal liefern (vgl. Hütte, Bd. I, 28. Auflage 1955, Seite 1442/43), welches über Meßleitungen 28, 29 zu einer Brückenschaltung und der erwähnten Vergleichseinrichtung gelangt. Das bezüglich eines Sollwertes festgestellte Abweichungsmeßsignal wird dann in der Verstärkerschaltung 12 verstärkt und in der oben beschriebenen Weise anoden Reibwalsenantriebsmotor 14 weitergegeben.
• Die beschriebene Anordnung hat den Vorteil, daß sich das Biegemoment auf den Umlenkstift 4 durch eine geeignete Schaltung der Diagonalen der Meßbrückenschaltung bei insgesamt vier Dehnungsmeßstreifen weitgehend aufhebt.
• Weiterhin läßt sich der Einfluß des Biegemomentes noch durch eine Vergrößerung des Abstandes der Federblätter 16, 17 der Parallel feder vorteilhaft vermindern.
• BEZUGSZEI CHEN AUFSTELLUNG 1 Liefergalette 2 linker ) 3 rechter ) 4 Umlenkstift 5 ortsfester Fadenführer 6 Changierung 7 Nutenwalze 8 Spule 9 Spule 10 Reibwalze 12 Signalleitung 12 Verstärker 13 Frequenzumformer 14 R eibwalzenantriebsmotor 15 Einsatzstück t6 Federblatt ) der Parallelfeder 17 Federblatt ) 18 Halterung 19 Verspannung 20 Rohr 21 Deckel 22 Deckelbefestigung 23 Keramikstift 24 Ansatz 25 Spulspindel 26 Dehnungsmeßstreifen 27 Dehnungsmeßstreifen 28 Meßleitung 29 Meßleitung

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Aufspulvorrichtung für synthetische Fäden in Spinn- oder Spinnstreckmaschinen, bestehend aus einer im wesentlichen senkrecht aus der Haschinenfront auskragend gelagerten, drehend antreibbaren und vorzugsweise mehrfach umschlungenen Galette zur Lieferung mindestens eines Fadens, einem mit Abstand darunter befestigten Umlenkstift für den Faden, der mit weniger als 900 vom Faden umschlungen wird, einem unter dem Umlenkstift angeordneten, ortsfesten Fadenführer, einer Changiereinrichtung mit einem Changierfadenführer, dessen Hubenden im wesentlichen derart symmetrisch zu dem ortsfesten Fadenführer liegen, daß zwischen dem Fadenführer und den Hub enden des Changierfadenführers ein gleichsohenkeliges Changierdreieck ausgebildet ist, sowie einer Spulspindel mit einem Hülsenspannfutter zur Bildung mindestens einer Spule, welche an ihrem Umfang durch eine Reibwalze antreibbar ist, wobei die Drehzahl der Reibwalze durch ein Steuergerät in Abhängigkeit von der Abweichung des Istwertes eines Fadenspannungsmeßfühlers von einem vorgebbaren Sollwert steuerbar ist, dadurch gekennzeichnet1 daß der dem Faden (2, 3) zugeordnete letzte Umlenkstift (4) vor dem ortsfesten Fadenführer (5) als Fadenspannungsmeßfühler ausgebildet und vom Faden (2, 3) seitlich auslenkbar angeordnet ist.

   2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlenkstift (4) als an seinem einen Ende eingespannter Federstab (16, 17) ausgebildet ist, dei zur Erfassung seiner Auslenkung durch den Faden (2, 3) ein Sensor zugeordnet ist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des Federstabes (16, 17) ein zum Federstab (16, 17) paralleler Fadenüberlaufstift biegesteif befestigt ist.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet1 daß der Fadenüberlaufstift als eine den Federstab (16, 17) umschließende Hülle (20), insbesondere als Rohr, ausgebildet ist.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenüberlaufstift ein Keramikstift ist, der am freien Ende des Federstabes biegesteif eingespannt oder längs einer Mantellinie der Hülle (20) befestigt ist.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor als ein Paar Dehnungsmeßstreifen (26, 27) ausgebildet ist.

   7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslenkung des Federstabes (16, 17) elektrooptisch erfaßbar und ein elektrisches Signal der dem Steuergerät (13) für den Motor (14) der Reibwalze (10) zugeordneten Vergleichereinrichtung zum Ist-Sollwert-Vergleich zuführbar ist.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet 1 daß jeder Umlenkstift (4) aus einem Einsatzstück (15) zur auskragenden Befestigung an der Maschine, einem Federstab (16 bis 19) und einer den darüberleefendeu Faden (2, 3) umlenkenden Hülle (20) besteht, wobei der Federstab (16 bis 19) aus einer Parallelfeder (16, 17) besteht, die mit ihrem fest eingespannten Ende am Einsatzstück (15) auskragend befestigt ist, während an ihrem freien Ende eine den Umlenkstift (4) bildende Hülle (20) fixiert ist, und daß mindestens eines der die Parallelfeder bildenden Federblätter (16, 17) die als Sensoren ausgebildeten Dehnungsmeßstreifen (26, 27) trägt.

   9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallel feder aus drei parallelen Federblättern besteht und daß das mittlere Federblatt die Dehnungsmeßstreifen trägt.

   10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Parallel feder aus zwei parallelen Federblättern (16, 17) besteht und daß beide Dehnungsmeßstreifen (26, 27) tragen, deren Meßleitungen (28, 29) an einer Meßbrückenschaltung angeschlossen sind.

   11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle des Umlenkstiftes (4) ein auf einer Seite mit einem Verschlußdeckel (21) verschlossenes Rohr (20) ist, das über die Parallelfeder (16, 17) geschoben ist und dessen Innenseite am freien Ende (Ansatz (24)) der Parallelfeder (16, 17) befestigt ist, derart, daß die Beweglichkeit der Parallelfeder (16, 17) durch das Rohr (20) nicht beeinträchtigt ist.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (20) auf dem vom Faden (2, 3) berührten Umfangsbereich eine Beschichtung (23) trägt.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung ein Keramikstift (23), vorzugsweise parallel zu einer Mantellinie des Rohres (20), oder eine Keramikauflage ist.

   14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkstifte (4) einer Aufspulvorrichtung, insbesondere bei der Lieferung mehrerer Fäden (2, 3), die getrennt geführt und auf der Spulspindel (25) zu koaxialen Spulen (8, 9) aufgespult werden, gleich ausgebildet sind.