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Aufspulvorrichtung
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Aufspulvorrichtungen zum Aufwickeln von Fäden, die mit konstanter
Geschwindigkeit anfallen, werden üblicherweise mit konstanter Oberflächengeschwindigkeit
der Spule, im allgemeinen also durch eine Treibwalze, die mit konstanter Drehzahl
angetrieben wird, und mit einer mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenen Changiereinrichtung
betrieben. Die Changiergeschwindigkeit kann zur sog. Spiegelstörung (Vermeidung
von Bildwicklungen) um einen bestimmten Mittelwert schwanken oder von einem bestimmten
Grundwert aus in bestimmten Zeitintervallen zeitweise verändert werden. Eei diesen
Aufwickelvorricntungen entstehen sog. wilde Kreuzwic];lungen.
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Die wilde Kreuzwicklung steht im Gegensatz zur sog.
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Präzisions-Kreuzwicklung nach DIN 61801. Die Präzisions-Kreuzwicklung
zeichnet sich dadurch aus, daß das sog.
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Spulverhältnis, d.h. das Verhältnis von Spulspindeldrehzahl zu Changierst1alzendrehzahl
- oder anders ausgedrückt -von Spulspindeldrehzahl zu der Zahl der Doppelhübe der
Changiereinrichtung pro Zeiteinheit konstant auf einen ert eingestellt wird, bei
dem Bildwicklungen nicht auftreten.
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In mehrstelligen Textilmaschinen mit einer Vielzahl von gleichartigen
Aufspulvorrichtungen bedeutet dies, daß die Spulspindel und die Changiereinrichtung
getrieblich miteinander verbunden sein müssen bzw. daß man zwischen beiden elektrische
ellen (Gleichlaufschaltung) vorsehen muß, die ein konstantes ubersetzungsverilältnis
gewährleisten. Der Getriebezug muß auch einstellbar sein, da Präzisionswicklungen
mit unterschiedlichem Spulverältnis
hergestellt werden.
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Das bereitet Schwierigkeiten, wenn die Spule mit einer Treibwalze
angetrieben wird. Der Nachteil besteht darin, daß in diesem Falle die Drehmomentübertragung
für den Antrieb der Changiereinrichtung von der Treibwalze aus über die Spulenoberfläche
erfolgen muß. Das hat Schädigungen der Spulenoberfläche zur Folge.
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Dieser Nachteil wird erfindungsgemäß dadurch behoben, daß die Changiereinrichtung
einerseits durch einen Getriebezug von der Spulspindel aus angetrieben wird, daß
andererseits zu ihrem Antrieb aber auch noch ein Hilfsantrieb vorgesehen ist, der
einen Teil des erforderlichen Drehmoments als Grundlast aufbringt und dessen Drehmoment
unabhängig von der Drehzahl ist.
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Hierfür eignen sich insbesondere Schlupfmotoren, die in gewissen Drehzahlbereichen
mit verhältnismäßig geringem Verlust ein im wesentlichen schlupfunabhängiges Drehmoment
übertragen I;önnen.
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Weiterhin ist nach der Erfindung alternativ vorgesehen, den Hilfsantrieb
für die Changiereinrichtung von der Treibwalze abzuleiten und zwischen den beiden
Wellen eine Schlupfkupplung, beispielsweise Hysteresekupplung anzuordnen, die unabhängig
vom Schlupf zwischen ihrer An-und Abtriebshälfte ein vorgebbares, insbesondere konstant
tes Drehmoment überträgt.
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In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den Hilfsantrieb für
die Changiereinrichtung, d.n. den Schlupfmotor bzw. die Schlupfkupplung, in lonängigeit
von dem wachsenden Durchmesser der Spule zu steuern, und zwar in dem Sinn, daß das
zu übertragende Drehmoment vermindert
wird. Dazu wird die Spulspindel
mit der darauf gebildeten Spule auf einem Spulenhebel gelagert, der um eine parallel
zur Spulspindel angeordnete Achse verschwenkbar ist.
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Die Schwenkbewegung des Spulenhebels wird mit einem Meßfühler abgetastet
und das hieraus gewonnene Meßsignal zum Steuern des Hilfsantriebs verwandt.
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Bei der Realisierung aer vorliegenden Erfindung an einer Präzisionskreuzspulmaschine
mit einer Mehrzahl von Spulstellen ist zur baulichen Vereinfachung des Antriebs
der Maschine vorgesehen, die Treibwalzen der in Reihe hintereinander liegenden Aufspulvorrichtungen
auf einer gemeinsamen Welle anzuordnen und durch einen einzigen Motor gemeinsam
und mit konstanter Geschwindigkeit anzutreiben. Von diesem oder einem separaten,
für mehrere gleichartige Aufspulvorrichtungen gemeinsamen, zentralen Antriebsmotor
wird der Antrieb der Changiereinrichtungen abgeleitet, und zwar mittels einer Welle,
die sich längs der Changiereinrichtungen mehrerer solcher Auf spulvorrichtungen
erstreckt. Die Welle ist mit den Changiereinrichtungen über jeweils eine Schlupfkupplung,
die in wesentlichen unabhängig vom Schlupf zwischen ihrer An-und Abtriebsseite ein
Drehmoment überträgt, verbunden.
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Die einzelnen Schlupfkupplungen, insbesondere elektromagnetische Kupplungen,
werden wiederum in Abhängigkeit vom-wachsenden Durchmesser der Spulen auf den Spulspindeln
gesteuert.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der beigegebenen Zeichnung
erläutert.
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Es zeigen Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Präzisionskreuzspulvorrichtung
mit Antrieb der Changiereinrichtung durch die Spulspindel und einen zusätzlichen
Schlupfmotor;
Fig. 2 eine ähnliche Vorrichtung, bei der jedoch der
zusätzliche Antrieb der Changiereinrichtung von der Treibwalze abgeleitet wird.
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Figur 1 zeigt in schematischer Anordnung eine Präzisionskreuzspulvorrichtung
mit einer auf der Spulspindel 2 gebildeten Präzisions-Kreuzspule 1. Diese besitzt
einen Oberflächenantrieb durch Treibwalze 3.
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Vorzugsweise liegen mehrere Spuleinheiten nebeneinander, wobei zur
Vereinfachung des Antriebs mehrere hintereinander angeordnete Treibwalzen auf einer
gemeinsamen, sich längs der Maschinenfront erstreckenden Welle gelagert und von
einem für eine derartige Antriebsleistung dimensionierten Motor gemeinsam angetrieben
werden. Die Changierung, beispielsweise eine Kehrgewindewelle 4 mit hin- und hergehendem
Changierfadenführer 5, ist wie bei Präzisionskreuzspulvorrichtungen üblich, mit
dem Antrieb der Spulspindel 1 getrieblich verbunden. In Figur 1 erfolgt dies durch
den Getriebezug 9 über mehrere Stationen.
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Im einzelnen ist die Spulspindel 2 zur Erzielung einer radialen Beweglichkeit
der wachsenden Spule 1 relativ zur Treibwalze 3 auf einem Spulenhebel 8 drehbar
gelagert. Dieser wiederum ist um eine zur Spulspindel 2 parallele Schwenkachse 16
am Maschinengestell schwenkbar. Am eingespannten Ende des Spulenhebels 8 ist eine
Riemenscheibe 11 auf der Schwenkachse 16 drehbar befestigt. Von einer zur Spulspindel
2 koaxialen Riemenscheibe wird durch Treibriemen 10 ein Drehmoment auf die Riemenscheibe
11 übertragen und von hier mit einem zweiten Treibriemen 12 auf eine Riemenscheibe
13 am Ausgang eines Schaltgetriebes 17, insbesondere Planetenradgetriebes. Der Ausgang
des Schaltgetriebes
17 schließlich überträgt mit einem dritten
Treibriemen 15 das Drehmoment auf die zur Changiereinrichtung 4 koaxiale Riemenscheibe
14.
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Die Treibriemen 10, 12 und 15 der beschriebenen Getriebeverbindung
sind vorzugsweise Zahnriemen und die Riemenscheiben hierauf abgestimmte Zahnriemenscheiben.
Übliche Spanneinrichtungen wurden zur Vereinfachung der Zeichnung nicht näher dargestellt.
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Damit nun durch das zum Antrieb der Changiereinrichtung 4 benötigte
Drehmoment, das über den Getriebezug 9 und den Umfang der Spule 1 von der Treibwalze
3 abgeleitet wird, die Windungen der Spule 1 in einem noch geringeren Maß durch
Friktion beansprucht werden, ist erfindungsgemäß ein Hilfsantrieb 18 für den Antrieb
der Changierung 4 vorgesehen, der in Fig. 1 als Schlupfmotor ausgebildet ist. Dieser
Motor wird während der Spulreise vorzugsweise von einer Steuereinrichtung 19 in
Abhängigkeit vom anwachsenden Durchmesser der Spule 1 gesteuert. Er ist ausgangsseitig
mit dem Schaltgetriebe 17 verbunden.
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Ohne eine Steuerung 19 des Hilfsantriebs 18 wird von diesem im wesentlichen
ein konstantes Drehmoment auf das Schaltgetriebe und die Changiereinrichtung 4 bertragen.
Somit kann von der Treibwalze 3 das auf den Spulenumfang einzuleitende Drehmoment
während der Spulreise abnehmen und die Beanspruchung der äußeren Fadenwindungen
bei gleichbleibender Spulenhärte herabsetzen.
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In der bevorzugten Ausführung wird beim Aufspulen des von der Überlaufrolle
oder -stange 7 kontinuierlich zugeführten Fadens 6 das erforderliche Drehmoment
zum Antrieb der Changiereinrichtung 4 mit wachsendem Spulen-
durchmesser
kleiner. Aus diesem Grund wird der Spulendurchmesser durch eine Meßeinrichtung 20,
die den Schwenkwinkel des Spulenhebels 8 feststellt, erfaßt und das erhaltene Steuersignal
benutzt, um die Spannung des Schlupfmotors in dem Maß herabzusetzen, wie das aufzubringende
Drehmoment vermindert wird.
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Das Ausführungsbeispiel der Präzisionskreuzspulvorrichtung nach Fig.
2 unterscheidet sich von Fig. 1 durch die Ausbildung des Hilfsantriebs für die mit
der Spulspindel 2 getrieblich verbundene Changiereinrichtung 4.
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Im vorliegenden Fall wird der Hilfsantrieb direkt von der Treibwalze
3 abgeleitet. Hierzu ist zwischen Antriebswelle der Treibwalze 3 und Riemenscheibe
13 des Getriebezuges 9 eine Zwischenwelle 22 vorgesehen, die eine Schlupfkupplung
21, beispielsweise Induktionskupplung besitzt. Die Betätigungseinrichtung 23 für
die Schlupfkupplung wird wie nach Fig. 1 von einer Steuereinrichtung 19 gesteuert,
durch die ein von der Meßeinrichtung 20 für den Schwenkwinkel des Spulenhebels 8
kommendes Meßsignal verstärkt und in einen entsprechenden Erregerstrom für die Kupplung
umgeformt wird.
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In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Grundanteil des Drehmoments
von der Treibwalze 3 abgenommen und dem Antrieb der Changiereinrichtung 4 über die
vom wachsenden Spulendurchmesser gesteuerte Schlupfkupplung zugeführt.
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Das erforderliche Restmoment wird über die Spulspindel 2 und den Getriebezug
9 auf den Antrieb der Changiereinrichtung 4 übertragen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist dargestellt, daß die Treibwalze
3 ortsfest gelagert ist. Sie wird durch Welle 24 angetrieben, die sich über eine
Vielzahl von gleichartigen Spulstellen erstreckt und mit konstanter Drehzahl angetrieben
wird. An der Treibwalze 3 liegt die Spule 1 an.
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Die Spule 1 wird zwischen den Klemmtellern 25 eingeklemmt, deren Wellenstümpfe
frei drehbar gelagert sind und in diesem Falle die Spulspindel 2 darstellen.
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Die Changiereinrichtung besteht aus zwei exzentrisch zueinander gelagerten
Flügeln 26, 27, die durch Getriebe 28 entgegengesetzt zueinander angetrieben sind
und den Faden über das Leitlineal 29 führen. Zum Antrieb des Getriebes 28 dient
das Schneckenrad 30, das auf einer Welle 31 des Getriebes sitzt, sowie die Schnecke
32 auf der Welle 33.
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Die Welle 33 wird durch die Riemenscheiben 34 und Treibriemen 35 sowie
Riemenscheiben 36, die auf der Spulspindel 2 sitzen, angetrieben. Die Riemenscheiben
36 sind auf der Spulspindel 2 frei drehbar gelagert. Sie können nacheinander mittels
nur einer angedeutet gezeichneten Ziehkeilkupplung 37 in Drehverbindung mit der
Spulspindel 2 gebraclit werde hierzu dient eine 3etätigungseinrichtung 38, die über
Schalteiilriclltung 39 in Gang gesetzt wird. Die Schalteinrichtung 39 erhält ihr
Eingangssignal durch eie Meßeinrichtung 20, durch die die Drehzahl der Spulspindel
2 abgetastet wird,und einen Verstärker 40. Auch bei diesem AusführungsDeispiel wird
das für die Changiereinrichtung erforderliche Drehmoment von der Treibwalze über
die Spule übertragen. Um Schlupf zwischen der Treibwalze und der Spule zu vermeiden,
ist eine Induktionskupplung 21 als Hilfsantrieb vorgesehen. Diese Induktionskupplung
21 überträgt ein zusätzliches Drehmoment, das von der Felle 24 über Riemenscheiben
41, 42 und Riemen 43 auf die Welle 33 der Schnecke 32 übertragen wird.
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Es ist zu erwähnen, daß die Spulspindel 2 sowie die Welle 33
mit
der gesamten Changiereinrichtung auf einem gemeinsamen Traggestell gelagert sind,
dessen Abstand zu der ortsfesten Treibwalze im Verlaufe der Spulreise verändert
werden kann, wobei durch nicht dargestellte Spannräder die Längenänderung des Riemens
43 ausgeglichen wird.
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Das von der Induktionskupplung 21 übertragene Drehmoment wird in Abhängigkeit
von den Ausgangssignal des Meßgebers 20, der die Drehzahl der Spulspindel 2 abtastet,
mittels Verstärker 40 im Verlaufe der Spulreise nach einer zuvor ermittelten Funktion
derart verändert, daß das von der Treibwalze 3 auf die Spule 1 übertragene Drehmoment
innerhalb zulässiger Grenzen bleibt.
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imine derartige Changierung findet mit großem Vorteil in Falschzwirnkräuselmaschinen
für synthetische Fäden Anwendung.
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Falschzwirnkräuselmaschinen besitzen eine große Anzahl von Bearbeitungsstellen.
In jeder Bearbeitungsstelle wird ein Faden erhitzt und abgekühlt und dabei falschgezwirnt,
wobei eventuell gleichzeitig eine Verstreckung erfolgen kann.
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Anschließend wird der Faden nach weiteren Behandlungen auf jeweils
einer Aufspuleinrichtung aufgespult. Infolge der großen Anzahl von Bearbeitungsstellen
werden sämtliche Aufs7icklungen gleichartig ausgefüljrt, wobei zur Vereinfachung
des Antriebes die Treibwalzen auf einer gemeinsamen Welle sitzen. Bisher wurden
die hufwicklungen mit wilder Wicklung betrieben. Die wilde Wicklung lnat den Vorteil,
daß bei ihr der Itreuzungswinkel im Verlaufe der Spulreise konstant bleibt.
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Daraus ergibt sich zum einen der technische Vorteil, daß auch die
Changiereinrichtung mit konstanter Drehzahl angetrieben ist, so daß sämtliche Changiereinrichtungen
einer Falschzwirnkräuselmaschine ebenfalls mittels einer gemeinsamen Antriebswelle
anzutreiben sind.
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Zum anderen hat die wilde Wicklung den Vorteil, daß die Ablagemenge
des Fadens, die sich aus der geometrischen
Summe der Umfangsgeschwindigkeit
der Treibwalze und der Changiergeschwindigkeit ergibt, im Verlaufe der Spulreise
konstant ist. Es wurde bisher für unmöglich gehalten, die durch Falschzwirnen gekräuselten
Fäden in einer Präzisionswicklung abzulegen. Es hat sich nun herausgestellt, daß
durch eine im Verlaufe der Spulreise abgestufte Änderung der Changiergeschwindigkeit
ebenfalls stabile Wickel erzielt werden können, die darüberhinaus - wie jede Präzisionswicklung
- den Vorteil haben, daß sie nicht unter den für wilde Wicklungen typischen Spiegelbildungen
leiden.
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Bezugszeichenaufstellung 1 Spule 2 Spulspindel 3 Treibwalze 4 Changiereinrichtung
5 Changierfadenführer 6 Faden 7 Uberlaufstange 8 Spulenhebel 9 Getriebezug 10 erster
Treibriemen 11 Riemenscheibe 12 zweiter Treibriemen 13 Riemenscheibe 14 Riemenscheibe
15 dritter Treibriemen 16 Schwenkachse 17 Schaltgetriebe, Planetenradgetriebe 18
Hilfsmotor, Schlupfmotor 19 Steuereinrichtung 20 Meßeinrichtung, Potentiometer 21
Schlupfkupplung 22 Welle 23 Betätigungseinrichtung für Schlupfkupplung 24 Welle
25 Klemmteller 26 Flügel 27 Flügel 28 Getriebe 29 Leitlineal 30 Schneckenrad 31
Welle
32 Schnecke 33 Welle 34 Riemenscheiben 35 Treibriemen 36
Riemensclleiben 37 Ziehkeilkupplung 38 Detätigungseinrichtung 39 Schalteinrichtung
40 Verstärker 41 Riemenscheibe 42 Riemenscheibe 43 Riemen
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