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Changiervorrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Changiervorrichtung zum Hin- und
Herführen von auf eine AufwickelVorriChtung auflaufenden Fäden nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine derartige Changiervorrichtung ist aus der DE-PS 15 35 G91 bekannt.
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Die bekannte Changiervorrichtung ist für hohe Changiergeschwindigkeiten
über 3000 m/min, wie sie heute beim Spinnen und Aufwickeln von endlosen Chemiefasern
in Form von Kreuz spulen allgemein verwandt werden, gut geeignet. Sie hat gegenüber
anderen bekannten Changiervorrichtungen, insbesondere einem von einer Kehrgewindewelle
angetriebenen hin- und hergehenden Changierfadenführer den großen Vorteil, daß der
Fadenführer mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit umläuft und daher an
den Fadenumkehrpunkten keinen kritischen Beschleunigungen oder Verzögerungen unterworfen
ist. Da hieraus - in Verbindung mit der Masse des Fadenführers - nur wesentlich
kleinere Massekräfte resultieren, ist der Verschleiß der Fördermittel und der von
ihnen angetriebenen Changierfadenführer vergleichsmäßig gerina.
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Bei den bekannten Changiervorrichtungen der eingangs angegebenen Art
ist die Synchronisation der Fadenmitnehmer auf die Hubumkehrpunkte der Changierbereiche
problematisch.
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Aus geometrischen Betrachtungen ergibt sich, daß zur Erzielung einer
Synchronisation der Fadenmitnehmer der Umfang der Umlenkrollen für die Riemen gleich
der doppelten Changierhublänge sein müßte. Daraus ergeben sich aber für Changiervorrichtungen
mit üblicher Changierhublänge
unerwünscht große Durchmesser der
Umlenkrollen, die konstruktiv nicht untergebracht werden können, insbesondere nicht,
wenn mehrere Changiereinheiten nebeneinander angeordnet werden sollen.
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Die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung ist
eine Lösung für das technische Problem der Synchronisation der an den gegensinnig
umlaufend angetriebenen Riemen befestigten Fadenmitnehmer auf die Hubumkehrpunkte
einer gattungsgemäßen Changiervorrichtung.
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Mit der Begründung geringerer Spulengewichte, einer einfacheren Handhabung
und wesentlich besserer Ablaufeigenschaften beim Überkopf abzug des Fadens von der
Spule in den nachfolgenden textilen Verarbeitungsstufen wurde es erforderlich, auf
einem Spannfutter einer Aufwickelmaschine oftmals mehrere kurze Spulen hintereinander
zu bilden. So sind Aufspulmaschinen bekannt, bei denen auf einem einzigen Spannfutter
bis zu acht Fäden hintereinander zu Kreuzspulen aufgewickelt werden.
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Dies erfordert jedoch eine entsprechend große Anzahl von über die
Spannfutterlänge verteilten Changiereinrichtungen und deren Antrieb.
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Eine Changiervorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für
mehrere, eng nebeneinander angeordnete Spulbereiche ist im Stand der Technik bisher
nicht bekannt.
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Ziel der weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es daher, die Changiervorrichtung
nach Anspruch 1 derart aus zubilden, daß mehrere axial hintereinander auf eine Spannfutterwelle
auflaufende Fäden hin- und herverlegt und bei enger Spulenteilung zu Kreuz spulen
aufgewickelt werden können. Zur Verringerung des baulichen Aufwandes für den
Antrieb
der Fadenmitnehmer sollen dabei mehrere Changierbereiche hinsichtlich ihrer Fördermittel
für die Fadenmitnehmer zusammengefaßt werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung in diesem Sinn sind in
den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.
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Die zeitliche Abstimmung der Fadenmitnehmer auf die Umkehrpunkte benachbarter
Changierbereiche erfordert einen Längenausgleich an den umlaufenden Riemen, da der
axiale Abstand zwischen zwei Kreuzspulen üblicherweise wesentlich kleiner ist als
die Länge der Kreuzspule selbst, das heißt der vorgesehene Changierbereich.
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Dieser Längenausgleich wird erfindungsgemäß durch ein Umwegglied ermöglicht,
auf dem ein Teil des Endlosriemens, Zahnriemens oder dergleichen - einschließlich
des an dem vorausgehenden Fadenumkehrpunkt freigegebenen Fadenmitnehmers - so lange
aus der Changierebene verschwindet oder gespeichert wird, bis der Fadenmitnehmer
im benachbarten Changierbereich wieder in Aktion treten soll, um dort den nächsten
Faden zu übernehmen und in Riemenlaufrichtung zu einer beispielsweise zweiten Spule
zu verlegen.
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Durch die erfindungsgemäß vorgesehenen Umwegglieder, die vorzugsweise
als drehbar gelagerte Umlenkrollen ausgebildet sein können, gelingt es, mehrere
Changierbereiche axial so dicht nebeneinander anzuordnen, wie es von Changiervorrichtungen
mit Kehrgewindewalzenantrieb bekannt ist. Als besonderer Vorteil bleibt dabei die
hohe erreichbare Changiergeschwindigkeit bei nur geringen Massekräften und die trägheitslose
Fadenübergabe erhalten.
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Bevorzugt werden jeweils zwei nebeneinanderliegende Changierbereiche
zu einer Changiereinheit zusammengefaßt, so daß jeweils zwischen zwei Changierbereichen
eine
Umlenkrolle angeordnet ist, die in einer Ebene senkrecht zur Changierebene zweier
benachbarter Changierbereiche hinsichtlich ihres Abstands zur Changierebene in einer
Führung einstellbar gelagert ist.
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Am Ende jedes Changierbereichs muß der Fadenmitnehmer den dorthingeführten
Faden freigeben, da der Riemen in seiner Laufrichtung nicht umgekehrt wird. Der
Faden wird an der Umkehrstelle vom Fadenmitnehmer des gegensinnig umlaufenden Riemens
zum anderen Fadenumkehrpunkt zurückgeführt. Zum Herausheben der Fäden aus den Fadenmitnehmern
an den jeweiligen Fadenumkehrpunkten sind erfindungsgemäß zwischen den benachbarten
Changierbereichen maschinenfeste Leisten mit entsprechenden Auflaufkurven angeordnet.
Während ein Faden auf die Auflaufkurve geführt wird, wird der Riemen aus seiner
Bewegungsrichtung umgelenkt, wobei der Fadenmitnehmer den Faden freigibt. Der aus
der entgegengesetzten Richtung zulaufende Fadenmitnehmer übernimmt ihn sodann und
führt ihn zum Fadenumkehrpunkt am anderen Ende des Changierhubes zurück. Die Fadenübergabe
kann aber auch so gestaltet werden, daß die Riemen derart über die Umlenkrollen
laufen, daß sie sich in den Changierbereichen jeweils kreuzen.
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Diesbezüglich wird auf die Beschreibung der bereits erwähnten DE-PS
15 35 091 Bezug genommen.
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Nach Anspruch 11 ist vorgesehen, daß der von den Fadenmitnehmern hin-
und hergeführte Faden entlang einer konvex gewölbten Führungsleiste ausgelenkt wird,die
parallel zu den Umlaufebenen der Riemen zwischen den Fadenumkehrpunkten angeordnet
ist. Diese Maßnahme ist zu einer vorteilhaften Kompensation des Fadenspannungsanstiegs
an den Changierhubenden vorgesehen. Die Ausbildung der Führungsleiste und ihrer
Wölbung ergibt sich unter Berücksichtigung des zwischen den Fadenumkehrpunkten und
der Changierhubmitte erforderlichen geometrischen Fadenlängenausgleichs.
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Die im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 12 bis 14 angegebene Maßnahme
gibt bevorzugte und baulich einfach zu verwirklichende Haßndhmen an, um die hin-
und herzuverlegenden Fäden in den Padenumkehrpunkten von dem in der oberen Ebene
umlaufenden Riemen und den ihm zugeordneten Fadenführern an den in der unteren Ebene
in entgegengesetzter Richtung umlauf enden Riemen - sowie entsprechend umgekehrt
- sicher zu übergeben bzw. zu übernehmen. Es sei betont, daß diese Lösung nicht
auf Riemenchangierungen für Spulvorrichtungen mit mindestens zwei auf einer Spannfutterwelle
hintereinander angeordneten Spulenhülsen beschränkt ist. Sie sieht vor, daß die
Umlenkrollen für den in der einen Ebene umlaufenden Riemen bezüglich der Umlenkrollen
für den in der anderen Ebene umlaufenden Riemen in Richtung der Längserstreckung
der Changierbereiche zueinander parallel versetzt sind. Dies erfolgt vorzugSweise
für alle Umlenkrollen einer der beiden Umlaufbenen der Riemen um den gleichen Betrag
und mit der Maßgabe, daß der den Fadenführer ans Changierhubende eines Changierbereiches
führende Riemen - in Richtung der Längserstreckung des Changierbereichs und in Riemenlaufrichtung
gesehen -bereits umgelenkt wird und hinter der Fadenführunqsleiste verschwindet,
bevor der entgegengesetzt umlaufende Fadenführer vor der Fadenführungsleiste auftaucht
und den Faden in seiner Bewegungsrichtung mitnimmt. Das Maß der relativen Parallelversetzung
der Umlenkrollen der beiden Ebenen zueinander ist hierbei abhängig vom Durchmesser
der Umlenkrollen, der Riemendicke, der Länge der radial abstehenden Fadenführer
und gegebenenfalls vom Abstand der Fadenführungsleiste von den umlaufenden Riemen;
es läßt sich geometrisch oder nach einer aus den geömetrischen Verhältnissen hergeleiteten
mathematischen Formel ermitteln.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Zeichnung
näher erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 Eine Aufsicht auf die Riemen der Changiervorrichtung
zweier benachbarter Changierbereiche; Fig. 2 den gemeinsamen Antrieb der Riemen
der Changiervorrichtung gemäß Fig. 1; Fig. 3 einen Ausschnitt einer abgeänderten
Changiervorrichtung.
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Fig. 1 zeigt eine schematische Aufsicht auf die Riemenführung für
eine erfindungsgemäße Changiereinheit mit zwei in engem Abstand nebeneinander angeordneten
Changierbereichen 1 und 2. Die Changierbereiche sind jeweils zwischen zwei Umlenkrollen
3 und 4 bzw. 5 und 6 gebildet. Zwischen den Umlenkrollen 4 und 5 am Ende des Changierbereichs
1 bzw.
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am Anfang des Changierbereichs 2 ist ein Umwegglied angeordnet, das
ebenfalls als drehbare Umlenkrolle 7 ausgebildet ist und dessen Funktion noch näher
erläutert wird.
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Der Rückführung des den Changierbereich 1 bzw. 2 verlassenden Riemens
10 an den Changierhubanfang dienen weitere, drehbare Umlenkrollen 8 und 9.
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Im Changierbereich 1, 2 laufen zwei Endlosriemen 10 in zueinander
parallelen Ebenen kontinuierlich übereinander und in entgegengesetzter Richtung
angetrieben um. Es sei betont, daß der Begriff Riemen hier als Sammelbegriff auch
für alle entsprechenden anderen Fördermittel, wie Bänder, Zahnriemen und Rollenketten
oder dergleichen, verstanden werden soll; entsprechendes gilt für die Überlaufrollen
oder -scheiben. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß zu dem verdeckten Riemen
10' (vergl. Fig. 2) zu den Umlenkrollen 3 bis 9 koaxiale Umlenkrollen 3' bis 9'
in einer parallelen Ebene frei
drehbar angeordnet sind. Beide Endlosriemen
10, 10' tragen über ihre Länge verteilt Fadenmitnehmer 11 bzw. 11', die zur Hin-
und Herverlegung der Fäden in den beiden Changierbereichen 1 und 2 zusammenwirken.
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Die Fadenmitnehmer 11 können entsprechend der DE-PS 15 35 091 oder
in anderer, für eine derartige Riemenchangierung zweckmäßiger Form ausgebildet sein.
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Der Abstand der Fadenmitnehmer 11 auf jedem der beiden Endlosriemen
10, 10' beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel das Doppelte der Changierhublänge
H zwischen zwei Fadenumkehrpunkten und die Gesamtlänge für jeden der Endlosriemen
ist ein geradzahlåges Vielfaches der Changierhublänge H. Bei der dargestellten Changiereinheit
mit zwei Changierbereichen beträgt die Länge der Endlosriemen 10, 10' vorzugsweise
das Achtfache der Changierhublänge H und jeder EndlOsriemen 10, 10' trägt über seine
Länge verteilt jeweils 4 Fadenmitnehmer 11 bzw. 11', die sich bei gegensinniger
Umlaufrichtung und gleichförmiger Geschwindigkeit der Riemen erfindungsgemäß immer
etwa an den Umkehrpunkten des jeweiligen Changierhubs begegnen.
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Da die in Richtung der nicht darqestellten Spulspindel gesehen axiale
Länge zwischen zwei Changierbereichen möglichst kurz gewählt ist, um die Länge der
Spulspindel vorteilhaft zu belegen, besteht das Problem, daß der den Changierbereich
1 verlassendeFådenmitnehmer bei geradliniger Riemenführung wegen des kurzen Abstandes
der Spulenhülsen viel zu schnell am Beginn des Changierbereichs 2 angelangt wäre.Der
Faden kann dann nicht mehr ordnungsgemäß hin- und herverlegt werden. Zur Abhilfe
dieses Problems wird der Endlosriemen 10 - und in Gegenrichtung der Endlosriemen
10' - zum Längenausgleich und zur Synchronisation der Fadenmitnehmer 11 bzw. 11'
auf die Fadenumkehrpunkte
über eine Umlenkrolle 7, 7' geführt,
die als Umwegglied dient. Die Umwegstrecke zwischen den beiden benachbarten Fadenumkehrpunkten
an den Umlenkrollen 4, 4' und 5, 5' beträgt genau das Zweifache der Changierhublänge
H oder ein Mehrfaches hiervon. Die Strecke ergibt sich aus dem Abstand der Changierbereiche
1 und 2 und dem senkrechten Abstand der koaxialen, von den Endlosriemen 10, 10'
umschlungenen Umlenkrollen 7, 7' von der Changierebene der Fäden. Eine Justierung
erfolgt durch Einstellung des Abstandes der Umlenkrollen 7, 7' von der Changierebene
in einer Langlochführung oder dergleichen.
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Zur Übergabe der Fäden von den Fadenmitnehmern 11 an die gegensinnig
angetriebenen Fadenmitnehmer 11' (und umgekehrt) an den Changierhubenden sind dort
maschinenfeste Leisten 12 mit Auflaufkurve 13 symmetrisch zu den Changierbereichen
angeordnet.
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Zwischen den Leisten 12 befinden sich über die Länge des Changierhubes
H reichende Fadenführungsleisten 14, die parallel zu den Umlaufebenen der Riemen
angeordnet sind.
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Die Fadenführungsleisten 14 sind auf der von der Laufebene des Riemens
abgewandten Seite konvex gewölbt, so daß der hin- und herverlegte Faden aus der
Riemenlaufebene ausgelenkt wird, und zwar am stärksten in der Mitte des Changierhubes.
Die Wölbung der Führungsleiste 14, die empirisch oder rechnerisch ermittelt wird,
dient der Kompensation der im Changierdreieck auftretenden Fadenspannungserhöhungen.
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Wenn der Faden am Changierhubende durch den Impuls des Fadenmitnehmers
11 auf die Schräge der Auflaufkurve 13 geführt wird, folgt gleichzeitig eine Umlenkung
des Riemens an der Umlenkrolle 4 bzw. 6 derart, daß der Faden vom
Fadenmitnehmer
11 abgestreift und freigegeben wird.
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Bedingt durch die Schräge der Auflaufkurve 13 und die Tendenz des
Fadens infolge seiner Fadenspannung zur Changierhubmitte zurückzugleiten, wird er
sofort von einem Fadenmitnehmer 11' des gegensinnig umlaufenden Endlosriemens 10'
erfaßt und zum anderen Ende des Changierhubs mitgenommen, wo er im Fadenumkehrpunkt
auf die dort vorgesehene Auf laufkurve 13 der Leiste 12 geführt und dort wieder
abgestreift wird. Diese wechselseitige Fadenübernahme erfolgt bis zur Fertigstellung
der Spule.
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Es sei noch erwähnt, daß der Abstand zwischen den Changierbereichen
1 und 2 so gewählt ist, daß der Platz zur Bildung einer Fadenreservewicklung auf
der Spulenhülse nach einem Spulenwechsel ausreicht. Eine Einrichtung hierfür, die
nicht Gegenstand dieser Anmeldung istt wurde nicht dargestellt. Sie ist jedoch üblicherweise
vorhanden. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 25 47 401
bekannt, auf die diesbezüglich verwiesen wird.
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Der Antrieb der Riemen 10, 1Ö' der Changiereinheit ist in Fig. 2 in
einem Querschnitt dargestellt. Die Besonderheit besteht darin, daß beide EndlOsriemen
10, 10' von einer gemeinsamen Riemen- oder Zahnscheibe 15 angetrieben Sind, auch
wenn sie gegensinnig umlaufen. Dies gelingt dadurch, daß der Antrieb der auf getrennten
Lagerzapfen 18 frei drehbar gelagerten Riemenscheiben 16, 16' im einen Fall direkt
und für den gegensinnig umlaufenden Endlosriemen unter Zwischenschaltung einer weiteren
Riemenscheibe 17 erfolgt, durch welche eine Drehrichtungsumkehr der Scheibe 16 stattfindet.
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Die als Umwegglieder dienenden Umlenkrollen 7, 7' sind formschlüssig,
beispielsweise durch bekannte Keilverbindungen mit den Riemenscheiben 16, 16' verbunden.
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Schließlich sei erwähnt, daß die Riemen 10, 10' über die Umlenkrollen
7, 7' in Umfangsnuten 19 geführt sind, die eine solche radiale Tiefe haben, daß
die Fadenmitnehmer 11, 11' darin problemlos eintauchen können.
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In Fig. 3 ist ein Ausschnitt einer abgeänderten Changiervorrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt. Der Ausschnitt zeigt den Changierbereich einer
einzigen Changiereinheit in vergrößertem Maßstab. Die neben der Fadenführungsleiste
14 an den Fadenumkehrpunkten drehbar gelagerten Umlenkrollen 3 und 4 in der Umlaufebene
des oberen Riemens 10 sind bei diesem Ausführungsbeispiel gegenüber den entsprechenden
Umlenkrollen 3' und 4' in der Umlaufebene des unteren Riemens 10' parallel versetzt,
und zwar um einen Betrag e, der diese Exzentrizität angibt. Die Verschiebung erfolgt
bei der angegebenen Drehrichtung 22 bzw. 23 der Umlenkrollen in Richtung der Längserstreckung
des Changierbereichs nach rechts Hierdurch wird erreicht, daß der in der oberen
Ebene des Riemens 10 umlaufende Fadenführer 11 am linken Changierhubende - im Vergleich
zu koaxial angeordneten Umlenkrollen - etwas früher umgelenkt wird und hinter der
Fadenführungsleiste 14, die den Faden zurückhält, wegtaucht als der in der unteren
Ebene des Riemens 10' umlaufende Fadenführer 11' in die Changierebene hineinläuft,
um den freigegebenen Faden mitzunehmen. Entsprechendes gilt umgekehrt auch für das
rechte Changierhubende, wo die obere Umlenkrolle 3 gegenüber der unteren ebenfalls
um den Betrag e parallel nach rechts versetzt ist. In beiden Ebenen ist der Abstand
der Drehachsen der Umlenkrollen 3, 4 bzw. 3', 4' gleich groß und entspricht der
Changierhublänge H abzüglich der Exzentrizität e. Durch zusätzlich angebrachte Auflaufkurven
13 an den Fadenumkehrpunkten - entsprechend Fig. 1 -
wird das Maß
der Exzentrizität e verringert. Der Winkel p, bei dem der Fadenmitnehmer 11 jeweils
hinter die Fadenführungsleiste wegtaucht,ergibt sich aus der geometrischen Beziehung
- cs (r + d + z) T = arc cos (r + d + 1) ' worin der Radius r der Umlenkrolle, d
die Dicke des umlaufenden Riemens, z der Abstand der Fadenführungsleiste am Changierhubende
vom Riemen und 1 die Länge des Fadenmitnehmers 11 in radialer Richtung ist.
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Hiermit ergibt sich für die Exzentrizität der Umlenkrolle
wobei die Werte für r, d, z und 1 durch die Konstruktion festgelegt werden.
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BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Changierbereich 2 Changierbereich 3 Umlenkrolle
4 Umlenkrolle 5 Umlenkrolle 6 Umlenkrolle 7 Umwegglied; Umlenkrolle 8 Umlenkrolle
9 Umlenkrolle 10 Riemen; Endlosriemen; Zahnriemen 11 Fadenmitnehmer 12 maschinenfeste
Leiste 13 Auflaufkurve 14 Fadenführungsleiste 15 angetriebene Riemenscheibe; Antrieb
16 getriebene Riemenscheibe 17 Riemenscheibe 18 Lagerzapfen 19 Umfangsnut 20 Antriebsriemen
für im Gegenzeigersinn umlaufende Riemenscheibe 16' 21 Antriebsriemen für im Uhrzeigersinn
umlaufende Riemenscheibe 16 22 Drehrichtung der Umlenkrolle; Drehpfeil im Uhrzeigersinn
23 Drehrichtung der Umlenkrolle; Drehpfeil im Gegenzeigersinn
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