DE3901278A1 - Vorrichtung zum herstellen einer kreuzspule - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer Kreuzspule, die eine mit fadenführenden Gewindenuten versehene Fadenführungstrommel sowie einen mit der Fadenführungstrommel zusammenarbeitenden hin- und hergehenden Vorfadenführer besitzt, der mit der gleichen Changierfrequenz und in der gleichen Changierrichtung hin- und herbewegbar ist, wie der Fadeneinlaufpunkt des Fadens in die Gewindenut der Fadenführungstrommel.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff ist zum Beispiel durch die DE-AS 20 40 479 bekannt. Diese Vorrichtung besitzt eine erste Changiereinrichtung aus einem auf einer geradlinigen Bahn hin- und herbewegten Changierfadenführer und eine zweite Changiereinrichtung aus einer Nutenwalze mit in den Endbereichen des Changierhubs eingearbeiteten Fadenführungsnuten. Der Changierfadenführer der ersten Changiereinrichtung wird in der Nut einer Kehrgewindewalze geführt. Um vor allem zu sichern, daß an den Fadenumkehrpunkten der Faden ordnungsgemäß dem seine Richtung ändernden Nutverlauf der Nutäste der Nutenwalze folgt, weist die Nut der Kehrgewindewalze vor und hinter den Hubumkehrstellen einen steileren Verlauf auf. Problematisch ist es, den in der Kehrgewindenut geführten Fadenführer bei hohen Abzugs-und Changiergeschwindigkeiten an den Hubumkehrstellen aufgrund seiner Trägheit sicher umzulenken.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kreuzspule vorzuschlagen, bei der der Faden vor einer Fadenführungstrommel so vorgeführt wird, daß er auch bei hohen Spulgeschwindigkeiten an jedem Punkt seiner Changierstrecke sicher in die Gewindenut der Fadenführungstrommel einläuft.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Während es bisher für notwendig erachtet wurde, den Vorfadenführer während seines Hubes etwa synchron mit der Wandergeschwindigkeit des Fadeneinlaufpunktes in die Gewindenut der Fadenführungstrommel und im Randbereich schneller zu bewegen, um einen sicheren Einlauf des Fadens in die Gewindenut zu gewährleisten, geht die Erfindung von einem völlig anderen Bewegungsablauf der Fadenvorführung aus. Ebenso unterscheidet sich die Erfindung grundlegend von bisherigen Vorfadenführungseinrichtungen dadurch, daß der Vorfadenführer den Faden nur über einen Teil der Hubstrecke aktiv führt. Da die Changiergeschwindigkeit des Vorfadenführers im Randbereich gemäß der Erfindung extrem reduziert ist, ist es möglich, insbesondere auch bei hohen Spulgeschwindigkeiten den Vorfadenführer sicher um seinen Umkehrpunkt zu lenken.

An den Changierumkehrstellen ist der Vorfadenführer aufgrund seiner im Hubverlauf gegenüber der Wandergeschwindigkeit des Fadeneinlaufpunktes größeren Changiergeschwindigkeit dem Nutverlauf so weit vorgeeilt, daß es zureichend ist, wenn er den Faden in dieser Stellung so lange hält, bis die Umkehrstelle der Gewindenut der Fadenführungstrommel kurz vor dem Erreichen der Klemmlinie zwischen Fadenführungstrommel und Kreuzspule ist. Bei anschließender Freigabe des Fadens vom Vorfadenführer bildet sich das Changierdreieck zum stationären, vorgelagerten Fadenführer der Spulstelle durch die beim Spulen vorhandene Fadenzugkraft aus.

Durch dieses Changierdreieck entspricht die Richtung der Zuführung des Fadens in die Gewindenut jetzt deren entgegengesetzter Laufrichtung nach Überschneiden ihrer Umkehrstelle. Bis zur Hubmitte benötigt der Faden für einen sicheren Einlauf in die Gewindenut keine zusätzliche Vorführung.

Aufgrund der höheren Changiergeschwindigkeit des Vorfadenführers gegenüber der Wandergeschwindigkeit des Fadeneinlaufpunktes in die Gewindenut holt er den Faden spätestens in der Hubmitte ein und führt ihn bis zum nächsten Umkehrpunkt wieder so weit vor, daß er bis zur erneuten Freigabe des Fadens dort verharren kann. Die aktive Vorführung des Fadens, mindestens ab der Hubmitte, gewährleistet das sichere Führen des Fadens, vor allem über die Nutkreuzungspunkte und bis zum Umkehrpunkt der Gewindenut.

Die Erfindung ist durch die Ansprüche 2 bis 7 vorteilhaft weitergebildet.

Sie soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3 eine Vorderansicht einer Variante der erfindungsgemä8en Vorrichtung,

Fig. 4 eine Vorderansicht einer weiteren Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5 die Einrichtung zur Fadenvorführung gemäß Fig. 4 von unten gesehen,

Fig. 6 den zeitlichen Ablauf der stufenweisen Freigabe des Fadens durch die Vorführeinrichtung gemäß Fig. 4 und

Fig. 7 eine Variante der Gestaltung der Fadenführungselemente eines Fadenführers gemäß Fig. 4.

Die Kreuzspule 1, die in Hülsenaufnahmen 2 des Spulenrahmens einer Spulstelle drehbar gelagert ist, wird von der Fadenführungstrommel 4 durch Reibschluß angetrieben. Die Fadenführungstrommel 4 besitzt Gewindenuten 5 für die Verlegung des Fadens 13 über die Breite der Kreuzspule 1. Wie insbesondere die Fadenführungstrommel 4 in Fig. 1 erkennen läßt, weisen die Gewindenuten 5 eine relativ geringe und in beiden Richtungen gleiche Tiefe auf. Des weiteren ist zu sehen, daß die Gewindenuten 5 über den Umkehrpunkt hinaus bis an den Rand der Fadenführungstrommel 4 eingefräst sind. Derartige Fadenführungstrommeln 4 lassen sich besonders kostengünstig herstellen. Allerdings erfordert eine derartige Nutgestaltung eine solche Fadenvorführung, die an jedem Punkt der Changierstrecke den Faden sicher in die Gewindenut 5 einführt. Von besonderer Bedeutung ist es, den Faden in der Richtung über die Nutzkreuzungsstellen zu führen, die seinem Changierverlauf entspricht.

Der Vorfadenführer gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Träger 17 und einer Führungsnase 15. Die Führungsnase 15 ist mindestens an ihrer aktiven, den Faden führenden Seite hartverchromt, wodurch sich ihre Lebensdauer wesentlich erhöhen läßt. Der Antrieb dieses Vorfadenführers erfolgt über einen Zahnriemen 6, der Riemennocken 16 besitzt. In diesen Riemennocken sind Stifte 18 befestigt, die den aus zwei Armen bestehenden Träger 17 halten. Es wäre ebenso denkbar, die Stifte 18 in der Verzahnung des Zahnriemens 6 zu verankern. Die beiden Umlenkrollen 7 des Zahnriemens 6 sind mit ihren Drehzapfen 8 in Rollenlagern 9 gelagert. Diese Lagerung ist aus der Seitenansicht in Fig. 2 zu erkennen. Der Antrieb einer der Umlenkrollen 7 erfolgt mit einem Kegelradtrieb, der aus einem Getriebe 11 abgeleitet wird. Dieses Getriebe 11, welches vom Motor 12 angetrieben wird, treibt auch die Trommelspindel 3 der Fadenführungstrommel 4 an. Dadurch und in Verbindung mit dem schlupffreien Lauf des Zahnriemens 6 wird gesichert, daß ein Doppelhub des Fadeneinlaufpunktes in die Gewindenut 5 immer exakt einem Umlauf des Zahnriemens 6 entspricht.

Werden die Umlenkrollen 7 ausgetauscht oder versetzt und ein anderer Zahnriemen 6 eingesetzt, kann über das Getriebe 11 beziehungsweise einen Austausch des Kegelradtriebes 10 die notwendige Synchronisation der Bewegungsabläufe wieder hergestellt werden. Bei geringen Durchmessern der Umlenkrollen 7 verkürzt sich der Abstand der Stifte 18 im Bereich der Umlenkung des Zahnriemens 6 etwas mehr, so daß es erforderlich werden kann, im Bereich der Führungsnase 15 ein Gelenk anzubringen, welches es ermöglicht, daß sich die beiden Schenkel des Trägers 17 zueinander bewegen können.

In Fig. 1 befindet sich der Träger 17 mit Führungsnase 15 gerade in der Stellung, in der der Faden über die Auflaufkante der Führungsnase 15 gleitet. Unmittelbar anschließend wird er von der Führungsnase 15 freigegeben und verläuft geradlinig zum in Fig. 2 dargestellten stationären Fadenführer 14. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß dann der Faden durch das Fadendreieck der neuen Verlaufsrichtung der Gewindenut entsprechend zugeführt wird. Der Faden kann also nicht über die äußerste Kreuzungsstelle zur Außenkante der Fadenführungstrommel 4 gelangen. Gleichzeitig ist auch noch zu erkennen, daß die Führungsnase den Faden noch so lange festhält, bis er den Umkehrpunkt der Gewindenut 5 erreicht hat. Nach dem Abgleiten des Fadens 13 ist der Faden der Führungsnase 15 im Bereich der Vorfadenführung um einen bestimmten Betrag voraus. Da aber die Länge des Zahnriemens 6 die Länge eines Doppelhubes des Fadeneinlaufpunktes in die Gewindenut 5 übertrifft, ist seine Laufgeschwindigkeit entsprechend höher. Dadurch holt die Führungsnase 15 den Faden 13 spätestens im mittleren Bereich der Fadenführungstrommel 4 ein. Sie erfaßt dann den Faden mit ihrer senkrechten Vorderkante, wodurch dieser aktiv geführt wird. Die gestrichelte Darstellung des Trägers 17 mit Führungsnase 15 zeigt diesen Vorfadenführer in der aktiven Phase der Fadenführung bereits wieder in Gegenrichtung.

Im Bereich der Umlenkung des Vorfadenführers wird der Faden 13 durch die Drehung der Führungsnase 15 von deren senkrechter Kante auf deren schräge Auflaufkante verlegt. Sobald der Faden diese Auflaufkante erreicht, wird er über die Führungsnase 15 ausgehoben und gleitet vom Vorfadenführer ab.

Durch die beschriebene Vorrichtung ist es möglich, die Vorteile einer exakten Fadenverlegung mittels einer Fadenführungstrommel mit einem geringen fertigungstechnischen Aufwand für die Herstellung der Gewindenut zu verbinden. Dieser Vorteil wird auch nicht durch eine aufwendige Vorfadenführung, die eine starke Beschleunigung eines Vorfadenführers im Randbereich benötigt, wieder aufgehoben. Durch die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Zahnriemen 6 und Einlaufpunkt des Fadens in die Gewindenut sowie die Freigabe des Fadens an den Umlenkpunkten des Vorfadenführers werden die notwendigen unterschiedlichen Vorverlegungsgeschwindigkeiten des Fadens erzielt, obwohl der Zahnriemen 6 eine gleichförmige Bewegung ausführt. Das ermöglicht sowohl eine sehr einfache Bauweise der Fadenvorführeinrichtung als auch eine Vermeidung hoher Trägheitsmomente im Umlenkbereich.

Besonders vorteilhaft ist die Anordnung der Umlenkrollen 7 parallel zur Tangente des Nutgrundes der Fadenführungstrommel 4, so wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Allerdings ist, wie in Fig. 2 zu sehen ist, der Faden in der Aushebestellung kurzzeitig über den Nutrand geführt. Aus Fig. 1 ist jedoch ersichtlich, daß dadurch die Fadenführung in der Gewindenut 5 nicht beeinträchtigt wird, denn entscheidend ist die ordnungsgemäße Führung des Fadens 13 in der Gewindenut 5 an der Klemmlinie zwischen Kreuzspule 1 und Fadenführungstrommel 4. Zu erkennen ist noch, daß die Changierweite des Vorfadenführers die der Fadenführungstrommel 4 übertrifft. Dabei kommen die bereits beschriebenen Vorteile der Erfindung besonders zum Tragen.

Eine besonders einfache Variante der Gestaltung des Vorfadenführers ist der Fig. 3 zu entnehmen. Ein aus einem stabilen Draht geformter Mitnehmer 25 ist direkt am Zahnriemen 6 befestigt. Um ein Verdrehen dieses Mitnehmers 25 zu vermeiden, kann dieser im Bereich seiner Befestigung am Zahnriemen 6 abgewinkelt sein. Er wird anschließend mit dem Zahnriemen 6 verschweißt. Dieser Mitnehmer 25 weist ebenso wie die Führungsnase 15 eine den Faden führende aktive Seite und eine der aktiven Seite gegenüberliegende Seite mit schräger Übergabekontur auf. Der Mitnehmer 25 führt den Faden 13 in unterschiedlichem Abstand zur Fadenführungstrommel 4. Das ist durch seine unmittelbare Befestigung am Zahnriemen 6 bedingt. Da jedoch die beiden Riementrume einen geringen Abstand zueinander aufweisen, liegen die Unterschiede der Fadenführung in so geringen Toleranzgrenzen, daß kein negativer Einfluß auf die Vorfadenführung zu verzeichnen ist. Neben einem geringeren konstruktiven Aufwand ist auch noch der Vorteil zu verzeichnen, daß im Bereich der Umlenkrollen 7 keine Bauteile, wie zum Beispiel die Träger 17, ihren Abstand zueinander verändern, da der Mitnehmer 25 nur an einer Stelle des Zahnriemens 6 befestigt ist. Zur Erhöhung der Lebensdauer des Mitnehmers 25 wurde dieser vor seinem Einbau einer Hochtemperaturhärtung unterzogen.

In einer weiteren Variante der Erfindung, die in Fig. 4 ff. dargestellt ist, sind Mitnehmerstifte 19 direkt in Riemennocken 16 des Zahnriemens 6 befestigt. Diese Mitnehmerstifte 19 bilden gemeinsam mit Aushebekonturen 20 den Vorfadenführer. Die aktive Vorfadenführung wird von dem in Bewegungsrichtung des Zahnriemens 6 vordersten Mitnehmerstift 19 bewirkt. Die weiteren Mitnehmerstifte 19, die in kurzen Abständen hinter diesem ersten Mitnehmerstift angeordnet sind, dienen dazu, den Faden nach dem Abwerfen vom ersten Mitnehmerstift 19 im Umkehrbereich zu übernehmen. Damit wird gesichert, daß der Faden nicht vorzeitig in das Changierdreieck in Richtung Hubmitte gezogen wird. Die Fig. 6 veranschaulicht die Fadenführung im Bereich der Fadenumkehrstelle in einer zeitlichen Abfolge. Dabei ist deutlich zu erkennen, wie der Faden über die Auflaufkurve der Aushebekontur 20 geführt und über die Mitnehmerstifte 19 ausgehoben wird. Dazu ist es erforderlich, daß die Aushebekontur 20 höher ist als die Länge der Mitnehmerstifte 19 über der Oberkante des Zahnriemens 6. Von t ₀ bis t ₅ wird durch die nacheinander angeordneten Mitnehmerstifte 19 der Faden 13 etwa in der gleichen Position gehalten. Bei t₆ gleitet er auf der Auflaufkurve der Aushebekontur 20 aufgrund der Fadenzugkraft im Changierdreieck ab und wird später wieder vom ersten Mitnehmerstift 19 erfaßt. Der Abstand des ersten zum letzten Mitnehmerprofil darf nicht größer als das Doppelte des Winkels alpha gem. Fig. 3 sein, um zu vermeiden, daß der Faden 13 vom ersten Mitnehmerprofil 19 bzw. 21 gefangen wird, bevor er vom letzten Mitnehmerprofil freigegeben ist oder der Faden 13 hinter dem ersten Mitnehmerprofil 19 bzw. 21 von der Rückseite der Aushebekontur 20 gleiten würde. Er würde dann erst vom zweiten Mitnehmerprofil erfaßt.

Die gesamte Antriebseinrichtung des Vorfadenführers ist mit einer Abdeckung 24 versehen, die im Bereich der Umlenkrollen 7 in die Aushebekonturen 20 übergeht.

Diese Variante der Erfindung bewirkt die gleichen Vorteile wie die bereits beschriebene Variante. Insbesondere wird ebenso der Zahnriemen 6 mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit bewegt.

Fig. 7 zeigt eine abgewandelte Form des bisher beschriebenen Zahnriemens 6. Dabei sind statt der Mitnehmerstifte 19 sägezahnartige Mitnehmerprofile 21 beziehungsweise 22 angeordnet. Die dem ersten Mitnehmerprofil 21 folgenden Mitnehmerprofile 22 weisen eine wesentlich geringere Höhe der Zahnflanken auf als das erste Mitnehmerprofil 21, um ein zu starkes Abfallen des Fadens 13 zu vermeiden.

Außerdem sind die Mitnehmerprofile dichter hintereinander angeordnet, wodurch ein ruhigerer Fadenlauf erzielt wird. Sowohl die Mitnehmerprofile 21 als auch die Mitnehmerprofile 22 sind mit Kantenverstärkungen 23 versehen, um eine vorzeitige Abnutzung zu vermeiden.

Um den Antrieb einer der Umlenkrollen 7 berechnen zu können, ist es notwendig, die Geschwindigkeit des Zahnriemens 6 in Abhängigkeit von der Umdrehungszahl der Fadenführungstrommel zu bestimmen. Diese Geschwindigkeit des Zahnriemens 6 in m/min ist gleich dem Produkt der Länge des Zugmittels (in m) und der Umdrehungszahl der Fadenführungstrommel (1/min) dividiert durch das Zweifache der Gangzahl der Gewindenut der Fadenführungstrommel.

Die Drehzahl der Umlenkrolle 7 ergibt sich dann aus deren Durchmesser beziehungsweise Umfang.

Um das Voreilen beziehungsweise die Übernahme des Fadens durch den Vorfadenführer zu bestimmen, kann es interessant sein, das Geschwindigkeitsverhältnis aus der Geschwindigkeit des Zahnriemens zur Geschwindigkeit des Einlaufpunktes des Fadens in die Gewindenut in Hubrichtung zu bestimmen. Dieses Geschwindigkeitsverhältnis ist gleich dem Verhältnis der Länge des Zugmittels (in m) zur doppelten Hublänge der Gewindenut der Fadenführungstrommel (in m).

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Herstellen einer Kreuzspule, die eine mit fadenführenden Gewindenuten versehene Fadenführungstrommel sowie einen mit der Fadenführungstrommel zusammenarbeitenden, durch eine Antriebseinrichtung bewegten, hin- und hergehenden Vorfadenführer besitzt, der mit der gleichen Changierfrequenz und in der gleichen Changierrichtung hin- und herbewegbar ist wie der Fadeneinlaufpunkt des Fadens in die Gewindenut der Fadenführungstrommel, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (6, 7) so gestaltet ist, daß sie den Vorfadenführer (15; 19, 20, 21, 22; 25) mit einer Changiergeschwindigkeit bewegt, die während seines Changierhubes größer als die Wandergeschwindigkeit des Fadeneinlaufpunktes in die Gewindenut (5) der Fadenführungstrommel (4) ist und im Bereich der Changierumkehrstellen eine Zeitlang null oder zumindest wesentlich geringer als die Wandergeschwindigkeit des Fadeneinlaufpunktes in die Gewindenut (5) ist, und daß der Vorfadenführer so ausgebildet ist, daß er an der Umkehrstelle der Changierung den Faden (13) zunächst hält und ihn dann freigibt, wonach seine Changiergeschwindigkeit so groß ist, daß er dem Faden nacheilt, ihn spätestens in der Mitte des Changierhubes wieder einholt und dann bis zum Erreichen der Changierumkehrstelle voreilt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfadenführer (15; 19, 20, 21, 22; 25) eine größere Changierweite besitzt als die Gewindenut (5) der Fadenführungstrommel (4).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfadenführer (15; 19, 20, 21, 22; 25) an einem endlosen Zugmittel (6) befestigt ist, dessen konstante Geschwindigkeit größer als die Changiergeschwindigkeit des Fadeneinlaufpunktes des Fadens (13) in die Gewindenut (5) der Fadenführungstrommel (4) ist und daß sich die Umlenkrollen (7) für das Zugmittel (6) an den Umkehrstellen der Bewegung des Vorfadenführers (15; 19, 20, 21, 22; 25) befinden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfadenführer (15; 25) eine den Faden führende aktive Seite, die im wesentlichen senkrecht zur Fadenführungsrichtung ausgerichtet ist und eine der aktiven Seite gegenüberliegende Seite aufweist, die als schräge Übergabekontur ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfadenführer aus einem Mitnehmer (25) besteht, der aus einem Draht geformt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfadenführer (15) auf einem Abstandselement (17) angeordnet ist, welches an zwei in Bewegungsrichtung hintereinander angeordneten Punkten am Zugmittel (6) befestigt ist und der Vorfadenführer (15) mit den Befestigungspunkten (18) des Abstandselementes (17) ein gleichschenkliges Dreieck bildet und daß er sich auf der Verbindungslinie der Drehpunkte der Umlenkrollen (7) des Zugmittels (6) bewegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfadenführer (19, 20; 21, 22) mehrere etwa gleich hohe in Bewegungsrichtung des Zugmittels (6) hintereinander auf dem Zugmittel (6) angeordnete Mitnehmerprofilen (19, 20, 21) besitzt und im Bereich der Umlenkrollen (7) jeweils in Bewegungsrichtung des Zugmittels (6) ansteigende Aushebekonturen (20) fest angeordnet sind, wobei der Abstand des ersten zum letzten Mitnehmerprofil nicht mehr als doppelt so groß ist wie der einem Winkel alpha entsprechende Teilumfang einer Umlenkrolle (7), der, ausgehend vom Drehpunkt der Umlenkrolle (7), durch eine Linie, die über ein Mitnehmerprofil (19, 21) verläuft, dessen Spitze mit der Aushebekontur (20) eine Höhe erreicht hat, und die durch beide Drehpunkte der Umlenkrollen (7) gehende Achse begrenzt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugmittel ein Zahnriemen (6) ist, der an der Schmalseite sägezahnartige Mitnehmerprofile (21, 22) aufweist, deren Zahnflanken senkrecht oder mit einer geringen Neigung entgegen der Bewegungsrichtung des Zahnriemens (6) ausgerichtet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerprofile (21, 22) zwar etwa die gleiche Höhe aufweisen, aber die Zahnflanken der des in Riemenlaufrichtung ersten Mitnehmerprofiles (21) folgenden Mitnehmerprofile (22) mindestens um die Hälfte kürzer als die des ersten Mitnehmerprofiles (21) sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 6, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorfadenführer (15; 19, 20, 21, 22; 25) mindestens an seiner den Faden führenden aktiven Seite zusätzlich eine Beschichtung, Härtung oder Kantenverstärkung (23) aufweist.