DE4324412A1 - Vorrichtung zur Einstellung der Spannung eines Fadens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Einstellung der Spannung eines Fadens, der mittels ei­ ner Fadenabzugsvorrichtung von einer Spule abziehbar ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (DE-PS 30 25 765) erfolgt eine Regelung der Fadenspannung mit Hilfe einer verstellbaren Fadenbremse, deren Reibungs­ kraft in Abhängigkeit von einer nachgeschalteten Meß­ vorrichtung für die Fadenspannung änderbar ist. Steigt die gemessene Fadenspannung, wird die Bremswirkung ver­ ringert. Solche Vorrichtungen werden beispielsweise bei Schärmaschinen eingesetzt, spielen aber auch bei ande­ ren Textilmaschinen, wie Zwirnmaschinen oder Rund­ strickmaschinen, eine Rolle.

Bei Schärmaschinen, Bäummaschinen und anderen Wickelma­ schinen ist es üblich, gleichzeitig eine große Anzahl von Fäden, beispielsweise mehrere hundert Fäden, von den Spulen eines Gatters abzuziehen und gemeinsam auf­ zuwickeln, wobei die Fadenspannung bei allen Fäden etwa gleich und über die Wickeldauer etwa konstant sein soll. Aus diesem Grund ist jeder Spule eine solche Fa­ denbremse zugeordnet.

Es hat sich gezeigt, daß sich bei Verwendung der be­ kannten Reibungsbremse relativ harte Wickelkörper erge­ ben. Bei Verarbeitung dünner Fäden besteht die Gefahr eines Fadenbruchs. Dies gilt insbesondere wenn höhere Schärgeschwindigkeiten gewünscht werden (beispielsweise statt früher 600 m/min jetzt 1500 m/min). Ähnliche Nachteile, die sich auf eine zu hohe Fadenspannung zu­ rückführen lassen, treten auch bei anderen Textilma­ schinen auf.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, mit der auch ein Betrieb mit geringer Fadenspannung möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen Spule und Fadenabzugsvorrichtung in Faden­ laufrichtung nacheinander eine Meßvorrichtung für die Fadenspannung und eine angetriebene Trommel vorgesehen ist, deren wirksame Umfangsgeschwindigkeit gleichsinnig zur gemessenen Fadenspannung änderbar ist.

Bei dieser Konstruktion wird die Fadenspannung nicht durch Reibung, sondern durch einen positiven Antrieb der Fäden geändert. Da die Meßvorrichtung der Trommel vorgeschaltet ist, spielt die spannungserhöhende Wir­ kung beim von der Trommel ablaufenden Faden keine Rol­ le. Daher kann die Spannung dieses ablaufenden Fadens sehr viel geringer gehalten werden als bisher. Die ver­ ringerte Wickelspannung führt beim Schären zu einem weichen Wickel. Außerdem ist bei dünnen Fäden die Ge­ fahr, daß sie beim Verarbeiten, z. B. beim Wickeln, bre­ chen, erheblich reduziert.

Bei einer Schärmaschine kann beispielsweise die Faden­ spannung am Trommelausgang der Einstellvorrichtung bei einer Fadengeschwindigkeit von 1500 m/min auf 8 bis 12 g herabgesetzt werden. Zwar wird der Faden auf dem Weg zur Schärtrommel zusätzlich belastet, beispielswei­ se durch die Führung im Schärriet, durch Umlenkstellen u. dgl.; trotzdem kann die Fadenbelastung beim Wickeln bis auf etwa 20 g herabgesetzt werden.

Durch Anordnung der Meßvorrichtung in Fadenlaufrichtung vor der angetriebenen Trommel wird im wesentlichen die Eingangs-Fadenspannung zwischen Spule und Trommel er­ faßt. Diese nimmt mit sich verringerndem Durchmesser der Spulen im Gatter zu. Durch eine entsprechende Ände­ rung der wirksamen Umfangsgeschwindigkeit der Trommel wird diese Spannung reduziert, die Arbeit der Fadenab­ zugsvorrichtung, z. B. der Schärtrommel - wie ge­ wünscht - mit einer sehr geringen Spannung erfolgen kann. Es genügen kleine Änderungen der Umfangsgeschwin­ digkeit, um den gewünschten Effekt zu erzielen. Bei­ spielsweise reicht es aus, den Regelbereich auf 2% der Nenn-Umfangsgeschwindigkeit zu beschränken.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, daß der Meßvor­ richtung eine Bremsvorrichtung vorgeschaltet ist. Diese Bremsvorrichtung übt eine zusätzliche kleine Kraft auf den Faden aus und kann dann eingesetzt werden, wenn andernfalls die Fadenspannung so gering wäre, daß der Faden von der Trommeloberfläche nicht mehr mitgenommen wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür ge­ sorgt, daß die Trommel eine konische Oberfläche besitzt und von einem Motor mit konstanter Drehzahl antreibbar ist und daß ein Fadenmitnehmer vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von der Fadenspannung verlagerbar ist und den auf die Trommel auflaufenden Faden in Richtung der Trommelachse verschiebt. Wenn die gemessene Fadenspan­ nung steigt, wird der auflaufende Faden auf einem Trom­ melabschnitt größeren Durchmessers verlagert und ent­ sprechend schneller angetrieben. Hierdurch wird der Spannungsanstieg vor der Trommel kompensiert.

Besonders günstig ist es, daß der Fadenmitnehmer das Fadenaufnahmeorgan der Meßvorrichtung bildet und an einem Hebel angebracht ist, der entgegen der Fadenkraft durch eine Feder belastet ist. Durch die Zusammenfas­ sung von Fadenmitnehmer und Meßvorrichtung ergibt sich eine besonders einfache Konstruktion mit wenigen Bau­ teilen. Dies erlaubt erhebliche Einsparungen, insbeson­ dere bei einem Spulengatter, bei dem die Vorrichtung in mehreren hundert Stück vorhanden sein muß.

Weitere Vorteile ergeben sich, wenn beim Vorhandensein mehrerer Spulen und zugehöriger Meßvorrichtung und Trommel mit konischer Oberfläche ein Motor mit konstan­ ter Drehzahl zum Antrieb einer Mehrzahl der Trommeln vorgesehen ist. Es genügt daher, ein Spulengatter mit einem oder wenigen Motoren zu versehen. Dies ist mög­ lich, weil alle Trommeln mit der gleichen konstanten Drehzahl angetrieben werden. Trotzdem ist für jede Spu­ le eine individuelle Beeinflussung möglich.

Eine Alternative besteht darin, daß die Trommel eine zylindrische Oberfläche besitzt und von einem Motor mit in Abhängigkeit von der Fadenspannung regelbarer Dreh­ zahl antreibbar ist. Solche Motoren mit regelbarer Drehzahl gibt es in den verschiedensten Ausführungsfor­ men, beispielsweise als Synchronmotor mit variabler Frequenz, als Reluktanzmotor oder als Asynchronmotor.

Bevorzugt wird, daß der Motor einen lastabhängigen Schlupf besitzt und mit einer in Abhängigkeit von der Fadenspannung verstellbaren Bremse versehen ist. Eine solche Schlupfregelung genügt, weil nur geringfügige Abweichungen von der Nenndrehzahl benötigt werden.

Bei einer weiteren Ausbildung ist beim Vorhandensein einer Mehrzahl von Spulen mit zugehöriger Meßvorrich­ tung und Trommel die Nenndrehzahl aller Trommeln ge­ meinsam verstellbar. Auf diese Weise kann die Faden­ spannung beim Wickeln geändert werden, beispielsweise um bestimmte Korrekturen am Wickel vorzunehmen. In al­ len Fällen kann man daher durch Einstellen der Nenn­ drehzahl die beim Schärvorgang gewünschte Fadenspannung einstellen und mit Hilfe der beanspruchten Vorrichtung die Fadenspannung individuell für jeden Faden aufrech­ terhalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Spulengat­ ters, in welchem die erfindungsgemäße Vorrich­ tung anwendbar ist,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer abgewandelten Vorrich­ tung zur Einstellung der Fadenspannung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 2 und

Fig. 4 schematisch eine abgewandelte Ausführungsform in Seitenansicht.

In Fig. 1 ist ein Spulengatter 1 veranschaulicht, das eine größere Anzahl von Spulen 2 aufweist, von denen Fäden 3 mittels einer Fadenabzugsvorrichtung 4, hier in Form einer Schärtrommel, abgezogen werden. Im Spulen­ gatter 1 läuft jeder Faden 3 über eine Vorrichtung 5, mit der alle der Fadenabzugsvorrichtung 4 zulaufenden Fäden im Betrieb auf etwa der gleichen Fadenspannung gehalten werden. Ein Synchronmotor 6 ist allen darge­ stellten Vorrichtungen 5 gemeinsam zugeordnet, um deren Trommeln anzutreiben.

Die Vorrichtung 15 zur Einstellung der Fadenspannung bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 weist einen eigenen Synchronmotor 16 auf, der eine Trommel 17 mit konischer Oberfläche 18 mit einer konstanten Drehzahl antreibt. Im übrigen herrscht zwischen den Vorrichtun­ gen 5 und 15 Übereinstimmung. Ein Faden 3 wird über eine Öse 19 und eine Vorbremse 20, ferner über eine Umlenk-Öse 21 und das Fadenaufnahmeorgan 22 einer Meß­ vorrichtung 23 zur Ermittlung der Fadenspannung der Trommel 17 zugeführt und nach einer Umschlingung oder mehreren Umschlingungen über eine feststehende Öse 24 zur Fadenabzugsvorrichtung 4 weitergeführt. Ein Träger 25, der an einer Säule 26 des Gatters befestigt ist, trägt den Motor 16 und das Lager für die Trommel 17, die Meßvorrichtung 23, die Vorbremse 20 und alle Füh­ rungsorgane.

Die Meßvorrichtung 23 besitzt eine Drehachse 27 mit einem Hebel 28, der am freien Ende das Fadenaufnahmeor­ gan 22 der Meßvorrichtung trägt. An einem weiteren He­ belarm 29 greift eine Feder 30 an, welche die Drehachse 27 entgegengesetzt zur Fadenspannung belastet. Ferner trägt die Drehachse 27 eine Kupferlasche 31, die sich zwischen zwei Permanentmagnetpolen 32 und 33 bewegen kann, so daß sich eine Wirbelstrom-Dämpfungsvorrichtung gegen zu starke Schwingungen ergibt.

Die Drehachse 27 ist so gelagert, daß die Schwenkbewe­ gung des Fadenaufnahmeorgans 22 eine Komponente paral­ lel zur Achse der Trommel 17 besitzt. Dieses Fadenauf­ nahmeorgan 22 bildet daher gleichzeitig einen Fadenmit­ nehmer, der den Faden längs der konischen Oberfläche 18 der Trommel 17 verschiebt.

Damit ergibt sich die folgende Betriebsweise: Der von der Spule 2 kommende Faden 3 besitzt eine Eingangs-Fa­ denspannung, die mit Hilfe der Meßvorrichtung 23 ermit­ telt wird. Im Ergebnis nimmt das Fadenaufnahmeorgan 22 eine Stellung ein, die durch die Gegenkraft der Feder 30 bestimmt ist. Erhöht sich die Eingangs-Fadenspan­ nung, verlagert sich der Hebel 28 und das Fadenaufnah­ meorgan 22. Hierdurch wird der um die Trommel 17 ge­ schlungene Faden 3 in einen Bereich der Oberfläche 18 mit größerem Durchmesser verlagert, so daß er schneller an die Fadenabzugsvorrichtung 4 abgegeben wird. Dies führt zu einer Verminderung der Ausgangs-Fadenspannung zwischen Trommel 17 und Fadenabzugsvorrichtung 4. Die vor der Trommel 17 herrschende Fadenspannung wird daher abgebaut oder kompensiert. Dies gilt auch unter Berück­ sichtigung der Vorbremse 20, die nur dann eingesetzt werden muß, wenn die Fadenspannung zu gering sein soll­ te, um einen sicheren Antrieb des Fadens 3 von der Trommel 17 zu gewährleisten.

Die Konusneigung der Oberfläche 18 ist stark übertrie­ ben dargestellt. Die Durchmesseränderung von einem zum anderen Ende beträgt nur wenige Prozent, beispielsweise 2%. Da zu jeder Eingangs-Fadenspannung eine bestimmte Stellung des Fadenaufnahmeorgans 22 gehört, liegt auch fest, welche Ausgangs-Fadenspannung der Faden 3 be­ sitzt. Um mit annähernd konstanter Fadenspannung zu ar­ beiten, genügt es im allgemeinen, eine einfache Konus­ form zu wählen. Für höhere Ansprüche kann man aber auch eine korrigierte Konusform, die nicht durchgehend die gleiche Neigung hat, verwenden.

Bei der Vorrichtung 115 zur Einstellung der Fadenspan­ nung nach Fig. 4 werden für gleiche Teile dieselben und für entsprechende Teile um 100 erhöhte Bezugszeichen benutzt. Die Trommel 117 besitzt eine zylindrische Oberfläche 118. Sie wird von einem Asynchronmotor 116 angetrieben. Dieser Asynchronmotor 116 ist mit einer Bremse 40 versehen, die im Ausführungsbeispiel aus ei­ ner Bremsscheibe 41 mit einem Bremsschuh 42 besteht. Eine Betätigungsvorrichtung 43 erzeugt eine auf den Bremsschuh 42 wirkende Kraft, durch welche der Motor 116 belastet werden und einen größeren Schlupf annehmen kann. Eine Meßvorrichtung 123 trägt ein schwenkbares Fadenaufnahmeorgan 122, das einerseits von der Faden­ spannung und andererseits von einer nicht dargestellten Feder belastet ist und daher bestimmte Schwenkstellungen einnimmt. In Abhängigkeit von der Schwenkstellung wird von der Meßvorrichtung 123 ein Signal zum Betätigungsorgan 43 gegeben, das eine zuge­ hörige Bremskraft auslöst. Auf diese Weise ist die Drehzahl der Trommel 117, also die wirksame Umfangsge­ schwindigkeit, direkt mit der Schwenklage des Fadenauf­ nahmeorgans 122 gekoppelt. Die Betriebsweise entspricht derjenigen der Fig. 2 und 3.

Wenn die Spannung der aufzuwickelnden Fäden 3 insgesamt geändert werden soll, kann man die Nenndrehzahl des oder der Motoren ändern. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird der Synchronmotor 6 über einen Frequenzge­ ber 44 mit Spannung versorgt und durch Änderung der Frequenz in seiner Drehzahl geändert.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Einstellung der Spannung eines Fa­ dens, der mittels einer Fadenabzugsvorrichtung von einer Spule abziehbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Spule (2) und Fadenabzugsvorrichtung (4) in Fadenlaufrichtung nacheinander eine Meßvor­ richtung (23; 123) für die Fadenspannung und eine angetriebene Trommel (17; 117) vorgesehen ist, de­ ren wirksame Umfangsgeschwindigkeit gleichsinnig zur gemessenen Fadenspannung änderbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Meßvorrichtung (15) eine Bremsvorrich­ tung (20) vorgeschaltet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Trommel (17) eine konische Oberfläche (18) besitzt und von einem Motor (16) mit konstanter Drehzahl antreibbar ist und daß ein Fadenmitnehmer (22) vorgesehen ist, der in Abhän­ gigkeit von der Fadenspannung verlagerbar ist und den auf die Trommel (17) auflaufenden Faden (3) in Richtung der Trommelachse verschiebt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Fadenmitnehmer das Fadenaufnahmeorgan (22) der Meßvorrichtung (23) bildet und an einem Hebel (28) angebracht ist, der entgegen der Faden­ kraft durch eine Feder (30) belastet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beim Vorhandensein mehrerer Spu­ len (2) mit zugehöriger Meßvorrichtung (23) und Trommel (17) mit konischer Oberfläche ein Motor (6) mit konstanter Drehzahl zum Antrieb einer Mehrzahl der Trommeln vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Trommel (117) eine zylindrische Oberfläche (118) besitzt und von einem Motor (116) mit in Abhängigkeit von der Fadenspannung regelba­ rer Drehzahl antreibbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Motor (116) einen lastabhängigen Schlupf besitzt und mit einer in Abhängigkeit von der Fadenspannung verstellbaren Bremse (40) verse­ hen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß beim Vorhandensein einer Mehrzahl von Spulen (2) mit zugehöriger Meßvorrich­ tung (23; 123) und Trommel (17; 117) die Nenndreh­ zahl aller Trommeln gemeinsam verstellbar ist.