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Selbsttragender Fadenwickel sowie Verfahren und Spulmaschinen zu seiner
Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf einen selbsttragenden Fadenwickel sowie
ein Verfahren und Spulmaschinen zu seiner Herstellung.
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Eine Spule, bei welcher der Faden in nebeneinanderliegenden Windungen,
d.li. in Parallelwicklung aufgewunden ist, enthält eine große Fadenlänge, jedoch
ist sie nicht selbsttragend, so daß zur Stützung der WicklungSeitenscheiben vorgesehen
werden müssen.
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Eine Kreuzspule ist dagegen selbsttragend, so daß der Faden auf eine
einfache zylindrische Hülse gewickelt werden kann; sie enthält aber eine geringere
Fadenlänge als eine Spule von gleichem Rauminhalt, bei welcher die Fadenwindungen
nebeneinanderliegen. Dies gilt auch für jene bekannten Kreuzspulen, bei welchen
die Steigung des Fadens an den Spulenrändern größer ist als im mittleren Spulenteil.
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Bei diesen bekannten Fadenwickeln ist nun auch dem Abziehen des Fadens
in axialer Richtung der Spule eine Grenze gesetzt. An dem oberen Flansch einer Spule
mit Parallelwicklung bleibt der Faden leicht hängen, so daß er reißt. Bei Kreuzspulen
dagegen Nvandert der Ablaufpunkt des Fadens beim Abzielten schnell auf und ab, wodurch
eine schnelle Änderung des Fadenballons und damit ein rascher Wechsel in der Fadenspannung
eintritt.
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Die Erfindung bezweckt nun, einen Fadenwickel zu schaffen, bei dem
die verschiedenen Mängel jener bekannten Fadenwickel vermieden sind. Dies wird erreicht
durch einen selbsttragenden Fadenwickel, bei dem gemäß der Erfindung der Faden in
jeder der übereinanderliegenden.Fadenschichten an den beiden Randzonen in Kreuzwicklung
und in der mittleren, sich über den größeren Teil der Spulenlänge erstreckenden
Zone in Parallelwicklung aufgewickelt ist. Bei dem Verfahren zur Herstellung eines
solchen Fadenwickels wird erfindungsgemäß jeweils während eines über die Spulenlänge
reichenden Fadenführerhubes der Faden in der einen Randzone in steiler Kreuzlegung
hin und her geführt, dann in der mittleren Zone in Parallelwicklung mit geringer
Steigung aufgespult und anschließend in der anderen Randzone wiederum in steiler
Kreuzlegung hin und her geführt.
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Eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Spulmaschine weist erfindungsgemäß
eine den Faden entsprechend der Parallel-
Wicklung langsam seitlich
vorlegende Fadenführung und eine den Faden an den Randzonen aufnehmende Hilfsfadenführung
auf, die den Faden an den Randzonen rasch hin und her führt. I-Iierbei kann erfindungsgemäß
die Hilfsfadenführung aus einer den Fadenwickel antreibenden, gegenüber den Randzonen
mit schrägen Fadenführungsnuten werseltenen \#,-alze bestellen.
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Eitle andere zur Ausführung des Verfahrens geeignete Spultnaschine
weist erfindungsgemäß eine den Fadenführer entsprechend der Parallelwicklung langsam
hin und her bewegende Hubvorrichtung und eine von dieser mitverschobene, mit dem
Fadenführer verbundene Hubvorrichtung mit kleinerem Hub auf, die sich an den Randzonen
mit einem Kraftantrieb kuppelt und den Fadenführer zur Kreuzlegung rasch hin und
her bewegt. Vorteilhaft besteht hierbei die Hubvorrichtung zur Kreuzlegung des Fadens
aus einer mit einem Elektromotor gekuppelten Nutentrommel; und der Motor wird bei
Eintritt des Fadenführers in die Randzonen selbsttätig eingeschaltet. Die Hubvorrichtung
zur Kreuzlegüng kann aber erfindungsgemäß auch als Nutentrommel ausgebildet sein,
die auf einer von der anderen Hubvorrichtung bewegten Stange drehbar gelagert ist
und bei Eintritt des Fadenführers in die Randzonen mit einem Reibantrieb in Eingriff
kommt.
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Bemerkt sei noch, elaß es beim Aufwickeln von Webketten, also einer
großen Zahl von nebeneinanderliegenden Fäden bereits bekannt ist, die an den beiden
Enden des Baumes liegenden- Fäden kreuzspulenartig aufzuwickeln, damit nach dem
Aufwickeln die Seitenscheiben des Baumes entfernt werden können.
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In den Zeichnungen zeigt Fig. i die Hülse des Fadenwickels mit der
inneren Fadenschicht und den Umriß des Fadenwickels in punktierten Linien, Fig.
a die Ansicht einer Spulmaschine zur Herstellung von Fadenwickeln gemäß Fig. i;
Fig. 3 die Stirnansicht -der mit Nuten versehenen Walze zunl Antniel> der Fadenwickel,
Fig.4 die Vorderansicht eines Teiles der Walze nach Fig. 3; Fig. 5 eine Draufsicht
zu Fig. 4., Fig.6 die Ansicht einer anderen Spulmaschine zur Herstellung von Fadenwickeln
gemsil3 Fig. r, 1# ig. 7 eilte Seitenansicht zii Fig. 6, Fig. S einen Schnitt nach
derLInieVIII-VIII der T Fig. 6, 9 die Ansicht einer .anderen Spulinaschine zur Herstellung
von Fadenwickeln nach Fig. t; Fig. io eine Seitenansicht zu Fig.9. Fig. i i die
Seitenansicht einer weiteren Spultnaschine zur Herstellung von Fadenwiclceln nach
Fig. i, Fig. i- die Seitenansicht zu Fig. i, Fig.13 einen Schnitt nach zler Linie
XIII-`tIII der Fig. i i.
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Auf der Spulenhülse i r, die unmittelbar oder auch mittelbar durch
eine T reibtroniniel angetrieben werden kann, wird (las Ende des Fadens S festgelegt,
rodeln z. B. der Faden in einigen Windungen um die Hülse gewikkeltwird. Beim Spulen
wird dann der Faden in der Randzone 14. in steilen; hin und her gehenden Schraubenwindungen
13 aufgewickelt. Diese Windungen bilden durch die Umkehrstellen 13' das linke
Ende des Wickels. Wie Fig. i zeigt, wird in der Randzone 14 der Faden in mehreren
steilen Kreuzwindungen übereinandergewickelt. Diese Zone i4= stellt nur einen kleinen
Teil der Länge des fertigen Wickels dar und hat in den meisten Fällen eine Länge
von ungefähr 13 mm. Anschließend an die Windungen 13
der Zone 14 wird der
Faden in Parallelwicklung über die Zone 15; welche fast die ganze Länge des Wickels
ausmacht, aufgewunden. Am Ende der Zone 1 5 wird der Faden wieder in einer schmalen
Randzone 16 in Windungen l j mit steiler Steigung wie in der Zone 14 aufgewickelt.
In Fig. i sind die Umkehrstellen 17' der Windungen 1 7 als Begrenzung .des
rechten Endes des Fadenwickels dargestellt. Hierauf wird der Faden über die Zone
i5 wieder von der Zone 16 zum Anfang der Zone 14 in Parallelwicklung aufgewunden,
worauf eine weitere Reihe von Kreuzwindungen in der Randzone 14. gebildet Wird.
Der fertige Fadenwickel, dessen Umriß in punktierten Linien dargestellt ist, wird
durch eine Wiederholung dieser Folge von Windungen verschiedener Steigung aufgebaut.
Die Anzahl der Umdrehungen des Fadenwickels, während welcher das Aufwickeln in den
Zonen i4 und 16 erfolgt, wird so eingestellt, daß das Wachsen des Fadenwickels in
diesen Zonen dem Wachsen in der Zone 15
entspricht, so daß die Umfläche des
fertigen Wickels die Gestalt eines geradlinigen Umdrehungskörpers, vorzugsweise
eines Zylinders, hat.
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Es ergibt sich ein Wickel; der gemäß Füg. i hauptsächlich aus dem
aus .parallelen Fadenwindungen zusammengesetzten Teil i 5 besteht. Der Wickel ist
vergleichbar mit einer Scheibenspule. Die leiden Enden des Wickels haben die Gestalt
voll dünnen Scheiben, z. B. von 13 nim Dicke, die aus einer Reihe von Kreuzwindungen
13 und 1; hebildet .sind. Diese Teile bilden die Stützen für den Wickel und
sichern daher den breiten Teil 15 gegen das Auseinanderfallen. Volt
der
Seite gesellen, hat der Wickel praktisch dasselbe Aussehen wie eine Kreuzspule.
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Da leim Aufwickeln des Fadens die Zonen 14 und 10 jeweils ini wesentlichen
den Durclnnesser der breiten Zone 15 haben und die Randzonen leicht breiter werden
als die mittlere Zone, so kann der Wickel unter Druck während des Aufwickeltis auf
einer Treibwalze ruhen und der Faden beim :Urwickeln ohne Störung axial abgezogen
werden. Beim Altziehen wandert der Ablaufpunkt clc.s Fadens nur langsam auf und
alt.
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Somit läuft <leg Faden ruhig alt, da eine schnelle Fadenspannungsänderung
nicht eintritt.
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Die bevorzugte Ausführungsform der Spulinaschine zur Herstellung des
Wickels ist in .den Fig.2 bis 5 dargestellt. Fig.2 zeigt eine Maschine mit mehreren
Spulstellen, von denen jede in bekannter Weise einen Halter 30 für die Hülse
des Fadenwickels, eine Ablaufspule 31 und Fadenspannscheiben 32 besitzt.
Die Fadenwickel ruhen auf einer Treibwalze 33, welche durch einen Elektroinotor
34. angetrieben wird: jeder Faden ist durch ein Loch oder einen Schlitz 36 einer
dauernd hin und her gehenden Stange 37 geführt, die in Führungen 38, 39 gelagert
ist und eine Rolle 40 trägt, welche in eine Kurvennut 41 der Hubtrommel 42 eingreift.
Die Hubtrommel 42 wi.r:d über eine Riemenscheibe 43, einen Riemen 44 und eine Riemenscheibe
45 vorn Motor 46 angetrieben. Der Hub der Stange 37 ist fast so groß wie die Länge
des Fadenwickels. Die Stange 37 wird durch die Hubtrotninel verhältnismäßig langsam
hin und hex bewegt.
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Die Treibwalze 33 dient gleichzeitig zur Führung des Fadens während
der Bildung der Randzonen. Gemäß Fig.3, 4 und 5 ist die Walze 33 zu diesem Zweck
gegenüber den Randzonen mit genuteten Führungsflächen versehen; welche den durch
die Stange 37 geführten Faden erfassen. Bei einer Walze 33 von etwa So min Durchmesser
können diese genuteten Führungsflächen hergestellt werden durch Einschneiden von
zwei schrägen \TUten 40 und q.1, die ungefähr 3 inin breit sind und durch Nuten
42, 43 verbunden werden, die etwa C1 rnni breit sind. An dein Schnittpunkt 45 der
Nuten 4o Und .12 (vgl. Fig. 4.) wird der Faden aufgenotninen, wenn er Iris zti diesem
Punkt durch die langsame Bewegung <leg Stange 37 geführt worden ist, worauf die
scliriigen Nuten der Walze 33 den Faden finit grober (.gescltwinclil;l:eit über
einen kurzen litilt hin und her führen, bis 1>e1 der Rückwärtsbewegung <leg Stange
37 der Faden aus der Nut 42 entfernt wird. 1)1e schnelle Scitwärtsbewegung
de, Fadens liiirt dann auf, bis der laden in die Nuten der Walze 33 am entgegengesetzten
Ende des Wickels eingeführt wird. Zur Bildu11g eines Wickels von 1,5o null Länge
erteilt die Hubtrommel 4.2 der Stange 37 einen Hub von 143 'um.
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Bei der in Fig.6, ; Und 8 dargestellten Spulinaschine wird eine einzige
hin und her gehende Fadenfiihrerstange So vorgesehen, welche die Fadenführer 51
trägt. Die Stange 5o besteht aus einem Stahldraht z. B. von 311111l Durchmesser.
Der Draht So ist in kleinen Lagern #,? geführt. Die Hubtrommel q.2', die eine Kurvennut
41' hat und auf einer Welle 55 befestigt ist, wird über Zahnräder 56, 57, Riemenscheibe
43', Riemen 44' und Riemenscheibe 45' von einem Motor 46' angetrieben. In die Kurvennut
41' greift eine Rolle 6o, welche an einem Kreuzkopf 61 befestigt ist. Der Kreuzkopf
gleitet auf Führungsstangen 62, 63 und empfängt eine langsame hin und her gehende
Bewegung. Das Ende des Drahtes So ist in (lern Kreuzkopf gleitbar gelagert und trägt
eine Rolle 65, die in der steilen Nut 66 einer kleinen Kurventrommel 67 geführt
wird, welche in dem Kreuzkopf drehbar gelagert ist. Die Trom-. mel 67 und die Rolle
65 bilden eine Verbindung zwischen der langsam laufenden Trommel 42' und dein hin
und her gehenden Draht So, so daß dieser langsam hin und her bewegt wird. In Fig.
6 ist die Trommel 67 teilweise im Schnitt dargestellt, utn den Antrieb deutlich
-zu zeigen, der der Rolle 65 und dem Draht So die schnelle Hinundherbewegung erteilt..
Die Trommel 67 ist hohl, und an der inneren Fläche ist ein Rotor 68 befestigt, der
durch einen ortsfesten Stator 69 eines elektrischen Motors angetrieben wird. Dieser
Motor hat eine Dreiphasenwicklung und Leitungen 71, 72, 73, die zu den Kontakten
74, 75 und 76 führen, gegen .den Kreuzkopf 61 isoliert und an beiden Eiiden des
Stators herausgeführt sind. Kontaktgruppen 78, 79, 8o und 8r, 82, 83, die an eine
Elektrizitätsquelle angeschlossen sind, sind zu beiden Seiten -des Kreuzkopfes 61
am Maschinengestell angeordnet, so daß während der Zeit, wo sich der Kreuzkopf (ii
nahe an seinen Umkehrstellen befindet, die Motorkontakte 7q., 75 und 76 entweder
die Kontaktgruppe 78, 79, 8o oder die Kontaktgruppe 81, 82, 83 berühren,
dadurch der Motor eingeschaltet und die Trommel 67 gedreht wird, um eine
schnelle Hinundherbewegung des Drahtes So und der Fadenführer 51 zu erreichen. Während
des Hauptteiles der Bewegung des Kreuzkopfes steht jedoch die Troinniel6; still,
cla der Älotor stromlos ist, so daß nur die langsame Bewegung des Kreuzkopfes (fit
clelit Urabt So mitgeteilt wird, der Faden also in Parallelwicklung aufgewunden
wird. Die
Fadenwickel «erden durch eine Walze 9o gedreht, die über
(las Kegelradgetriebe 9i, 92 von einem Motor 93 angetrieben wird.
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Bei der in Fig.9 und io dargestellten Äusführungsforrn wird die Kreuzwicklung
an Jen Wickelenden durch die Walze33 erzeugt, die der nach Fig. a bis 5 entspricht.
Die Parallelwicklung wird mittels Walzen ioo hergestellt, «-elche in bekannter Weise
mit schraubengangförmigen Nuten versehen und auf einer Welle ioi angeordnet sind,
die mit langsamer Geschwindigkeit überein Zahnrad io2 und eine Schnecke toi vom
Motor io4 angetrieben wird.
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Bei der Spulmaschine gemäß Fig. i i bis 13 ruhen die Fadenwickel auf
einer Treibwalze i io, welche wie bei der Maschine gemäß Fi.g.6 und 7 über ein Kegelräderpaar
9i, 92 von dem Motor 93 angetrieben wird. Eine langsam laufende Hubtrommel 4.2'
wird in derselben Weise angetrieben wie bei der Maschine gemäß Fig. 6. In die -Tut
der Hubtrommel greift eine .Rolle i i i, welche eine Stange 113 langsam hin und
her schiebt. Auf dieser Stange sind Lager 114 für schnell laufende Hubtrommeln 115
gelagert. An jeder Spulstelle faßt eine Rolle 116 in die tut der Hubtrommel 115
und verschiebt einen Schlitten 117 mit einem Fadenführer i i B. Während der
Herstellung der Parallelwicklung des Fadenwickels steht die Hubtrommel 115 still,
so daß der Fadenführer 118 nur eine langsame Seitwärtsbewegung ausführt. Die Walze
i io hat kegelförmige Ansätze 120 außerhalb des Teiles, der mit dem Fadenwickel
in Berührung ist, und jede Hubtrommel 115 hat entsprechende kegelförmige Ansätze
122 aus Kork oder einem anderen Reibungsbelag, so daß die Hubtrommel 115, wenn sie
.das Ende des Wickels erreicht, mit schneller Geschwindigkeit über die beiden Ansätze
durch die Walze i io angetrieben wird. Die iVut in der Hubtrommel :2' hat an den
Umkehrstellen einen kleinen Absatz, um den Antriel) der Hubtrommel 115 durch die
Walze sicherzustellen.