DE688585C - Vorrichtung zur Herstellung von Spulenwickeln, ins - Google Patents

Description

Beim Bewickeln von Spulen mit fnisch gesponnenen Kunstseidefäden sind die üblichen Fadenführerbewegungen fast immer aus einer Hauptbewegung und einer oder zwei Hilfsbewegungen zusammengesetzt. Man kennt die einfache Hubverlagerung und die regelmäßige Hubverkürzung. Eine dritte Fadenführerbewegung ist unter dem Namen Pilgerschrittbewegung bekannt. Diese drei Fadenführerbewegungen unterscheiden sich lediglich durch das Verhältnis der Anzahl der Hilfsbewegungen zu der Anzahl der Hauptbewegungen. Bei der Hubverkürzung führt die Hilfsbewegung auf die ganze Spinndauer verteilt nur einmal ihre Bewegung aus. Bei der Pilgerschrittbewegung bewirkt die Hilfsbewegung vier- bis zwanzigmal so viel Hübe wie die Hauptbewegung, und bei der Hubverlagerung erfolgt die Hilfsbewegung im allgemeinen bis zu zwanzigmal langsamer als die Hauptbewegung.

Im Aufbau eines Spulenwickels kommt die Hilfsbewegung zum Ausdruck in den abgeschrägten Enden. Jedoch hängt die Form dieser Enden nicht ab von der Anzahl der Hübe der Hauptbewegung, sondern ausschließlich von deren Geschwindigkeitsdiagramm.

Ein klares Bild hiervon vermittelt eine bekannte Fadenführerantriebsvorrichtung, bei welcher eine Herzscheibe, deren Umdrehungszahl konstant ist, auf einer exzentrischen Buchse drehbar angeordnet ist, deren Umdrehungszahl willkürlich gewählt werden kann. Läßt man die exzentrische Buchse sich nur ganz langsam drehen in bezug auf die Herzscheibe, nämlich nicht mehr als i8o° während der ganzen Spinndauer, dann ist es möglich, die Herzscheibe in bezug auf ihren Antrieb so zu verschieben, daß während der Spinndauer der von der Herzscheibe abgeleitete Hub regelmäßig abnimmt. Die exzentrische Buchse bestimmt die Geschwindigkeit der Abnahme. Wenn man annimmt, daß die relative Drehung der exzentrischen Buchse in bezug auf die Herzscheibe gleichmäßig erfolgt, dann hat dies u. a. zur Folge, daß die Verschiebung der Herzscheibe senkrecht zur Antriebswelle zu Beginn sehr langsam geschieht, dann allmählich schneller wird, bis sie in der Mitte der Spinndauer ihr Maximum erreicht; danach nimmt sie wieder ab und gegen Ende nähert sich die Verschiebungsgeschwindigkeit dem Werte o. Das Geschwindigkeitsdiagramm der Verschiebung ist eine Sinuskurve. Das Wickelende sieht dann aus, wie es in Fig. 1 die ausgezogene Linie zeigt.

An dieser theoretischen Form des Wickelendes wird nichts geändert, wenn man die

exzentrische Buchse während einer Spinndauer nicht um i8o°, sondern um 360⁰ in bezug auf die Herzscheibe dreht. Während der ersten Hälfte der Dauer nimmt die Hublänge dann ab, wie es vorstehend beschriebenist, jedoch in einem doppelt so schnellen Tempo. Nach der ersten Hälfte der Dauer ist der Spulenwickel an jeder Stelle genau halb so dick wie im ersten Falle. Die Hublänge nimmt dann in der zweiten Hälfte der Spinndauer wieder zu und die Bewegungen sind dabei vollkommen entgegengesetzt wie während der ersten Hälfte der Spinndauer. Die Verschiebungsgeschwindigkeiten sind ebenso groß, doch entgegengesetzt, woraus folgt, daß über die ganze Spulenlänge an jeder Stelle die gleiche Menge Kunstseide wie im ersten Falle abgelegt wird, mit anderen Worten, daß die Wickelform vollkommen gleich sein muß. Diese Gleichheit wird auch dann erhalten, wenn die exzentrische Buchse nicht έϊη, sondern zwei oder zehn oder einige tausend Male in bezug auf die Herzscheibe gedreht wird. Das will heißen, die Fig. 1 gibt auch die Form eines Wickelendes bei Hubverlagerung oder Pilgerschrittchangierung an, wobei die Hilfsbewegung durch eine exzentrische Buchse in der Herzscheibe bewirkt wird.
Diese theoretische Form der Wickelenden wird jedoch infolge der Tatsache verändert, daß der Kunstseidefaden an den Umkehr- - punkten durch den Fadenführer stets zurückbleibt, und daher die Umkehrungen nicht so scharf sind, wie es theoretisch sein müßte. Die Folge davon ist eine besondere Anhäufung von Kunstseide an den Umkehrpunkten des Fadenführers, und zwar bei jeder Fadenführerumkehrung in einer bestimmten Menge. An den Stellen, an denen sich gemäß dem vorstehenden die Hublänge des Fadenführers nur langsam verändert, fällt eine große Anzahl von Umkehrpunkten dicht zusammen; die Anhäufung von Kunstseide durch das Zurückbleiben des Fadens ist daher dort am größten. In Fig. 1 gibt die gestrichelte Linie an, wie dadurch die Wickelenden verformt werden und wie dabei die unangenehmen Wülste auf den Spulen entstehen. Eine andere, bisher hauptsächlich bei Hubverkürzung bekannte Hilfsbewegung ist die gleichmäßige, senkrecht zur Achse erfolgende Hilfsbewegung. Aus Erwägungen ähnlich wie im vorstehenden folgt, daß hierdurch ein Wickelende entstehen muß, wie es in der Fig. 2 die ausgezogene Linie zeigt, wobei durch die Fehler an den Umkehrpunkten in Wirklichkeit aber eine Wickelform entsteht, wie sie durch die gestrichelte Linie dargestellt fio ist. Die Wülste sind hierbei viel weniger bedenklich, als bei einem Wickel gemäß Fig. 1.

Eine Schwierigkeit ist jedoch die, daß das Ende des Wickels zu dünn ausläuft, wodurch bei der Saug- oder Druckwäsche die Durchlässigkeit der Fadenlagen dort zu groß wird und das Auswaschen wegen des Flüssigkeitsverlustes an diesen Enden unnötig lange dauert.

Die Vorrichtung nach der Erfindung liefert nun einen Wickel gemäß der Fig. 3, bei dem erstens die äußersten Enden für die Saugoder Druckwäsche dick genug sind und bei dem zweiten der Übergang der Enden in den zylindrischen Teil ohne Bildung von Wülsten allmählich erfolgt. Im einzelnen muß die Form der ausgezogenen Linie in Fig. 3 so ausgebildet sein, daß infolge der Spinngeschwindigkeit, der Anzahl der Changierhübe usw. die Durchlässigkeit für die Waschflüssigkeiten an jedem Punkte der abgeschrägten Enden ebenso groß ist wie im zylindrischen Teil des Wickels. Das ist möglich, weil das Zurückbleiben an den Umkehrpunkten eine geringere Fadenkreuzung und dadurch eine geringe spezifische Durchlässigkeit für die Waschflüssigkeiten bedingt, so daß man es erreichen kann, daß der Quotient aus spezifischer Durchlässigkeit geteilt durch die Dicke der Fadenlagen überall konstant ist. Durch das Zurückbleiben des Fadens an den Umkehrpunkten entsteht in Abweichung von der theoretischen Wickelendenform ein Wickelende, wie es die gestrichelte Linie in Fig. 3 veranschaulicht.

Unter Durchlässigkeit im allgemeinen wird im vorliegenden die Menge Wasser verstanden, welche durch einen Ouadratzentimeter der Oberfläche des Wickels bei einem bestimmten Druckabfall in einer bestimmten Zeit strömt. Unter spezifischer Durchlässigkeit wird dagegen die Menge Wasser verstanden, welche in der Zeiteinheit durch einen Kubikzentimeter der Fadenlage pro Einheit des Druckunterschiedes strömt. Hieraus folgt dann die Linienform, wie in Fig. 3 dargestellt, welche den Charakter einer logarithmischen Kurve hat und wonach mithin die Geschwindigkeit der Hilfsbewegung bei Hubverkürzung von Beginn bis Ende der Spinndauer regelmäßig abnimmt, während bei Hübverlagerung oder Pil- no gerschrittchangierung die Hilfsbewegung in derselben Weise angepaßt werden kann.

Die Herstellung von Kunstseidewickeln, bei denen ein scharfer Übergang vom zylindrischen Teil in die konischen Teile vermieden wird, indem die abgeschrägten Enden abgerundet ausgebildet werden, ist schon beschrieben worden. So ist eine Vorrichtung bekannt, bei welcher die Fadenführung bestimmt wird durch eine einzige Hubscheibe, die so geformt ist, daß die Geschwindigkeit der Fadenführungsösen an den Enden der Spule größer ist

als in der Mitte, so daß der Fadenwickel eine bauchige Form erhält. Die Zahl der mit einer solchen Vorrichtung herstellbaren Wickelformen ist verhältnismäßig beschränkt, weil den hierfür notwendigen Beschleunigungen verhältnismäßig enge Grenzen gezogen sind. Um die Wickeldicke an den Enden z. B. gleich ¹Z₄ der Wickeldicke in der Spulenmitte zu machen, muß die Geschwindigkeit der Fadenführeröse an den Enden schon viermal so groß sein als in der Mitte. Ferner ist bei dieser bekannten Vorrichtung keine vollkommen scharfe Bewegungsumkehr gewährleistet, so daß die obenerwähnte Fadenanhäufung an den Umkehrstellen auftritt, ohne daß es indessen eine Möglichkeit zu deren Kompensation gäbe.

Ferner ist eine Vorrichtung nicht mehr neu, bei der die Bewegung des Fadenführers durch ein Hauptexzenter erzeugt wird, welches durch ein Hilfsexzenter hin und her bewegt wird. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß die Wickelform für das eine äußerste Ende der Wicklung und für die gegenüberliegende Übergangsstelle vom zylindrischen Teil der Wicklung zum abgeschrägten nicht unabhängig voneinander gewählt werden kanm Derjenige Punkt des Hilfsexzenters, der die Wickelform am äußersten Wickelende rechts steuert, steuert gleichzeitg auch die Übergangsstelle vom zylindrischen Teil des Wickels z.ur linken Abschrägung. In entsprechender Weise werden das äußerste linke Ende des Wickels und die Übergangsstelle auf der rechten Seite des zylindrischen Teils der Wicklung durch einen Punkt des Hilfsexzenters gemeinsam gesteuert. Es besteht somit eine gegenseitige Abhängigkeit zwischen den äußersten Wicklungsenden und den Übergangsstellen, so daß der Bestimmung des Wickelprofils enge Grenzen gezogen sind.

Weiter ist eine Vorrichtung bekannt geworden, bei welcher der Gang des Fadenführers vom Beginn bis zum Ende der Bewicklung abnimmt, wobei außerdem in kurzen Perioden noch ein Zu- und Abnehmen des Hubes erfolgt. Diese zusammengesetzte Bewegung wird dem Fadenführer nach einer ersten Ausführungsform durch das Zusammenwirken zweier Exzenter und einer Kulisse mit Laufstück erteilt. Nach einer zweiten Ausführungsform wirken drei Exzenter zusammen. Diese Ausführungen indessen sind, da die Bewegung des Fadenführers durch drei in verwickelter Weise zusammenarbeitende Exzenter u. dgl. erfolgt, recht umständlich. Außerdem ist auch hier keine unabhängige Regelung der Wickelprofilierung an den äußersten Wickelenden und an den Übergangsstellen gewährleistet.

Schließlich ist es nicht mehr neu, Wickel mit konvex gerundeten Enden und etwa gleichmäßiger Durchlässigkeit auf der ganzen Wickellänge dadurch herzustellen, daß auf die hin und her bewegte Fadenführerstange zwei Herzscheiben einwirken, welche zusammen die Changierung ergeben.' Bei Verwendung einer solchen Vorrichtung können infolge Beschleunigung der Fadenführerbewegung an den Wickelenden die Wülste zwar verkleinert werden; da jedoch eine unendlich schnelle Umkehrung des Fadenführers nicht erzielt werden kann, ist dabei die Wulstbildung nicht vollständig zu vermeiden. Es muß hierbei auch der Nachteil in Kauf genommen werden, daß bei beschleunigter Umkehrung infolge der auftretenden Massenkräfte nur eine verhältnismäßig geringe Hubzahl, d. h. also eine langsamere Changierung bzw. flachere Fadenkreuzung erzielt wird. , Alle diese Nachteile werden durch die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch vermieden, daß zwei gleichachsig angeordnete unrunde Scheiben bzw. Herzscheiben verwendet werden, von welchen die eine ausschließlich dazu dient, die andere auf ihrer Symmetrielinie senkrecht zur Drehungsachse hin und her zu bewegen, und die derart ausgebildet ist, daß die Länge ihrer Leitstrahlen vom kleinsten Strahl bis zum größten stetig zunimmt, wobei die Zunahme der Strahllänge, gemessen über gleiche Winkel, bei den kleineren Leitstrahfen immer stärker ist als bei den größeren. Das Hauptexzenter dient also allein der Steuerung des Fadenführers, während das Hilfsexzenter lediglich zur Verstellung des Hauptexzenters dient. Durch die besondere Gestaltung des Hilfsexzenters wird die Schichtdicke der Wicklung an den Wickelenden allmählich verkleinert und das Entstehen von Wülsten verhindert. Die Wickelform für das äußerste Ende der Wicklung und für die gegenüberliegende Übergangsstelle vom zylindrischen zum abgeschrägten Teil der Wicklung kann vollständig unabhängig voneinander gewählt werden.

Das Prinzip der Erfindung kann auf allerlei Ausführungsformen der Spinnmaschinenchangierung angewendet werden, und zwar u. a. auf diejenigen, bei denen die Fadenführer eine pendelnde Bewegung ausführen, und auch auf diejenigen, bei denen sie horizontal hin und her gehen. Beispielsweise ist die Erfindung nachstehend für eine Pendelchangierung näher beschrieben. Hierfür waren die bekannten Ausführungsformen nicht brauchbar, da diese so eingerichtet sind, daß die Geschwindigkeitsdiagramme in bezug auf die Mitte der hingehenden Bewegung bzw. der zurückgehenden Bewegung symmetrisch wer- iao den. Ein solcher Symmetriepunkt ist in Fig. 3 nicht vorhanden. Dies macht es notwendig,

einige prinzipielle Änderungen anzubringen. Diese sind in den Fig. 4 bis 9 erläutert.

In den Fig. 4 und 5 ist 1 die Hauptantriebswelle, die der Hauptherzscheibe 2 ihre regelmäßige Drehung verleiht. Die Herzscheibe 2 ist senkrecht zur Welle I verschiebbar, und zwar auf ihrer Symmetrielinie. Ihre Stellung in bezug auf die Antriebsachse 1 wird bestimmt durch die auf der Hauptherzscheibe sitzende Rolle 3, welche immer gegen die sich zentrisch um die Hauptachse drehende Hilfsherzscheibe 4 gedrückt wird. Dieses Andrücken bewirken Schraubenfedern, die jedoch in den Fig. 4 und 5 nicht gezeichnet sind. In Fig. 7 ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vorrichtung mehr ins einzelne gehend dargestellt; in den Fig. 8 und 9 sind Abwandlungen dieser Ausführungsform erläutert.

Auf der Welle 1 sitzt ein fest mit ihr verbundener Mitnehmers, der mit einem Arm 6 versehen ist. Eine Scheibe 7, die zwei Schlitze 8 und 9 enthält, wird durch die in 8 hineingreifende Abdrehung 10 des Mitnehmers und durch den in 9 hineingreifenden Bolzen 11 des Mitnehmerarmes 6 geführt. Die Scheibe 7 liegt dabei an der Schulter der Abdrehung 10 und am Arm 6 des Mitnehmers an. Mit ihr ist die Herzscheübe 2 verschraubt, die samt der Scheibe 7 durch zwei Federn 12 so weit an die Welle 1 herangezogen wird, bis die Rolle 3, die in der Scheibe 7 gelagert ist, mit der Hilfsherzscheibe 4 zur Anlage kommt. Die Hilfsherzscheibe 4 ist fest mit der Hohlwelle 13 verbunden/ auf welcher das Zahnrad 14 sitzt. Die Zahnräder 15, 16, 17 und 14 bilden zusammen ein Getriebe, welches die Drehzahl der Hilfsherzscheibe 4 bestimmt.

Die Hilfsherzscheibe 4 macht durch Vermittlung des Getriebes 15, 16, 17 und 14 Umdrehungen, deren Zahl, wie eingangs beschrieben, größer oder kleiner sein kann als die Zahl der Umdrehungen der Hauptherzscheibe 2. In den Fig. 7 bis 9 sind als Beispiel Zahnradübersetzungen angegeben für Hubverkürzung, Hubverlagerung und Pilgerschrittchangierung. Die Vorrichtung gemäß Fig. 7 weist beispielsweise

für Rad 15 = 151 Zähne,

- - 16=150 -

- -■■ 17=149 -

- 14=150 - auf.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 8 weist beispielsweise

für Rad 15 = 34 Zähne,

- - 16 = 34 -

- - 17 = 29 -

- 14 = 39 - ^auf· Die Vorrichtung gemäß Fig. 9 weist beispielsweise

für Rad 15 = 45 'Zähne,

■ - - 16 = 23 -

- - 17 = 45 -

- - 14=23 - auf.

Für alle diese Fälle ist in den Fig. 4 und 5 die Stellung des Fadenführers 18 bei seinem größten Hub angegeben. Die Länge des Hubes wird, wie aus den Figuren zu entnehmen ist, an der Innenseite der Spinnmaschine bestimmt durch den Abstand A der Hauptherzscheibe und den Abstand α der Hilfsherzscheibe, während an der Vorderseite der Spinnmaschine die Hublänge gegeben wird durch B — a. Die gesamte Hufolänge ist dann (A + a) — (B- a) = A — B + 2 a. Die Verhältnisse für den kleinsten Hub sind nicht gezeichnet. Sie ergeben sich jedoch zwangsläufig, wenn die Hilfsherzscheibe 4, und zwar nur diese, im Vergleich mit der in den Fig. 4 und 5 gezeichneten Stellung um i8o° gedreht wird. In der Fig. 4 weist also in diesem Falle die Spitze der Scheiben nach oben und die der Scheibe 4 nach unten, und in Fig. 5 zeigt die Spitze von 2 nach unten und die von 4 nach oben. Dadurch kommt die Rolle 3 näher an die Hauptwelle 1 heran und die gesamte Hublänge wird A -—B + 2 b.

Man sieht daraus, daß die Form des äußersten Wickelendes bestimmt wird durch die Form der Hilfsherzscheibe in der Umgebung des Punktes mit dem größten Leitstrahl α vom Drehpunkt der Hilfsherzscheibe aus gerechnet, und daß der Übergang von der Abschrägung auf den zylindrischen Teil bestimmt wird durch die Verhältnisse in der Nähe des kleinsten Leitstrahles b (vgl Fig. 6). Die Form der Hilfsherzscheibe kann willkürlich gewählt werden, ganz nach der theoretisch gewünschten Linie gemäß Fig. 3 der Zeichnung.

N.un ist auch eine Changiervorrichtung zur Herstellung von Spulenwicklungen mit konischen Enden bekannt geworden, die aus einer Achse und einer um diese herum angeordneten beweglichen, praktisch symmetrischen Herzscheibe besteht und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Achse in der Längsrichtung verschiebbar ist und ein oder mehrere Elemente mit schiefen Flächen besitzt, die beim Verschieben der Achse in ihrer Längsrichtung die Herzscheibe derartig verstellen, daß der Unterschied zwischen dem längsten und dem kürzesten Leitstrahl der Herzscheibe vom Umdrehungspunkt aus gemessen geändert wird. Diese Vorrichtung ermöglicht an sich eine Beeinflussung der Wickelform; lao sie hat indessen den Nachteil, daß bei schnellerer Verstellung der Herzscheibe, wie.

sie bei der Hubverlagerung notwendig ist, die Antriebswelle die schnellere Bewegung vollständig mitmachen müßte. Das hätte zur Folge, daß die Antriebsvorrichtung hierfür sehr schwer ausgeführt werden müßte, um die Stöße durch die Massenkräfte von Welle und Herzscheibe aufzunehmen. Erfindungsgemäß dagegen sind die bei der Verstellung der Herzscheibe zu bewegenden Massen so klein

ίο wie nur möglich gehalten. Ferner erfolgt die Steuerung der Hauptherzscheibe unmiittelbar durch eine Hilfsherzscheibe, während bei der bekannten Vorrichtung noch ein Hilfsexzenter o. dgl. notwendig ist, um die Welle mit dem Keilstück zu verschieben. Die Vorrichtung nach der Erfindung ist also wesentlich einfacher als die bekannte Vorrichtung und hat dabei den Vorteil, daß sie auch für schnellere Verstellung der den Fadenführer steuernden Herzscheibe ohne weiteres brauchbar ist.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Vorrichtung zur Herstellung von Spulenwickeln, insbesondere aus frisch gesponnener Kunstseide, bed welcher die Fadenführerbewegung durch das Zusammenarbeiten zweier umlaufender Kurvenscheiben o. dgl. erzielt wird, gekennzeichnet durch zwei gleichachsig angeordnete unrunde Scheiben bzw. Herzscheiben (2, 4)," von welchen die eine (4) ausschließlich dazu dient, die andere (2) auf ihrer Symmetrielinie senkrecht zur Drehungsachse hin und her zu bewegen, und die derart ausgebildet ist, daß die Länge ihrer Leitstrahlen vom kleinsten Strahl bis zum größten stetig zunimmt, wobei die Zunahme der Strahllänge, gemessen über gleiche Winkel, bei den kleineren Leitstrahlen stärker ist als bei den größeren.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptherzscheibe (2) einen in ihrer Symmetrielinie verlaufenden Schlitz (9) aufweist, in welchen ein in bezug auf ihre Antriebswelle ortsfester Stein (11) eingreift, so daß sie auf ihrer Symmetrielinie senkrecht zur Drehungsachse unter der Einwirkung von Federn (12) jeweils so weit verschoben wird, bis eine auf der Symmetrielinie der Hauptherzscheibe angeordnete drehbare Rolle (3) an dem Umfang der Hilfsherzscheibe (4) anzuliegen kommt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Leitstrahlen sich nach einer logarithmischen Funktion ändert.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen