DE69906543T2 - METHOD AND DEVICE FOR UNWINDING A STRAND - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR UNWINDING A STRANDInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abwickeln von Strängen und die Abwickelvorrichtung, die das Verfahren ausführt, wie in den entsprechenden Hauptansprüchen angegeben.The invention relates to a method for unwinding strands and the unwinding device that carries out the method, as specified in the corresponding main claims.
Um genauer zu sein, die Erfindung wird bei Abwickelvorgängen von Strängen verwendet, bei denen das Garn von den Strängen auf die nachfolgend zu verwendenden Spulen übertragen wird.To be more precise, the invention is used in unwinding processes of strands, in which the yarn is transferred from the strands to the bobbins to be used subsequently.
Die Erfindung wird vorteilhafterweise in allen Fällen angewendet, wo Garne von Strängen abgewickelt werden, um die Wickelgeschwindigkeit auf die Spule zu vergrößern und gleichzeitig die Garnspannungen zu vermindern und dadurch die Risiken von Garnbeschädigungen und Garnbruch zu vermindern.The invention is advantageously used in all cases where yarns are unwound from strands in order to increase the winding speed onto the bobbin and at the same time to reduce the yarn tensions and thereby reduce the risks of yarn damage and yarn breakage.
Der Stand der Technik enthält Abwickelmaschinen oder Abwickel-/Spulmaschinen, die für die Überführung des Garns von den Strängen auf die Spulen verwendet werden.The state of the art includes unwinding machines or unwinding/winding machines which are used for transferring the yarn from the strands to the bobbins.
Nach den Merzerisierungs- und/oder Färbungsprozessen oder nach den Schrumpf- und/oder Färbungsprozessen wird der Strang auf einer Haspel angebracht, die oberhalb oder außerhalb der Spulköpfe angeordnet ist, und das Garn wird von dem Strang abgewickelt, der eine Zugkraft ausübt, die allgemein durch die Drehung der Spulköpfe bestimmt ist.After the mercerisation and/or dyeing processes or after the shrinking and/or dyeing processes, the skein is placed on a reel located above or outside the winding heads and the yarn is unwound from the skein exerting a tensile force generally determined by the rotation of the winding heads.
Der Vorgang des Abwickelns von Garn vom Strang kann auf zwei Arten ausgeführt werden:The process of unwinding yarn from the skein can be performed in two ways:
- bei der ersten Art, dem Abrollverfahren, wird die Haspel durch das Abwickeln des Garns in Drehung versetzt;- in the first type, the unwinding method, the reel is set in rotation by the unwinding of the yarn;
- bei einer zweiten Art, dem Abziehverfahren, wird die Haspel stationär gehalten, und das Garn wird in axialer Richtung zur Haspel von dieser abgezogen. Das Abwickeln durch Abrollen ermöglicht ein regelmäßigeres Abwickeln des Garns vom Strang und ein geringeres Risiko von Verwicklungen und daher von Garnbrüchen und Unterbrechungen des Maschinenlaufs, jedoch macht die Tatsache, daß der Strang in Drehung versetzt wird, dieses Verfahren für schwere oder große Stränge nicht empfehlenswert, weil es die Geschwindigkeit für feine Garne oder Garne mit geringer Bruchlast sehr einschränkt.- in a second method, the take-off method, the reel is kept stationary and the yarn is taken off the reel in the axial direction. Unwinding by unwinding allows the yarn to be unwound from the skein more regularly and reduces the risk of tangling and therefore of yarn breakage and machine interruptions, but the fact that the skein is set in rotation makes this method unsuitable for heavy or large skeins because it severely limits the speed for fine yarns or yarns with a low breaking load.
Hingegen kann das Abziehverfahren auch für große Stränge verwendet werden, hat aber Probleme im Falle feiner Garne wegen der häufigen Snags, Verwicklungen und Verzwirnungen des Garns, die auftreten, Bruch und Maschinenstops verursachen. Von den zwei Verfahren hat sich jedoch das Abrollverfahren selbst als das wirksamere Verfahren erwiesen, weil in der Mehrheit der Fälle, in denen es angewendet wird, es ein gleichmäßigeres Abwickeln ohne Snags und Bildung von Spiralen ermöglicht.On the other hand, the unwinding process can also be used for large strands, but has problems in the case of fine yarns because of the frequent snags, tangles and twists of the yarn that occur, causing breakage and machine stoppages. Of the two processes, however, the unwinding process itself has proven to be the more effective process because in the majority of cases in which it is used, it allows for a more uniform unwinding without snags and formation of spirals.
Dieses Verfahren hat jedoch ebenfalls seine Grenzen in den möglichen niedrigen Arbeitsgeschwindigkeiten gezeigt, die von dem immer häufigeren Einsatz von großen und schweren Strängen herrühren.However, this process has also shown its limitations in the possible low operating speeds, which result from the increasingly frequent use of large and heavy strands.
In diesen Fällen sind die Benutzer verpflichtet, die Abwickelgeschwindigkeiten beachtlich zu reduzieren, auf Maximalwerte von etwa 250-300 m/min für dünnere und weniger widerstandsfähige Garne, und etwa 400 bis 500 m/min für dickere Garne, die einfacher abzuwickeln sind, wie beispielsweise Acrylgarne.In these cases, users are required to reduce the unwinding speeds considerably, to maximum values of approximately 250-300 m/min for thinner and less resistant yarns, and approximately 400-500 m/min for thicker yarns that are easier to unwind, such as acrylic yarns.
Es sind zahlreiche Verfahren vorgeschlagen worden, um höhere Abwickelgeschwindigkeiten zu erhalten, ohne übermäßige Steigerungen in der Garnspannung hervorzurufen.Numerous methods have been proposed to achieve higher unwinding speeds without causing excessive increases in yarn tension.
Beispielsweise schlug die Patentanmeldung UD93A000133 im Namen der vorliegenden Anmelderin die Verwendung eines Hilfsabwickelelements vor, das leerlaufend auf der Haspelwelle angebracht ist und das durch das Garn selbst in Drehung versetzt wird, wenn es von der Haspel abgewickelt wird.For example, patent application UD93A000133 in the name of the present applicant proposed the use of an auxiliary unwinding element mounted idly on the reel shaft and which is rotated by the yarn itself as it is unwound from the reel.
Die Funktion des Hilfsabwickelelements ist es, beim Abwickeln des Garns vom Strang zu helfen, die Abwickelspannungen zu vermindern und das Risiko von Blockierungen und Verwirrungen zu minimieren.The function of the auxiliary unwinding element is to assist in unwinding the yarn from the skein, to reduce unwinding tensions and to minimize the risk of blockages and tangling.
Diese Lösung hat jedoch keine zufriedenstellenden Ergebnisse bezüglich der Steigerung der Geschwindigkeit und der erwarteten Produktivität der Abwickelmaschine erbracht.However, this solution did not produce satisfactory results in terms of increasing the speed and expected productivity of the unwinder.
Bei einer anderen vorgeschlagenen Lösung war vorgesehen, eine Haspel zu verwenden, die von einem autonomen Motor gesteuert war. Auch diese Lösung hat keine befriedigende Ergebnisse gebracht, weil es unmöglich ist, die Abwickelgeschwindigkeit des abgewickelten Garns, das von dem unter Befehl in Drehung versetzten Strang geliefert wird, an die Geschwindigkeit des Garns augenblicklich anzupassen, das von dem Sammelkopf aufgenommen wird.Another proposed solution was to use a reel controlled by an autonomous motor. This solution also did not produce satisfactory results because it is impossible to instantly adapt the unwinding speed of the unwound yarn supplied by the skein rotated under command to the speed of the yarn taken up by the collecting head.
Mit anderen Worten, da das Garn vom Strang wegen der vom Sammelkopf allein verursachten Zugkraft nicht mehr frei austritt, sondern im wesentlichen durch den Motor abgewickelt wird, der die Haspel in Drehung versetzt, können zwei Dinge geschehen:In other words, since the yarn no longer comes out freely from the skein due to the pulling force caused by the collecting head alone, but is essentially unwound by the motor that rotates the reel, two things can happen:
- entweder dreht die angetriebene Haspel gegenüber der Spule zu langsam, und der Motor der Haspel bildet dann eine Bremse für die Drehung des Sammelkopfes und vermindert somit nicht die Spannungen im abgewickelten Garn;- either the driven reel rotates too slowly relative to the spool and the motor of the reel then forms a brake for the rotation of the collecting head and thus does not reduce the tension in the unwound yarn;
- oder die angetriebene Haspel dreht zu schnell, und das Garn wickelt sich dann wieder auf die Haspel auf.- or the driven reel rotates too fast and the yarn then winds back onto the reel.
Ein Beispiel dieser Lösung ist in DE-A-38 84 00 gezeigt, die vorsieht, der Achse der Haspel eine Riemenscheibe zuzuordnen, die von einem Motor gesteuert wird.An example of this solution is shown in DE-A-38 84 00, which provides for associating a pulley controlled by a motor with the reel axis.
Die Riemenscheibe bewirkt, daß die Haspel in der gleichen Richtung und der gleichen Geschwindigkeit wie das sich abwickelnde Garn dreht, um den Widerstand auf ein Minimum zu vermindern, mit der das Garn aus dem Strang entfernt wird.The pulley causes the reel to rotate in the same direction and at the same speed as the unwinding yarn to minimize the resistance with which the yarn is removed from the strand.
Diese Lösung ist, wie oben angegeben, theoretisch gültig, hat sich in der Praxis aber als undurchführbar erwiesen, da es extrem schwierig ist, die Geschwindigkeit der Spule, die das Garn abzieht, perfekt und in jeder Situation mit der Geschwindigkeit des Motors, der die Haspel in Drehung versetzt, zu synchronisieren.This solution is theoretically valid, as indicated above, but has proved to be impracticable in practice, since it is extremely difficult to synchronise perfectly and in every situation the speed of the spool that draws off the yarn with the speed of the motor that rotates the reel.
Die vorliegende Anmelderin hat diese Erfindung entworfen, getestet und ausgeführt, um diese Nachteile zu überwinden, und sie ist zu einer Lösung gelangt, die es erlaubt, die Abwickelgeschwindigkeit des Garns vom Strang zu erhöhen, ohne Zunahmen der Spannung im abgewikkelten Garn hervorzurufen.The present Applicant has designed, tested and carried out this invention to overcome these disadvantages and has arrived at a solution which allows the unwinding speed of the yarn from the skein to be increased without causing increases in tension in the unwound yarn.
Die Erfindung ist in den betreffenden Hauptansprüchen wiedergegeben und gekennzeichnet, während die abhängigen Ansprüche andere Merkmale der Erfindung beschreiben.The invention is set out and characterised in the relevant main claims, while the dependent claims describe other features of the invention.
Der Zweck der Erfindung ist es, eine Abroll-Abwickelvorrichtung anzugeben, bei der die Haspel, auf der der Strang angeordnet ist, in Drehung gezogen ist, nicht nur durch das Garn, das durch den Spulkopf zusammengefaßt wird, sondern auch durch Zusatzeinrichtungen, deren Wirkung Hilfe gibt, die in keiner Weise dem normalen Abwickeln des Garns entgegensteht oder dieses bremst.The purpose of the invention is to provide a reel-unwinder in which the reel on which the strand is arranged is drawn into rotation not only by the yarn gathered by the winding head, but also by additional devices whose action There is assistance that does not in any way hinder or slow down the normal unwinding of the yarn.
Mit anderen Worten, die Wirkung der Zusatzeinrichtung liefert einen Antriebsbeitrag zur Drehung der Haspel, der die Zugkraft vermindert, die auf das Garn durch den Spulkopf ausgeübt wird; dieser Beitrag ist strikt und direkt von der Zunahme der Garnspannung abhängig, die sich aus der Verwendung hoher Abwickelgeschwindigkeiten ableitet, und er erlaubt es, die Abwikkelgeschwindigkeit beachtlich zu steigern, ohne die Garnspannung zu steigern.In other words, the action of the additional device provides a driving contribution to the rotation of the reel which reduces the traction exerted on the yarn by the winding head; this contribution is strictly and directly dependent on the increase in yarn tension resulting from the use of high unwinding speeds and it allows the unwinding speed to be increased considerably without increasing the yarn tension.
Diese Erfindung vermindert daher drastisch das Risiko von Garnbrüchen oder -beschädigungen, beispielsweise das Dünnerwerden oder Scheuern, das durch hohe Spannungen im Garn aufgrund hoher Abwickelgeschwindigkeiten und/oder großen Gewichts des Strangs hervorgerufen wird.This invention therefore drastically reduces the risk of yarn breakage or damage, such as thinning or chafing, caused by high tensions in the yarn due to high unwinding speeds and/or high weight of the strand.
Die Erfindung erlaubt es, hohe Abwickelgeschwindigkeiten in der Größenordnung von wenigstens 500 bis 800 m/min und sogar mehr je nach Art des bearbeiteten Garns zu erreichen, selbst wenn die Stränge sehr schwer sind.The invention makes it possible to achieve high unwinding speeds of the order of at least 500 to 800 m/min and even more depending on the type of yarn being processed, even when the strands are very heavy.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält eine magnetische Zuganordnung, die mit der Drehwelle zusammenwirkt, auf der die Haspel montiert ist, und die dazu geeignet ist, einen zusätzlichen Energiebeitrag für die Drehung der Haspel zu liefern.The device according to the invention contains a magnetic traction arrangement which cooperates with the rotating shaft on which the reel is mounted and which is suitable for providing an additional energy contribution for the rotation of the reel.
Die magnetische Zuganordnung besteht im wesentlichen aus zwei Elementen:The magnetic train arrangement essentially consists of two elements:
- einem ersten Element oder Zugelement, umfassend eine Riemenscheibe oder Scheibe, auf deren Umfang mehrere Magnetpaare montiert sind, wobei der Riemenscheibe Einrichtungen zugeordnet sind, die dazu geeignet sind, sie in Drehung zu versetzen;- a first element or traction element comprising a pulley or disk on whose circumference several pairs of magnets are mounted, the pulley being associated with means suitable for setting it in rotation;
- ein zweites Element oder gezogenes Element, bestehend aus einem Teller oder einem Ring aus ferromagnetischem Material, der koaxial zur Riemenscheibe angeordnet ist und dieser im wesentlichen gegenübersteht und dazu geeignet ist, durch die Wirkung der magnetischen Kräfte in Rotation gesetzt zu werden, die von der rotierenden Riemenscheibe ausgeübt werden.- a second element or drawn element consisting of a plate or a ring made of ferromagnetic material, arranged coaxially with the pulley and substantially opposite it and suitable for being set in rotation by the action of the magnetic forces exerted by the rotating pulley.
Gemäß der Erfindung tritt die magnetische Zugwirkung des Zugelements auf das gezogene Element in der Weise auf, daß die Geschwindigkeit des Zugelements stets größer als die des gezogenen Elements ist.According to the invention, the magnetic pulling effect of the pulling element on the pulled element occurs in such a way that the speed of the pulling element is always greater than that of the pulled element.
Das zweite Element oder gezogene Element ist mechanisch der Drehwelle der Haspel zugeordnet, und daher wird das ziehende Drehmoment, das zwischen den zwei Elementen als Folge der Magnetkräfte erzeugt wird, auf die Haspel als zusätzlicher Energiebeitrag zur Drehung derselben übertragen.The second element or drawn element is mechanically associated with the rotating shaft of the reel, and therefore the pulling torque that occurs between the two elements as a result the magnetic forces generated are transferred to the reel as an additional energy contribution to its rotation.
Da die Energie, die erforderlich ist, einen Strang vorbestimmten Gewichts mit vorbestimmter Geschwindigkeit in Drehung zu versetzen, ein definierter Wert ist, vermindert auf diese Weise der Energiebeitrag, der von der magnetischen Zuganordnung geliefert wird, die verbleibende Energie, die vom Garn verlangt wird und daher die Garnspannung.In this way, since the energy required to rotate a strand of predetermined weight at a predetermined speed is a defined value, the energy contribution provided by the magnetic traction arrangement reduces the remaining energy required from the yarn and therefore the yarn tension.
Mit diesem Aufbau, der die Grundeigenschaften der Erfindung erreicht, wird die Drehwelle der Haspel nicht zwangsweise in Drehung versetzt, wie es der Fall wäre, wenn ein Motor mechanisch mit der Welle verbunden wäre, sondern er wird beim Drehen "geholfen", sie bleibt dabei aber frei.With this structure, which achieves the basic properties of the invention, the rotating shaft of the reel is not forced to rotate, as would be the case if a motor were mechanically connected to the shaft, but rather it is "helped" to rotate, while remaining free.
Die Erfindung sieht vor, das Drehmoment oder die Energie, die von der magnetischen Zuganordnung geliefert wird, mit der Garnspannung zu korrelieren, so daß in jedem Augenblick der von der Zuganordnung gelieferte Beitrag teilweise die Energie kompensiert, die für eine gegebene Abwickelgeschwindigkeit notwendig ist.The invention provides for correlating the torque or energy provided by the magnetic pulling arrangement with the yarn tension so that at any given moment the contribution provided by the pulling arrangement partially compensates for the energy required for a given unwinding speed.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegt der von der magnetischen Zuganordnung gelieferte Beitrag in der Größenordnung von 75-98% der Gesamtenergie, die für die Drehung der Haspel erforderlich ist, ist aber nie mehr als 100%, da in diesem Falle das Garn auf die Haspel wieder aufgewickelt werden würde.In a preferred embodiment, the contribution provided by the magnetic traction arrangement is in the order of 75-98% of the total energy required to rotate the reel, but is never more than 100%, since in this case the yarn would be rewound onto the reel.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist die magnetische Zuganordnung im wesentlichen koaxial zur Drehwelle der Haspel angeordnet und enthält eine magnetische Scheibe, der Einrichtungen zugeordnet sind, die sie in Drehung versetzen, und ein Ringelement, das fest mit der Drehwelle der Haspel verbunden ist.In a first embodiment of the invention, the magnetic traction assembly is arranged substantially coaxially with the rotating shaft of the reel and comprises a magnetic disk associated with means for causing it to rotate and a ring element fixedly connected to the rotating shaft of the reel.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die magnetische Zuganordnung achsversetzt gegenüber der Drehwelle der Haspel angeordnet, und es sind Übertragungseinrichtungen vorgesehen, um die Bewegung des gezogenen Elements auf die Haspelwelle zu übertragen.According to a further embodiment, the magnetic pulling arrangement is arranged offset in relation to the rotating shaft of the reel, and transmission devices are provided to transmit the movement of the pulled element to the reel shaft.
Diese Ausführungsform ist bevorzugt, weil es nicht notwendig ist, die Drehgeschwindigkeit der Drehscheibe mit der Geschwindigkeit der Haspel zu korrelieren; auf diese Weise ist es möglich, Geschwindigkeiten so anzunehmen, daß eine optimale Wirksamkeit der Zuganordnung garantiert ist.This embodiment is preferred because it is not necessary to correlate the rotation speed of the turntable with the speed of the reel; in this way it is possible to assume speeds such that optimal effectiveness of the pulling arrangement is guaranteed.
In einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Einrichtung, die die magnetische Scheibe in Drehung versetzt, aus einem Riemen, der vom Spulkopf angetrieben wird; der Antrieb des Riemens ist daher in geeigneter Weise mit der Geschwindigkeit des Sammelkopfes korreliert.In one embodiment of the invention, the means for rotating the magnetic disk consists of a belt driven by the winding head; the drive of the belt is therefore suitably correlated with the speed of the collecting head.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird die magnetische Scheibe durch einen autonomen Motor in Drehung versetzt, der von einem Wechselrichter gesteuert ist.In another embodiment, the magnetic disk is rotated by an autonomous motor controlled by an inverter.
In diesem Falle kann die magnetische Scheibe axial mit dem Motor angebracht sein oder an irgendeiner Zwischenstellung zwischen der Motorachse und der Haspelachse; in diesem zweiten Falle bestehen geeignete erste Übertragungs- und Rücklaufeinrichtungen, die die Bewegung vom Motor auf die Scheibe übertragen, und zweite Übertragungseinrichtungen, die die Bewegung von der Scheibe oder Ring auf die Haspel übertragen.In this case, the magnetic disc can be mounted axially with the motor or at any intermediate position between the motor axis and the reel axis; in this second case, there are suitable first transmission and return means which transmit the movement from the motor to the disc and second transmission means which transmit the movement from the disc or ring to the reel.
Bei einer Variante dieser zweiten Ausführungsform wird der Motor, der die magnetische Scheibe antreibt, von Sensoreinrichtungen gesteuert, die die Spannung des Garns während des Abwickelvorgangs kontinuierlich überwachen, die Geschwindigkeit des Motors regeln und daher den Energiebeitrag in einer solchen Weise regeln, daß die Spannung auf einen im wesentlichen konstanten Wert gehalten wird.In a variant of this second embodiment, the motor driving the magnetic disk is controlled by sensor means which continuously monitor the tension of the yarn during the unwinding process, regulate the speed of the motor and therefore regulate the energy contribution in such a way that the tension is maintained at a substantially constant value.
Bei einer äquivalenten Variante der oben beschriebenen Ausführungsformen können die Funktionen der magnetischen Scheibe und des Rings oder Tellers vertauscht werden, wobei der ferromagnetische Ring oder Teller, der der Dreheinrichtung zugeordnet ist (z. B. dem Riemen, der von dem Sammelkopf oder einem autonomen Motor angetrieben wird) als Zugelement verwendet wird und die zugeordnete magnetische Scheibe ein gezogenes Element ist, das mechanisch mit der Drehwelle der Haspel verbunden ist.In an equivalent variant of the embodiments described above, the functions of the magnetic disk and the ring or plate can be interchanged, the ferromagnetic ring or plate associated with the rotating device (e.g. the belt driven by the collecting head or an autonomous motor) being used as a pulling element and the associated magnetic disk being a pulled element mechanically connected to the rotating shaft of the reel.
Die beigefügten Zeichnungen sind als nicht einschränkendes Beispiel zu sehen und zeigen einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wie folgt:The accompanying drawings are to be considered as a non-limiting example and show some preferred embodiments of the invention as follows:
Fig. 1 ist eine schematische Teilseitenansicht der Abwickelvorrichtung nach der Erfindung;Fig. 1 is a schematic partial side view of the unwinding device according to the invention;
Fig. 2 ist eine Teilvorderansicht in vergrößertem Maßstab der in Fig. 1 gezeigten Abwickelvorrichtung;Fig. 2 is a partial front view on an enlarged scale of the unwinding device shown in Fig. 1;
Fig. 3 ist eine Vorderansicht einer möglichen Ausführungsform, der magnetischen Scheibe, die in der Erfindung verwendet wird;Fig. 3 is a front view of a possible embodiment of the magnetic disk used in the invention;
Fig. 4 zeigt ein Detail einer Variante von Fig. 2;Fig. 4 shows a detail of a variant of Fig. 2;
Fig. 5 zeigt mit einer Variante von Fig. 3 die bei der Ausführungsform von Fig. 4 verwendete magnetische Scheibe.Fig. 5 shows a variant of Fig. 3 of the magnetic disk used in the embodiment of Fig. 4.
Die schematisch in Fig. 1 gezeigte Abwickelvorrichtung 10 ist für die Übertragung des Garns 11 von einem Strang 12 auf eine Spule 13 geeignet.The unwinding device 10 shown schematically in Fig. 1 is suitable for transferring the yarn 11 from a strand 12 to a spool 13.
Der Strang 12, der auf einer Haspel 14 angeordnet ist, wird nach der Abrollmethode aufgrund der Zugkraft abgewickelt, die von der sich bildenden Spule 13 ausgeübt wird, die durch Reibung von einem ersten Zylinder 17a in Drehung versetzt wird, der von der Welle 15 gesteuert wird.The strand 12, arranged on a reel 14, is unwound according to the unwinding method due to the tensile force exerted by the coil 13 being formed, which is rotated by friction by a first cylinder 17a controlled by the shaft 15.
Es ist weiterhin ein Zylinder 17b vorgesehen, auf dem in bekannter Weise ein Läufer 16 montiert ist, der sich längs der Spule 13 axial vor- und zurückbewegt, und Garnspiralen in aufeinanderfolgenden Schichten auf der Spule 13 ablegt.Furthermore, a cylinder 17b is provided on which a traveler 16 is mounted in a known manner, which travels axially back and forth along the bobbin 13 and deposits yarn spirals in successive layers on the bobbin 13.
Die Bewegung der zwei Zylinder 17a und 17b und auch des Läufers 16 durch einen Motor 20 und einen Riemen 21 oder durch zwei getrennte Motoren ist im Stand der Technik allgemein bekannt und wird hier daher nicht weiter beschrieben.The movement of the two cylinders 17a and 17b and also of the rotor 16 by a motor 20 and a belt 21 or by two separate motors is generally known in the art and is therefore not described further here.
Der Einschluß eines schwingenden Arms 18 ist ebenfalls weit bekannt; er hat einen oder mehrere kleine Rollen 19 am Ende, über die das vom Strang 12 ausgehende Garn 11 läuft; die Funktion des Arms 18 ist es, in Kombination mit der Rückführrolle 36 und den Garnzuführrollen 22 eine Garnreserve aufzubauen.The inclusion of an oscillating arm 18 is also widely known; it has one or more small rollers 19 at the end over which the yarn 11 issuing from the strand 12 passes; the function of the arm 18 is to build up a yarn reserve in combination with the return roller 36 and the yarn feed rollers 22.
Der Schwingarm 18 kann sich, wie im Stand der Technik bekannt, aus einer hohen Stellung (durch eine durchgezogene Linie dargestellt) in eine niedrige Stellung (durch eine strichpunktierte Linie dargestellt) bewegen, um die Garnreserve aufzubauen, um es der Spule 13 und der Haspel 17 zu ermöglichen, von bekannten Bremsvorrichtungen angehalten zu werden, ohne daß ein Garnbruch im Falle einer Blockierung auftritt.The swing arm 18 can, as known in the art, move from a high position (shown by a solid line) to a low position (shown by a dot-dash line) to build up the yarn reserve to allow the spool 13 and the reel 17 to be stopped by known braking devices without yarn breakage occurring in the event of a blockage.
In dem in Fig. 1 gezeigten Fall befinden sich zwischen der Haspel 14 und der Spule 13 drei Rollen 22, über die das Garn 11 läuft und die dazu dienen, die Spannung zu reduzieren und stabilisieren, bevor das Aufspulen beginnt, und auch um in Kombination mit den Spann- und Paraffiniervorrichtungen 28 bzw. 37 Spulen 13 jeder gewünschten Gestalt für die verschiedenen Zwecke erzielen zu können.In the case shown in Fig. 1, between the reel 14 and the bobbin 13 there are three rollers 22 over which the yarn 11 runs and which serve to reduce and stabilize the tension before winding begins and also to be able to obtain, in combination with the tensioning and waxing devices 28 and 37 respectively, bobbins 13 of any desired shape for the various purposes.
Der von dem Garn 11 verfolgte Weg umfaßt den Lauf über die Rollen 19 und die Gamzuführrollen 22 und ist mit einer strichpunktierten Linie dargestellt; die gestrichelte Linie zeigt einen alternativen Weg für das Garn 11 für hohe Geschwindigkeiten und für Garne, die einfach abgewickelt werden, was ein im wesentlichen direktes Wickeln ohne jegliche Vorrichtungen zwischen Strang 12 und Spule 12 zur Erstellung einer Garnreserve vorsieht.The path followed by the yarn 11 includes the passage over the rollers 19 and the yarn feed rollers 22 and is shown with a dot-dash line; the dotted line shows an alternative path for the yarn 11 for high speeds and for yarns which are simply unwound, which provides for essentially direct winding without any devices between the strand 12 and the bobbin 12 for creating a yarn reserve.
Die Haspel 14 ist auf einer Welle 23 mit einer Längsachse 24 angebracht, die freitragend an einem Ende einer Stütze 25 montiert ist, wie in Fig. 2 gezeigt. Die Welle 23 und die Haspel 14 sind mittels Lagern 27 auf einer Büchse 26 abgestützt, die fest mit der Stütze 25 verbunden ist.The reel 14 is mounted on a shaft 23 with a longitudinal axis 24 which is cantilevered at one end of a support 25 as shown in Fig. 2. The shaft 23 and the reel 14 are supported by means of bearings 27 on a bushing 26 which is firmly connected to the support 25.
Gemäß der Erfindung ist eine magnetische Zuganordnung 38 vorgesehen, die mit der Welle 23 zusammenwirkt und aus einer magnetischen Scheibe 30 und einem zugehörigen Teller- oder Ringelement 35 besteht.According to the invention, a magnetic traction arrangement 38 is provided which cooperates with the shaft 23 and consists of a magnetic disk 30 and an associated plate or ring element 35.
Die magnetische Zuganordnung 38 ist dazu geeignet, einen zusätzlichen Energiebeitrag für den Drehantrieb der Haspel 14 zu liefern, der hilft, die Zugwirkung auf das Garn 11, die durch die Drehung der Spule 13 hervorgerufen wird, herabzusetzen.The magnetic pulling arrangement 38 is adapted to provide an additional energy contribution for the rotational drive of the reel 14, which helps to reduce the pulling effect on the yarn 11 caused by the rotation of the spool 13.
Bei der Ausführungsform, die in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Scheibe 30 mit der Welle 23 direkt zusammenwirkend montiert und ist geeignet, auf Lagern 29 auf der Büchse 26 zu drehen.In the embodiment shown in Fig. 2, the disk 30 is mounted in direct cooperation with the shaft 23 and is adapted to rotate on bearings 29 on the bushing 26.
In diesem Falle wird die Scheibe 30 durch einen Riemen 31 in Drehung versetzt, der auf einer Seite mit der Scheibe 30 und auf der anderen Seite mit einer kleinen Riemenscheibe 32 verbunden ist, die auf der Drehwelle 15 befestigt ist, die die Spule 13 bewegt.In this case, the disk 30 is rotated by a belt 31 connected on one side to the disk 30 and on the other side to a small pulley 32 fixed to the rotary shaft 15 which moves the spool 13.
In der hier gezeigten Ausführungsform hat die kleine Riemenscheibe 32 drei Kehlen, in denen der Riemen 31 alternativ angeordnet werden kann, um das Geschwindigkeitsverhältnis zwischen der Spule 13 und der Scheibe 30 zu verändern.In the embodiment shown here, the small pulley 32 has three grooves in which the belt 31 can be alternatively arranged in order to change the speed ratio between the spool 13 and the pulley 30.
Magnetpaare 34, die in enger Nachbarschaft zu einem mit der Drehwelle 23 der Haspel 14 fest verbundenen Ring 35 angeordnet sind, sind an der Scheibe 30 befestigt, in diesem Falle am Umfang derselben (Fig. 2 und 3).Magnet pairs 34, which are arranged in close proximity to a ring 35 firmly connected to the rotary shaft 23 of the reel 14, are attached to the disk 30, in this case on the circumference thereof (Fig. 2 and 3).
Der Ring 35 besteht aus ferromagnetischem Stahl; die Zusammensetzung und die relative Höhe des Magnetismus des Stahls kann nach der Art der Anwendung und den zu erhaltenden Ergebnissen variieren.The ring 35 is made of ferromagnetic steel; the composition and the relative level of magnetism of the steel can vary according to the type of application and the results to be obtained.
Bei der in Fig. 4 gezeigten Variante wird die magnetische Anordnung 38 mittels eines autonomen Motors 33 angetrieben.In the variant shown in Fig. 4, the magnetic arrangement 38 is driven by means of an autonomous motor 33.
Bei dieser Ausführungsform ist der Motor 33 dazu geeignet, das Tellerelement 35, das der magnetischen Scheibe 30 gegenübersteht, die die Magnetpaare 34 an der Vorderseite trägt, in Drehung zu versetzen.In this embodiment, the motor 33 is adapted to rotate the plate element 35 facing the magnetic disk 30 which carries the magnet pairs 34 on the front side.
Die magnetische Scheibe 30, die auf Lagern 39 gehalten ist, wird durch das Tellerelement 35 aufgrund der magnetischen Kräfte in Drehung versetzt, die zwischen dem Teller 35 und den Magneten 34 erzeugt werden.The magnetic disk 30, which is held on bearings 39, is rotated by the plate element 35 due to the magnetic forces generated between the plate 35 and the magnets 34.
In diesem Falle ist die magnetische Scheibe 30, die hier das gezogene Element ist, mit der Drehwelle 23 der Haspel 14 über eine Rückführung verbunden, die aus einem Paar kleiner Scheiben 40 und 41 besteht, die über entsprechende Riemen 42 und 43 mit der magnetischen Scheibe 30 bzw. der Welle 23 verbunden sind.In this case, the magnetic disk 30, which is here the drawn element, is connected to the rotating shaft 23 of the reel 14 via a return consisting of a pair of small disks 40 and 41, which are connected to the magnetic disk 30 and the shaft 23 respectively via corresponding belts 42 and 43.
Gemäß einer Variante dieser Ausführungsform, die hier nicht gezeigt ist, ist die magnetische Scheibe direkt durch Scheiben oder Riemen mit der Welle 23 der Haspel 14 ohne zwischenliegende Rücklaufelemente verbunden.According to a variant of this embodiment, not shown here, the magnetic disk is connected directly by disks or belts to the shaft 23 of the reel 14 without intermediate return elements.
Gemäß einer anderen Variante, die hier nicht gezeigt ist, ist die magnetische Zuganordnung 38, die aus der Scheibe 30 und dem Teller 35 besteht, an einer Zwischenstelle zwischen der Achse 44 des Motors 33 oder der Achse der kleinen Scheibe 32, die mit der Welle 15 verbunden ist, und der Achse 24 der Haspel 14 angeordnet, wobei auch Übertragungseinrichtungen eingeschlossen sind, wie Riemenscheiben, Riemen und Rücklaufrollen, um die Bewegung vom Motor 33 auf die Anordnung 38 und von der Anordnung 38 auf die Welle 23 der Haspel 14 zu übertragen.According to another variant, not shown here, the magnetic traction assembly 38, consisting of the disk 30 and the plate 35, is arranged at an intermediate point between the axis 44 of the motor 33 or the axis of the small disk 32 connected to the shaft 15, and the axis 24 of the reel 14, also including transmission means such as pulleys, belts and return rollers to transmit the movement from the motor 33 to the assembly 38 and from the assembly 38 to the shaft 23 of the reel 14.
Die Ausführungsform, die die Zuganordnung 38 achsversetzt gegenüber der Haspel 14 ergibt, beispielsweise jene, die in Fig. 4 gezeigt ist, oder andere Äquivalente, ist bevorzugt, da es nicht notwendig ist. die Geschwindigkeit des gezogenen Teils mit der der Haspel zu korrelieren, und daher ist es möglich, die magnetische Anordnung 38 mit maximalem Wirkungsgrad zu betreiben.The embodiment which provides the pulling assembly 38 off-axis with respect to the reel 14, for example that shown in Fig. 4 or other equivalents, is preferred because it is not necessary to correlate the speed of the pulled part with that of the reel and therefore it is possible to operate the magnetic assembly 38 with maximum efficiency.
Die oben beschriebene Abwickelvorrichtung funktioniert wie folgt:The unwinding device described above works as follows:
Während des Abwickelvorgangs wird die Haspel 14 durch die Zugkraft in Drehung versetzt, die von dem Garn 11 ausgeübt wird, wenn es durch die Drehung der Spule 13 aufgenommen wird.During the unwinding process, the reel 14 is rotated by the tensile force exerted by the yarn 11 as it is taken up by the rotation of the spool 13.
Zusammen mit der Spule 13 wird auch die magnetische Scheibe 30 in Drehung versetzt, entweder direkt mittels des Riemens 31 im Falle der Fig. 2 oder durch Antrieb vom autonomen Motor 33 im Fall der Fig. 4.Together with the coil 13, the magnetic disk 30 is also set in rotation, either directly by means of the belt 31 in the case of Fig. 2 or by drive from the autonomous motor 33 in the case of Fig. 4.
Aufgrund der magnetischen Kräfte, die zwischen den Magnetpaaren 34 und dem Ring oder Teller 35 erzeugt werden, der mechanisch mit der Drehwelle 23 der Haspel 14 verbunden ist, ruft die Drehung der Scheibe 30 einen Energiebeitrag zur Drehung der Haspel 14 hervor, die sich zur Restenergie addiert, die von dem Garn 11, das von der Spule 13 aufgenommen wird, verlangt wird, und die die Energie ist, die die wirkliche Spannung im Garn hervorruft.Due to the magnetic forces generated between the magnet pairs 34 and the ring or plate 35 mechanically connected to the rotating shaft 23 of the reel 14, the rotation of the disc 30 produces an energy contribution to the rotation of the reel 14 which is added to the residual energy required by the yarn 11 taken up by the bobbin 13 and which is the energy which produces the actual tension in the yarn.
Durch geeignete Einwirkung auf das zusätzliche Drehmoment, das Dank der magnetischen Zugkraft geliefert wird, ist es möglich, bei jeder Abwickelgeschwindigkeit die Restenergie, die vom Garn 11 verlangt wird, auf niedrigem Niveau zu haften, beispielsweise 10 bis 20%, und dieses ermöglicht es, hohe Abwickelgeschwindigkeiten bei relativ niedrigen Spannungen im Garn 11 zu verwenden.By appropriately acting on the additional torque provided thanks to the magnetic traction, it is possible to maintain the residual energy required by the yarn 11 at a low level, for example 10 to 20%, at any unwinding speed, and this makes it possible to use high unwinding speeds at relatively low tensions in the yarn 11.
Die Größe des zusätzlichen Drehmoments hängt nicht nur von der Anzahl der Magnetpaare 34, der Größe des Luftspalts und den verwendeten Materialien ab, sondern auch von der Relativgeschwindigkeit zwischen ziehendem und gezogenem Element, da die Größe des Drehmoments zunimmt, wenn diese Relativgeschwindigkeit zunimmt.The magnitude of the additional torque depends not only on the number of magnet pairs 34, the size of the air gap and the materials used, but also on the relative speed between the pulling and pulled element, since the magnitude of the torque increases as this relative speed increases.
Je nach Anwendungsfall kann die Geschwindigkeit des ziehenden Elements zwischen dem 1,3 und 4-fachen der Geschwindigkeit des gezogenen Elements von dieser abweichen.Depending on the application, the speed of the pulling element can deviate from the speed of the pulled element by between 1.3 and 4 times.
Im Falle von Fig. 4 wird der Motor 33 vorteilhafterweise durch einen Spannungssensor 45 gesteuert, der über eine geeignete elektronische Steuerlogik den Motorzerhacker in einer solchen Weise beeinflußt, daß die Schwankungen - entweder Zunahmen oder Abnahmen - in der Spannung des Garns 11 durch Schwankungen - entweder Zunahmen oder Abnahmen - der Geschwindigkeit des Motors 33 kompensiert werden.In the case of Fig. 4, the motor 33 is advantageously controlled by a voltage sensor 45 which, via a suitable electronic control logic, controls the motor chopper in such a such that the variations - either increases or decreases - in the tension of the yarn 11 are compensated by variations - either increases or decreases - in the speed of the motor 33.
Gemäß einer Variante der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform sind der Teller oder Ring 35 und die Magnete 34 derart angeordnet, daß sie axial verstellt werden können, um sie voneinander zu entfernen oder näher zusammenzubringen.According to a variant of the embodiment shown in Fig. 4, the plate or ring 35 and the magnets 34 are arranged in such a way that they can be adjusted axially in order to move them away from each other or bring them closer together.
Dieses ermöglicht es, in gewünschter Weise das von der magnetischen Anordnung 38 auf die Haspel 14 aufgebrachte Drehmoment und dadurch die zugeführte relative Zusatzenergie zu variieren.This makes it possible to vary the torque applied by the magnetic arrangement 38 to the reel 14 and thus the relative additional energy supplied as desired.
Obgleich diese Ausführungsform beschrieben worden ist, fallen doch alle äquivalenten Ausführungsformen in das Gebiet und den Umfang dieser Erfindung, beispielsweise die Ausführungsform, die in Fig. 2 vorsieht, daß die Magnete 34 mit der Drehwelle 23 der Haspel 14 fest verbunden sind und der Ring 35 vom Riemen 31 in Drehung versetzt ist; oder die Ausführungsform, die gemäß Fig. 4 vorsieht, daß die magnetische Scheibe 30 auf der Achse des Motors 33 montiert ist und der Teller 35 aufgrund der erzeugten Magnetkräfte in Drehung mitgenommen wird.Although this embodiment has been described, all equivalent embodiments fall within the field and scope of this invention, for example the embodiment which provides in Fig. 2 that the magnets 34 are fixedly connected to the rotating shaft 23 of the reel 14 and the ring 35 is rotated by the belt 31; or the embodiment which provides in Fig. 4 that the magnetic disk 30 is mounted on the axis of the motor 33 and the plate 35 is driven in rotation due to the magnetic forces generated.
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