DE7706069U1 - Textilmaschine zur erzeugung und/oder bearbeitung von faeden - Google Patents

Description

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Aktenzeichen G 77 06 Ο69.6 '*

^Textilmaschine zur Erzeugung und/oder Bearbeitung von Fäden Γ>

In Maschinen zur Fadenerzeugung, also zum Spinnen von Endlosfäden oder Stapelfasern, sowie zur Fadenverarbeitung, wie z.B. Streckmaschinen oder Texturiermaschinen für Endlosfäden besteht zur Erzielung von über die Fadenlänge gleichmäßigen Fadeneigenschaften (Nummer, Titer, Anfärbbarkeit, u.a.) die Notwendigkeit, die Fäden in der Erzeugungs- und/oder Bearbeitungszone mit konstanter Geschwindigkeit und einer genau definierten, konstanten Fadenspannung zu führen.

Die Aufwicklung der Fäden muß dagegen im allgemeinen mit einer anderen und häufig auch wesentlich verminderten Spannung erfolgen (vgl. z.B. US-PS 3,404,522), wobei auch diese Aufwickelspannung zur Erzielung einer guten Spulenqualität mit guten Ablaufeigenschaften und zur Vermeidung von Fadenschädigungen konstant bleiben muß. Dem steht nun aber einmal die bekannte Tatsache entgegen, daß es technisch unmöglich ist, zwei Fadenfördereinrichtungen wie sie das Abzugswerk der Fadenerzeugungs- bzw. Bearbeitung zone einerseits und die Aufwickeleinrichtung andererseits darstellt, mit absolut konstanter Fadenfördergeschwindigkeit zu betreiben. Bei empfindlichen, z.B. dehnungsarmen Fäden, ist die dadurch eintretende Verschlappung oder überspannung des Fadens in der Aufwickelzone nicht akzeptabel, selbst wenn die Geschwindigkeitsdifferenzen nur sehr gering sind.

Ferner wird die Konstanz der Aufwickelspannung bei konstanter Fadenförderung durch die während jeden Changierhubs eintretenden Fadenlängendifferenzen gestört.

Derartige Fadenlängendifferenzen beruhen einmal auf der bekannten

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Tatsache, daß der Faden von der Changiereinrichtung in einem
sogenannten Changierdreieck hin- und herbewegt wird. Dabei
ergibt sich eine Fadenlängendifferenz bei der Bewegung des
Fadens von der Changierhubmitte bis zu jedem der Changierhubenden. Derartige Fadenlängendifferenzen treten ferner auf
bei der Herstellung konischer Spulen. Denn konische Spulen,
die mit einer konstanten Drehzahl angetrieben werden, haben
einen über ihre Länge abnehmenden bzw. zunehmenden Durchmesser, wodurch die Fadengeschwindigkeit bei jedem Changierhub
vom kleinen zum großen Durchmesser zwischen einem Minimalwert
und einem Maximalwert schwankt.

Schließlich wird die Aufwickelspannung auch durch die Tatsache

gestört, daß die Aufspulgeschwindigkeit konischer und biko- | nischer Spulen sich im Verlauf der Spulreise selbst bei kon- | stantem Treibwalzenantrieb ändert. |

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Textilmaschine I

bereitzustellen, in welcher der Faden in der Erzeugungs- oder j

Bearbeitungszone - z.B. in einer Chemiefaser-Spinnanlage, in f

einer Texturiermaschine oder in einer Spinnanlage in Verbin- ; dung mit einer Texturiermaschine - mit konstanter Zugspannung ge-l

führt und mit konstanter Fördergeschwindigkeit darauf abgezogen |

wird und im Anschluß an diese Zone mit einer Zugspannung auf- ' gewickelt werden kann, die unabhängig von der in der Spinn- bzw.
Bearbeitungszone herrschenden Zugspannung einstellbar ist, und

ohne daß es zu einer Verschlappung oder Überdehnung des Fadens I

und einer Störung des Aufwickelprozesses kommen kann. «

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung | gelöst. f

Die erfindungsgemäße Textilmaschine hat den besonderen Vorteil, $jj sowohl die Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen dem Abzugswerk | und der Aufwicklung als auch sämtliche Geschwindigkeitsschwankungen der Aufwicklung auszugleichen. Es können deshalb vorteilhaft auch die bei Verwendung eines Treibwalzenantriebes unver-

meidlichen Ungenauigkeiten des Übersetzungsverhältnisses zwischen dem Treibwalzenantrieb und der nur durch Kraftschluß mitgenommenen Spule sowie die durch die Changierung hervorgerufenen Fadenlangenanderungen zwischen Abzugswerk und Spule ausgeglichen werden. Deshalb eignet sich die erfindungsgemäße Textilmaschine insbesondere auch zur Herstellung von nicht zylindrischen Spulen, d.h. konischen oder bikonischen Spulen, da hierbei die Umfangsgeschwindigkeit pro Hub und/oder pro Spulreise und/oder die Changiergeschwindigkeit über die Spulreise veränderlich ist. Bisher war die Herstellung derartiger konischer oder bikonischer Spulen aus empfindlichen Garnen insbesondere auf Textilmaschinen mit zentralem Antrieb nur unter erheblichen technischen Aufwendungen möglich, wobei eine gleichbleibende und von der Herstellungs- oder Bearbeitungszone unabhängig einstellbare Fadenspannung nur sehr unvollkommen erzielt werden konnte. Durch Verwendung einer einstellbaren Fadenbremse ist es nun möglich, einen hinsichtlich der Fadenspannung definierten Spulenaufbau zu erzielen, da jede beliebige bzw. notwendige Fadenspannung eingestellt werden kann. Möglich ist es dabei auch, die Fadenbremse über die Spulreise nach einem Programm zu steuern.

In einer bevorzugten Ausführung ist das Abzugswerk gleichzeitig als Speichereinrichtung ausgeführt. Dadurch kann der technische Aufwand für die erfindungsgemäße Textilmaschine erheblich reduziert werden. Ferner werden hierbei Probleme hinsichtlich Gleichlauf und Fadenspannung zwischen Speichereinrichtung und Abzugswerk vermieden.

Der als Speichereinrichtung dienende Tragkörper ist entweder ortsfest, so daß die Speicherung und gegebenenfalls auch der Abzug des Fadens mittels eines um den Umfang des Tragkörpers rotierenden Flügels erfolgt. Vorzugsweise ist der Tragkörper eine rotierende Walze, auf die der Faden tangential aufgewickelt wird. Der Tragkörper in der einen oder anderen Ausführung ist ] normalerweise ein zylindrischer oder auch kegeliger Rotations- j

I körper. Eine vollständige Rotationssymmetrie ist jedoch

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nicht erforderlich. So ist es z.B. auch möglich, auf dem Umfang des Tragkörpers achsparall^le endlose Förderriemchen

| anzuordnen, die die Aufgabe haben, die auf den Tragkörper

aufgewickelten Fadenwindungen in Richtung auf das Ablaufende des Tragkörpers zu transportieren.

Wenn während des Wiekelvorganges unzulässige Fadengeschwindigkeitsänderungen zwischen Speichereinrichtung und Aufwickeleinrichtung auftreten, muß die Aufwickelgeschwindigkeit entsprechend geändert werden. Bei friktionsangetriebenen Spulen erfolgt die Verstellung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule

vorzugsweise durch Veränderung des Übersetzungsverhältnisses I
*t zwischen Treibwalze und Spule, wobei die Drehzahl der Treib-

walze konstant bleibt. Geeignete technische Möglichkeiten für

Se eine derartige Verstellung des Übersetzungsverhältnisses zwi-

sehen Treibwalze und Spule sind in den Ansprüchen 5 bis 13 ' wiedergegeben.

Der Vorteil der Verstellung des Übersetzungsverhältnisses \' zwischen dem Treibwalzenantrieb und der Spule liegt insbeson-

[: dere darin, daß eine verhältnismäßig massearme Geschwindigkeits-

änderung individuell für jede Spulstelle erfolgt. Dadurch ist für jede Spulstelle der Textilmaschine eine sehr genaue Regelung der Speichermenge mit nur geringen Stellschritten möglich.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Spinnanlage für Chemiefasern;

Fig. 2 die Aufwickelzone der Spinnanlage nach Fig. 1 im Detail;

Fig. 3 Ausführungsbeispiele für die Verstellung bis 7 des Übersetzungsverhältnisses zwischen Treibwalzenantrieb und Spulen;

Fig. 8 eine Offenend-Spinnanlage für Fasern mit einer

Einrichtung zur Herstellung einer konischen Spule;

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Fig. 9, ein weiteres Ausführungsbeispiel einer

9a Speichereinrichtung;

Fig. 10, geeignete Fadenbremsen. 11

Die Spinnanlage nach Fig. 1 besteht aus dem nur teilweise dargestellten Spinnschacht 1, aus dem die Fasern austreten. Die Fasern werden zu einem Faden 2 zusammengefaßtund sodann über die Präparationsrolle 3 und die Galetten 4 und 5 geführt. Zwischen den Galetten 4 und 5 wird der Faden verstreckt, wobei I weitere Einzelheiten wie z.B. Heizeinrichtungen und Streck-

1 stifte hier nicht dargestellt sind. Im Anschluß an die zwischen

I den Galetten 4 und 5 gebildete Streckzone wird der Faden mittels

% Heizeinrichtung 6 und Texturiereinrichtung 7 texturiert und so-

I dann mittels Abzugswerk 8 aus der Texturierzone abgezogen. Für

I die Erreichung eines guten Texturierergebnisses ist es absolut

I notwendig, in der Texturierzone zwischen den Galetten 5 und dem

I Abzugswerk 8 eine konstante und genau definierte Fadenspannung

I aufrechtzuerhalten und den Faden durch Galetten 5 mit konstanter

'■{ Geschwindigkeit zuzuführen und durch Abzugswerk 8 mit konstanter

\ Geschwindigkeit wieder abzuziehen. Nur hierdurch läßt sich eine

I gleichmäßige Erwärmung und eine gleichmäßige Einwirkung der

η Texturiereinrichtung 7 (im dargestellten Fall eine Texturier-

düse) auf den Faden erreichen.

Im Anschluß an das Abzugswerk 8 wird der Faden auf der Spule 9 aufgespult. Die Spule 9 wird durch die Treibwalze 10 angetrieben Die Hin- und Herverlegung des Fadens über die Spule erfolgt durc Changiereinrichtung 11 . In Fig. 1 ist schematisch dargestellt, daß das Abzugswerk 8, die Treibwalze 10 sowie die Changiereinrichtung 11 über Antriebs- und Steuereinrichtungen 16 (Einzel- ; heiten in Fig. 2) miteinander gekoppelt sind, so daß zwischen

; Abzugswerk und Treibwalze einerseits sowie Treibwalze und Chan-

■ giereinrichtung andererseits genau definierte konstante Über-

I Setzungsverhältnisse (abgesehen von einer eventuell erforder-

ί lieh werdenden Spiegelstörung 27) bestehen. Es ist nun sowohl

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zur Behandlung als auch zum Transport des texturierten Fadens
erforderlich, auch in der Aufwickelzone eine optimale Fadenspannung einzustellen. Diese Fadenspannung wird für texturierte Fäden häufig geringer sein als die in der Texturierzone | herrschende Fadenspannung. In jedem Falle muß die Fadenspannung iä für die Aufwicklung unabhängig von der Texturierzone einstell- \ bar sein und überdies über jeden Changierhub und auch über die P Spulreise hin konstant bleiben. J

Um diese Einstellung der Fadenspannung zu ermöglichen, ist | das Abzugswerk 8 in folgender Weise ausgebildet (hierzu | Fig. 2): |

Ein als Fadenspeichereinrichtung dienender walzenförmiger | Tragkörper 12 - im folgenden auch kurz"Walze 12" genannt - !■ wird über Frequenzwandler 24 mit einer solchen konstanten Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, daß der Faden aus der Bearbei- J tungszone mit der erforderlichen Fördergeschwindigkeit abgezogen I wird. Zu Beginn jeder Spulreise ist auf der Walze 12 eine Zwi- i schenspeichermenge 18 des Fadens gebildet worden, die aus mehre- i ren Windungen des Fadens besteht. Diese Zwischenspeichermenge 18 : wird durch Meßeinrichtung 15 gemessen und das Meßsignal dem
Treibwalzenantrieb nach entsprechender Verstärkung und Unformung ■.; überlagert. Hinter der Walze 12 ist eine einstellbare Faden- | bremse 28 angeordnet.

Die Walze 12 ist von einem Vorschubring 17 dicht umgeben.
Dieser Vorschubring 17 verleiht den auf der Walze 12 aufgewickelten Fadenwindungen 18 einen achsparallelen Vorschub, |

f so daß sich auf der Lagerseite der Walze aus dem kontinuier- j lieh mit der Fördergeschwindigkeit zulaufenden Faden ein in *

axialer Richtung bewegter Wulst 18 bildet. |

In Fig. 2 ist weiterhin dargestellt, daß der Faden von der ^ Walze 12 - d.h. aus dem Wulst bzw. der Speichermenge 18 - Il über Kopf zur auf der Walzenachse angeordneten Fadenöse 19
hin abgezogen wird, daß daß er hierbei einen Ballon 20 bildet.

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Der Faden gelangt sodann zur Fadenbremse 28 und in die Changiereinrichtung (Changierfadenführer 11). Diese wird durch Antriebsmotor 26 angetrieben, und zwar unter Zwischenschaltung einer Einrichtung 27 zur Spiegelstörung.

Der Wulst 18 wird durch eine pneumatische Düse 22 abgetastet. j Sobald der Wulst 18 in den Blasbereich der Düse wandert, erhöht sich der Staudruck in dieser Düse. Der Staudruck wird über den Meßbalg 23 erfaßt und der Meßwert über die in Einzelheiten nicht weiter dargestellten Brücken- und Verstärkerschaltung 21 verstärkt und dem Treibwalzenantrieb 14 über Frequenzwandler 25 aufgegeben. Hierdurch wird die Speichermenge (Wulst 18) auf einen konstanten Mittelwert ausgeregelt.

Die Verstellung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule durch Verstellung des Treibwalzenantriebs ist in gewissen Fällen nachteilig, da hierbei erhebliche Massenkräfte auftreten.

Aus diesem Grunde ist es in vielen Fällen vorteilhafter, die Umfangsgeschwindigkeit der Spule dadurch zu verstellen, daß das Übersetzungsverhältnis zwischen Treibwalze und Spule geändert wird, unabhängig von der Änderung durch den wachsenden Spulendurchme s s er.

Hierfür geeignete Vorrichtungen, die eine Modifizierung der in Fig. 2 dargestellten Vorrichtung darstellen, ergeben sich aus den Fig. 3 bis 6.

In Fig. 3 wird eine konische Spule 39 dargestellt, die im Traggestell 31 frei drehbar gelagert ist. Die Spule 39 wird durch die Treibwalze 30 angetrieben. Die Changiereinrichtung ist in Fig. 3 nicht dargestellt. Die Treibwalze besteht aus dem Mantel, der auf der Welle 32 axial verschiebbar ist, jedoch durch die Keilverbindung 33 drehfest mitgenommen wird. In dem Mantel der Treibwalze ist ein Mitnehmerring 34 eingelassen, der geringfügig über die Oberfläche des Treibwalzenmantels hinausragt und eine geeignete Aufrauhung aufweist. Auch

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der Mitnehmerring 34 ist mit dem Mantel der Treibwalze drehfest verbunden. Die Teile 33 bis 35 sind als Stellglieder zur Verstellung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule 9 und damit zur Änderung der Fadengeschwindigkeit zu betrachten.

Zur axialen Verschiebung der Treibwalze dient die Gabel 35, die mit dem Pneumatikzylinder 36 derart verbunden ist, daß die Treibwalze durch die Kraft der Feder 37 nach links und durch Luftdruck nach rechts verschoben wird. Der Luftdruck wird wiederum durch eine Meßeinrichtung in Abhängigkeit von der auf der Walze 12 gebildeten Speichermenge 18 gesteuert. In Fig. 3 ist hierzu wiederum eine Pneumatikdüse 22 dargestellt, in der durch die Speichermenge 18 ein wachsender Staudruck erzeugt wird. Dieser Staudruck wird durch einen geeigneten Verstärker 23 verstärkt und dem Pneumatikzylinder 36 zugeführt. Hierdurch wird die Treibwalze in Abhängigkeit von der Speichermenge 18 axial verschoben. Dadurch ändert sich der Eingriffsbereich des Mitnehmerringes 34 und damit auch das übersetzungsverhältnis zwischen Treibwalze und Spule. Die Treibwalzenwelle 32 kann z.B. eine sich durch die gesamte Maschine erstreckende Zentralwelle sein, die durch einen Zentralantrieb mit konstanter Drehzahl angetrieben wird und auf der gleichzeitig eine Vielzahl der in Fig. 3 dargestellten Treibwalzen gelagert ist.

In Fig. 4 wird eine bikonische Spule 49 hergestellt. Auf die Darstellung des Spulenhalters wurde hier verzichtet. Zur Veranschaulichung der Herstellung einer derartigen Spule dient das Changierdiagramm. Es zeigt, daß über die Spulreise (Zeit T) bei abnehmender Changiergeschwindigkeit der Changierhub von der Länge H zur Länge h hin abnimmt.

Die Treibwalze 40 besteht in diesem Falle aus dem Mantel 43 und dem dazu drehbaren Flansch 42. Der Mantel 43 liegt mit den al Stellglieder dienenden Innenkegelrädern 44 auf den Außenkegelräde 46. Diese Außenkegelräder 46 sind mit der Treibwalzenwelle 48 fes verbunden. Es ist wiederum eine Gabel 45 vorgesehen zur axialen Verstellung des Mantels 43. Hierdurch wird das Übersetzungsverhältnis zwischen der Treibwalzenwelle 48 und dem Treibwalzen-

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mantel 43 in Abhängigkeit von der auf der Walze 12 gebildeten Speichermenge verändert. Da die bikonische Spule in ihrem dargestellten Traggestell auch eine Auf- und Abbewegung ausführen kann, folgt sie hierbei der Treibwalze· Alle übrigen Teile entsprechen denen, die in Fig. 3 in dem Feld 38 dargestellt sind.

In Fig. 5 ist eine andere Form der Treibwalze dargestellt, die eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Treibwalzenantrieb und Spule gestattet. Die Treibwalze 50 nach Fig. 5 ist mit der Welle 52 über Keilverbindung 53 drehfest, jedoch axial verschieblich verbunden. Die Walze 50 weist auf ihrem Umfang den Mitnehmerring 56 auf, welcher in eine Nut des Treibwalzenmantels drehfest eingepaßt ist. Ferner weist der Treibwalzenmantel den Mitnehmerring 54 auf, welcher aus einem Material mit großer Dehnbarkeit besteht oder aber an der angezeigten Stelle einmal geteilt ist. Auf der Welle 52 ist im Bereich des Mitnehmerringes 54 ein Konusrad 51 drehfest und axial fest gelagert. Die axiale Ver-Schiebung der Treibwalze geschieht mittels Gabel 55 über einen Pneumatikzylinder in Abhängigkeit von der auf dem Tragkörper gesammelten Speichermenge, wobei in den Einzelheiten auf Fig. 3 (Feld 38) verwiesen wird. Die Teile 51 und 54 bis dienen hier als die wesentlichen Stellglieder.

Der Durchmesser der Mitnehmerringe 54 und 56 ist unterschiedlieh, und zwar ist der Durchmesser des Mitnehmerringes 56 größer als der Durchmesser des Mitnehmerringes 54 im entspannten Zustand. Durch axiale Verschiebung der Treibwalze wird nun aber der Mitnehmerring 54 auf das Konusrad 51 geschoben und darauf aufgeweitet, so daß der Mitnehmer 54 zur Anlage an die Spule 59 kommt. Hierdurch ändert sich auch das Übersetzungsverhältnis zwischen Treibwalze und Spule.

Die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform, bei der die beiden Mitnehmerringe 54 und 56 verwandt werden, wird insbesondere für die Herstellung konischer Spulen 59 eingesetzt. Bei der

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Herstellung zylindrischer Spulen kann der Mitnehmerring
56 weggelassen werden, so daß die Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Treibwalze und Spule allein durch die
Aufweitung des Mitnehmerringes 54 bewirkt wird. Hierbei ergibt sich allerdings ein recht kleiner Regelbereich, der unter
Umständen eine sehr feine Einstellung der Parameter, welche
in dem Regelkreis zur Konstanthaltung der auf dem Speicherkörper gebildeten Speichermenge wirksam sind, erfordert. Um
einen größeren Regelbereich auch bei der Herstellung zylindrischer Spulen zu erhalten, kann man die Treibwalze konisch
ausbilden, so daß die beiden Mitnehmerringe 54 und 56 auf
stark unterschiedlichen Durchmessern sitzen und hierdurch
ein größerer Verstellbereich des Übersetzungsverhältnisses

zwischen Spule und Treibwalze ermöglicht wird.

Nach Fig. 6a und 6b kann die konische (oder auch zylindrische)

Spule 69 zur Verstellung des Übersetzungsverhältnisses
zwischen Spule und Treibwalzenantrieb auf der balligen Walze | 60 abgerollt werden. Auch diese Einrichtung erlaubt einen |"

zentralen Antrieb der Treibwalze 60 über die Welle 62. \

Die Spule 69 ist in ihrem Spulenhalter 63 sowie dem Schlitten ^s 64 mit Führungen 65 auf- und abbeweglich. Außerdem ist der

Spulenhalter 63 gegenüber dem Schlitten 64 in Gelenk 66 schwenk- | bar. Diese Schwenkbewegung geschieht durch die als Stellglied I dienende Pneumatikzylinder-Kolben-Einheit 67 gegen den Druck
der Feder 68 und wird durch Meßeinrichtung 38 - bestehend aus ; Düse 22 und Verstärker 21 - in Abhängigkeit von der auf dem Trag-

körper 12 gebildeten Speichermenge ausgelöst.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 geschieht eine Verstel- ^f lung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Treibwalze 70 und
Spule 79 durch Änderung des zugelassenen Schlupfes. Die Treib- | walze 70 ist auf der Welle 72 gelagert und mit konstanter 'C Drehzahl angetrieben. Der Faden 2 läuft der Treibwalze über
Changiereinrichtung 71 zu und wird sodann auf der Spule 79, die

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in Spulenhalter 73 frei drehbar gelagert ist, aufgespult. Der Spulenhalter 73 ist im Gelenk 74 schwenkbar. Der Spulenhalter 73 ist mit der Zylinder-Kolben-Einheit 77 verbunden und durch diese in Abhängigkeit von der Speichermenge des Fadens auf dem Tragkörper 12 schwenkbar. Bezüglich der Ausbildung des Tragkörpers 12 sowie der zugehörigen Meß- und Verstärkereinrichtung wird auch hier auf Fig. 3 verwiesen.

Fig. 8 zeigt die Aufspuleinrichtung in einer Offenendspinnmaschine mit der Spule 89, dem schwenkbaren Spulenhalter 83, der auf der Welle 82 gelagerten axial verschieblichen Treibwalze 80 einschließlich Mitnehmerring 84 und' mit der Changiereinrichtung 81. Es ist schematisch dargestellt, daß ein aus Einzelfasern bestehendes Luntenband 85 aus einer Kanne 86 abgezogen und mittels Kardierwalze 87 in Einzelfasern aufgeteilt wird und daß die Einzelfasern sodann mittels Offenend-Spinneinrichtung 88 zu einem Faden 2 versponnen werden. Der Faden 2 wird durch Abzugswerk 98 aus der Spinnzone abgezogen. Zur Erzielung von über die Länge gleichmäßigen Fadeneigenschaften ist es erforderlich, daß das Abzugswerk 98 mit absolut konstanter Umfangsgeschwindigkeit betrieben wird, wobei die Geschwindigkeit der Kardierwalze 87 und der Spinneinrichtung 88 sowie des Abzugswerks 98 genau, aufeinander abgestimmt sein und die Übersetzungsverhältnisse zwischen diesen drehenden Teilen konstant gehalten werden müssen.

Die Aufwicklung hat mit einer ebenfalls definierten, durch die Fadenbremse 90 einstellbaren Fadenspannung zu erfolgen. Diese Fadenspannung ist jedoch eine andere als die in der Spinnzone. Es ist daher eine Entkopplung der Fadenspannung in der Spinnzone einerseits und in der Aufwickelzone andererseits vorgesehen. Diese Entkopplung erfolgt dadurch, daß der Faden hinter dem Abzugswerk 98 auf ein als Speichereinrichtung dienendes endloses Band 92 gegeben wird, was zwischen den beiden Walzen aufgespannt und durch den Motor 96 mit der angezeigten Vorschub-

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richtung langsam angetrieben wird. Der Faden wird auf dem Band zu einer Speichermenge 97 abgelegt. Diese Speichermenge wird durch Meßeinrichtung 95 erfaßt und der Meßwert über einen Verstärker 94 und eine hier in Einzelheiten nicht dargestellte axiale Vorschubeinrichtung 91 zur axialen Verschiebung der Treib walze benutzt. Hierdurch wird das übersetzungsverhältnis zwischen der Treibwalze und der Spule verändert, ohne daß dazu in den Antrieb der Welle 82 eingegriffen werden muß. Hierdurch ist eine sehr feinfühlige Verstellung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Treibwalze und Spule möglich. Es sei an dieser Stelle hervorgehoben, daß das übersetzungsverhältnis im Sinne dieser Anmeldung stets ein mittleres Übersetzungsverhältnis ist, das von Schwankungen infolge Schlupf und Durchmesserunterschieden überlagert ist.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 9, 9a wird der Faden 102 aus einer in den weiteren Einzelheiten nicht dargestellten Herstellungs- bzw. Bearbeitungszone mit konstanter Fördergeschwindigkeit und Fadenspannung abgezogen. Das Abzugswerk dient hierbei wieder - anders als in Fig. 8 - als Speichereinrichtung. Es besteht aus dem ortsfesten, vorzugsweise kreiszylindrischen Tragkörper 108, der von dem Flügel 110 umfahren wird. Der Flügel 110 ist mit seiner zentralen Welle 111 drehbar gelagert und durch Riemen 113a,Synchronmotor 113, Frequenzwandler 105 und Steuergerät 106 mit vorgegebener, konstanter Drehzahl angetrieben. Die Welle 111 des Flügels weist eine zentrale Bohrung 114 auf, die sich in einem Fadenleitkanal in dem Flügel 110 fortsetzt und die im Fadenaustritt 116 des Flügels 110 mündet. Der Faden 102 wird durch die Bohrung 114 und den anschließenden Fadenleitkanal und die öffnung 116 geführt und zu Windungen 118 auf dem Tragkörper 108 abgelegt. An seinem der Walze zugewandten Ende weist der Flügel 110 eine Vorschubkante 117 auf, die gegen die Drehrichtung des Flügels 110 geneigt ist. Durch diese Vorschubkante werden die Fadenwindungen 118, d.h. die Speichermenge, in achsparalleler Richtung vorgeschoben. Der Faden 102 wird sodann aus

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der Speichermenge achsparallel zum Tragkörper 108, d.h. über Kopf abgezogen und sodann durch die Bohrung 112 zu der Changierung 101 und der Spule 109 geführt. Die Spule 109 ist in dem schwenkbaren Spulenhalter 103 gelagert und wird durch Treibwalze 100 angetrieben. Als Treibwalzenantrieb dient der Asynchronmotor 104. Dieser wird durch den steuerbaren Frequenzwandler 107 in Abhängigkeit von der auf dem Tragkörper 108 gebildeten Speichermenge 118 gesteuert. Als Meßgröße zur Erfassung der Speichermenge 118 dient die Wirkleistungsaufnahme oder auch Stromaufnahme des Synchronmotors 113, die durch Meßgerät 115 - z.B. mittels eines HaIlgenerators - erfaßt wird. Die Wirkleistungsaufnahme und die Stromaufnahme ist die Kraft, die zum axialen Vorschub der Fadenwindungen bzw. Speichermenge 118 erforderlich ist und damit auch der Anzahl der Windungen, d.h. der Speichermenge 118, proportional. Das Meßsignal der Meßeinrichtung 115 wird zur Verstellung des Frequenzwandlers 107 benutzt. Hierdurch wird die Treibwalze 100 in ihrer Drehzahl auf die Speichermenge 118 eingestellt, so daß die Speichermenge 118 konstant bleibt.

Es sei noch auf folgendes hingewiesen:

Vor der Aufwicklung erfolgt die Speicherung einer Fadenmenge, die ein Vielfaches der Fadenlängendifferenz beträgt, die bei einem Changierhub auftritt. Derartige Fadenlängendifferenzen beruhen einmal auf der bekannten Tatsache, daß der Faden durch die Changiereinrichtung in einem sogenannten Changierdreieck hin- und herbewegt wird. Fadenlängendifferenzen während des Changierhubes treten ferner auf bei der Herstellung konischer Spulen. Die konischen Spulen, die mit einer konstanten Drehzahl angetrieben werden, haben einen über ihre Länge abnehmenden bzw. zunehmenden Durchmesser, wodurch die Fadengeschwindigkeit bei jedem Changierhub vom kleinen zum großen Durchmesser zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert schwankt.

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Der Regelkreis, in den die Fadenspeicherung einerseits und
die Aufwicklung andererseits eingeschlossen sind, ist erfindungsgemäß so ausgelegt, daß die Übergangszeit des Regelkreises groß ist im Verhältnis zur Dauer eines Changierhubes. Die Übergangszeit ist dabei definiert als die Summe der
eventuell vorhandenen Totzeiten und Verzugszeiten und insbesondere der Zeitkonstanten. Hierdurch wird erreicht, daß der
Regelkreis nicht auf die Schwankungen der Fadenspeicherlänge
anspricht, die während des Changierhubes infolge der zuvor
beschriebenen Fadenlängendifferenzen auftreten. Die Regelung
erfolgt vielmehr so, daß der Mittelwert der Speichermenge
über eine Zeit, die größer als ein Changierhub ist, konstant
bleibt. Dadurch wird vermieden, daß die Aufwicklung bei
hohen Faden- und Changiergeschwindigkeiten mit unerträglichen
Beschleunigungskräften beaufschlagt wird.

Von wesentlicher Bedeutung für die Wirksamkeit ist es schließ-

lieh, daß der Fadenabzug aus der Speichereinrichtung ohne Be- |

einflussung durch Massenkräfte erfolgen kann. Hierbei wird |

von den geringen und technisch nicht bedeutsamen Massenkräften I

des Fadens selbst abgesehen. Speichereinrichtungen, aus denen 1

lediglich unter Beeinflussung durch Massenkräfte abgezogen §

werden kann, sind z.B. sogenannte Tänzerarmspeicher. Derartige g

Tänzerarmspeicher werden z.B. verwandt, um die Abzugsgeschwin- |

'i digkeit einer Aufwickeleinrichtung konstant zu halten. Dabei ä ist die Speichermenge jedoch begrenzt durch die Auslenkung des | Tänzerarms, und jede Verkleinerung oder auch Vergrößerung der | Speichermenge hat eine Bewegung des Tänzerarms zur Folge. Aus f diesem Grunde können derartige Tänzerarmsteuerungen nicht ver- | wandt werden, um die während eines Changierhubes, also mit ver- |\ hältnismäßig hoher Frequenz auftretenden Fadenlängendifferenzen ν auszugleichen. Aus diesem Grunde sind auch Speichereinrichtungen, bei denen ein Faden über Kopf unter Zuhilfenahme eines rotieren-| den Flügels abgezogen wird, unbrauchbar. f

Ein weiteres, wesentliches Element der vorliegenden Erfindung ;;

ist die Fadenbremse. Geeignete Ausführungen einstellbarer ■-

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Fadenbremsen sind im Stand der Technik bekannt. Möglich ist es auch, die Fadenbremse über die Spulreise nach einen Programm zu steuern, um einen auch hinsichtlich der Fadenspannung definierten Spulenaufbau zu erreichen. In jedem Falle ist jedoch darauf zu achten, daß auch die Fadenbremse trägheitslos bleiben muß, um dem Erfindungsgedanken gerecht zu werden.

In Fig. 10 ist eine geeignete einstellbare Fadenbremse dargestellt, wie sie z.B. in Fig. 1 und Fig. 2 zwischen Speichereinrichtung und Changierung Anwendung findet. Die Bremseinrichtung besteht aus der Bremspatrone 120, die aus zwei ineinander gleitenden Hülsenteilen mit jeweils balligem Kopf besteht. Die Hülsenteile werden durch die Feder 121 auseinander- und in die Kalotten 122 und 123 der Kalottenkorper 124, 125 gedrückt. Die Kalottenkorper 124, 125 sind in der ortsfesten Buchse 126 gegeneinander verschraubbar. Der Faden wird durch die Bohrung der Kalottenkorper 124, 125 geführt. Dabei übt die Bremspatrone 120 eine Bremskraft aus. Diese Bremskraft kann durch Verstellung der Kalottenkorper 124, 125 feinfühlig eingestellt werden.

In Fig. 11a und Fig. 11b ist eine vorteilhafte Ausführung einer einstellbaren Bremse gezeigt, die ein einfaches Einfädeln gestattet. Diese Bremse bildet mit der Speichereinrichtung 132, die wiederum als drehbar angetriebene Walze ausgebildet ist, eine Einheit. Der zulaufende Faden 2 bildet auf der Walze die Fadenwindungen 128 als Speichermenge. Die Fadenwindungen werden durch den Vorschubring 127 achsparallel verschoben. Auf die Stirnseite der Walze 132 ist eine ferromagnetische Stirnplatte 130 aufgesetzt, deren Rand die Stirnfläche derart überragt, daß die Stirnscheibe 130 zentriert wird, ohne den umlaufenden Faden zu behindern. Die Stirnscheibe 130 wird durch den Magnet 131 gegen die Stirnfläche der Walze 132 gezogen. Der Magnet ist durch die Schraubverbindung 133 in axialer Richtung verstellbar. Hierdurch kann die Auflagekraft der Stirnscheibe 130 gegen die Stirnfläche der Walze 132 feinfühlig j

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eingestellt werden. Der von der Walze 132 aus der Speichermenge 128 ablaufende Faden wird durch das zentrale Loch 134 der Stirnscheibe 130 geführt. Zum Anlegen dient der Einlegeschlitz 135, welcher den Außenumfang der Stirnscheibe 130 mit dem Zentralloch 134 verbindet. Der Einlegschlitz ist vorzugsweise nicht radial sondern derart geneigt gegen die radiale Richtung angeordnet, daß der gegen die Drehrichtung der Walze 132 ballonierende Faden (vgl. Pfeil 136) von dem mit der Walze (Drehrichtung 137) rotierenden Schlitz nicht eingefangen werden kann.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Speichereinrichtungen mit trägheitsfreiem Fadenabzug in ihrer dargestellten Anwendung zum einen zu einer Entkopplung der Spannungen führen, die in der Bearbeitungs- bzw. Fadenherstellungszone einerseits und der Aufwickelzone andererseits herrschen. Dadurch kann die Fadenspannung in der Aufwickelzone unabhängig von der Fadenspannung in der Herstellungs- bzw. Bearbeitungszone eingestellt werden, wozu geeignete Fadenbremsen im Stand der Technik zur Verfügung stehen. Der erfindungsgemäß trägheitsfreie Abzug des Fadens von der Speichereinrichtung ermöglicht weiterhin die durch die Changierung und/oder die fortschreitende Spulreise auftretenden Schwankungen der Fadengeschwindigkeit vollständig auszugleichen, ohne daß hierdurch eine Beeinflussung der Fadenspannung eintritt. Schließlich wird der Vorteil erzielt, daß durch die Einschaltung des erfindungsgemäßen Fadenspeichers in einem die Aufwicklung erfassenden Regelkreis die während des Changierhubs und/oder die Spulreise eintretenden Geschwindigkeitsänderungen des Fadens nicht zu einer ständig steigenden Fadenspannung mit Rückwirkung auf die Herstellungs- bzw. Bearbeitungszone und auch nicht zu einem ständig größer werdenden Fadenüberschuß in der Aufwickelzone führen. Durch die Kombinatioi dieser Vorteile wird es möglich, neben zylindrischen Spulen insbesondere auch konische und bikonische Spulen mit großem Kegelwinkel und daher mit optimalen Ablaufeigenschaften für den Faden herzustellen und hierbei auch optimale Fadenspannungen

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einzustellen. Im Endergebnis ergeben sich hierdurch erhebliche Vorteile für die Padenqualität sowie die Lager-, Transportsowie die Ablaufeigenschaften der Spulen.

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1. Spinnanlage

2. Fasern

3. Präparationsrolle

4. Galetten

5. Galetten

6. Heizeinrichtung

7. Texturiereinrichtung

8. Abzugswerk

9. Spule

10. Treibwalze

11. Changiereinrichtung

12. Speichereinrichtung

13. Antrieb Abzugswerk

14. Antrieb Treibwalze

15. Meßeinrichtung

16. Antriebs- und Steuereinrichtung

17. Voxschubring

18. Fadenwindungen

19. Fadenöse

20. Ballon

21. Brücken- und Verstärkerschaltung

22. Düse

23. Meßbalg

24. Frequenzwandler

25. Frequenzwandler

26. Antriebsmotor, Changierung

27. Spiegelstoreinrichtung

29. Fadenbremse

30. Walze

31. Traggestell

32. Welle

33. Keilverbindungen

34. Mitnehmerring

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Bag. 1018 - 19 -

35. Gabel

3 6. Pneumatikzylinder

37. Feder

38. Regelung

39. konische Spule

40. Treibwalze

41. Flansch

42. Flansch

43. Mantel ·

44. Innenkegelräder

45. Gabel

46. Außenkegelräder

48. Treibwalze

49. bikonische Spule

50. Walze

51. Konusrad

52. Welle

53. Keilverbindung..

54. Mitnehmerring

55. Gabel

56. Mitnehmerring

59. Spule

60. Walze

61. Changiereinrichtung

62. Welle

63. Spulenhalter 64·. Schlitten

65. Führungen

66. Gelenk

67. Zylinder-Kolbeneinheit

68. Feder

69. Spule

70. Walze

71. Changiereinrichtung

72. Welle ·- 20 7 3. Spulenhalter

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Bag. 1018

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74, Gelenk

77. Zylinder-Kolbeneinheit

79. Spule

80. Walze

81. Changiereinrichtung

82. Welle

83. Spulenhalter

84. Mitnehmerring 8 5. Luntenband

86. Kanne

87. Kardierwalze

88. Open-End-Spinneinrichtung

89. Spule

90. ρ adenbremse

91. axiale Vorschubeinrichtung

92. endloses Band

93. Walzen

94. Verstärker

95. Meßeinrichtung

96. Motor Speichereinrichtung

97. Speichermenge

98. Abzugswerk

100. Treibwalze

101. Changiereinrichtungen

102. Faden

103. Spulenhalter

104. Antrieb Treibwalze

105. Frequenzwandler für

106. Schmiereinrichtung

107. Frequenzwandler für

108. Tragkörper

109. Spule

110. Flügel

111. Welle für Flügel

112. Zentralbohrung

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24.08.78

Bag. 1018 - 21 -

113. Antrieb Abzugswerk/Speichereinrichtung

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115. Meßeinrichtung

116. Mündung

117. Vorschubkante

118. Fadenwindungen

120. Bremspatrone

121. Feder

122. Kalotte

123. Kalotte

124. Kalottenkörper

125. Kalottenkörper

126. Buchse

127. Vorschubring

128. Fadenwindungen

129. Fadenöse

130. Stirnscheibe

131. Magnet

132. Speichereinrichtung

133. Schraubverbindung

134. zentrales Loch

135. Einlegeschlitz

136. Pfeil des Fadenballons

137. Drehrichtung der Walze

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Claims (15)

Ansprüche

1. Textilmaschine zur Erzeugung und/oder Bearbeitung von Fäden mit nach der Spinn- oder Bearbeitungszone und vor der Aufwickeleinrichtung angeordneter Fadenspeichereinrichtung, wobei die Aufwickeleinrichtung im wesentlichen aus einer Changiereinrichtung und einer die Spule antreibenden Treibwalze besteht, dadurch gekennzeichnet, daß J die Fadenspeichereinrichtung als Tragkörper (12, 92, 108, 132) für die Aufnahme einer Fadenspeichermenge (18, 97, 118, 128) zum Ausgleich von Fadenlängendifferenzen ausgebildet ist und zwischen der Fadenspeichereinrichtung und der Changiereinrichtung (11, 61, 71, 81, 101) eine einstellbare Fadenbremse angeordnet ist und daß der Fadenspeichereinrichtung eine Meßeinrichtung (22) zur Messung der gespeicherten Fadenmenge (18, 97, 118, 128) zugeordnet ist und diese Meßeinrichtung (22) über eine Regeleinrichtung (15, 23, 21, 38) zur Ausregelung einer auf dem Tragkörper gespeicherten, konstanten mittleren Fadenmenge (18, 97, 118, 128) mit einer die Umfangsgeschwindigkeit der Spule (9) steuernden Antriebseinrichtung (Motor 14, 104; Treibwalze 10, 30, 40, 50, 80; Pneumatikzylinder-Kolben-Einheit 67, 77) verbunden ist, wobei die Ansprechzeit der Regeleinrichtung (15, 23, 21, 38) groß ist gegenüber der Zeit für einen Hub der Changiereinrichtung.

2. Textilmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß

die Fadenspeichereinrichtung als auskragend gelagerter zylindrischer Tragkörper (12, 108, 132) ausgebildet ist,

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der an seinem eingespannten, für den Zulauf des Fadens (2) ausgebildeten Ende eine Vorschubeinrichtung (Vorschubring 17, Vorschubkante 117) für den axialen Vorschub der Fadenspeichermenge und in der Verlängerung seiner Rotationsachse am anderen, freien Ende eine Fadenführeröse (19) für den ablaufenden Faden und/oder eine einstellbare Fadenbremse (28) aufweist.

3. Textilmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß

der als Fadenspeichereinrichtung dienende Tragkörper (12, 108, 132) als Abzugswerk ausgebildet ist (Fig. 1, Fig. 9).

4. Textilmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Tragkörper eine auskragend gelagerte und mit der Fördergeschwindigkeit dies Fadens drehend angetriebene Walze (12, 132) ist, dem am eingespannten Ende in einer Tangentialebene eine Fadenführerose für den zulaufenden Faden und am freien Ende in der Verlängerung der Rotationsachse eine Fadenführeröse (19, 129) für den ablaufenden Faden zugeordnet sind.

5. Textilmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß

der Tragkörper (108) drehfest auskragend angeordnet ist und daß ein den Tragkörper (108) mit konstanter Drehzahl umfahrender Flügel (1100 in der Verlängerung der Rotationsachse des Tragkörpers (108) und koaxial zu diesem drehbar gelagert ist, d.er an seinem freien Ende im Bereich des eingespannten Endes des Tragkörpers (108) eine Fadenführeröse zum Ablegen des zulaufenden Fadens auf den Tragkörper (108) aufweist.

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6. Textilmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß
zur Änderung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule (9) in Abhängigkeit von der auf dem Tragkörper (12, 108) gespeicherten Fadenmenge stufenlos verstellbare Stellglieder (33 bis 35, 44, 46; 51, 54; 67, 68; 73, 77) zur Verstellung des Abstandes zwischen den Achsen von Spule (9) und Treibwalze (10) angeordnet sind.

7. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

der Mantel (43) der Treibwalze (40) über Innenreibradgetriebe (Innenkegelrad 44 und Außenkegelrad 46) mit der Antriebswelle (48) der Treibwalze (40) getrieblich verbunden ist, wobei das Innenkegelrad (44) gegenüber dem Außenkegelrad (46) axial verschieblich angeordnet ist.

8. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Aufwickeleinrichtung eine Treibwalze (50) aufweist, deren axial nebeneinanderliegende Eingriffsbereiche (54, 56) unterschiedliche Verhältnisse von Treibwalzendurchmesser zu Spulendurchmesser besitzen (insbesondere Fig. 5).

9. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

die Aufwickeleinrichtung zur Herstellung konischer Spulen (39) eine Treibwalze (30) mit einem Mitnehmerring (34) aufweist, welcher Mitnehmerring (34) mit der Treibwalze in Abhängigkeit von der Speichermenge (18) axial verschiebbar ausgebildet ist.

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10. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibwalze (50) mindestens zwei Mitnehmerringe (54, 56) aufweist, die in Abhängigkeit von der Speichermenge abwechselnd mit dem Umfang der zu wickelnden Spule in Eingriff bringbar sind (insbesondere Fig. 5).

11. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Treibwalze (50) mehrere Mitnehmerringe (54, 56) sowie Verstelleinrichtungen (51) zum Aufweiten mindestens eines der Mitnehmerringe (54) aufweist.

12. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwickeleinrichtung zur Herstellung konischer Spulen (69) eine ballig ausgebildete Treibwalze (60) aufweist und daß der Spulenhalter (63) in Abhängigkeit von der Speichermenge (18) um eine die Treibwalze (62) kreuzende Achse (66) schwenkbar angeordnet ist (insbesondere Fig. 6a, 6b).

13. Textilmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufspuleinrichtung eine Anhebeeinrichtung (77) zum Anheben der Spule (79) von der Treibwalze (70) zugeordnet ist, und daß die Anhebeeinrichtung mit der dem Tragkörper (12, 108) zugeordneten Meßeinrichtung (22| verbunden ist (insbesondere Fig. 7)

14. Textilmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenbremse als Stirnscheibe (130) des Tragkörpers (132) ausgebildet ist, welche eine zentrale Bohrung (134)| für den Durchlauf des über Kopf abgezogenen Fadens aufweist und welche auf der freien Stirnfläche des Tragkörpers (132) durch einen Magnet (131) gehalten

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ist, wobei der Magnet innerhalb des Tragkörpers achsparallel zu diesem verstellbar angeordnet ist (Schraube 133) .

15. Textilmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß

die Stirnscheibe (130) aus ferromagnetischem Werkstoff besteht und einen Einlegschlitz (135) aufweist, der sich vom Außenumfang der Stirnscheibe (130) bis zur zentralen Bohrung erstreckt und welcher vom Außenumfang her betrachtet aus der radialen Richtung in Richtung der Ballondrehung des über Kopf abgezogenen

f, Fadens geneigt ist (Fig. 11b).

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