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Vorrichtung zum Aufwickeln von künstlichen Fäden, Bändern, Filmen
oder ähnlichen Produkten
In der Kunstseideindustrie erfolgt das Aufwickeln von Fäden
od. dgl. im allgemeinen durch zwangsläufig angetriebene Vorrichtungen.
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Bei Aufwickelvorrichtungen, wie Spulen, ändert sich die Umfangsgeschwindigkeit
mit zunehmendem Durchmesser des Wickels, so daß unerwünschte Spannungen in dem Faden
auftreten. Diese Spanzungen könnrrr auch auftreten, wenn die Fadenzuführung stockt.
Insbesondere, wenn die Spannungen unregelmäßig sind, üben dieselben einen nachteiligen
Einfluß auf die Qualität des Fadens aus. So heben sie z. B. einen schäädlichen Einfluß
auf die Aufnahmefähigkeit gegenüber Farbstoffeii.
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Es ist bereits versucht worden, das Auftreten derartiger unerwünschter
Spannungen durch Vorschalten von konoiden, die Geschwindigkeit ausgleichenden Antriebsvorrichtungen
zu vermeiden, aber die hierdurch erzielten Ergebnisse sind unbefriedigend. Bessere
Resultate sind mit empfindlichen Schlupfkupplungen erreicht worden (s. u. a. die
Patentschrift 636 838); aber diese mechanisehen Kupplungen haben den Nachteil einer
gleitenden Reihung, die sehr schwer regelbar ist. Magnetische Sch lupfkupplungen
haben diesen Nachteil nicht.
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Der Nrlauf des Drehmomentes der bekannten magnetischen Schlupfkupplungen
ist jedoch derart,
daß, wenn sie für diesen Zweck angewandt würde,
es nicht möglich sein würde, die Spannung in einem Faden konstant zu halten, da
keine lineare Beziehung zwischen l)rehmoment und Schlupf besteht.
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Gemäß vorliegender Erfindung wurde gefunden, daß es möglich ist,
das Aufwickeln in solcher Preise durchzuführen, daß die Kraft oder der Zug auf den
Faden, das Band oder den Film vollkommen oder nahezu vollkommen konstant bleibt.
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Es wurde gefunden, daß es möglich ist, sämtliche Erfordernisse, die
bei derartigen Aufwickelverfahren auftreten, durch eine geeignete Ausführung dieser
magnetischen Kupplung, richtige Wahl der Stoffe und der Drehzahl des Antriebs gänzlich
zu erfüllen. Gemäß der Erfindung ist es gelungen, das Drehmoment mit dem Schlupf
in linearem Verhältnis und in fast jedem beliebigen Ausmaß zu erhöhen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung setzt sich aus einer zwangsläufig
angetriebenen Spindel und einem Drehkörper, beispielsweise einer Spule, zusammen,
wobei dieser Drehkörper durch die Spindel mittels einer aus einem permanenten Magneten
mit zwei oder mehr Polen und einem Weicheisenanker bestehenden magnetischen Schlupfkupplung
mitgenommen wird, und sie ist dadurch gekennzeichnet, daß der Weicheisenanker mit
einem Futter solchen Materials versehen ist, daß die Kraft oder der Zug auf den
Faden, das Band od. dgl. während des Aufwickelns völlig oder nahezu völlig konstant
bleibt.
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Für das Aufspulen eines Fadens, Bandes oder Films u. dgl. ist es
günstig, wenn das Futter. aus einem elektrisch leitfähigen, aber nicht magnetischen
Stoff besteht, wie z.B. Aluminium oder Kupfer.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
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Fig. I ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen
der Größe des Drehmomentes und dem Schlupf in Umdrehungen je Minute veranschau licht.
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Fig. 2 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform einer Vorrichtung
gemäß der Erfindung in axialer Schnittansicht.
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In Fig. I ist der Schlupf in Umdrehungen je Minute auf der horizontalen
Achse angegeben, wo, I>ei der Schlupf den Unterschied in der Anzahl der Umdrehungen
zwischen der antreibenden Spindel und dem angetriebenen Teil bedeutet. Auf der vertikalen
Achse ist das Kupplungsvermögen angegeben.
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Wenn das Futter aus Kupfer, Aluminium oder einem anderen, nicht magnetischen,
aber elektrisch leitfähigen Material hergestellt ist, so wird die Kupplungskurve
erhalten, wie sie durch die Kurve Cit und Al dargestellt ist. Obgleich zur Erläuterung
des Prinzips der Erfindung nur die Kurven für Kupfer und Aluminium angegeben worden
sind, so sind doch auch andere Stoffe geprüft worden.
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I)er Winkel α in Fig. 1 kann durch Wahl des Stoffes des Futters
und der Größe des magnetisehen Körpers beliebig gewählt werden. So läßt sich beispielsweise
eine Kurve, die zwischen Cu und ,41 liegt, erhalten, wenii eiii Futter lienutzt
wird, das zur Hälfte aus Aluminium und zur Hälfte aus Kupfer besteht.
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Das Futter kann hier aus zw Hälften bestehen, die eine aus Kupfer
und die ander aus Aluminium es ist jedoch auch möglich. abwechselnd Streifen aus
Kupfer und Aluminium. oder c ein Gemisch von Kupfer und Aluminium. zu henutzen.
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Es ist klar, daß für viele Probleme, die in der Praxis auftreten,
diese Eigenschaft ein sehr erwünschtes Hilfsmittel ist.
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In Fig. 2 sind die mehrpoligen magnetischen Körper 2, die mit der
Armatur oder dem Anker 3 aus Weicheisen die magnetische Schlupfkupplung bilden,
auf der angetriel>enen Spindel 1 angeordnet.
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Der Anker 3 kann um die Spindel 1 unter Verwendung der Kugellager
4 umlaufen. Ein Drehkörper, z. B. eine Spule 5, ist auf dem Anker 3 entfernbar angeordnet.
In dem Anker 3 aus NVeicheisen ist ein Futter 6 vorgesehen.
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Wenn das Futter oder die Schicht 6 aus Aluminium oder Kupfer lxesteht.
so ist das lineare Verhältnis zwischen der Umlaufgeschwindigkeit und dem Kupplungsvermögen
derart, daß bei steigender Umlaufgeschwindigkeit eine weniger große Zunahme der
Kupplung eintritt (s. Fig. I).
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Bei Verwendung eines Futters aus Aluminium wurde beispielsweise gefunden,
daß bei einem Schlupf von 200, 400 und 800 Umdrehungen je Minute die Drehmomente
sich auf 13 bzw. 2I und 36 g/cm beliefern. Im Falle von Kupfer betrugen die letzteren
Werte 24 bzw. 41 und 77 g/cm.
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Für Spulen mit einei Fadenauflage nicht zu großer Ausmaße wird daher
ein Futter aus Aluminium ausreichend sein, während für Spulen mit einer Fadenaufiage
größeren I)urchmessers ein Kupferfutter sehr günstig ist.
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Bei Versuchen mit einer Spule eines Durchmessers von 9,6 cm, die
auf einen Durchmesser von 14,4 cm mit einer \uf'vickelgeschwindigkeit von 60 m Faden
je Minute und einem Antrieb von 320 Umdrehungen je Minute bewickelt wurde, wurde
gefunden, daß bei einer magnetischen Kupplung mit einem Kupferfutter das Drehmoment
von 16 g/cm auf 23 g/cm zunahm. I)ie Kraft oder der Zug auf den Faden zu Beginn
der .Aufwicklung betrug somit 16 : 4,8 = 3,35 g und am Ende 23 :7,2 = 3,25 g.
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Ohne das Kupferfutter würde das Drehmoment, wenn dies zu Beginn beispielsweise
16 betragen hätte, am Ende des Aufwickelns etwa 18 betragen haben. Der Zug auf den
Faden würde sich demnach von 3,35 auf etwa 2,5 g verringert haben.