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Einrichtung zur Herstellung konischer Fadenspulen
Kunstseidenfäden
werden derart gewonnen, daß man gelöste Zellulose durch feine Düsen drückt und dann
die fertigen Fäden eine Reihe von Bädern zur Härtung, Reinigung usw. durchlaufen
läßt.
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Solche Spinnapparaturen liefern Fäden, oft viele hundert Stück gleichzeitig,
mit gleichbleibender Fadengeschwindigkeit an. Die Fäden werden dann gemeinsam auf
große zylindrische Walzen gewickelt, die den Transport in andere Betriebe zur Weiterverarbeitung
gestatten.
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Oft müssen die Fäden, die sich auf der Walze befinden, noch zu einzelnen
Spulen aufgewickelt werden, weil für viele Zwecke nur derartige einzelne Spulen
eingesetzt werden können. Diese Spulen sollen nun tunlichst eine konische Form in
handlicher Größe haben. Konische Fadenspulen dienen den Firmen, die Gewebe herstellen,
als Ausgangsmaterial und zeichnen sich gegenüber zylindrischen Fadenspulen dadurch
aus, daß sich die Fäden leicht über die Stirnseite mit dem kleinen Durchmesser abziehen
lassen. Betriebsstörungen treten dadurch selten auf.
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Die erwünschten konischen Fadenspulen können nach dem heutigen Stande
der Technik nicht unmittelbar im Anschluß an die geschilderten Spinnapparaturen
gewonnen werden. Der Grund liegt darin, daß einerseits die Apparatur die Fäden mit
konstanter Geschwindigkeit anliefert, anderseits die Fadengeschwindigkeit ständig
rasch wechseln muß, wenn bei gleichmäßig rotierendem Konus
der Fadenführer
den Faden vom kleinen Durchmesser zum großen und wieder zurück führt.
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Man hilft sich zur Zeit dadurch, daß von der erwähnten Walze aus
die Einzelfäden zunächst als Zylinderspulen aufgewickelt werden. Zu diesem Zweck
werden viele der Fadenzahl entsprechende zylindrische Spulenkörper von einer gemeinsamen
Welle angetrieben, wobei die Walze selbst nicht angetrieben ist, sondern lediglich
durch eine Friktion leicht gebremst wird.
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Die Wickeldauer hat die Größenordnung von mehreren Stunden, und somit
hat die Bedienungsperson genügend Zeit, dem wachsenden Spulendurchmesser bzw. dem
abnehmenden Walzendurchmesser entsprechend die Friktion der Walzen nachzustellen,
was notwendig ist, um einerseits feste Spulen zu erzeugen und anderseits Fadenrisse
tunlichst zu verhindern. Die gewonnenen zylindrischen Spulen werden nun mit ihrer
Achse vertikal aufgestellt, und ein rotierender Konus zieht den Faden von der Zylinderspule
über deren oberer Stirnseite ab. Der Fadenführer führt dabei den Faden während einer
oder zweier Konusumdrehungen vom kleinen bis zum großen Durchmesser und zurück.
Der hierdurch bedingte Wechsel der Fadengeschwindigkeit ist aber rnöglich, weil
jetzt eben nicht mehr konstant angeliefert, sondern abgezogen wird. Die Zeitdauer
eines Wechsels hat die Größenordnung einer Konusumdrehung, d. h. also den Bruchteil
einer Sekunde. Natürlich treten beim Abziehen von Zylinderspulen an der Stirnseite
allerlei Störungen auf, was ja gerade der Grund für die Beliebtheit der mit diesem
Mangel nicht behafteten konischen Spulen bei der weiterverarbeitenden Industrie
ist. Man hält zur Herabsetzung der Störungen die Wickelgeschwindigkeit klein. Der
Aufwand an Zeit und Maschinen für die Herstellung konischer Fadenspulen mit den
geschilderten Mitteln ist somit sehr groß. Günstigere Einrichtungen oder Anordnungen
zur Herstellung konischer Fadenspulen im Anschluß an Spinnapparaturen, die Fäden
mit konstanter Geschwindigkeit anliefern, sind bisher nicht bekanntgeworden.
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Zwar sind Regeleinrichtungen für Antriebe von Spinnmaschinen, insbesondere
von Ringspinnmaschinen bekannt, bei denen der Faden unter Verwendung eines Fühlhebels
zur Konstanthaltung der Fadenzugspannung von einer konischen Spule abgezogen wird.
Jedoch liegen hier andere Betriebsbedingungen vor. Vor allem wird der Faden, bedingt
durch den Produktionsprozeß, nicht konstant angeliefert, sondern kann abgezogen
werden, was, wie gezeigt, wesentlich einfacher ist. Bei einer konstanten Anlieferungsgeschwindigkeit
des Fadens würde die Einrichtung grundsätzlich versagen müssen.
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Auch ist eine Fadenwickeleinrichtung für Zylinderspulen bekannt,
bei der ein Fühlhebel verwendet wird, der über eine Drosselspule und Selengleichrichter
die Geschwindigkeit des Wickelmotors derart beeinflußt, daß die Fadenspannung konstant
gehalten wird. Eine derartige Einrichtung kann aber bei konischen Fadenspulen nicht
funktionieren (Tänzergewicht bestimmt den Fadenzug), abgesehen davon, daß die Hilfsmittel,
nämlich Einphaseninduktionsmotor mit Kondensatorhilfswid<-lung, Thyratron und
Induktivwandler, völlig andere sind.
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Die Erfindung zeigt nun einen neuen, verhältnismäßig einfachen Weg
zur Lösung der Aufgabe.
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Die Einsparung an Zwischenmaschinen, Hilfsmitteln, Betriebs räumen
und Arbeitszeiten ist daher sehr bedeutend.
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Bei der Einrichtung zur Herstellung konischer Fadenspulen im Anschluß
an eine Fäden mit gleichbleibender Geschwindigkeit anliefernde Spinnapparatur sind
erfindungsgemäß ein über drosselspulengesteuerte Selengleichrichter gespeister Gleichstrommotor
zum Antrieb des konischen Spulenkernes und des mit der Konusachse gekuppelten, den
Laden längs der Mantellinie des Konus hin- und herhewegenden Fadenführers, ein an
einem Durchhang des Fadens angreifender, möglichst masseloser und unbelasteter Fühlerhebel,
eine zwischen Durchhang und Konus angeordnete Fadenbremse zur Einstellung der Fadenspannung
und ein im Vormagnetisierungskreis der Drosselspulen liegender elektrischer Widerstand,
der vom Fühlerhebel abhängig vom Fadendurchgang verstellt wird, vorgesehen.
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Die Abbildung zeigt schematisch die Einrichtung an einem Beispiel.
Der von der Spinnapparatur mit gleichmäßiger Geschwindigkeit ankommende Faden 8
bildet einen Durchhang, in dessen tiefsten Teil das Ende eines sehr leichten Hebels
6 eingreift.
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Der Faden läuft dann durch eine verstellbare Reibungsbremse 4 und
über den hin- und hergehenden Fadenführer 3 auf die konische Papphülse 2, die sich
allmählich konisch vollspult. Der Gleichstrommotor I treibt die Papphülse an und
verursacht über einen angedeuteten Mechanismus g die hin-und hergebende Bewegung
des Fadenführers. Die Art der mechanischen Verwandlung der rotierenden in eine lineare
Bewegung ist für die Erfindung nicht wesentlich. Im einfachsten Falle kann eine
Art Pleuelstange verwendet werden. Auch erfüllen Kurvenscheiben in bekannter Weise
ihren Zweck.
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Die Speisung des Motors erfolgt durch den an ein Wechselstromnetz
angeschlossenen Selengleichrichter7 mit Drosselsteuerung. Dessen Drosseln werden
vermittels des veränderlichen elektrischen Widerstandes 5 und einer kleinen Gleichspannung
mehr oder weniger stark vormagnetisiert. Eine kleine Bewegung des Hebels 6 nach
unten verkleinert den Widerstandswert von 5. Hierdurch wird der Steuerstrom verstärkt,
und die Drosseln sättigen sich stärker. Ihr induktiver Widerstand wird kleiner,
und der Motor 1 erhält mehr Energie.
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Seine Drehzahl steigt, und hierdurch bewegt sich der Hebel 6 im Mittel
wieder nach oben.
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Da der Faden von links mit konstanter Geschwindigkeit angeliefert
wird, der Konus aber rasch wechselnde Geschwindigkeit aufzwingt, tanzt der Hebel
6 um eine Mittellage. Er soll sehr leicht sein, um während seines Tanzes weder statisch
noch
dynamisch die Fadenspannung zu beeinflußen.
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Diese wird praktisch allein durch die Reibungsbremse4 vorgegeben.
Die schnellen, im Bruchteil einer Sekunde vor sich gehenden Bewegungen des Hebels
wirken sich zufolge der elektrischen Trägheiten in den Drosseln und der mechanischen
Trägheitsmomente der rotierenden Massen auf die Drehzahl nicht aus. Nur das langsame
Anwachsen des mittleren Konusdurchmessers hat ein leichtes mittleres Steigen des
Hebels zur Folge, wodurch die Konusdrehzahl so weit herabgesetzt wird daß im Mittel
die aufgewickelte Fadenmenge gleich der angelieferten ist.
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Praktische Versuche in einer Kunstseidenspinnerei zeigten, daß durch
die beschriebene Einrichtung eine einwandfreie konische Fadenspule direkt hinter
der Spinnapparatur gewonnen werden kann.
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Nicht nur die Verschiedenheit der Durchmesser an beiden Spulenenden,
sondern auch der mit der Zeit wachsende mittlere Spulendurchmesser blieben ohne
Einfluß auf die Fadenspannung, und auch dünnste Fäden wurden nicht zerrissen.
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Die Einrichtung kann auch zur Herstellung konischer Fadenspulen aus
Nylon oder Perlon Verwendung finden.