<Desc/Clms Page number 1>
Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung eines laufenden
Fadens oder Garnes
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung eines laufenden Fadens oder Garnes. Die bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art liessen hinsichtlich ihrer Genauigkeit der Konstanthaltung der Spannung viel zu wünschen übrig, insbesondere dann, wenn die Konstanthaltung des Fadens oder Garnes bei sehr hohen Geschwindigkeiten und Beschleunigungen erfolgen muss. Solche hohe Geschwindigkeiten und Beschleunigungen treten vor allem dann auf, wenn der Faden oder das Garn auf nichtzylinderförmige, z. B. konische Körper aufgewickelt wird.
Bei einer bekannten Ausführung wird der Faden, dessen Spannung konstant zu halten ist, über eine von einem Motor über ein stufenloses Getriebe angetriebene Messrclle geführt, ohne dass er dabei auf diese Messrolle aufgewickelt wird. Die Änderung der Fadenspannung wird durch eine in einer Fadenschleife . angeordnete Rolle abgetastet, wodurch eine Veränderung des Übersetzungsverhältnisses des stufenlosen Getriebes und damit eine Veränderung der Antriebsgeschwindigkeit der Messrolle bewirkt wird. Wird die in der Fadenschleife angeordnete Rolle durch eine Feder belastet, so wird eine bestimmte Fadenspannung erreicht.
Eine solche Vorrichtung ist jedoch für einen mit grosser Geschwindigkeit abgezogenen Faden, welcher hohen Beschleunigungen ausgesetzt ist, völlig ungeeignet, da die in der Fadenschleife enthaltene Fadenreserve viel zu gering ist, um Geschwindigkeitsänderungen ausgleichen zu können. Weiters erfolgt die Änderung der Antriebsgeschwindigkeit der Messrolle auf rein mechanischem Wege, wodurch eine Trägheit in bezug auf Beschleunigungen bewirkt wird. Bei hohen Geschwindigkeiten tritt zwischen der Messrolle und dem Faden einSchlupf auf. wodurch die Spannung des abgezogenen Fadens nicht mehr konstant ist.
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung eines laufenden Fadens oder Garnes, insbesondere während seiner Bewegung zwischen Abspulung und Aufwicklung, welche eine vom Faden oder Garn umwickelte, rotierende Trommel aufweist, die durch einen selbständigen, von einer automatischen Überwachungseinrichtung gesteuerten Antrieb eine solche Drehung erhält, dass ihre durchschnittliche Tangentialgeschwindigkeit der Geschwindigkeit des laufenden Fadens oder Garnes entspricht.
Die Erfindung ermöglicht es, die oben angeführten Nachteile zu beseitigen und eine genaue und präzise Konstanthaltung der Spannung eines Fadens oder Garnes auch bei hohen und sich rasch ändernden
EMI1.1
gefähr axial unter einem auf der Trommel angeordneten elastischen Ring abgezogen wird, wobei die automatische Überwachungseinrichtung auf die auf der rotierenden Trommel befindliche Fadenmenge anspricht. Dadurch, dass der Faden oder das Garn auf der Trommel in mehreren Windungen aufgewickelt ist, wird eine ausreichende Fadenreserve geschaffen, um Änderungen der Fadengeschwindigkeit abzufangen und auszugleichen und einen Schlupf zwischen Trommel und Faden zu vermeiden, wobei durch die automatische Überwachungseinrichtung die Ansammlung eines zu grossen Fadenvorrates vermieden wird.
Das axiale Abziehen des Fadens oder Garnes von der Trommel unter einem auf der Trommel angeordneten elastischen Ring bringt den Vorteil mit sich, dass die beim Abziehen auf den Faden wirkende Reibungkraft immer gleich gross ist. Da der Faden oder das Garn in mehreren nebeneinanderliegenden. Windungen
<Desc/Clms Page number 2>
auf der Trommel aufgewickelt wird, wird er immer von einem Körper mit stets gleichem Durchmesser u. zw. immer unter den genau gleichen Bremsbedingungen abgezogen, so dass dadurch dieSpannungdE laufenden Fadens oder Garnes immer den gleichen konstanten Wert besitzt.
Dies ist von wesentlicher Vorteil, da bisher beim Abspulen eines Fadens oder Garnes, insbesondere eines elastischen, beispiels weise aus Polyamid bestehenden Fadens oder Garnes von einemSpeisekörper starke Änderungen der Faden spannung auftraten, welche durch die Form des Speisekörpers oder durch die bei der Abwicklung entste hende Durchmesseränderung desselben bedingt waren oder durch innere Spannungen des Fadens währen seiner Aufwicklung auf den Speisekörper entstanden. Durch derartige Spannungsänderungen wird jedoc der Titer des Fadens verändert, wodurch beim fertigen Produkt zweitklassige Ware entsteht. Dies wir durch die erfindungsgemässe Vorrichtung verhindert.
Die Trommel muss nicht unbedingt einenKreisquerschnitt aufweisen, sondern es kann auch eine eine polygonalen Querschnitt aufweisende Trommel bei der erfindungsgemässen Vorrichtung Verwendung fin den, wodurch die Reibung und damit dieHaftung desFadens vergrössert und ein Schlupfen des Fadens voll kommen verhindert wird. Weiters kann eine kegelstumpfförmige Trommel verwendet werden, durch wel che eine Aufwicklung des Fadens in nebeneinanderliegenden Windungen begünstigt wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Antriebsgeschwindigkeit dE Trommel normalerweise einen grösseren Wert als der Geschwindigkeit des Fadenabzuges entspricht, wo bei bei Vorhandensein einer bestimmten, auf der rotierenden Trommel befindlichen Fadenmenge die auto
EMI2.1
Auf diese Weise wird sichergestellt, dass immer eine ausreichende Fadenreserve auf der Trommel auge wickelt wird.
Zweckmässig weist die Trommel einen konischen Teil auf, welcher an einen zylindrischen Teil an schliesst, wobei der elastische Ring koaxial am Ende des zylindrischen Teiles der Trommel angeordnet ist Dadurch wird das Abziehen des Fadens bei einer konstanten Spannung erleichtert.
Die Trommel kann im Rahmen der Erfindung teilweise aus lichtdurchlässigem Material bestehen welches bei Unterschreitung der vorgesehenen Menge des aufgewickeltenFadenvorrates den Weg des Licht strahles einer Lampe zu einer die Überwachungseinrichtung bildenden photoelektrischen Zelle od. dgl freigibt, welche die Antriebsgeschwindigkeit der Trommel im Sinne einer Vergrösserung steuert. Auf die se Weise wird erreicht, dass die Überwachungseinrichtung praktisch trägheitslos anspricht und somit rasc und stark schwankenden Änderungen der Fadengeschwindigkeit mühelos zu folgen vermag.
In der Zeichnung ist die ErEindung an Hand eines Ausführungsbeispieles schematisch dargestellt. Fig. zeigt in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf die erfindungsgemässe Vorrichtung, Fig. 2 eine Axialschnitt durch eine tatsächlicheAusführungsform des Erfindungsgegenstandes und Fig. 3 das Schaltbild des Stromkreises zur automatischen Überwachung der auf der Trommel aufgespulten Menge des Faden oder Garnes.
Wie in den Fig. l und 2 dargestellt ist, weist die erfindungsgemässe Vorrichtung eine Trommel auf. welche aus einem zylindrischen Teil l"und eineman diesen anschliessenden konischen Teil 1 besteht und durch geeignete Mittel angetriebenwird. Dieser Trommel 1 wird ein Fadt n oder ein Garn in tangentialer Richtung 3'zugeführt, welcher auf der Trommel in mehreren, nebeneinander ange ordneten Windungen 3"aufgespult wird. Die Abziehung des Fadens oder Garnes von der Trommel erfolgt in Richtung 3'"axial zur Trommel. Die Trommel 1 ist mit einem Umdrehungszähler festverbunden, welcher indirekt auf Grund der von der Trommel ausgeführten Umdrehungen die Länge de ankommenden Fadens misst.
Um zu verhindern, dass die Menge 3"des auf der Trommel 1 aufgespulten Fadens eine gewisse vorbestimmte Grenze überschreitet, welche in der Zeichnung durch die gestrichelte Linie A-B ange deutet ist, besteht die Trommel 1 ganz oder wenigstens teilweise aus durchsichtigem Material, durci welches, falls es nicht vom aufgespulten Fadenmaterial überdeckt ist, ein von einer Lampe erzeugte Lichtstrahl 5 auf eine im Inneren der Trommel 1 angeordnete photoelektrische Zelle oder eine ;
EMI2.2
Das elektrische Schaltschema dieser Steuerung ist in Fig. 3 dargestellt.
Der schwache, durch der Transistor entsprechend verstärkte photoelektrische Strom wirkt auf elektromagnetische Organe ein, dil ihrerseits die in Fig. 2 dargestellten mechanischen Organe steuern, welche die Geschwindigkeit der Trom mel 1 vermindern, sobald der Faden die in Fig. l durch die Linie A-B angeordnete Grenzlage de] Aufspulung überschreitet bzw. welche die Geschwindigkeit der Trommel 1 erhöhen, solange dies Grenzlage noch nicht erreicht ist.
Durch den konischen Teil l'der Trommel 1 wird der aufgespulte Faden gegen den zylinder
<Desc/Clms Page number 3>
förmigen durchsichtigen Teil 1" der Trommel geschoben.
Um dasAbweichen des in axialer Richtung 3"'vom Umfang der Trommel 1 abgezogenen Fadens zu verhindern, ist an einem Ende der Trommel 1 ein elastischer Ring 4 angeordnet, unter welchem der Faden beim Abziehen durchläuft, wodurch er auf der Trommel 1 bis zu deren äusserstem Flansch anliegt. Dadurch ist die beim Abziehen auf den Faden wirkende Reibungskraft immer gleich gross.
Zweckmässig rotiert die Trommel 1 normalerweise mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit als der Geschwindigkeit des Fadenabzuges entspricht, so dass immer eine gewisse Fadenreserve auf der Trommel aufgespult ist.
Die Genauigkeit der Konstanthaltung der Spannung des Fadens ist auch dadurch gewährleistet, dass bei der erfindungsgemässen Vorrichtung zwischen Faden und Trommel kein Schlupf entsteht, d. h., dass zwischen Faden und Trommel keine Relativbewegung vorhanden ist.
Vor allem aber wird durch die axiale Abziehung des Fadens von der immer denselben Durchmesser aufweisenden Trommel, u. zw. immer unter denselben, vom elastischen Ring 4 bedingten Reibungswerten, der Faden immer mit derselben Spannung von der Rolle abgezogen.
In Fig. 2 sind die zur Steigerung der Antriebsgeschwindigkeit der Trommel 1 notwendigen mecha- nischen Einrichtungen dargestellt.
Der Antrieb der Trommel 1 erfolgt über die mit einer Riemenscheibe 18 versehene Welle 17, auf welcher ein Ritzel 19 aufgekeilt ist. Dieses Ritzel 19 kämmt mit dem Zahnrad 7, von wo die Bewegung über ein Leerlaufrad 8 auf diesatellitenräder 10 und 11 eines Differentialgetriebes übertragen wird. Dieses Differentialgetriebe weist ein grosses Planetenrad 12 und ein kleines Planetenrad 13 auf.
Das grosse Planetenrad 12 kann durch die Sperrklinke 16 blockiert werden, welche von einem Elektromagneten 20 gesteuert wird (Fig. 3). Das kleine Planetenrad 13 ist mit einem zylinderförmigen Rad 14 starr verbunden (Fig. 2), welches die Bewegung mittels des Ritzels 15 auf die Trommel 1 überträgt.
Innerhalb der Trommel 1 ist eine elektromagnetische, aus Spulen 21, einem Anker 22 und einer rotierenden, aus Kupfer oder einem andern leitenden Material hergestellten Scheibe 23 bestehende Bremse angeordnet. Ausserdem ist, wie bereits erwähnt, innerhalb der Trommel der Phototransistor 6 angeordnet, durch welchen der Stromkreis zur Betätigung der Elektromagnete gesteuert wird.
DieseElektromagnete betätigen dieSperrklinke 16 und die Bremse 21, u. zw. so lange, als der Photo- transistor 6 nicht beleuchtet wird, während dieStromzufuhr sofort unterbrochen wird, sobald der Photo- transistor beleuchtet wird.
Während des Antriebes der Trommel 1 wird der Faden in parallelen und unmittelbar nebeneinanderliegenden Windungen auf der Trommel aufgespult, u. zw. so lange, bis diese Windungen die durchsichtige Zone l"der Trommel überdecken und dadurch den Lichteinfall auf den Phototransistor 6 verhindern. Dadurch fliesst ein Strom sowohl zur Spule 20, welche die Sperrklinke 16 aus dem gro- ssen Planetenrad 12 ausklinkt, als auch zur Spule 21, welche die elektromagnetische Bremse der Trommel betätigt.
DieAusklinkung der Sperrklinke 16 gestattet die Drehung des grossen Planetenrades 12, und daher verringert das kleine Planetenrad 13, welches die Bewegung auf die Trommel 1 überträgt, rasch seine Drehbewegung, wobei diese Bewegungsverminderung auch dadurch unterstützt wird, dass zwischen dem grossen Planetenrad 12 und dem kleinen Planetenrad 13 ein Übersetzungsverhältnis besteht,
DieBewegung der Trommel wird ausserdem auch durch die elektromagnetische Bremse, welche durch die Spule 21 betätigt wird, stark vermindert, so dass nach einigen Umdrehungen die Drehgeschwindigkeit der Trommel 1 verlangsamt wird, u. zw. unter Umständen so weit, bis die Trommel still steht.
Bei Abziehen des Fadens 3 in axialer Richtung 3'"unter demelastischenRing 4 werden die
EMI3.1
der Trommel aufgespulten Windungen 3"wieder abgewickelt, wodurch das von der Glühlampedurch einerseits dieSperrklinke 16 in das grosse Planetenrad 12 eingeklinkt und damit dessen Bewe- gung gehemmt wird und anderseits die elektromagnetische Bremse gelöst wird. Die Trommel l setzt sich darauf wieder in Bewegung, u. zw. so lange, bis der auf der Trommel aufgespulte Fadenvorrat 3" neuerlich den von der Lampe ausgesandten Lichtstrahl abfängt und sich somit der oben beschriebene Vorgang wiederholt.
Die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel 1 ist etwas höher als der mittleren Fadenabzugsgeschwindigkeit entspricht, so dass eine Fadenreserve auf der Trommel immer vorhanden ist.
Wenn ein Umdrehungszähler 2 (Fig. l) die Anzahl der von der Trommel 1 ausgeführten Umdre-
<Desc/Clms Page number 4>
hungen angibt, erhält man indirekt die Länge des von der Trommel selbst gelieferten Fadens in Metern Der Umdrehungszähler kann zweckmässig mit einer Vorrichtung verbunden sein, welche bei Erred einer bestimmten, einstellbaren Fadenlänge den Faden durchtrennt. Er kann aber auch auf Steuerorg der Arbeitsmaschine einwirken und die Umschaltung bestimmter Betriebsphasen bewirken.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann somit auch zum Messen der Länge eines Fadens oder ei Fadenstranges beliebiger Art verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung eines laufenden Fadens oder Garnes, insbesond während seiner Bewegung zwischen Abspulung und Aufwicklung, mit einer vom Faden oder Garn umwick ten, rotierenden Trommel, die durch einen selbständigen, von einer automatischen Überwachungseinri ( tung gesteuerten Antrieb eine solche Drehung erhält, dass ihre durchschnittliche Tangentialgeschwind keit der Geschwindigkeit des laufenden Fadens oder Garnes entspricht, dadurch gekennzeichne dass auf der Trommel (1) mehrere Windungen (3") des Fadens (3) aufgewickelt sind und dass der Fac (3) im wesentlichen tangential (3') zugeführt und ungefähr axial (3111)
unter einem auf der Trommel angeordneten elastischen Ring (4) abgezogen wird, wobei die automatische Überwachungseinrichtung. die auf der rotierenden Trommel befindliche Fadenmenge anspricht.