Fadenliefer- und -speichervorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Fadenliefer- und -speichervorrichtung, vorzugsweise für Textilmaschinen und insbesondere für elastische Fäden, mit einem Wickelkörper, dem der Faden tangential zuführbar und auf dem die Fadenwindungen axial transportierbar sind und der einen stillstehenden Tragteil sowie zwei oder mehr darin gehaltene, um die Mittelachse des Wickelkörpers angeordnete Walzen aufweist, die jeweils um ihre eigene Achse drehbar sind, wobei wenigstens eine der Walzen antreibbar und die Achse wenigstens einer der Walzen relativ zur Mittelachse tangential schräggestellt ist, ferner mit einer Antriebsvorrichtung für die Walze oder die Walzen und mit einer die Antriebseinrichtung abhängig von der Menge des aufgespeicherten Fadens beeinflussenden Steuereinrichtung.
Derartige Vorrichtungen sind dazu bestimmt, den Faden, das Garn oder dgl. von einer Vorratsspule abzuziehen und es einer weiterverarbeitenden Maschine unter möglichst gleichbleibender Spannung zuzuführen.
Vom Wickelkörper muss beim Betrieb gleichzeitig Garn aufgespult und abgezogen werden können. Dazu ist es erforderlich, dass beim Aufspulen die Fadenwindungen fortlaufend möglichst gleichmässig in axiale Richtung weiterbewegt werden, damit das Abziehen des Fadens nicht durch daraufliegende Windungen behindert wird.
Die Zahl der den Wickelkörper umschlingenden Fadenwindungen muss durch die Steuereinrichtung nach beiden Seiten begrenzbar sein. Weder darf eine Mindestmenge, die den einwandfreien Betrieb der weiterverarbeitenden Maschine gewährleistet, unter, noch eine Höchstmenge, die zum Abrutschen der Windungen oder deren Überlagern führen könnte, überschritten werden.
Es ist eine Fadenliefervorrichtung bekannt (britische Patentschrift Nr. 352454), die zwischen eine Faden Bearbeitungsvorrichtung und eine aus dem bearbeitenden Faden eine Vorratsspule bildende Aufwickelvorrichtung eingeschaltet ist, und zwar zum Ausgleichen der unterschiedlichen Geschwindigkeiten, mit denen der Faden die Bearbeitungsvorrichtung verlässt und die, mit der er aufgespult wird. Die bekannte Fadenliefervorrichtung weist zwei Walzen auf, die von einem gemeinsamen Antrieb für das aus den genannten und weiteren Hilfseinrichtungen bestehende, kontinuierlich arbeitende Aggregat her angetrieben werden. Eine der Walzen ist derart schräg zur Mittelachse des Wickelkörpers eingestellt, dass sie die axiale Förderung der Fadenwindungen bewirkt. Der Fadenabzug erfolgt über Kopf.
Der Faden wird dabei durch eine Öse eines radial zum Wickelkörper an dessen unterem Ende angeordneten Arms geführt.
Dieser Arm ist mittels einer Rutschkupplung auf einer mit dem Wickelkörper konzentrischen, angetriebenen Achse gelagert. Je nach dem Verhältnis zwischen der Abzugsgeschwindigkeit des Fadens von dem Wickelkörper zur Zuführgeschwindigkeit rastet diese Rutschkupp lung ein oder aus, so dass sich der Arm entweder im gleichen Drehsinn wie die Walzen oder dazu entgegengesetzt bewegt. Die Zahl der auf dem Wickelkörper entstehenden Fadenwindungen nimmt dementsprechend zu oder ab. Auf diese aufwendige, zweifellos unsichere und störanfällige Weise soll bei der bekannten Fadenliefervorrichtung die Spannung des abgezogenen Fadens konstant werden.
Das Überschreiten einer maximalen Windungszahl oder das zu rasche Abrutschen der Windungen nach unten soll durch eine Steuereinrichtung bewirkt werden, die einen zwischen den Walzen im unteren Bereich des Wickelkörpers schwenkbar angeordneten Hebel aufweist. In Normalstellung ragt ein Arm dieses Hebels in Form einer nach unten geneigten Fläche aus dem von den Walzen bestimmten ideellen Umriss des Wickelkörpers heraus. Wenn die Fadenwindungen bei ihrer axialen Bewegung nach unten auf diese schräge Fläche auflaufen, bewirken sie ein Verschwenken des Hebels, wodurch dieser mit einem Schaltelement in Kontakt kommt. Dessen Betätigung schaltet eine Magnetspule ein, worauf diese einen Magnetkern anzieht.
Die Bewegung des Magnetkerns hat eine Höhenverstel lung des Treibriemens der Antriebseinrichtung relativ zu den konischen Antriebsrädern für die Fadenliefervorrichtung zurfolge derart, dass die Walzen langsamer laufen, bis die Zahl der Windungen zurückgeht und eine Feder den Treibriemen in die ursprüngliche Stellung zurückdrängt. Diese Einrichtung arbeitet mit im Aufbau und im Betrieb störanfälligen Bauteilen und kann letztlich das Abrutschen von Windungen, falls dieses schnell erfolgt, nicht verhindern, da der die Bewegung aufhaltende vorstehende Hebelarm ja durch die Windungen nach innen, also aus dem Weg gedrückt wird. Ein Stillsetzen der bekannten Fadenliefervorrichtung durch die Steuereinrichtung ist nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fadenliefer- und gegebenenfalls -speichervorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die in ihrer Arbeitsweise an beliebige ihr vor- und nachgeordnete Fadenbe- und -verarbeitungseinrichtungen anpassbar, somit vielseitig verwendbar ist und dabei einen einfachen, wirtschaftlichen und robusten Aufbau aufweist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Steuereinrichtung mit einer der Walzen gekoppelt und diese Walze wenigstens radial zur Mittelachse des Speicherkörpers derart schwenkbar angeordnet ist, dass ihr Verschwenken von den aufgespulten Fadenwindungen ausgelöst wird.
Bei der erfindungsgemässen Fadenliefer- und -speichervorrichtung kann die schwenkbare Walze selbst das Schaltelement bilden. Die vom Einführungsbereich des Wickelkörpers axial in den Abzugsbereich wandernden Fadenwindungen können das eine Ende der schwenkbaren Walze kontinuierlich in Richtung auf die Mittelachse zuziehen. Das andere Ende der schwenkbaren Walze. das dem Schwenkpunkt nahe liegen kann, bewegt sich zwangsläufig entgegengesetzt und kann beim Erreichen eines bestimmten Ausschlags ein Organ der Steuereinrichtung. beispielsweise einen Kontakt, beaufschlagen.
Dabei kann die langsame Schwenkbewegung der Walze von einem bestimmten Punkt an zu einem stufenweisen Ändern der Walzengeschwindigkeit ausgenützt werden, und/oder zum Abschalten des Antriebs für die Walzen, sofern dieser unabhängig von den der Vorrichtung vorbzw. nachgeschalteten Vorrichtungen arbeitet. Die unmittelbare Wechselwirkung zwischen der schwenkbaren Walze und den auf ihr axial wandernden Fadenwindungen ermöglicht ein sehr feinfühliges, somit genaues Steuern der Vorrichtung abhängig von der Zahl der Windungen und der Fadenspannung. Da kein zusätzliches Schaltelement, wie es bei der oben geschilderten bekannten Vorrichtung der Hebel darstellt, notwendig wird, ist der Aufbau der Vorrichtung einfacher, robuster und weniger störanfällig.
Vorteilhaft kann der schwenkbaren Walze eine beim radialen Verschwenken dieser Walze wenigstens eine der Walzen des Wickelkörpers derart verstellende Führungseinrichtung zugeordnet sein, dass der Einfluss der radialen Schwenkbewegung auf die Axialförderung der Fadenwindungen durch Änderung des ideellen Umfangs des Wickelkörpers, zumindest ausgeglichen wird.
Der durch die Führungseinrichtung bewirkte Ausgleich ermöglicht es, dass die schwenkbare Walze ihrem Zweck entsprechend in günstiger Weise sehr leicht beweglich angeordnet sein kann. Die radiale Schwenkbewegung kann schon sehr früh von Windungen beeinflusst werden, ohne dass der axiale Transport des Fadens beschleunigt wird, obwohl die schwenkbare Walze in diesem Stadium noch nicht mit der Steuereinrichtung in Kontakt ist. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die schwenkbare Walze lediglich zum Ein- und Ausschalten der Antriebseinrichtung über die Steuervorrichtung vorgesehen ist, also einen relativ grossen Schwenkweg zurücklegen muss, bis sie den Kontakt erreicht.
Wenigstens eine der Walzen des Wickelkörpers kann durch die Führungseinrichtung in eine der Axialförderung der Fadenwindungen entgegenwirkende tangentiale Schrägstellung verstellbar sein. Diese Schrägstellung ist gegensinnig zu der im Wickelkörper bei einer oder mehreren Walzen vorhandenen Schrägstellung, die das axiale Fördern der Fadenwindungen nach unten bewirkt, also so, dass die Fadenwindungen einen kleineren Steigungswinkel erhalten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, bei der die schwenkbare Walze an ihrem im Bereich des Fadenzulaufs liegenden Ende schwenkbar aufgehängt und im Bereich ihres dem Fadenablauf zugewandten Endes radial nach innen schwenkbar angeordnet ist, kann die Führungseinrichtung zum Erzwingen einer tangentialen Schrägstellung der schwenkbaren Walze aus einer von einem axialen Verlängerungsansatz der schwenkbaren Walze durchsetzten Ausnehmung in einer die Walze abstützenden Platte des Traggestells bestehen.
Die Ausnehmung kann dabei im Winkel zur Tangente des ideellen Wickelkörperumrisses so angeordnet sein, dass das freie Ende der Walze bei der durch die Fadenwindungen erzwungenen Radialbewegung gleichzeitig in tangentialer Richtung nach innen auswandert.
Der Ausgleich der Schwenkbewegung erfolgt somit auf einfache Weise genau der Radialbewegung entsprechend, wofür sich ein Winkel von 450 bei der bevorzugten Ausführungsform als vorteilhaft erwiesen hat. Günstigerweise kann der Schwenkpunkt der schwenkbaren Walze im Inneren dieser Walze angeordnet sein. Der Schwenkweg des mit der Steuereinrichtung gekoppelten Endes kann dadurch vergrössert werden und bietet mehr Einstellmöglichkeiten für die Steuereinrichtung, unter anderem für die Windungszahl. bei der der Antrieb abgeschaltet wird.
Bei anderen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Fadenspeicher- und -lieferungsvorrichtung kann wenigstens eine der Walzen durch die Führungseinrichtung während des Radialverschwenkens der schwenkbaren Walze derart radial versetzbar sein, dass der Umfang des Wickelkörpers konstant bleibt. Die Führungseinrichtung kann in diesem Fall aus einer einfach ausgebildeten mechanischen Kupplungseinriclltung zwischen der schwenkbaren und der versetzbaren Walze bestehen.
Bei einer vorteilhaften Weiterentwidlung der erfindungsgemässen Fadenliefer- und -speichervorrichtung kann der Wickelkörper am Fadenabzugsende einen im gleichen Drehsinn wie die Walzen angetriebenen, das Abzugsende des Fadens mittels Reibung rund um den Wickelkörper führenden Wulst aufweisen. Dieser Wulst kann bewirken, dass der axiale Transport der Fadenwindungen weitgehend unabhängig von der Abzugsgeschwindigkeit gleichmässig vor sich geht und damit das einwandfreie Funktionieren der schwenkbaren Walze als Schaltelement gewährleisten. Er kann vorteilhaft am Fadenabzugsende einen die Abzugsgeschwindigkeit des Fadens beeinflussenden Bremsring aufweisen. Der Faden wird somit einer der erfindungsgemässen Vorrichtung nachgeordneten Aufspul- oder Verarbeitungseinrichtung mit gleichmässiger Spannung zugeführt.
Die Umfangsgeschwindigkeit eines solchen Wulstes muss immer grösser sein als die der den Wickelkörper bildenden Walzen.
Damit wird auch eine Schlingenbildung im Faden vermieden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Fadenliefer- und -speichervorrichtung:
Fig. 2 eine schematisierte Walzenanordnung der Vorrichtung nach Fig. 1 von der Seite gesehen;
Fig. 3 eine schematisierte Ansicht der oberen Walzenenden;
Fig. 4 eine schematisierte Seitenansicht zweier in der Vorrichtung diametral voneinander angeordneter Walzen;
Fig. 5 eine schematisierte Ansicht der Walzen und einer Abwickeleinrichtung von unten gesehen;
Fig. 6 ein Schema eines Teils einer Antriebseinrichtung für die Vorrichtung; Fig.7 eine Steuereinrichtung der Vorrichtung und eine mit ihr zusammenwirkende Walze im Längsschnitt;
Fig. 8 die Steuereinrichtung und die Walze nach Fig. 7 in einer anderen Betriebsstellung; und
Fig. 9 eine Detailansicht der Vorrichtung von unten.
Die gezeichnete Fadenliefer- und -speichervorrichtung weist einen Wickelkörper auf, durch dessen Mittelachse 1 der in Fig. 1 gezeichnete Längsschnitt gelegt ist.
Konzentrisch um die Mittelachse 1 sind vier Walzen 2 bis 5 jeweils um ihre eigene Achse drehbar angeordnet. In Fig. 1 ist die Walze 4 nicht geschnitten dargestellt. Die Walzen sind an einem Ende in einem als Befestigungsplatte ausgebildeten Gestell 6, am anderen Ende in einer Stützplatte 7 gelagert, wobei die Stützplatte 7 mittels eines zentralen Rohres 8 mit dem Gestell 6 verbunden ist.
Das Gestell 6 und die Stützplatte 7 bilden zusammen ein stillstehendes Tragteil für die Achsen der Walzen.
Die Walze 2 ist frei drehbar gelagert, während die Walzen 3 bis 5 antreibbar sind. In angetriebenem Zustand verleihen sie einem im Bereich des Gestells 6 zugeführten Faden 9 eine Bewegung um den Wickelkörper und wickeln den Faden in Form von Windungen auf.
Das dem Gestell 6 nahe Ende der Walzen 2 bis 5 ist somit das Fadenzuführende. Als Antriebsvorrichtung füt die Walzen 3 bis 5 ist im Gestell 6 ein Motor 10 angeordnet, der ein Zahnrad 11 treibt. Das Zahnrad 11 treibt ein Zahnrad 12 auf der Achse der Walze 3, das mit einem auf der Mittelachse 1 frei gelagerten Zahnrad 13 kämmt. Dieses treibt einerseits Zahnräder 14 und 15, die fest mit den Achsen der Walzen 4 bzw. 5 verbunden sind.
Die Walzen 3 bis 5 werden somit in der gleichen Drehrichtung bewegt. Eine schematische Darstellung dieser Antriebseinrichtung ohne den Motor 10 ist in Fig. 6 dargestellt.
Die Achsen aller Walzen 2 bis 5 sind relativ zur Mittelachse 1 tangential schräggestellt. Diese Schrägstellung ist insbesondere aus den Schemadarstellungen in Fig. 3 und 4 ersichtlich. Die Schrägstellung bewegt sich in der Grössenordnung von etwa 10. Diese geringe Neigung bringt kein Problem der Bewegungsübertragung zwischen den Zahnrädern 11 bis 15 mit sich, genügt jedoch, um eine Weiterbewegung der Fadenwindungen beim Aufspulen in axialer Richtung des Wickelkörpers zu bewirken.
Dem Antriebsmotor 10 ist eine Steuereinrichtung 16 zugeordnet, die mit der Walze 2 zusammenwirkt. Diese Anordnung ist in den Fig. 7 und 8 in zwei Arbeitsstellungen nochmals gezeigt. Die Steuereinrichtung 16 bewirkt ein Ein- und Ausschalten des Motors 10 und damit über die angetriebenen Walzen 3 bis 5 das Bewegen bzw.
Stillsetzen der auf den Wickelkörper aufgespulten Fadenwindungen 17, abhängig von deren Menge. Die Walze 2 ist auf einer nicht rotierenden Achse 18 mittels Kugellagern 19 und 20 drehbar gelagert. Die Achse 18 ist um einen Schwenkpunkt 21 in einer Halteplatte 22 des Gestells 6 schwenkbar gelagert. Das dem Schwenkpunkt 21 ferne Ende der Achse 18 ist in einem Schlitz 23 der Stützplatte 7 beweglich geführt, wie aus der Schemadarstellung der Fig. 9 ersichtlich ist. Der Schlitz 23 verläuft etwa um 450 zur Tangente der kreisförmigen Stützplatte 7. Das dem Schwenkpunkt 21 nahe Ende der Achse 18 ist starr mit einem Arm 32 verbunden, dessen freies Ende an einem Mikrokontakt der Steuereinrichtung 16 anliegt und mit einer Zugfeder 24 verbunden ist.
Dabei wirkt auf dieses Ende des Armes 32 sowohl die Zugkraft der Feder 24 als auch eine nicht gezeichnete, den Kontakt gegen den Arm 32 drückende Feder in der Steuereinrichtung 16. Wenn sich die Zahl der Fadenwindungen vergrössert, wobei diese gleichzeitig axial in den unteren Bereich, d.h.
dem freien Ende der Walze 2 zuwandern, üben die Fadenwindungen auf die Walze 2 eine radial zur Mittelachse 1 gerichtete Zugkraft aus. Die Walze 2 bewegt sich dadurch kontinuierlich in die in Fig. 8 gezeigte Stellung.
Das freie Ende der Achse 18 wird dabei im Schlitz 23 zusätzlich zur Radialbewegung tangential geführt. In der Endstellung überwindet das freie Ende des Armes 32 die sowohl von der Feder 24 als auch von dem Mikrokontakt aufgebrachte Belastung und bringt diesen in Schaltstellung. Der Motor 10 wird ausgeschaltet, die Garnwindungen 17 zum Stillstand gebracht. Der Zeitpunkt dieses Schaltvorgangs, d.h. die Menge des aufzuspulenden Fadens, ist durch die Spannung der Feder 24 regulierbar.
Der Schlitz 23 in der Stützplatte 7 ist so angeordnet, dass die Tangentialstellung der Walze 2 die durch das radiale Einwärts schwenken entstehende axiale Beschleunigung der Fadenwindungen gerade ausgleicht.
Wie aus den Fig. 7 und 8 ersichtlich, ist der Schwenkpunkt 21 der Walze 2 innerhalb der Walze angeordnet, so dass das mit der Steuereinrichtung zusammenwirkende Ende dieser Walze einen grösseren Spielraum aufweist.
Der Faden wird von einer nicht-gezeichneten Textilmaschine vom Wickelkörper überkopf abgezogen. Das Abzugsende des Fadens, in Fig. 5 mit 25 bezeichnet, läuft von den Walzen 2 bis 5 über eine sich drehende Scheibe 26, die mit einem Wulst 27 und einem daran angeordneten Bremsring 28 versehen ist. Der Bremsring 28 weist daran ringförmig angeordnete Finger auf, die schräg nach unten gestellt sind. Deren Dicke und/oder Anordnungsdichte bestimmt die Grösse des Reibungskoeffizienten.
Die Scheibe 26 ist mittels Kugellagern 29 drehbar auf dem Rohr 8 gelagert. Ihr Antrieb erfolgt über die Mittelachse 1 durch ein Zahnrad 30, das fest an deren oberem Ende angebracht ist. Das Zahnrad 30 kämmt mit dem Zahnrad 11 des Motors 10, wie aus der schematischen Antriebsdarstellung der Fig. 6 ersichtlich ist. Damit wird die Scheibe 26 in gleicher Richtung wie die Walzen 2 bis 5 gedreht und zwar in einer Geschwindigkeit, die durch die Auslegung der Zahnräder in ein bestimmtes Verhältnis zur Aufspulgeschwindigkeit des Fadens gebracht ist.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist die Walze 4 am Fadenzuführungsende einen konischen Flansch 31 auf, durch den die erste Windung des Fadens 9 länger in axialer Richtung geführt wird, als es die Schrägstellung der Walzenachsen bewirkt.
Am Abzugsende des Wickelkörpers weisen die Walzen 2 bis 5 sich konisch erweiternde Abschnitte 33 auf, die auf sie auflaufende Fadenwindungen gegeneinander drücken und damit eine dichtere Wicklung bewirken.
Am Gestell 6 ist zum Anbringen an einer Verarbeitungsmaschine, beispielsweise einer Strickmaschine, ein Winkel 34 mit einer Halteschraube 35 angeordnet. Ferner weist das Gestell 6 einen Arm 36 auf, der an seinem Ende eine Fadenführung 37 trägt. Die Fadenführung 37 fluchtet mit der Mittelachse 1. In einem in Fig. 1 mit 38 bezeichneten Teil des Gestells 6 ist ein nicht gezeichneter Fadenprüfer bekannter Art angeordnet, an dem der Faden 9 vor dem Aufspulen vorbeigeführt wird. Der Fadenprüfer stoppt die weiterverarbeitende Maschine, wenn Fehler am Faden festgestellt werden.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist in erster Linie für besonders schwierig zu verarbeitende Fäden oder Garne, wie nichtumsponnenes Lycra oder Gummi bestimmt, aber auch für mehr oder weniger elastische synthetische Garne wie beispielsweise Crimplene.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Zahl der Walzen ist von 2 an aufwärts variierbar. Davon kann, den jeweiligen Arbeitsbedingungen angepasst, eine beliebige Anzahl von eins an aufwärts antreibbar, der Rest frei drehbar angeordnet sein. Beim Ausführungsbeispiel sind die Achsen sämtlicher Walzen schräggestellt. Je nach der Beschaffenheit des Fadens kann für die axiale Weiterbeförderung der Fadenwindungen die Schrägstellung einer Achse ausreichen.
Die Elemente, die beim Verschwenken der mit der Steuereinrichtung zusammenwirkenden Walze auf die Steuereinrichtung wirken, können durch geeignete andere Organe ersetzt werden, beispielsweise durch ein Hebelsystem. Es ist auch möglich, das dem Schwenkpunkt nahe Ende der betreffenden Walzenachse unmittelbar auf einen Kontakt wirken zu lassen.
Die Führungseinrichtung zum Ausgleich der Radialbewegung der schwenkbaren Walze kann aus einem starren, hebelartigen oder getriebeartigen Kopplungselement oder mehreren derartigen Elementen bestehen, die beim radialen Verschwenken der schwenkbaren Walze eine oder mehrere der übrigen Walzen tangential verstellen oder derart versetzen, dass der Umfang des Wickelkörpers unverändert bleibt. Es ist auch möglich, das ausgleichende Verstellen einer anderen als der schwenkbaren Walze über die durch das Verschwenken der verstellbaren Walze beaufschlagten Steuereinrichtung her zu bewirken.