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Verfahren und Vorrichtung zum selbsttätigen Steuern der Spulendrehzahl
und der Spulenbankgeschwindigkeit an Vorspinnmaschinen in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen
Steuern der Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit an Vorspinnmaschinen
in Abhängigkeit vom Durchmesser bzw. der Bewicklungsstärke der Vorgarnspulen.
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Um das vom Streckwerk einer Vorspinnmaschine mit konstanter Geschwindigkeit
abzuliefernde und zu drehende Vorgarn unter gleicher Spannung und unter gleichem
Abstand auf die in ihrem Durchmesser veränderlichen Spulen aufwinden zu können ist
es erforderlich, die Drehzahl der Vorgarnspulen und die Spulenbankgeschwindigkeit
entsprechend der Durchmesserzunahme zu verringern. Bei Verringerung der Spulendrehzahl
und der Spulenbankgeschwindigkeit mit zunehmendem Spulendurchmesser wird davon ausgegangen,
daß mit voreilender Spule gearbeitet wird bzw. mit nacheilender Spindel, was hinsichtlich
der Vermeidung von Anlaufschnitten und Auffaserungen der Spulen bei Luntenbruch
gewisse Vorteile ergibt.
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Bei den herkömmlichen Maschinen dieser Art wird das Steuern der Spulendrehzahl
und der Spulenbankgeschwindigkeit durch eine Vorrichtung bewirkt, die bei jeder
neuen Bewicklungsschicht die Drehzahl bzw. die Geschwindigkeit der betreffenden
Maschinenteile um einen bestimmten, gleichbleibenden und vorgegebenen Betrag verringert.
Die im voraus festzulegenden Beträge der Drehzahl- bzw. der Geschwindigkeitsverringerung
sind im wesentlichen abhängig von der Vorgarnnummer, der Vorgarndrehung, der Aufwindespannung
und dem Faserrohstoff.
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Die Änderung der Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit
erfolgt also nicht auf Grund einer vorangegangenen Messung des jeweiligen Spulendurchmessers,
so daß infolge der leicht veränderlichen Faktoren, von denen die Stärke jeder einzelnen
Bewicklungsschicht abhängt, zwischen der Durchmesserzunahme und der geforderten
Drehzahl-bzw. Geschwindigkeitsverringerung leicht Abweichungen entstehen können.
Da sich der einzelne Fehler über die Anzahl der Bewicklungsschichten summiert, führt
dies, infolge der hieraus resultierenden Veränderung der Aufwindespannung gegen
Anfang und Ende der Vorgarnspule, zu Fehlverzügen und einer entsprechenden Veränderung
der möglichst konstant zu haltenden Vorgarnnummer.
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Es ist bereits ein Verfahren zum Verändern der Spulendrehzahl und
der Spulenbankgeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser bekanntgeworden,
bei dem die Zunahme des Spulendurchmessers durch eine fotoelektrische Vorrichtung
gemessen wird und der jeweilig festgestellte Meßwert über Abgleich- und Verstärkereinrichtungen
und einen Leonard-Antrieb eine Veränderung der Spulendrehzahl bzw. der Spulenbankgeschwindigkeit
bewirkt. Dieses Durchmesser-Kontrollverfahren benötigt jedoch zur Verstärkung der
nur als sehr schwacher Impuls anfallenden Meßgröße recht aufwendige elektronische
Mittel, die - abgesehen von einer gewissen Anheizzeit - die Nachteile aufweisen,
daß die zur Meßwertbildung und zur Verstärkung dienenden Elemente einer unvermeidbaren
Alterung unterliegen und dadurch neben einer erhöhten Störanfälligkeit der Meßvorrichtung
leicht zu Fehlmessungen und damit zu einer fehlerhaften Drehzahl-bzw. Geschwindigkeitsänderung
Anlaß geben können.
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Weiterhin verlangt die verhältnsmäßig starke Bewicklung der Spulen
eine Wirksamkeit der fotoelektrischen Zelle und des auf sie gerichteten Lichtstrahles,
mindestens im Bereich des Abstandes zwischen dem Rand der Vorgarnhülse und der äußeren
Bewicklungsschicht einer vollen Spule. Diese Voraussetzung ist jedoch bei der bekannten
fotoelektrischen Meßvorrichtung nicht gegeben: Ferner ergeben sich hinsichtlich
der exakten Begrenzung des auf die fotoelektrische Zelle projizierten Spulenrandes
leicht Meßungenauigkeiten, da die mehr oder weniger stark aus dem Vorgarnverband
bzw. aus dem Spulenrand herausragenden Faserteile
eine unterschiedliche
Schattenwirkung verursachen, so daß keine genaue Trennlinie zwischen Schatten und
Licht vorhanden ist.
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Gleichermaßen dürfte die erforderliche Abschirmung gegen den Lichteinfluß
des Raumes, der an einer Seite der Spule frei anzuordnenden fotoelektrischen Zelle,
bei dem relativ breiten Projektionsbereich gewisse Schwierigkeiten bereiten. Auch
verlangt die gewünschte Mittelung von mindestens zwei Spulendurchmessern für jede
Spule eine besondere fotoelektrische Meßeinrichtung. Eine gleichzeitige Projektion
von zwei in Richtung der Lichtquelle hintereinanderliegenden Spulenrändern auf eine
einzelne fotoelektrische Zelle ist nicht ohne weiteres möglich, da immer der am
weitesten vorstehende Rand von zwei in der Größe etwas abweichenden Spulen für den
Bereich der Schattenwirkung maßgebend ist, wogegen der etwas zurückstehende Rand
der anderen Spule keine Schattenwirkung mehr verursacht und somit keinen Einfluß
auf die Messung ausüben kann. Nicht zuletzt macht das Vorhandensein des am Umfang
der Spule wirkenden Spinnflügels ein ununterbrochenes Abtasten des äußeren Spulenrandes
unmöglich, da zwar innerhalb einer vollen Spulenaufwärts- und -abwärtsbewegung das
momentan aufzuwindende Vorgarn bzw. die letzten Wicklungen beim Abwärtsbewegen der
Spule für den Abtastvorgang zugängig sind, bei der Aufwärtsbewegung der Spule dagegen
vom rotierenden Flügel für den Abtastvorgang verdeckt werden. Das Gleiche gilt für
das fortlaufende Abtasten der jeweils vorhergehenden Bewicklungsschicht auf welche
die augenblicklichen Windungen zu legen sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zu finden, durch welche die für jede neue Bewicklungsschicht erforderliche Drehzahländerung
der Vorgarnspulen und die Geschwindigkeitsänderung der Spulenbank zum Zeitpunkt
der oberen und der unteren Spulenbewegungsumkehr ermöglicht wird. Feiner sollen
durch die Erfindung die im vorhergehenden aufgeführten Nachteile der recht aufwendigen
Mittel zur Verstärkung der als sehr schwacher Impuls anfallenden Meßgröße für die
Einleitung des Steuervorganges und die Nachteile der weniger genauen Bestimmung
des jeweiligen Spulendurchmessers, sowie die nachteiligen Auswirkungen von störenden
Einflüssen weitgehend vermieden werden.
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Das neue Verfahren zur Einleitung des Steuervorganges besteht im wesentlichen
darin, daß die Durchmesserzunahme von mindestens zwei Vorgarnspulen bei jedem Wechsel
der oberen und der unteren Spulenbankbewegungsumkehr jeweils von zwei oder mehr,
zu einem Meßorgan gehörenden Fühlgliedern unter einem der Vorgamaufwickelspannung
entsprechenden Druck mechanisch abgetastet werden. Die auf einem schwenkbaren Tragglied
schwenkbar und verschiebbar angeordneten Fühlglieder erfahren hierbei eine der jeweiligen
Durchmesservergrößerung verhältnisgleiche Verlagerung, wobei die abwechselnde Verlagerung
der Fühlglieder gegenüber ihrem Tragglied über eine Meßwandlervorrichtung und über
an sich bekannte Steuerglieder eine der Durchmesservergrößerung entsprechende Änderung
der Spulendrehzahl sowie der Spulenbankgeschwindigkeit bewirkt.
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Die Verwendung von mindestens zwei Fühlgliedern macht es möglich,
daß die für jede Durchmesserzunahme benötigte Drehzahl- bzw. Geschwindigkeitsänderung
zum geforderten Zeitpunkt erfolgt, was im allgemeinen durch das Vorhandensein des
am Umfang jeder Spule wirkenden Flügels nicht ohne weiteres möglich ist.
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Die Erfindung soll weiterhin dazu geeignet sein, den von mindestens
zwei Vorgarnspulen abwechselnd abgenommenen Durchmesserwert selbsttätig zu mitteln
und die bei den einzelnen Spulenbewegungsumkehrungen ermittelten Einzelwerte selbsttätig
zu summieren, sowie den gebildeten Endbetrag der Meßwertsumme bis zur nächsten Meßwertänderung
selbsttätig festzuhalten.
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Eine Mittelung der Durchmesserzunahme von mindestens zwei Vorgarnspulen
ist deshalb von Bedeutung, weil im allgemeinen die Spulen der vorderen und hinteren
Spulenreihe einer Vorspinnmaschine etwas voneinander abweichende Durchmesser aufweisen,
was durch die unterschiedliche Luntenlänge zwischen Lieferwerk und Flügelkopf bedingt
ist. Es ist demnach vorteilhaft, ein Fühlglied einer Spule der hinteren Spulenreihe
und ein Fühlglied der vorderen Spulenreihe zuzuordnen, was bei einer Anordnung des
Meßorgans an einem Ende der zwei Spulenreihen ohne weiteres möglich ist. Weitere
Merkmale des vorstehend gekennzeichneten Verfahrens und weitere Merkmale über die
zur Durchführung des Verfahrens dienenden Vorrichtungen ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung und den Figuren der Zeichnungen. Es zeigen im einzelnen die F i g.
1 eine Darstellung der Wirkungsweise des Meßorgans zur Einleitung des Steuervorganges,
F i g. 2 eine Ausführung des Meßorgans in der Vorderansicht und in der Aufsicht,
F i g. 3 zwei Beispiele für die Schaltung der zur Messung der Fühlerverlagerung
bzw. Durchmesservergrößerung benutzten Meßwiderstände, F i g. 4 ein Schaltschema
des Meßorgans für das abwechselnde Abtasten des Spulendurchmessers bei der oberen
und unteren Umkehrung der Spulenbewicklung, F i g. 5 den zeitlichen Ablauf des Meßvorganges
bei der oberen und unteren Umkehrung der Spulenbewicklung, F i g. 6 ein Schaltschema
für die fernbediente, selbsttätige Rückführung der Fühlglieder nach dem Auswechseln
der Vorgarnspulen, F i g. 7 ein Ausführungsbeispiel für die Meß- und Steuereinrichtung
zum selbsttätigen Verändern der Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit,
F i g. 8 eine Ausführung des Meßorgans mit induktiver Messung der Fühlerverlagerung
bzw. des Spulendurchmessers, F i g. 9 eine Ausführung des Meßorgans mit pneumatischer
Messung der Fühlerverlagerung bzw. des Spulendurchmessers, F i g. 10 ein weiteres
Ausführungsbeispiel für ein Meßorgan mit insgesamt vier Fühlgliedern.
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Nach den in der F i g. 1 jeweils in der Vorderansicht und in der Aufsicht
gezeigten allgemeinen Arbeitsstellungen des Meßorgans befinden sich gemäß der F
i g. 1 a die mit 1 und 2 bezeichneten, auf dem schwenkbaren Tragglied 3 angeordneten
und unmittelbar unterhalb der Flügel 4 die Spulen zeitweise abtastenden Fühler zu
Beginn des Fertigungsprozesses in einem bestimmten Abstand von den Spulenhülsen
5 und 6. Der von den beiden Fühlern
gebildete Meßwert entspricht
hierbei dem vorher abgetasteten Durchmesser der beiden Hülsen. Dieser Anfangsmeßwert
ist maßgebend für die Spulendrehzahl bzw. Spulenbankgeschwindigkeit beim ersten
Bewicklungsvorgang bei der durch einen Pfeil gekennzeichneten Aufwärtsbewegung der
Spulen 5 und 6.
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Gemäß der F i g. 1 b erfolgt nach der unteren Spulenbewegungsumkehr,
unmittelbar nach dem Auflegen von einigen Windungen der zweiten Bewicklungsschicht,
ein Abtasten des an der Taststelle um zwei Wicklungsschichten vergrößerten Durchmessers
der Hülse bzw. Spule 5. Entsprechend dieser Durchmesservergrößerung wird der Fühler
1 auf dem um gleichbleibende Beträge abwechselnd geschwenkten Tragglied 3, gegenüber
seiner Anfangsstellung, um den Betrag d 1 verschoben. Die Verlagerung des Fühlers
um den Betrag d 1 verursacht eine Meßwertänderung, durch welche eine Drehzahländerung
entsprechend einer Durchmesservergrößerung um nur eine Bewicklungsschicht bewirkt
wird, da für das Aufwinden der zweiten Bewicklungsschicht der Spulendurchmesser
mit der ersten Bewicklungsschicht maßgebend ist. Nach dem Abtasten geht das Meßorgan
wieder in seine Ausgangsstellung zurück, wo es bis zur Fertigstellung der zweiten
Bewicklungsschicht verweilt. Die F i g. 1 c zeigt die Ausgangs-bzw. Ruhestellung
des Meßorgans während des Auflegens der zweiten Bewicklungsschicht.
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Bei der oberen Spulenbewicklungsumkehr erfolgt gemäß der F i g. 1
d ein entgegengesetztes Schwenken des Meßorgans. Dadurch wird der noch in der Anfangsstellung
stehende Fühler 2 um einen gleichen Betrag d 1, auf dem Tragglied 3 verschoben.
Auch hier bewirkt die Fühlerverlagerung eine Meßwert-bzw. Drehzahländerung, die
einer Durchmesservergrößerung um nur eine Bewicklungsschicht gleichkommt. Da die
einzelnen Meßwertänderungen d 1, d i durch das Meßorgan selbsttätig summiert werden,
so erhalten die Spulen für das Aufwinden der dritten Bewicklungsschicht eine der
Durchmesservergrößerung um zwei Wicklungsschichten entsprechende geringere Drehzahl.
Das abwechselnde Abtasten der Vorgarnspulen durch die Fühlglieder 1 und 2 bzw. die
Meßwert- und Drehzahländerungen setzen sich in der unter den F i g. 1 b und 1 d
gezeigten Weise bis zur Fertigbewicklung der Vorgarnspulen fort.
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Nach der in F i g. 2 in der Vorderansicht und in der Aufsicht gezeigten
Ausführung für das Meßorgan wird das zeitweise und wechselseitige Schwenken des
Traggliedes 3 bzw. der Fühler 1, 2 durch einen kleinen Getriebemotor 7 bewirkt,
dessen Drehbewegung über einen Kurbeltrieb 8 in eine Schwenkbewegung umgesetzt wird.
Das Tragglied 3 und die Fühler 1 und 2 sind einzeln drehbar auf der am ortsfesten
Teil 9 befestigten Achse 10 gelagert. Das Übertragen der Schwenkbewegung vom Tragglied
auf die Fühler erfolgt durch die am Fühler 1 bzw. 2 befestigten Reibkörper 11 und
12, die mit den am Tragglied 3 angebrachten Gleitflächen 13 und 14 in Berührung
stehen. Durch die Rändelschraube 15 läßt sich der Berührungsdruck zwischen den Teilen
11 und 12 und 13, 14 und somit der von den Fühlgliedern 1, 2 auf die Spulen 5, 6
ausgeübte Tastdruck stufenlos einstellen.
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Auf dem zu beiden Seiten segmentförmig ausgebildeten Tragglied 3 sind
nach dem Ausführungsbeispiel zwei gegen das Tragglied isolierte Meßwiderstände 16
und 17 befestigt, denen die am Fühler 1 bzw. 2 angebrachten Schleiffedern 18 und
19 zugeordnet sind. Durch die bereits erwähnte Verlagerung der Fühlglieder auf ihrem
Tragglied wird eine der Durchmesservergrößerung verhältnisgleiche Widerstands- bzw.
Meßwertänderung bewirkt. Die Endstellung der Fühler bei voller Vorgarnspule ist
durch 1' bzw. 2' angedeutet.
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Zum fernbedienten und selbsttätigen Rückführen der Fühlglieder 1 und
2 nach dem Auswechseln der vollen Spulen, dienen die am ortsfesten Teil 9 axial
verschiebbar angebrachten Stifte 20 und 21. Durch Schließen des zum Zugmagnet 22
führenden Stromkreises werden die Stifte über die Teile 23 und 24 für eine bestimmte
Zeit angehoben, so daß ihr oberes Ende oberhalb der Fühlerschwenkebene zu stehen
kommt. Bei Ingangsetzen des Getriebemotors 7, während des Maschinenstillstands,
stoßen die in Stellung 1' bzw. 2' stehenden Fühler bei ihrer abwechselnden Rückwärtsbewegung
gegen den ihnen jeweils zugeordneten Stift und werden somit auf dem Tragglied 3
in ihre vordere Stellung zurückgeschoben.
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Durch die Verwendung von Widerständen zur Umwandlung der Durchmesseränderung
in verhältnisgleiche elektrische Spannungs- bzw. Stromänderungen, lassen sich verhältnismäßig
hohe Steuerimpulse für die Einleitung des Steuervorganges erzielen, wodurch unter
anderem eine sonst erforderliche hohe Meßwertverstärkung vermieden wird. Für die
Schaltung der Meßwiderstände ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. In der F i
g. 3 sind als Beispiel zwei Schaltbilder für die Widerstände 16 und 17 aufgezeichnet.
F i g. 3 a zeigt eine Halbbrücken-oder Spannungsteilerschaltung, F i g. 3 b eine
einfache Reihenschaltung der Meßwiderstände. Der einstellbare Widerstand 25 dient
zum Abgleich der Widerstands-Halbbrücke.
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Die in der F i g. 2 gezeigte Ausführung für das Meßorgan und die Anordnung
der Meßwiderstände ermöglichen es, daß der durch den kurzzeitigen Abtastvorgang
bzw. durch die Fühlerverlagerung gebildete Meßwert und damit die hiervon abhängige
Spulendrehzahl jeweils so lange konstant bleiben, bis durch die Umkehrung der Spulenbewicklung
eine Änderung der Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit erforderlich
wird.
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Wie in der F i g. 1 gezeigt, erfolgt das Abtasten bzw. die Meßwertänderung
beim Umkehren der Spulenbewicklung am oberen Spulenrand (F i g. 1 d) unmittelbar
zum Zeitpunkt der Durchmesservergrößerung der Vorgarnspulen. In diesem Fall ist
die letzte Bewicklungsschicht für den Abtastvorgang zugängig. Bei der Umkehr der
Spulenbewicklung am unteren Spulenrand (F i g. 1 b) ist dagegen die letzte Bewicklungsschicht
bzw. die ganze Spule vom rotierenden Spinnflügel umschlossen. Das Abtasten der Vorgarnspule
kann demnach erst nach Freigabe der ersten unteren Windungen der augenblicklich
zu bildenden Bewicklungsschicht erfolgen. In diesem Fall würden diese ersten Windungen
infolge der verspäteten Meßwert- und Drehzahländerung mit etwas zu hoher Spannung
aufgewunden.
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Die F i g. 4 zeigt eine Anordnung bzw. ein Schaltschema für das Meßorgan,
wobei die an sich geringe nachteilige Auswirkung der etwas verspäteten Meßwert-
bzw. Drehzahländerung bei der Umkehr der unteren Spulenbewicklung ausgeschaltet
ist. Da der Meßvorgang bei der oberen Umkehr der Spulenbewicklung
möglichst
kurzzeitig, der Meßvorgang bei der unteren Umkehr der Spulenbewicklung dagegen erst
nach Aufwindung der ersten unteren Lagen der neuen Bewicklungsschicht erfolgen soll,
ist es zweckmäßig, daß sich der Kurbeltrieb 8 und die Fühlglieder 1, 2 des Meßorgans
in der unter der F i g. 4 gezeigten Anfangsstellung befinden.
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Nach der Darstellung erfolgt kurz vor der oberen Spulenbewicklungsumkehr
mittels der an herkömmlichen Maschinen vorhandenen Umkehrvorrichtung 26 ein Schließen
des Mikroschalters 27. Dieser Schalter ist einem Mikroschalter 28, der zu diesem
Zeitpunkt durch einen mit dem Kurbellager zusammenfallenden Stift des Kurbeltriebes
8 geöffnet ist, parallel geschaltet. Beide Schalter befinden sich in einem Leiter
des Motors 7. Da der weitere, gleichfalls dem Kurbeltrieb zugeordnete und in dem
anderen Motorleiter befindliche Mikroschalter 29 zu diesem Zeitpunkt geschlossen
ist, wird durch den Schalter 27 der Stromkreis zum Motor 7 geschlossen. Entsprechend
der Kurbeldrehung von a nach b, wird der Fühler 2 mit der Spule 6
in Berührung gebracht und somit der Meßwert für die erforderliche Drehzahländerung
der Spulen gebildet. In der Kurbelstellung c wird der Mikroschalter 29 bzw. der
Stromkreis durch den Stift des Kurbeltriebs geöffnet, und da der für die obere Umkehr
der Spulenbankbewegung maßgebliche, im gleichen Motorleiter liegende Mikroschalter
30 göffnet ist, wird somit der Motorlauf und die Schwenkbewegung der Fühlglieder
unterbrochen.
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Die F i g. 5 zeigt den Ablauf des Meßvorganges bei Änderung der Vorgarnaufwinderichtung
V am oberen Spulenende A und am unteren Spulenende B
für .eine Bewicklungsperiode
über der Zeit T. Die Kennzeichen a, b, c usw. sind mit den jeweiligen Stellungen
der Kurbel in F i g. 4 identisch.
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Nach den Darstellungen der F i g. 4 und 5 erfolgt die zum Zeitpunkt
der unteren Bewicklungsumkehr geforderte Meßwertänderung wie folgt: Das mit der
Spulenbank nach oben bewegte Glied 26 schließt kurz vor Erreichen der oberen Stellung
den Mikroschalter 30. Zu diesem Zeitpunkt ist der im gleichen Motorleiter liegende
Mikroschalter 29 durch den in Stellung c stehenden Stift der Kurbel noch geöffnet,
wogegen der im anderen Motorleiter liegende Mikroschalter 28 geschlossen ist. Ausgehend
von der Kurbelstellung c bewegt sich die Kurbel in Pfeilrichtung. Zum Zeitpunkt
der Spulenbewegungsumkehr bewirkt das auf der Kurbelscheibe angebrachte und für
die Kurbelstellung c in F i g. 4 eingezeichnete Segment 31, zu dem für das Segment
maßgebenden Zeitpunkt d, ein Umschalten des Mikroschalters 32. Hierdurch wird die
über einen Kontakt direkt mit dem Zweig des Widerstandes 16 und mit dem Widerstand
25 verbundene Kontaktzunge des Mikroschalters in kürzester Zeit auf den zu einem
einstellbaren Widerstand (Potentiometer) 33 führenden Kontakt umgelegt. Dadurch
wird der Widerstandsbetrag des betreffenden Zweiges, in dem gemäß dem Schaltprinzip
die Widerstände 16, 25 stets wirksam bleiben, um einen der einzelnen Fühlerverlagerung
entsprechenden Betrag vergrößert. Das zweckmäßig mit einer Einstellskala zu versehende,
nur für die ersten unteren Windungen jeder zweiten Bewicklungsschicht wirksame Potentiometer
33 kann auf verschiedene Vorgarnnummern geeicht werden.
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Bei Erreichen der hinteren Kurbelstellung d wird durch den Fühler
1 die Spule 5 abgetastet. Zu diesem Zeitpunkt gibt das mit dem Kurbelpunkt d zusammenfallende
Ende des Segmentes 31 den Mikroschalter 32 wieder frei, was ein Umlegen der Kontaktzunge
und damit ein Abschalten des Widerstandes 33 zur Folge hat. Der Meßvorgang bzw.
die Fühlerbewegung bei der unteren Spulenbewicklungsumkehr ist beendet, wenn der
Stromkreis des Meßgliedmotors 7 bei Erreichen der Kurbelstellung a durch den Mikroschalter
28 unterbrochen wird. Die beiden Fühlglieder haben somit ihre Ausgangsstellung für
die Messung bei der oberen Spulenbewicklungsumkehr wieder erreicht.
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Gemäß dem Schaltschema der F i g. 4 läuft der Meßgliedmotor nach dem
Schließen des Mikroschalters 27 oder 30 jeweils so lange weiter, bis derselbe bei
Erreichen der Kurbelstellung a oder c durch einen der beiden Mikroschalter 28 bzw.
29 ausgeschaltet wird. Die Schalter 28, 29 und 32 sind so angeordnet, daß nur der
Schalter 32 vom Segment 31 betätigt wird, wogegen der Stift der Kurbelscheibe nur
auf die Schalter 28, 29 einwirkt.
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Die Speisung des Meßgliedmotors 7 während des Fertigungsvorganges
erfolgt zweckmäßig von einem kleinen Generator 34 aus, der mit der Welle des an
herkömmlichen Maschinen vorhandenen Nummerwechselrades zur Erzeugung verschiedener
mittlerer Spulenbankgeschwindigkeiten gekuppelt ist. Dadurch läßt sich in geeigneter
Weise der zeitliche Ablauf des Meßvorganges selbsttätig an die unterschiedlichen
Spulenbankgeschwindigkeiten anpassen, so daß die Meßwert- und damit die Drehzahländerung
bei den verschiedenen Spulenbankgeschwindigkeiten immer zum genauen Zeitpunkt der
Spulenbewicklungsumkehr erfolgt.
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Die genaue Arbeitsweise der im vorhergehenden ganz allgemein beschriebenen
Rückführeinrichtung für die beiden Fühlglieder 1 und 2, nach dem Aufstecken der
leeren Vorgarnhülsen, ergibt sich aus dem in der F i g. 6 gezeigten Schaltschema.
Vor dem Wiedereinschalten der Vorspinnmaschine befindet sich die Spulenbank kurz
oberhalb ihres unteren Umkehrpunktes und die Kurbel des Meßorgans in dem Punkt c.
Gleichzeitig mit dem Maschinenhauptschalter werden bei Beendigung des Fertigungsvorganges
durch den Umschalter 35 die Leiter des Motors 7 vom Generator 34 bzw. von den Mikroschaltern
27, 30 (F i g. 4) auf den durch einen Trockengleichrichter 36 gleichgerichteten
Netzkreis umgelegt.
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Durch Betätigen des Tipschalters 37 erfolgt über das ohne Verzögerung
einschaltende und mit Verzögerung ausschaltende Zeitrelais 38 ein sofortiges Schließen
des umgelegten Motorstromkreises. Gleichzeitig wird durch den Schalter 37 das mit
Verzögerung einschaltende und mit Verzögerung ausschaltende Zeitrelais 39 betätigt,
welches erst dann den Stromkreis zu einem Zugmagnet 23 für das Hochschieben der
beiden Stifte 20, 21 schließt, wenn die Kurbel. in der angegebenen Drehrichtung
von c nach e bewegt wurde. Zu diesem Zeitpunkt ist der Stift 20 - in der augenblicklichen
Bewegungsrichtung des Fühlers 1 gesehen - hinter den Fühler 1 gelangt. Der gleichfalls
hochgestellte Stift 21 befindet sich - in der augenblicklichen Bewegungsrichtung
des Fühlers 2 gesehen - kurz vor dem betreffenden Fühlglied.
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Während der Kurbeldrehung von e nach d bewirkt der Stift 21 ein Rückführen
des Fühlgliedes 2 in die gestrichelt eingezeichnete und auf das Tragglied
bezogene
Stellung 2". In entsprechender Weise wird bei Weiterdrehung der Kurbel vom Punkt
d bis zum vorderen Punkt b der Fühler 1 durch den Stift 20 in die vordere Stellung
1" geschoben. Hierbei gelangt der bereits in der vorderen Stellung stehende Fühler
2 gleichzeitig mit der Spulenhülse 6 in Berührung und wird je nach deren Durchmesser
etwas zurück verlagert und hat damit die auf den Hülsendurchmesser bezogene Anfangsstellung
erreicht.
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Bei Passieren des Kurbelpunktes c wird durch das Zeitrelais 39 der
zum Magnet 23 führende Stromkreis wieder geöffnet und somit die Stifte 20, 21 außerhalb
der Fühlerschwenkebene gebracht. Beim Wiedererreichen des hinteren Kurbelpunktes
d tastet der Fühler 1 die Hülse 5 ab. Somit ist der genaue Meßwert
für die erforderliche Spulendrehzahl bei Wiederbeginn des Fertigungsvorganges gebildet.
Im Bereich der Kurbelstellung b werden die durch das Zeitrelais 38 bis dahin geschlossenen
Leiter des Motors 7 wieder geöffnet, wobei die bis dahin überbriickten Mikroschalter
28, 29 wieder zur Wirkung kommen, so daß der Motorlauf bei Erreichen der
Kurbelstellung c durch den Mikroschalter 29 beendet wird. Das Meßorgan hat
somit seine Ausgangs- bzw. Bereitschaftsstellung für die zuerst erfolgende Meßwertänderung
beim Umkehren der unteren Spulenbewicklung erreicht. Beim Wiedereinschalten der
Vorspinnmaschine bewirkt der Umschalter 35 ein Umlegen der Motorleiter vom Ersatzstromkreis
auf den Generatorkreis, wobei gleichzeitig die Mikroschalter 27, 30 wieder
zur Wirkung kommen.
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Nach dem in F i g. 7 gezeigten Ausführungsbeispiel für die gesamte
Einrichtung zur selbsttätigen Änderung der Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit
bewirkt die im Verhältnis zur Durchmesservergrößerung erhöhte Meßspannung des durch
die Teile 1, 2, 16, 17 und 25 gekennzeichneten Meßorgans über den Transduktorregler
40 eine verhältnisgleiche Erhöhung der Felderregung des als Gleichstrom-Nebenschlußmotor
ausgebildeten Stellmotors 41. Zur Einhaltung eines bestimmten mittleren Drehzahlverhältnisses
zwischen dem Hauptmotor 42 und dem Stellmotor 41 wird der Anker des
Stellmotors von einem mit dem Hauptmotor gekoppelten Generator 43 gespeist.
Hierdurch lassen sich unerwünschte Veränderungen des Drehzahlverhältnisses der beiden
Motore während des Fertigungsvorganges und beim Ein- und Ausschalten der Maschine
vermeiden. Die im Verhältnis zur Durchmesservergrößerung der Vorgarnspulen bewirkte
Erhöhung der Felderregung hat rieben der geringeren Leistungsauslegung für den Transduktorregler
den weiteren Vorteil, daß die Drehzahl nach dem hyperbolischen Zusammenhang zwischen
dem Spulendurchmesser und der hiervon abhängigen Spulendrehzahl geändert wird.
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Gemäß der F i g. 7 erteilt der Hauptmotor 42
einem Zweig des
Differentialgetriebes 44 eine konstante Drehzahl und gleichfalls werden,
wie nicht in allen Einzelheiten gezeigt, über den Getriebeausgang 45 das
Streckwerk und die Spinnflügel mit gleichbleibender Drehzahl angetrieben. Der Außenkranz
des Differentialgetriebes erhält seinen Antrieb von dem Stellmotor 41, dessen veränderliche
Drehzahl über den entsprechenden Getriebeausgang auf die Welle 46 für den Antrieb
der Vorgarnspulen übertragen wird. Mit dem gleichen Getriebeausgang ist über ein
Zwischengetriebe 48 die Welle 47 für den Antrieb der Spulenbank verbunden.
Das für die Verarbeitung verschiedener Vorgarnnummern an den herkömmlichen Maschinen
vorhandene Zwischengetriebe erteilt gleichzeitig dem für die Speisung des Getriebemotors
7 vorgesehenen Generator 34
eine veränderliche Drehzahl.
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Für die Umwandlung der von den Fühlgliedern 1
und 2 bestimmten
Durchmesseränderung der Vorgarnspulen in verhältnisgleiche elektrische Meßwertänderungen
können gegebenenfalls auch andere Mittel als die hierfür vorgesehenen Widerstände
16
und 17 Verwendung finden. Nach der in F i g. 8 nicht in allen Einzelheiten
gezeigten Anordnung verursacht die Verlagerung der Fühlglieder 1, 2 über
die an jedem Fühler befestigte und geeignete geformte Schleife 49 bzw.
50 eine entgegengesetzte Änderung der Induktionsspannung in den aus Gründen
der linearen Meßwertumwandlung vorgesehenen und auf dem Tragglied 3 angeordneten
Induktionsspulen 51 und 52. Die Zweige der in Halbbrücke geschalteten
Induktionsspulen sind - wie nicht weiter gezeigt - mit einer Abgleich- und Meßverstärkerbrücke
verbunden, deren verstärkte Ausgangsspannung über den Transduktorregeler
40 und die weiteren in F i g. 7 aufgeführten Steuerglieder eine Änderung
der Spulendrehzahl und der Spulenbankgeschwindigkeit bewirkt. Gegebenenfalls können
die berührungsfrei arbeitenden Induktionsspulen 51, 52 durch unmittelbar
mit dem jeweiligen Fühler in Berührung gebrachte induktive Verlagerungsaufnehmer
oder durch Magnettauchspulen ersetzt werden.
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Bei der in F i g. 9 gezeigten Anordnung verursacht die Verlagerung
der Fühler 1, 2 über die an jedem Fühler angebrachte, exzentrisch zum Fühlerdrehpunkt
gekrümmte Prallschleife 53 bzw. 54 und über die an dem Tragglied 3 befestigten Düsen
55, 56 einen der Fühlerverlagerung verhältnisgleichen Druckanstieg in der Niederdrucksteuerleitung
57. Über entsprechende pneumatische Steuerglieder, die hier nicht im einzelnen dargestellt
sind, bewirkt der im Verhältnis der Fühlerverlagerung erhöhte Steuerdruck, beispielsweise
durch ein pneumatisch betätigtes und mit dem Differentialgetriebe 44 verbundenes
Stellgetriebe, eine Änderung der Spulendrehzahl bzw. der Spulenbankgeschwindigkeit.
Gegebenenfalls kann man die pneumatische Steuereinrichtung durch eine elektrische
Einrichtung ersetzen, wenn man z. B. unter Verwendung eines pneumatisch-elektrischen
Meßwertumformers die Druckänderungen in der Steuerleitung zur Änderung einer elektrischen
Meßgröße ausnutzt.
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Anstatt der in den F i g. 2, 3, 4, 6, 7, 8 und 9 gezeigten Vorrichtungen
zur Umwandlung der Fühlerverlagerung in verhältnisgleiche Meßwertänderungen einer
anderen Meßgröße können noch weitere Mittel als die hier gezeigten benutzt werden.
So können, wie nicht weiter dargestellt, die abwechselnden Verlagerungen der Fühlglieder
über zwei als Blende wirkende Teile, die einzeln den Fühlgliedern zuzuordnen sind,
eine Änderung der auf entsprechende fotoelektrische Zellen gerichteten Lichtintensität
bewirken. Hierbei wird der von den fotoelektrischen Zellen geänderte Steuerstrom
über entsprechende Steuerglieder zur Änderung der Spulendrehzahl bzw. der Spulenbankgeschwindigkeit
benutzt. Ferner kann man die Fühlerverlagerung durch kapazitiv arbeitende Meßwandler
in entsprechende elektrische Meßwertänderungen umformen.
Für die
praktische Anwendung des Meß- und Steuerverfahrens kann es von Vorteil sein, wenn
man jedem Fühlglied zwei einstellbare Kontakte für die vordere und die hintere Stellung
auf dem Tragglied zuordnet. Durch Schließen der hinteren, von den Fühlern betätigten
Kontakte läßt sich bei Erreichen der vollen Spulenbewicklung die Maschine über einen
geeigneten Relaisschalter abschalten. Im anderen Falle kann durch das Schließen
der vorderen Kontakte die ordnungsgemäße Rückführung der Fühlglieder nach dem Auswechseln
der vollen Spulen in geeigneter Weise zur Anzeige gebracht werden.
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Für die Ausführung des Meßorgans ergeben sich bezüglich der Anzahl
und der Anordnung der zur Abtastung der Vorgarnspulen benutzten Fühlglieder gleichfalls
verschiedene Möglichkeiten. Anstatt zwei Fühlglieder kann man beispielsweise vier
Fühlglieder für das Meßorgan vorsehen. Unter Verwendung einer einzigen Meßvorrichtung
ist es somit möglich, die mittlere Durchmesseränderung von vier Vorgarnspulen zur
Meßwert- und Drehzahländerung auszunutzen.
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Bei dem in F i g. 10 gezeigten Ausführungsbeispiel sind hinter den
beiden Fühlgliedern 1 und 2 zwei weitere, um den gleichen Drehpunkt einzeln schwenkbare
und geeignet geformte Fühler 58 und 59 angeordnet. Infolge der wechselnden Schwenkbewegung
des entsprechend ausgebildeten Traggliedes 3, werden einmal die Fühler
1 und 58 mit den Spulen 5
und 60 und einmal die Fühler 2 und
59 mit den Spulen 6 und 61 in Berührung gebracht. Die Verlagerung
der Fühlglieder auf dem Tragglied bewirkt über die entsprechend zu schaltenden Widerstände
16, 62 bzw. 17, 63 .eine der Fühlerverlagerung verhältnisgleiche Änderung der Meßspannung.
Gegebenenfalls können auch bei dieser Ausführung des Meßorgans die bereits besprochenen
Meßwandlersysteme Anwendung finden.
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Grundsätzlich ist es auch möglich, für das zeitweise und abwechselnde
Abtasten der Vorgarnspulen anstatt der Schwenkbewegung eine gerade, senkrecht zur
Spulenachse gerichtete Bewegung für die betreffenden Meßgliedteile vorzusehen. In
gleicher Weise wie bei der einen Meßgliedausführung gezeigt, verursacht auch hier
die abwechselnde Verlagerung der Fühler auf den gerade bewegten Traggliedern eine
Änderung der jeweils gewählten Meßgröße und damit eine Änderung der Spulendrehzahl
bzw. der Spulenbankgeschwindigkeit.