DE2247474B2 - Verfahren und vorrichtung zum kompensieren kurzzeitig auftretender spannungsdifferenzen zwischen zwei aufzuspulenden garnen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum kompensieren kurzzeitig auftretender spannungsdifferenzen zwischen zwei aufzuspulenden garnenInfo
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Description
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Bei der Herstellung von Garnen, die aus wenigstens zwei miteinander zu fachenden Fäden zusammengesetzt
sind, muß auf eine weitestmögliche Gleichheit der Spannungen der Einzelgarne geachtet werden, weil
Garnspannungsdifferenzen zu ungleichmäßigen Eigenschaften des gefachten Garnes führen. Dazu ist aus der
CH-PS 3 87 512 ein Kompensations-Fadenwächter zur
Steuerung und Überwachung der Fäden an wenigstens zwei Fäden verarbeitenden Maschinen bekanntgeworden,
bei welchem zwei Einzelfäden über je eine Fadenbremse und je eine Fadenführungsrolle laufen,
bevor sie miteinander vereinigt werden. Die Fadenführungsrollen sind an den Enden eines zweiarmigen, nach
Art eines Waagebalkens schwenkbar aufgehängten Hebels befestigt und lenken die Einzelfäden aus ihrem
geraden Lauf von den Fadenbremsen zu der Facheinrichtung aus, so daß die Einzelfäden die Fadenbremsen
und die Führungsrollen teilweise umschlingen. Bei einer Differenz der Fadenspannungen wird der zweiarmige
Hebel aus seiner Gleichgewichtslage ausgelenkt, wodurch sich an der Bremse des Fadens größerer
Spannung ein geringerer, und an der Bremse des Fadens geringerer Spannung ein größerer Umschlingungswinkel
ergibt, was zu unterschiedlichen Bremswirkungen an den Fadenbremsen führt, wodurch eine Kompensation
des Spannungsunterschiedes in den beiden Einzelfäden erreicht wird. Ein Einfluß auf die Aufspulgeschwindigkeit
wird von dieser Vorrichtung nicht hervorgerufen, so daß bei einer übermäßigen Spannungsdifferenz
zwischen den beiden Einzelfäden die Kompensation unvollkommen wird Um dies zu vermeiden, wird von
der beschriebenen Vorrichtung über Schalter der gesamte Antrieb der die Fäden verarbeitenden Maschine
stillgesetzt.
Aus wirtschaftlichen Gründen wickelt man mit einer einzigen Spindel gleichzeitig mehrere Spulen. Aus der
DT-OS 17 10 087 ist hierzu bekanntgeworden, zur Aufrechterhaltung einer geeigneten Garnspannung die
Drehzahl der Spindel von den Spannungen aller von ihr gewickelter Garne gemeinsam zu regeln. Ein Bruch
eines der Garne würde bei diesem Regelverfahren dazu führen, daß die Spindeldrehzahl unerlaubterweise
ansteigt, weshalb vorgesehen ist, den Einfluß des dem gebrochenen Garn zugehörigen Spannungsfühlers auf
das Gesamtsystem auszuschalten. Die Regelung der Drehzahl des die Spindel antreibenden Motors erfolgt
entsprechend dem Mittelwert der Garnspannungen, so daß bei gleichzeitigem Auftreten erhöhter Spannung in
einem der Garne und niedrigerer Spannung in einem anderen Garn sich die Antriebsdrehzahl der Spindel
nicht ändert Es kann somit zu Überdehnungen kommen bzw. zu lockerem Aufspulen, d. h. die Vorrichtung ist
nicht in der Lage, sich auf derartige Garnspannungsdifferenzen einzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1
angegebenen Art anzugeben, bei dem eine Überdehnung oder ein zu lockeres Aufspulen eines der Garne
ausgeschlossen ist.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale
gelöst. Eine Vorrichtung, die die erwähnte Aufgabe zu lösen imstande ist, ist Gegenstand des Patentanspruchs
2. Weiterbildungen derselben sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Verwendung von Drehmoment-Motoren zum Antrieb von Spindeln ist, da sich deren Drehzahl gut
regeln läßt, bereits bekannt Wie bei den bekannten Regeleinrichtungen wird die Drehzahl des die Spindel
antreibenden Motors von dem Mittelwert der beiden Garnspannungen bestimmt. Dies erfolgt gemäß der
Erfindung jedoch nur innerhalb eines engen, die vorgegebene Normalspannung umgebenden Bereiches
Sobald die Grenzen dieses Bereiches überschritter werden, wird die Drehzahl des Spindelmotors nur nocr
von der geringeren der beiden Garnspannungei bestimmt. Es kann somit nicht dazu kommen, daß di<
Spindeldrehzahl bei plötzlichem Ansteigen der Span nung in einem der Garne, dem weitaus häufige
auftretenden Fall, die Spannung des weniger gespann ten Garnes durch allzugroße Drehzahiverminderuiii
der Spindel unzulässig weit abfällt. Außerdem ist bein plötzlichen Abfallen der Spannung in einem der Garn
sichergestellt, daß die Drehzahl rasch erhöht wird, ur diesen Spannungsverlust auszugleichen. Die Erfindun
arbeitet nach dem Prinzip eines Kompromisses, indem beim Zunehmen der Spannung in einem der Garne
beide Spulen zunächst abgebremst werden und erst beim Unterschreiten einer bestimmten unteren Spannung
für das weniger gespannte Garn die Drehzahl der Spindel wieder gesteigert wird. Dadurch kann sich eine
mittlere Spannung einpendeln, bis der zeitweilig eingetretene Fehler an dem einen Garn wieder
verschwunden ist.
Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme ι ο auf die Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht der wesentlichen Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine teilweise Schnittansicht der Vorrichtung
nach Fig. 1,
F i g. 3 eine Teil-Seitenansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 bei normaler Garnspannung,
Fig.4 eine Ansicht ähnlich Fig.3, wobei die
Spannung eines der Garne erhöht ist,
Fig.5 eine Ansicht ähnlich Fig.3, wobei die
Spindelgeschwindigkeit reduziert ist, und
Fig.6 eine schematische Ansicht der wirksamen Kräfte bei den Betriebszuständen entsprechend der
F i g. 3 bis 5.
Auf einer Spindel 18, die unmittelbar von einem elektrischen Drehmomentmotor 19 angetrieben ist, sind
zwei Spulen angeordnet, auf die zwei gleiche Garne A und B aufgewickelt werden. Die Garne A und B laufen
aus einem hier nicht dargestellten Garnvorrat in an sich bekannter Weise über je eine Rolle 3a bzw. 3b, die an
den Enden von schwenkbar auf einer horizontalen Achse 1 gelagerten Spannhebeln 2a bzw. 2b frei drehbar
gelagert sind. Die Achse 1 wird von einer Konsole 17 getragen. Sodann 1 am fen die Garne A bzw. ßüber obere,
ortsfeste Umlenkrollen 12a bzw. 12i> zu der Spindel 18.
Unter der Zugkraft der Garne A und B sind die Spannhebel 2a und 2b nach oben verschwenkbar.
Diesem entgegengeirichtet ist die Kraft einer Feder 6, die an einem Schwenkarm 5 angreift, der auf der Achse
1 gelagert ist und eine Querstange 4 trägt, die von oben auf beide Spannhebel 2a und 2b drückt Die Spannarme
2a und 2b werden von unten von einem Tasthebel 7 berührt, der an einem Auslegerarm 8 befestigt ist, der
drehfest mit der Achse 1 verbunden ist. Dieser Auslegerarm 8 wird von einer Torsionsfeder 9 nach
oben gedrückt, die mit ihm über ein Zapfenlager 10 verbunden ist und sich an der Konsole 17 abstützt
(Fig.l).
Wenn das Aufspulen unter normalen Bedingungen stattfindet, berührt die Unterseite jedes Spannarmes 2a
und 2b die Oberseite des Tasthebels 7, der unter leichter Einwirkung der Torsionsfeder 9 steht. Am einen Ende
der Achse 1 ist ein Differentialumformer 16 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Drehzahl des Drehmomentmotors
19 gesteuert werden kann. Mit Hilfe einer Stellschraube
20 und Stellmutter 21 kann die Kraft, mit der die Querstange 4 die Spannhebel 2a und 2b nach unten
drückt, verändert werden (F i g. 3).
Die Kompensationsfunktion der Vorrichtung soll nachfolgend erläutert werden.
Zunächst wird angenommen, daß beide Garne A und B eine normale, gleichmäßige Spannung aufweisen. In
diesem Fall werden die beiden Spannhebel 2a und 2b in ihrer Normallage gehalten, d. h. nahezu horizontal, wie
dies F i g. 3 zeigt. Der Tasthebel 7 wird in leichter Berührung mit beiden Spannhebeln 2a und 2b gehalten.
Weiterhin wird die unter Federkraft stehende Querstange 4 nach unten auf die Spannhebel 2a und 2b
geschwenkt. Die Garnspannung ist in diesem Falle so groß, daß das von ihr an den Spannhebeln 2a und 2b
hervorgerufene Drehmoment mit demjenigen Drehmoment in Gleichgewicht steht, das von dem Gewicht der
Spannarme und Spannhebel sowie der Kraft der Feder 6 hervorgerufene Drehmoment im Gieichgewicht steht.
Das von der Torsionsfeder 9 hervorgerufene Drehmoment ist demgegenüber vernachlässigbar klein und
braucht hier nicht beachtet zu werden.
Wenn sich die Garnspannung in beiden Garnen A und B erhöht, dann wird die Spindeldrehzahl durch den
erhöhten Garnzug herabgesetzt. Außerdem bewegen sich die beiden Spannhebel 2a und 2b nach oben gegen
die Kraft der Feder 6. Der Tasthebel 7 folgt dieser Bewegung, was zur Folge hat, daß vermittels des
Stellorgans 16 die Drehzahl des Antriebsmotors der Spindel 18 weiter herabgesetzt wird. Letzteres hat eine
Herabsetzung der Spannung in den Garnen A und B zur Folge, so daß die Spannhebel 2a und 2b allmählich
wieder absinken, was mit einer allmählichen Steigerung der Drehzahl des Motors 19 verbunden ist. Entsprechendes
spielt sich mit umgekehrter Wirkung ab, wenn die Spannung in beiden Garnen unter das Normalmaß
absinkt.
Vergrößert sich die Spannung in einem der Garne, angenommen im Garn A, wie es in F i g. 4 dargestellt ist,
dann wird zunächst nur der Spannhebel 2a angehoben. Bei entsprechend hoher Garnspannung kann er bis zu
einem in Fig.4 nicht dargestellten Anschlag verschwenkt werden. Die Vergrößerung der Garnspannung
und damit der dem Antriebsmoment an der Spindel entgegengerichtete Garnzug bewirkt eine
Bremsung der Spindel, d.h. eine Verringerung der Spindeldrehzahl. Außerdem folgt der andere Spannhebel
2b der Bewegung nach oben, da er infolge der Anhebung der Querstange 4 nicht mehr unter der Kraft
der Feder 6 steht. Diese Folgebewegung des Spannhebels 2b, die vom Tasthebel 7 abgetastet und zu dem
Stellorgan 16 übertragen wird, bewirkt dort, daß die Spindeldrehzahl herabgesetzt wird. Die Verringerung
der Spindeldrehzahl hat zur Folge, daß sowohl die Spannung im Garn A als auch im Garn B abnimmt.
Hierdurch senken sich die Spannhebel 2a und 2b wieder, wobei der Spannhebel 2b den Tasthebel 7 im Sinne einer
Antriebsenergiesteigerung für den Motor 19 verschwenkt. Der sich so ergebende extreme umgekehrte
Zustand ist in F i g. 5 dargestellt.
Die Folgebewegung des Spannhebels 2b beim Aufwärtsschwenken des Spannhebels 2a, bei welcher
der Spannhebel 26 noch immer an der federbelasteten Querstange 4 anliegt, findet dort ihr Ende, wo der
Unterschied in den Spannungen der Garne A und B so groß ist, daß sich der Spannhebel 2b in einer durch
Drehzahl und vom Gewicht des Hebels 2b bestimmten Drehmoment ergebenden angehobenen Gleichgewichtsstellung
befindet, die Spannung im Garn A aber noch so groß ist, daß die Querstange 4 weiter
angehoben wird. Der Spannhebel 2b verliert nun seinen Kontakt zur Querstange 4, was in Fig.6b schematisch
dargestellt ist. Diese F i g. 6 zeigt nämlich in (a) den Normalzustand, in welchem die von den Garnspannungen
TA und Tb auf die Quersiange 4 ausgeübte, aufwärts
gerichtete Kraft mit der Summe der Gegenkräfte im Gleichgewicht stehen, die sich aus der Kraft Pder Feder
6 und den Gewichten Wa und Wb der Spannhebel 2a und
2b ergibt. In (b) der F i g. 6 ist ein Zustand dargestellt, in welchem die vergrößerte Spannung TAi des Garns A mit
derjenigen Gegenkraft in Gleichgewicht steht, die von
der vergrößerten Federkraft P\ und dem Gewicht Wa
nur des Spannhebels 2a im Gleichgewicht steht, während die Spannung Γβι des Garns B nur vom
Gewicht Wß des Spannhebels 2b ausgeglichen wird.
Es existiert somit ein Bereich für die Garnspannung im Garn A, in welchem der Spannhebel 26 noch an der
Querstange 4 anliegt. Dieser Bereich beginnt bei der Garnspannung ΓΑ, bei der diese nur das Gewicht WA des
Spannhebels 2a und die halbe Kraft der Feder 6 ausgleichen muß, und endet bei einer Garnspannung, die
das Gewicht des Spannhebels 2a und die volle, durch die Auslenkung des Spannhebels 2a noch vergrößerte Kraft
der Feder6 ausgleichen muß.
Entsprechendes gilt auch für den Fall, daß die Spannung in einem der Garne nachläßt Der Bereich, in
dem entsprechend der Spannarm mit dem stärker gespannten Garn noch an der Querstange 4 anliegt,
wird wiederum von der Normalstellung einerseits und einem entsprechenden unteren Grenzwert für die
niedrigere Garnspannung bestimmt.
Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zum Kompensieren arzzeitig auftretender Spannungsdifferenzen zwischen zwei
Garnen, die mit konstanter Zulaufgeschwindigkeit aufgespult werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Garne in an sich bekannter Weise auf — auf gemeinsamer drehzahlregelbarer Spindel
angeordneten — Spulen aufgewickelt werden, daß die Drehzahl durch die Spannungen beider Garne
bis zu einem vorgegebenen Spannungsdifferenz-Grenzwert gemeinsam geregelt wird und daß bei
Überschreiten des Grenzwertes allein aus der geringeren der beiden Garnspannungen eine Stellgröße
zur Veränderung der Spindeldrehzahl abgeleitet wird.
2. Vorrichtung zum Kompensieren kurzzeitig auftretender Spannungsdifferenzen zwischen zwei
mit konstanter Geschwindigkeit zulaufenden Garnen an einer beide Garne aufspulenden Maschine
zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Garn (A, B) über
eine eigene, an einem schwenkbaren Spannhebel (2a, 2b) drehbar gelagerte Rolle (3a, 3b) geführt ist, daß
an beiden Spannhebeln (2a, 2b) eine an einem schwenkbaren Arm (5) befestigte Querstange (4)
anliegt, die unter dem Einfluß der gegen das von den Garnspannungen auf die Querstange (4) ausgeübte
Drehmoment gerichteten Kraft einer an dem Schwenkarm (5) angreifenden Feder (6) steht, und
daß an der der Querstange (4) abgewandten Seite der Spannhebel (2a, 2b) ein Tasthebel (7) anliegt, der
von einer Feder (9) in leichtem Berührungskontakt mit den Spannhebeln (2a, 2b) gehalten ist und der mit
einem Stellorgan (16) zur Beeinflussung der Drehzahl des die gemeinsame Spindel (18) der
Spulen antreibenden Motors (19) verbunden ist
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannhebel (2a, 2b) und der die
Querstange (4) tragende Schwenkarm (8) auf einer gemeinsamen Achse (1) gelagert sind, die drehfest
mit einem den Tasthebel (7) tragenden Auslegerarm (8) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die am Tasthebel (7) wirkende
Feder (9) eine Torsionsfeder ist, die um die Achse (1) herum angeordnet ist.
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