DE3872557T2 - Vorrichtung und verfahren zum intermittierenden speichern und wiederabgeben von faeden waehrend des aufspulens von konischen spulen mit konstanter fadenzufuehrgeschwindigkeit. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum intermittierenden Speichern und Freigeben von Garn während des Wickelns von konischen Spulen mit Garn, das mit konstanter Geschwindigkeit von individuellen Spinneinheiten zugeführt wird. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine Garnspeicher- und -freigabevorrichtung, in welche ein Speicher für den Garnvorrat und ein Spannungskompensator und -regulator für das gewickelte Garn kombiniert sind.
• In Spinneinheiten tritt das Garn an ihrem Auslaß mit konstanter Geschwindigkeit aus Vorschubrollen aus und muß mit einer Geschwindigkeit abgelegt werden, die zwischen dem größeren Durchmesser und dem kleineren Durchmesser der konischen Spule, die gebildet wird, variiert.
• In einem solchen Betriebsvorgang ist es deshalb notwendig, periodisch die Garnlänge in dem Abschnitt zwischen den Vorschubrollen und seinem Ablegepunkt am Umfang der konischen Spule zu variieren. Diese Längenänderung und folglich Änderung in der Garnspannung wird kompensiert, indem der Garnweg mittels einer Regulier- und Kompensiervorrichtung für die Wicklungsspannung eingestellt wird.
• Spannungskompensatoren sind im Stand der Technik bekannt. Sie umfassen eine Ablenkrolle, die an einem Schwingarm befestigt ist. Je nach der augenblicklichen Garnspannung bzw. gemäß der augenblicklichen Position des Schwingarmes wird die bewegliche Ablenkrolle in einem veränderlichen Ausmaß aus ihrer Kontakt- oder Lagerposition ausgelenkt, wobei diese Position unter der Wirkung einer Kraft eingenommen wird, welche von einem Gegengewicht, einer Feder oder einem ähnlichen Federelement entgegen der vom Garn ausgeübten Spannung ausgeübt wird. Diese Garnspannungskompensatoren haben den Nachteil, daß sie eine elastische Gegenkraft ausüben, die hinsichtlich der Spannungsänderungen nicht gesteuert werden kann, welche im Garn im Falle einer unregelmäßigen Speicherung auftreten können.
• In diesen Vorrichtungen dreht eine konstant rotierende im wesentlichen zylindrische Antriebsrolle die in Bildung befindliche konische Spule, deren Abmessungen gemeinsam mit der Neigung und dem Winkel der Wicklungshelix die winkelförmige Schwingamplitude des beweglichen Schwingarmes bestimmen.
• Die Schwenkposition desselben, die eine Rolle in konstanter Anlage am Garn hält, stellt den Garnspeicherwert dar, der entsprechend dem Fortschrittsstadium des gesamten Garnspeicher- und -freigabezyklus ständig zunimmt und abnimmt. Jeglicher Schlupf zwischen der Spulenantriebsrolle und der in Bildung befindlichen Spule, der häufig infolge des verwendeten Reibungsantriebes vorhanden ist, vergrößert die Länge des gespeicherten Garnes und ändert die Schwenkstellung des beweglichen Armes, der unter der Wirkung des Federelementes, welches als Zugmittel wirkt, im Grenzbereich in eine Anlageposition bewegt wird, wodurch das Spannen des gesammelten Garnes aufgehoben wird. Ohne Spannung wird das die Wicklungsrolle verlassende Garn somit in unregelmäßigen Windungen gelegt, wodurch die Spulenbildung beeinträchtigt wird und im äußersten ein Verdrehen verursacht wird, das Schlaufen und Verwicklungen erzeugt, welche die Garnkonsistenz gefährden. Das verwickelte Garn erzeugt häufig auch Hindernisse, welche die Garnkontinuität unterbrechen und so den Spinnvorgang blockieren. Die hohe Garnbildungsgeschwindigkeit der Spinneinheiten bedeutet, daß jede Produktionsunterbrechung in einer solchen Spinneinheit wegen der reduzierten Geschwindigkeit des Garnsammelns auf den Spulen eine beträchtliche Bedeutung hat.
• Garnspannungskompensatoren dieser Art haben auch den Nachteil, daß sie bei Veränderung der Garnzahl oder Dicke, der Art von in Bildung befindlicher Spule oder des Wicklungshelixwinkels durch mühsame Handeinstellungen in den einzelnen Spinnstationen angepaßt werden müssen, oder das Federelement durch ein anderes Federelement ersetzt werden muß, welches der unterschiedlichen Betriebscharakteristik entspricht. Diese Vorrichtungen sind deshalb im Gebrauch unflexibel.
• Vorrichtungen zum Speichern und intermittierenden Freigeben von Garn, vorzugsweise für Textilmaschinen, sind ebenfalls bekannt. Diese umfassen beispielsweise die in der DE-A-1785153 und DE-A-2454917 beschriebenen und beanspruchten Vorrichtungen.
• Solche Vorrichtungen haben zahlreiche Nachteile: Sie sind unempfindlich für die Spannung und noch unempfindlicher auf Spannungsveränderungen im Wicklungsgarn, weil das Speicher- und Freigabeelement von einem Typ ist, der mittels eines Hebelsystems durch eine hin- und herbewegliche Antriebsstange vollkommen gesteuert ist, die sich über die gesamte Maschinenseite erstreckt, um die Garnspeicher aller Spinneinheiten zu betätigen. Sie sind unfähig, die Garnspannung auf einen oder mehrere vorbestimmte Werte einzustellen, die entsprechend der Art des gesammelten Garns oder der in Bildung befindlichen Spulen voreingestellt sind. Sie zeigen beträchtliche Schwierigkeit beim Einstellen des voreingestellten Wertes für die Speicherung des zu wickelnden Garnes, weil diese Einstellung von Hand durch eine Bedienungsperson vorgenommen werden muß, indem die Länge der Verbindungsstangen oder die Positionen der Hebelgelenke eingestellt werden müssen, um die Hebelarme zu verändern, und diese Tätigkeit ist deshalb langwierig und mühsam; sie haben auch eine ziemlich hohe Trägheitskraft infolge des Vorhandenseins verschiedener Hebelsysteme, die gleichzeitig, aber intermittierend bewegt werden und bestrebt sind, unkontrollierbare Schwingungen auszulösen und zur gleichen Zeit die Sammlungsgeschwindigkeit zu begrenzen. Sie setzen auch Grenzen hinsichtlich der Maschinenlänge und deshalb hinsichtlich der Anzahl von Spinneinheiten, weil ihre Betätigung auf Antriebsstangen beruht, die sich über die Seite der Sammlungseinheiten erstrecken müssen und einer großen Anzahl von hin- und hergehenden Hüben unterworfen sind. Diese Vorrichtungen sind ziemlich sperrig und unwirksam, wenn ein Schlupf zwischen der in Bildung befindlichen konischen Spule und der Steuerrolle vorhanden ist. Dieser Schlupf, der mehr oder weniger ausgeprägt ist, ist häufig vorhanden, weil die konische Spule, die kontinuierlich kreuzgewickelt wird, an einer Antriebsrolle ruht, die auf einem vorbestimmten, aber schmalen Teil ihrer Oberfläche ein Reibband für Reibungsantriebszwecke aufweist.
• Ein weiterer Nachteil solcher Vorrichtungen ist das Vorhandensein von beweglichen Elementen, wie Stangen oder Schäften, die während des Maschinenaufbaus vorgesehen und montiert werden müssen und nicht auf wirtschaftliche Weise später eingebaut werden können.
• Solche beweglichen Elemente steuern den Betrieb mehrerer Speichervorrichtungen und erstrecken sich über die gesamte Wicklungsseite von einer Stelle am Kopf der Maschine weg. Wegen ihres Konstruktionsprinzips sind diese Vorrichtungen unflexibel und an bereits bestehende Spinnstationen bzw. an Stationen, die nicht mit den vorerwähnten beweglichen Elementen versehen sind, welche sich entlang des Vorderaufbaus der gesamten Sammelseite erstrecken, nicht anpaßbar.
• Aus der US-A-4 019 691 ist eine Garnspeicher- und -freigabevorrichtung bekannt, welche die im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale aufweist. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Garnspeichermittel in Form eines Saugbehälters ausgebildet, in welchen das Garn in Form von Schlaufen gelegt wird. Der Füllzustand dieses Behälters wird durch pneumatische, elektrische oder photoelektrische Mittel erfaßt, und sobald die Füllung sich ändert, wird die Antriebseinheit dementsprechend gesteuert, um den Durchmesser des effektiven Kontaktes zwischen der konischen Spule und der Antriebsrolle zu verändern, um die Spule schneller oder langsamer zu drehen und folglich die Menge an Garn im Behälter wieder herzustellen.
• Wenn die Menge an Garn im Speicherbehälter einen gegebenen Umfang übersteigt oder unter einen gegebenen Umfang fällt, werden zusätzliche Maßnahmen getroffen, um entweder die Spule stärker gegen die Antriebsrolle zu pressen oder den Kontakt zwischen der Spule und der Antriebsrolle zu unterbrechen, um den Überschuß an Garn aufzunehmen oder die gespeicherte Garnmenge zu vergrößern.
• Diese bekannte Vorrichtung arbeitet sehr näherungsweise und erzeugt Spulen von schlechter Qualität, wenn wegen des Erfordernisses, den gegebenen Umfang des gespeicherten Garns wieder herzustellen, die Spule entweder gegen die Antriebsrolle gepreßt oder relativ zu dieser stillgesetzt wird. Diese Vorrichtung ist ferner für Wicklungseinheiten ungeeignet, die mit hohen Geschwindigkeiten arbeiten.
• Es sind ferner Vorrichtungen mit einem Spannungskompensatorarm bekannt, bei welchen die Garnspannung als Funktion der Winkelstellung des Armes gesteuert wird, wie dies in der GB-A-2 125 072 offenbart ist. Bei der Vorrichtung nach diesem Dokument bewirkt eine Änderung in der Winkelstellung des Spannungskompensatorarmes über eine elektronische Vergleichs- und Steuereinheit die Einstellung eines Garnspanners, der stromaufwärts des Armes angeordnet ist, um die Garnspannung zu erhöhen oder zu verringern und damit die vorherige Winkelposition des Armes wiederherzustellen.
• Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht geeignet, wenn eine intermittierende Garnspeicherung und -freigabe erforderlich ist, wie im Falle des Wickelns von konischen Spulen, weil der Kompensatorarm der bekannten Vorrichtung keine Garnspeicher- und -freigabebewegungen ausführen kann, ohne gleichzeitig auf den Garnspanner einzuwirken und Garnspannungsänderungen zu bewirken, die solchen Bewegungen entgegenwirken.
• Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorerwähnten Nachteile zu vermeiden, indem eine intermittierende Speicher- und Freigabevorrichtung beim Wickeln von konischen Spulen geschaffen wird, denen Garn mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt wird, welche Vorrichtung:
• - ermöglicht, daß die gespeicherte Garnlänge stets innerhalb eines voreingestellten Wertebereiches gehalten wird mit nur begrenzten Änderungen in der Garnspannung;
• - gestattet, daß jegliche zusätzliche Garnlängen, die zufällig infolge des Schlupfes zwischen der Antriebsrolle und der in Bildung befindlichen konischen Spule vorhanden sind, unmittelbar aufgenommen werden;
• - die Garnsammelgeschwindigkeit bei der Bildung von konischen Spulen nicht begrenzt;
• - keine Grenzen hinsichtlich der Maschinenlänge setzt und somit die Anzahl von Wicklungseinheiten nicht begrenzt, die nebeneinander angeordnet werden können, weil diese für ihren Betrieb kein Antriebselement erfordern, das sich über die gesamte Wicklungsseite erstreckt, und somit keine weiteren Massen aufweist, die sich in der Längsrichtung der Maschine bewegen und mit Antriebsstangen verbunden sind, die in hin- und hergehende Bewegungen versetzt werden müssen;
• - den Durchmesser der erzielbaren Spulen nicht begrenzt und keine arbeitsaufwendige Einstellung bei einer Änderung des Konus der in Bildung befindlichen Spulen erfordert;
• - extreme Operationsflexibilität hat, damit ein Anwendungsbereich ermöglicht wird, der die Bildung von weichen und kompakten Spulen innerhalb eines weiten Bereiches von Garnzahlen ohne Erfordernis für arbeitsaufwendige mechanische Einstellungen gestattet;
• - ohne das Erfordernis eines extensiven Abmontierens und Wiedermontierens der Komponenten der Wicklungsmaschine angewendet werden kann, wenn diese bereits zur Bildung von zylindrischen Spulen eingestellt ist und zur Bildung von konischen Spulen umgestellt werden soll;
• - leicht gelöst werden kann, damit es möglich wird, sowohl konische als auch zylindrische Spulen auf der gleichen Maschine zu bilden.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Garnspeicher- und -freigabevorrichtung, in welcher ein Speicher für die intermittierende Zufuhr von Garn und ein Spannungskompensator und -regulator für das gewickelte Garn auf eine Weise kombiniert sind, die sehr geringe Wartung erfordert.
• Diese und weitere Ziele werden durch eine Garnspeicher- und -freigabevorrichtung erreicht, welche die im Anspruch 1 beanspruchten Merkmale aufweist.
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß bei jeder Änderung der Garnart und bei jeder Änderung der geometrischen Merkmale der Wicklung oder der Art der zu erzielenden Spule eine automatische Einstellung und Festlegung der Spannung des gesammelten Garnes auf einen entsprechenden Wert zur Erzielung regelmäßiger Speicher- und Freigabeschwingbewegungen gemäß voreingestellten Werten und Grenzen erfolgt.
• Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie sicherstellt, daß nach dem Betätigen der Antriebsquelle die Drehungen in beiden Richtungen zwecks Veränderung der Vorspannung des Federelementes vollkommen irreversibel sind, so daß die Reaktion des Federelementes gegen den Schaft oder die Schwingungen der Maschine im Betrieb nicht imstande sind, das Ausmaß der verursachten Drehungen in geringster Weise zu verändern.
• Die Vorrichtung gemäß der Erfindung hat auch den weiteren Vorteil, bei jeder unerwünschten Änderung in der Position des wirksamen Antriebsdurchmessers automatisch die korrekte Position des wirksamen Antriebsdurchmessers wiederhergestellt wird, um die in Bildung befindliche konische Spule regelmäßig zu wickeln.
• Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend an einem nicht einschränkenden Beispiel unter Bezugnahme auf die einzige angeschlossene Zeichnungsfigur beschrieben.
• Diese ist eine schematische Perspektivansicht der intermittierenden Speicher- und Freigabevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die mit dem Garnführungselement zusammenwirkt, wobei die in Bildung befindliche Spule durch ein Reibband der Antriebsrolle angetrieben wird, wobei die Figur den Zeitpunkt der maximalen Speicherung im Garnweg zeigt, während das Garnführungselement sich in Richtung zunehmenden Durchmessers der kreuzgewickelten Spule bewegt.
• Ein Verbindungsstift 1 ist starr am Schwingarm 2 befestigt. 1a ist die Position, welche der Stift am anderen Ende seiner Schwenkbewegung einnimmt. Der bewegliche Arm 2 bildet einen Teil des Garnkompensier- und -freigabe-Hebelsystems, welches als Linearpositionierungselement eines Systems zum Steuern und Überwachen der Garnspeicherung wirkt. 2a ist jene Position, welche der bewegliche Arm 2 in jenem Zeitpunkt seiner Schwingbewegung einnimmt, in welchem die gespeicherte Länge des Garnes 18 Null ist oder ein Minimum beträgt. Eine Buchse oder ein Ring 3 verbindet das eine Ende des beweglichen Armes 2 starr mit einem Ende eines zweiten Schwingarmes 4 des Garnspeicher- und -freigabe-Hebelsystems. Der bewegliche Arm 4 des Garnkompensier- und -freigabe-Hebelsystems wirkt als tatsächliches Speicher- und Freigabeelement für das Garn 18, während er auch als Spannungskompensier- und Einstellelement für das zu wickelnde Garn 18 wirkt. 4a ist jene Position, welche der bewegliche Arm 4 in dem Zeitpunkt während seiner Schwenkbewegung einnimmt, in welchem die gespeicherte Garnlänge Null ist oder ein Minimum beträgt. Eine bewegliche Garnablenk- und Führungsrolle 5 wird von dem freien Ende des beweglichen Armes 4 getragen, ist aber befähigt, um ihre eigene Achse zu drehen, um keine Reibung gegen das Garn zu erzeugen, das dem kontinuierlichen Sammeln unterliegt. Die Rolle 5 hat ein im wesentlichen zylindrisches Profil. 5a ist die Position, welche die bewegliche Garnablenk- und Führungsrolle 5 in jenem Zeitpunkt ihrer Schwenkbewegung einnimmt, in welchem die gespeicherte Garnlänge Null ist oder ein Minimum beträgt. Ein spiralförmiges Federelement 6 ist mit einem Ende am Stift 1 befestigt und speichert Antriebsenergie durch entsprechende Verformung, die aus der Winkeldrehung resultiert, welche von einem Schaft 10 verursacht wird, der mit dem anderen Ende des Federelementes 6 verbunden ist. Dieses Element besteht aus einem Stahlstreifen oder Stahldraht oder einem ähnlichen Stahlelement, das im wesentlichen als flache archimedische Spirale gewickelt ist. Fühlmittel in Form von zwei Positionswandlern 7 und 17 von optischen, magnetischen, analogen oder digitalen Typ ermitteln den Garnspeichergrad der Garnspeicher- und -freigabemittel, welche durch die Elemente 1 bis 6 definiert sind und wandeln die Winkelstellung des Endes des beweglichen Armes 2 in ein elektrisches Signal oder in eine Reihe von elektrischen Signalen als Funktion des Garnspeichergrades um. Eine Steuereinheit 8, die einen elektrischen Komparator und einen elektronischen Mikroprozessor aufweist, empfängt und verarbeitet die Signale, die von den Wandlern 7 und 17 ausgehen, um sodann eine Antriebsquelle 9 zu aktivieren, um die Speicherung des Garnes 18 zu regularisieren. Die Antriebsquelle 9 betätigt den Schaft 10, um diesen in eine Winkeldrehung zu versetzen, so daß die Vorbelastung des spiralförmigen Federelementes 6 verändert wird, um die Speicherung zu regeln, wenn diese aus dem Bereich voreingestellter Werte ausgewandert ist. Der Schaft 10 ist an oder nahe seinem Ende am inneren Ende des spiralförmigen Federvorspannungselementes 6 fixiert oder angelenkt. Eine Garnablenk- und Führungsrolle 11 hat ein im wesentlichen zylindrisches Profil, ist an einer Grundplatte 13 befestigt und kann frei um ihre eigene Achse drehen, um keine Reibung gegen das Garn 18 zu erzeugen, welches einer kontinuierlichen Sammelbewegung unterliegt. Eine Garnablenk- und Führungsrolle 12 mit im wesentlichen zylindrischen Profil ist mit einer Grundplatte 15 verbunden und kann frei um ihre eigene Achse drehen. Die Grundplatte 13 für die Rolle 11 ist am Maschinenaufbau fixiert, der in der Figur nicht gezeigt ist. Die Grundplatte 15 für die Rolle 12 ist ebenfalls am Maschinenaufbau fixiert. Ein Paar von Rollen 14 und 16, die entlang des Pfades des Garnes 18 angeordnet sind, werden gegeneinander gedrückt, wobei das Garn 18 zwischen den Rollen verläuft, um dieses mit konstanter Geschwindigkeit von einer Spinneinheit einer Rotorspinnmaschine abzuziehen und der Kompensiervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zuzuführen. Eine volle oder hohle Welle 20 mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt wird als Steuerstange für ein Garnführungselement 26 mittels eines geeignet geformten Nockens betätigt, um eine hin- und hergehende Bewegung mit geeigneten kinematischen und dynamischen Merkmalen auf das Garnführungselement 26 zu übertragen. Eine Antriebsrolle 22 dreht die konische Spule 24 unter Bildung eines Reibungsbereiches 28 in Form eines schmalen kreisförmigen Bandes. Die Antriebswelle bzw. -stange 20 erstreckt sich über die gesamte Betriebswicklungsseite der Maschine. Eine Klinge 30 dient zum Ablenken des Pfades des Garnes 18. Die Klinge 30 kann linear oder mit mehr oder weniger akzentuierten Profilen geformt sein, die im Stand der Technik bereits bekannt sind. Ein Spulentragarm 34 stützt die Garnspule 24 drehbar ab. Verbindungskabel 38 und 39 verbinden die Wandler 7 und 17 mit der Steuereinheit 8. Ein Verbindungskabel 40 verbindet die Steuereinheit 8 mit der Antriebsquelle 9. Mit 42 ist der Schwenkweg des beweglichen Armes 4 und mit 44 der Weg der hin- und hergehenden Bewegung der Welle 20 angegeben. Ein Schaft oder Schwenkzapfen 46, der koaxial mit der Buchse 3 ist, definiert die Schwingachse, um welche das Garnspeicher- und intermittierende Freigabe-Hebelsystem mittels der Buchse 3 schwingt. Eine Antriebswelle 48 erstreckt sich über die gesamte Wicklungsseite der Maschine und stützt die Antriebsrolle 22 starr ab. Eine Zweirichtungs-Antriebseinheit 50 besteht vorzugsweise aus einem Schrittmotor und neigt die Drehachse der konischen Spule 24 in die eine oder in die andere Richtung, um die Linie des wirksamen Kontaktes zwischen der Spule 24 und der Antriebsrolle 22 zu verändern, um eine kontrollierte Änderung der Wicklungsgeschwindigkeit des Garnes 18 zu erzielen. Ein Schwenkzapfen 52 definiert die Achse, um welche der Spulentragarm 34 infolge der Drehbewegung der Zweirichtungs-Antriebseinheit 50 dreht. Ein Nocken 53 ist auf die Ausgangswelle der Antriebseinheit 50 aufgekeilt, deren Drehung die Winkelbewegung eines Hebels 54 bestimmt, der am Schwenkzapfen 52 drehbar montiert ist, und folglich die Änderung der Neigung des Spulentragarmes 34. Mit 56 ist die Linie bezeichnet, welche die Neigung der Drehachse der konischen Spule 24 zu einer im wesentlichen vertikalen Ebene darstellt, welche die Achse der Antriebsrolle 22 enthält. Ein Verbindungskabel 58 verbindet die Steuereinheit 8 mit der Antriebsquelle der Zweirichtungs-Antriebseinheit 50. Mit 60 ist die Linie bezeichnet, welche die Winkeldrehung des Schwenkzapfens 52 in beiden Richtungen repräsentiert. Eine Quernabe 53 verbindet den Hebel 54 starr mit dem Spulentragarm 34.
• Die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist folgende.
• Der Zweck der Speicher- und Freigabevorrichtung für das Garn 18, welches auf die konische Spule 24 gewickelt wird, besteht darin, die variierende Wicklungsgeschwindigkeit, die sich aus dem Konus der Spule 24 ergibt, auf die konstante Auslaßgeschwindigkeit aus den Zuführrollen 16 und 14 anzupassen. Die durchschnittliche Wicklungsgeschwindigkeit entspricht im wesentlichen der Spinngeschwindigkeit der Spinnkammer. Wenn das Garn 18 auf dem kleineren Durchmesser der Spule 24 gesammelt wird, ist die Wicklungsgeschwindigkeit geringer als die Zuführgeschwindigkeit aus den Abziehrollen 14 und 16 und das Hebelsystem speichert mittels des beweglichen Armes 4 eine geeignete Länge des Garnes 18. Diese gespeicherte Länge wird allmählich freigegeben, wenn die Sammelgeschwindigkeit zunimmt, sobald sich das Garn mittels des Garnführungselementes 26 gegen den größeren Durchmesser der Spule 24 bewegt.
• Das Verhältnis des kleineren Durchmessers zum größeren Durchmesser der in Bildung befindlichen Spule 24 bestimmt die maximale Länge des Garnes 18, das für jeden kompletten Zyklus des Garnführungselementes 26 gespeichert und freigegeben werden muß.
• Wenn dieses Verhältnis mit zunehmendem Füllen der in Bildung befindlichen Spule 24 kontinuierlich abnimmt, nimmt auch die Amplitude der Schwingbewegung der beweglichen Garnablenk- und Führungsrolle 5 zur verringerten Speicherung des Garnes 18 ab.
• Die bewegliche Ablenkrolle 5 erzeugt durch Ablenken des Garnes 18 aus seinem Weg eine Schlaufe. Diese Schlaufe hat deshalb eine kontinuierlich veränderliche Amplitude, und die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird automatisch gemäß dieser Änderung gesteuert, um als Kompensator für periodische Spannungsänderungen zu wirken, die als Ergebnis der periodischen Wicklungsgeschwindigkeitsänderungen bei der Bildung der konischen Spule auftreten.
• Um diese Spannungsänderungen zu kompensieren, welchen das gesammelte Garn 18 unterworfen ist, und sie auf einen im wesentlichen konstanten Wert auszugleichen, muß die bewegliche Ablenkrolle 5, welche das Garn in eine temporäre Speicherschlaufe zieht, mittels der Schwingbewegung des beweglichen Armes 4 unter der Wirkung des elastischen Vorspannelementes 6, welches eine entgegengesetzte und ausgleichende Kraft zu der vom Garn 18 auf den Arm 4 ausgeübten Spannung erzeugt, verschiedene Positionen relativ zu den feststehenden Ablenkrollen 11 und 12 innerhalb eines bestimmten Schwenkbereiches einnehmen.
• Die letzteren Ablenkrollen müssen, außer daß sie um sich selbst drehen können, durch ihre Gestalt eine präzise Führung des Garnes 18 erreichen.
• Wegen der starren Verbindung zwischen den beiden beweglichen Armen 2 und 4 verändert diese Änderung in der Position der beweglichen Ablenkrolle 5 auch die Position des Endes des Armes 2. Dieses Ende wirkt mit den linearen Positionswandlern 7 und 17 ohne das Erfordernis einer gegenseitigen Berührung zusammen, wobei die letzteren an ihrem Ausgang ein Signal oder mehrere Signale elektrischer Natur erzeugen, die durch die Verbindungskabel 38 und 39 zur Steuereinheit 8 geleitet werden, welche diese Signale mit zumindest einem Bezugssignal vergleicht, das einen Schwingbereich definiert, in dem eine vorbestimmte Garnspeicherung erhalten wird. Wenn während des kontinuierlichen Wicklungsvorganges die Speicher-Schwenkendpositionen innerhalb der vorbestimmten Grenzen bleiben, welche durch die Position der beiden Wandler 7 und 17 gesetzt sind, bestätigt die Steuereinheit 8, daß der Speicher- und Freigabezyklus des Garnes 18 regulär ist. Somit wird am Ausgang der Steuereinheit 8 kein Ausgangssignal erzeugt und es wird deshalb kein Aktivierungssignal an die Antriebsquelle 9 gegeben. Wenn während des kontinuierlichen Wicklungsvorganges die Speicherschwingweite über oder außerhalb der vorbestimmten voreingestellten Grenzen liegt, ist die entsprechende bewegliche Linearstellung des Endes des Armes 2 derart, daß die Wandler 7 und 17 ein elektrisches Signal oder Signale erzeugen, die nach geeignetem Vergleich in der Steuereinheit 8 ergeben, daß sie außerhalb des regulären Schwingbereiches liegen, der durch das Bezugssignal bzw. die Bezugssignale definiert ist, und dies erzeugt ein Ausgangssignal, welches die Antriebsquelle 9 aktiviert. Diese dreht die Welle 10 winkelmäßig, um die Vorspannung des spiralförmigen Federelementes 6 zu erhöhen oder zu verringern, um das Schwinghebelsystem so einzustellen, daß es innerhalb des regelmäßigen Schwingbereiches schwingt und auf diese Weise die Speicherung innerhalb die Grenzen des voreingestellten Speichergrades oder -bereiches zurückzustellen.
• Dieser letztere Vorgang kann wie folgt weiter erläutert werden. Wenn die bewegliche Ablenkrolle 5 die Schlaufe im Garn 18 dazu veranlaßt, eine Position einzunehmen, welche die maximale Speichergrenze überschreitet, die durch den vorbestimmten Schwingbereich für einen regulären Vorgang zugelassen wird, wird die Antriebsquelle 9 betätigt und dreht den Schaft 10 winkelmäßig in der Richtung, welche das Ausmaß an Vorspannung des spiralförmigen Federelementes 6 geringfügig reduziert. Dieses Element läßt deshalb nach und zwingt das Garn mittels des Hebelsystems 2, 3, 4 und 5 dazu, sich auf der konischen Spule unter einer Durchschnittsspannung anzusammeln, die geringfügig kleiner als jene der vorhergehenden Situation ist. Diese Reduzierung der durchschnittlichen Spannung des Garns 18, das kontinuierlich gewickelt wird, muß ausreichend graduell erfolgen, um die Bildung von Knoten, Verwicklungen oder ähnlichen Fehlern zu vermeiden, die, würden sie auf der Spule gesammelt werden, deren Qualität reduzieren.
• Durch nur geringfügiges Herabsetzen der Durchschnittsspannung des gewickelten Garns läßt das Garn nach und wird in geringerem Maße in die bereits abgelegten Garnlagen eingefügt, und wird deshalb in Form von Windungen gewickelt, die geringfügig größeren Durchmesser haben. Diese Windungen nehmen rasch und fortschreitend die überschüssige Speichermenge auf, die durch eine Vielzahl von Faktoren gebildet wird.
• Wenn die bewegliche Ablenkrolle 5 die Schlaufe im Garn 18 dazu veranlaßt, eine Position zwischen der minimalen Speichergrenze, die von dem vorbestimmten Schwingbereich für einen regulären Vorgang zugelassen wird, einzunehmen, wird die Antriebsquelle 9 betätigt und dreht den Schaft 10 winkelmäßig in der Richtung, die das Ausmaß von Vorspannung des spiralförmigen Federelementes 6 geringfügig erhöht. Dieses Element spannt deshalb das Garn und zwingt es mittels des Hebelsystems 2, 3, 4 und 5 dazu, auf der konischen Spule 24 unter einer Durchschnittsspannung gesammelt zu werden, die geringfügig größer als in der vorhergehenden Situation ist. Diese Zunahme an Durchschnittsspannung des Garns 18, das kontinuierlich gewickelt wird, kann im wesentlichen rasch erfolgen, weil keine Gefahr der Bildung von Knoten, Verwicklungen und ähnlichen Fehlern besteht. Durch nur geringfügiges Vergrößern der Durchschnittsspannung des gewickelten Garns spannt sich das Garn und wird in stärkerem Maße in die bereits abgelegten Garnschichten eingefügt, und deshalb wird es in Windungen mit kleinerem Durchmesser gewickelt. Solche Windungen bewirken rasch und progressiv, daß das Garn in Form von zunehmend größeren Schlaufen gespeichert wird, mit dem Ergebnis, daß die intermittierende Schwingbewegung des beweglichen Armes 4 wieder innerhalb der Schwingbereichsgrenzen bei einem regelmäßigen Vorgang fällt.
• Es ist gut bekannt, daß die Garnspannung nur innerhalb eines ziemlich engen Bereiches fluktuieren gelassen werden kann. Einerseits darf die Garnspannung nicht solche Werte annehmen, daß die Integrität und Elastizität des Garnes selbst gefährdet wird und anderseits darf sie nicht unter Werte fallen, welche die Bildung von Verdrehungen oder Knoten oder ähnlichen Verwicklungen gestattet. Das Garnspeicher- und -freigabe-Hebelsystem muß offensichtlich innerhalb des Bereiches regelmäßiger Spannungswerte operieren, d.h. jener Werte, die nicht zu den vorerwähnten Nachteilen führen.
• Aus dem Vorhergehenden geht hervor, daß die Schwingbewegung des Speicherhebelsystems, welches der Wirkung des spiralförmigen Federelementes 6 unterliegt, unzureichend oder nur teilweise ausreichend sein kann, um das intermittierende Schwingen innerhalb des dem regulären Speichern entsprechenden Bereiches wiederherzustellen. Um sicherzustellen, daß selbst in solchen Fällen eine regelmäßige Schwingbewegung wiederhergestellt wird, wird die Zweirichtungs-Antriebseinheit 50 nach einer ausreichend kurzen Zeit betätigt, um die Achse der konischen Spule 24 relativ zur Achse der Spulenantriebsrolle 22 zu neigen, um die durchschnittliche Wicklungsgeschwindigkeit zu verändern.
• Wenn immer noch unregelmäßige Speicherschwingvorgänge vorhanden sind, unmittelbar nachdem das spiralförmige Federelement 6 seine obere oder untere Vorspannungsgrenze erreicht hat, sendet die Steuereinheit 8 unmittelbar ein elektrisches Steuersignal aus, welches die Zweirichtungs- Antriebseinheit 50 aktiviert. Die vorerwähnten Vorspannungsgrenzen des Federelementes 6 stehen in Beziehung mit Grenzspannungs- und Grenznachgebewerte, die von den technischen Merkmalen der Art des gewickelten Garns zugelassen werden.
• Beim Empfang des Aktivierungssignals dreht die Zweirichtungs-Antriebseinheit 50 den Nocken 53, der über den Hebel 54, welcher am Gelenk 52 angelenkt ist, dem Spulenträgerarm 34 eine Winkeldrehung erteilt, um die Drehachse der konischen Spule 24 in der einen Richtung oder in der anderen Richtung relativ zur Achse der Spulenantriebsrolle zu drehen und folglich den Durchmesser des wirksamen Kontaktes zwischen der konischen Spule 24 und der Antriebsrolle 22 zu verlagern, so daß eine geeignete Änderung der durchschnittlichen Wickelgeschwindigkeit des Garnes 18 erzielt wird, um die Speicherschwingbewegung innerhalb des dem regelmäßigen Speichern entsprechenden Wertebereiches wiederherzustellen.
• Dieser letztere Vorgang kann weiter wie folgt erläutert werden. Wenn die bewegliche Ablenkrolle 5 die Schlaufe im Garn 18 dazu veranlaßt, eine Position einzunehmen, welche die maximale voreingestellte Speichergrenze überschreitet, bewirkt die Position des beweglichen Armes 2, daß der Wandler 7 ein elektrisches Ausgangssignal entsprechend dieser Position erzeugt.
• Dieses elektrische Ausgangssignal wird einer Steuereinheit 8 durch das Verbindungskabel 39 zugeleitet.
• Nach dem Identifizieren der Art des vom Wandler 7 empfangenen elektrischen Signals erzeugt die Steuereinheit 8 dementsprechend an ihrem Ausgang ein spezifisches elektrisches Steuersignal, welches über das Verbindungskabel 58 geleitet wird, um eine Zweirichtungs-Antriebseinheit 50 zu aktivieren. Diese Einheit überträgt eine Gegenuhrzeigersinn-Winkeldrehung auf den Spulentragarm 34, der dementsprechend den Durchmesser des wirksamen Kontaktes zwischen der konischen Spule 24 und der Antriebsrolle 22 in Richtung abnehmender Durchmesser versetzt, d.h. gegen die kleinere Basis der Spule hin.
• Somit nimmt die durchschnittliche Wicklungsgeschwindigkeit zu, d.h. sie stellt sich auf einen Durchschnittswert ein, der geringfügig größer als der vorherige Durchschnittswert ist, so daß ein rasches und fortschreitendes Aufnehmen des überschüssigen Speichers bewirkt wird, der durch eine Vielzahl von Faktoren erzeugt worden ist.
• Da die Garnlage, die auf der konischen Basishülse, auf welche das Garn gewickelt wird, ausreichend weich und deshalb verformbar ist, erfolgt diese Verlagerung des Kontaktdurchmessers bzw. -bandes allmählich, wie dies durch die Antriebseinheit 50 gestattet wird. Wenn die bewegliche Ablenkrolle 5 die Speicherschlaufe im Garn 18 dazu veranlaßt, eine Position einzunehmen, die unterhalb der voreingestellten Mindestspeichergrenze liegt, bewirkt die Position des beweglichen Armes 2, daß der Wandler 17 ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, dessen Wert der Position entspricht.
• Das elektrische Ausgangssignal aus dem Wandler 17 wird der Steuereinheit 8 durch das Verbindungskabel 38 zugeleitet. Die Steuereinheit 8 erzeugt, nachdem sie die Art des vom Wandler 17 empfangenen elektrischen Signals identifiziert hat, dementsprechend an ihrem Ausgang ein spezifisches elektrisches Steuersignal, welches über das Verbindungskabel 58 geleitet wird, um die Zweirichtungs- Antriebseinheit 50 zu aktivieren. Diese Einheit überträgt auf den Spulentragarm 34 eine Winkelbewegung im Uhrzeigersinn, die dementsprechend den Durchmesser bzw. das Band des wirksamen Kontaktes zwischen der konischen Spule 24 und der Antriebsrolle 22 in Richtung zunehmenden Durchmessers verlagert, d.h. gegen die größere Basis der konischen Spule 24. Somit nimmt die Durchschnittswickelgeschwindigkeit ab, d.h. stellt sich auf einen Durchschnittswert ein, der geringfügig kleiner als der vorherige Durchschnittswert ist, so daß das Garn fortschreitend in einer Schlaufe kontinuierlich zunehmender Größe gespeichert wird, mit dem Ergebnis, daß das intermittierende Schwingen des beweglichen Armes 4 innerhalb des vorbestimmten regelmäßigen Bereiches wiederhergestellt wird, der durch die vom Arm 2 eingenommene Positionen voreingestellt ist. Die Breite dieses regulären Bereiches wird durch die geometrischen Eigenschaften der erzeugten Wicklung gemeinsam mit den Eigenschaften des Garnes und der in Bildung befindlichen konischen Spule 24 bestimmt.
• Es wurde gefunden, daß die Vorrichtung zum intermittierenden Speichern und Freigeben von Garn während des Wickelns der konischen Spulen, die mit dem Garn mit konstanter Geschwindigkeit gespeist werden, sehr verläßlich arbeiten und periodisch die Änderungen der Garnspannung kompensiert, ohne daß die bewegliche Ablenkrolle 5 unkontrollierbaren Schwingungen unterliegt. Wie aus dem Vorhergehenden hervorgeht, ist das Schwinghebelsystem unabhängig von der hin- und hergehenden Bewegung des Garnverteilelementes 26, welches die Spule 24 zugeordnet ist, schwenkbar.
• Die Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist nicht auf das Wickeln von konischen Spulen beschränkt, die auf Spinneinheiten erzeugt werden, sondern kann auch vorteilhaft auf das Wickeln von konischen Spulen oder Packungen auf anderen Wicklungseinheiten angewendet werden.
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist vorstehend beschrieben worden, es ist aber klar, daß andere Ausführungsbeispiele möglich sind, die in den Bereich der angeschlossenen Ansprüche fallen.
• So können die Positionen des Betriebshebelsystems variieren; unterschiedliche Antriebsanordnungen können vorgesehen sein; es ist auch möglich, die Formen und Dimensionen der Garnablenk-Speicherrolle 5 gemeinsam mit den Armen 2 und 4, welche der Schwingbewegung unterliegen, zu verändern; die Verhältnisse und Dimensionen der verschiedenen Betriebselemente können ebenfalls variieren; es können Änderungen in der praktischen Anwendungsweise vorgenommen werden, z.B. kann jede Art von mechanischem, elektrischem, magnetischem oder optischem Wandler verwendet werden; die Position des Speicherhebelsystems kann auch durch einen optischen Balken, einen optischen Stab oder durch einen oder mehrere optische Sensoren in Verbindung mit Strichcodes ermittelt werden; diese letztere Position, die in ein elektrisches Signal umgewandelt und wie beschrieben verarbeitet wird, kann auch auf einem Umfangskreisbogen nahe der Schwingachse des Speicherhebelsystems ermittelt werden, damit sie nicht durch kleine Vibrationen beeinflußt wird, die während des Garndurchganges entstehen.
• Die Zweirichtungs-Antriebseinheit 50 zum Neigen des Spulentragarmes 34 kann aus pneumatischen oder elektromagnetischen Antrieben oder aus Elektromotoren (Schrittschaltmotoren), die entweder durch direktes Drehen des Armes 34 oder durch Drehen spezifischer Nocken und Hebelsysteme in den beiden Richtungen wirksam sein können.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum intermittierenden Speichern und Freigeben von Garn während des Wickelns von konischen Spulen (24) mit Garn (18), das mit konstanter Geschwindigkeit zugeführt wird, mit

- einem Garnspeicher- und -freigabemittel (1-6) in der Garnbahn;

- Fühlmitteln (7, 17), die so angeordnet sind, daß sie den Garnspeichergrad an dem Garnspeicher- und -freigabemittel (1-6) erfassen und in Abhängigkeit vom Speichergrad elektrische Signale erzeugen;

- einer elektronischen Steuereinheit (8), welche die elektrischen Signale empfängt und verarbeitet und ein elektrisches Steuersignal erzeugt;

- einer Zweirichtungs-Antriebseinheit (50) für den Spulentragarm (34), welche durch das elektrische Steuersignal betätigt wird, wobei die Antriebseinheit (50) die Achse der konischen Spule (24) relativ zur Achse einer Spulenantriebsrolle (22) neigt, um den Durchmesser des wirksamen Kontaktes zwischen der konischen Spule (24) und der Spulenantriebsrolle (22) zu versetzen, so daß die durchschnittliche Garnwicklungsgeschwindigkeit beim Empfangen des elektrischen Steuersignals variiert wird, um einen vorbestimmten Speichergrad an dem Garnspeicher- und -freigabemittel (1-6) wiederherzustellen;

dadurch gekennzeichnet, daß

- das Garnspeicher- und -freigabemittel ein Schwinghebelsystem aufweist, das zwei Arme (2, 4) hat, die miteinander an einem Ende durch eine Buchse (3) starr verbunden sind, die koaxial zur Schwingachse des Schwinghebelsystems ist, wobei einer (4) der Arme (2, 4) auf einen Spannungskompensator und -regler einwirkt, indem die Garnbahn entsprechend abgelenkt wird, und der andere (2) der Arme (2, 4) mit einem Ende eines elastischen Vorspannelementes (6) in Eingriff steht, das eine Kraft aufbringt, welche der vom Garn (18) auf den Arm (4) ausgeübten Zugkraft entgegenwirkt und diese ausgleicht;

- wobei die Fühlmittel (7, 17) so angeordnet sind, daß sie die Winkelstellungen des anderen Armes (2) ermitteln und Wandlermittel aufweisen, welche die Winkelstellungen des Schwinghebelsystems in entsprechende elektrische Signale umwandeln;

- wobei die elektronische Steuereinheit (8) Komparator- und Verarbeitungsmittel zum Vergleichen der elektrischen Signale mit zumindest einem Bezugssignal aufweist, welches einen Schwingbereich definiert, innerhalb dessen eine vorbestimmte Garnspeicherung erhalten wird, und um ein elektrisches Ausgangssignal zu erzeugen, wenn sich aus dem Vergleich ein Signal ergibt, welches außerhalb des regulären, von dem bzw. den Bezugssignal(en) definierten Schwingbereiches ist;

- eine Antriebsquelle (9) vorgesehen ist, die mit dem anderen Ende des elastischen Vorspannelementes (6) in Wirkverbindung steht und durch das elektrischen Ausgangssignal gesteuert ist, um die Vorspannkraft des elastischen Elementes (6) in einem begrenzten Ausmaß zu vergrößern oder zu verringern und das Schwinghebelsystem so einzustellen, daß es innerhalb des regulären Schwingbereiches schwingt;

und daß die elektronische Steuereinheit (8) das Steuersignal zum Betätigen der Zweirichtungs-Antriebseinheit (50) nach dem Emittieren des Ausgangssignals und bei Verharren eines Schwingbereiches des Schwinghebelsystems außerhalb des regulären Schwingbereiches aussendet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlmittel (7, 17) zwei Wandler aufweisen, die an den Schwingendstellungen des anderen Armes (2) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwinghebelsystem unabhängig von der hin- und hergehenden Bewegung des der Spule (24) zugeordneten Garnverteilelementes (20, 26) in Schwingung versetzbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweirichtungs-Antriebseinheit (50) einen Schrittmotor aufweist.