DE68921743T2

DE68921743T2 - Faserspulvorrichtung.

Info

Publication number: DE68921743T2
Application number: DE68921743T
Authority: DE
Inventors: Clint H Ashton; Richard T Brown
Original assignee: Atlantic Research Corp
Current assignee: Atlantic Research Corp
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1989-12-05
Publication date: 1995-11-23
Anticipated expiration: 2009-12-06
Also published as: JP3275049B2; EP0402526B1; EP0402526A2; DE68921743D1; US4903574A; JPH0319947A; EP0402526A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Faserwickelapparat für eine Litzenherstellungs-Maschine oder dergleichen.
Im allgemeinen ist ein Verfahren zur Herstellung von Litzen durch die Tatsache gekennzeichnet, daß sämtliche Fasermitnehmer in Bewegung sind, um verschlungene Fasern zu erzielen. Maschinen zur Herstellung von Mehrlagen-Litzen verwenden eine Matrixanordnung von Mitnehmern, bei denen die Anordnung von Reihen und Spalten wechselweise verschoben werden kann. Eine Umkehrung der Richtung der Reihen- und Spaltenbewegung während eines vollständigen Verschiebezyklus führt zur Verschlingung von Fasern. Die Herstellung von komplexen Formen ist durch eine Einstellung der Länge des Verfahrweges (Anzahl der versetzten Zwischenräume) bei jeder Reihe oder Spalte möglich. In einem derartigen Apparat sollte eine vorbestimmte Spannung auf die Faser aufrechterhalten werden, um zu verhindern, daß die Faser durchhängt, wenn der Wickelapparat das Bett der Litzenherstellungs-Maschine oder dergleichen überquert.
Verfahren und Maschinen zur Herstellung von Mehrlagen-Litzen sind im Patent von Bluck, US-Patent Nr. 3,426,804 und von Florentine, US-Patent Nr. 4,312,261, offenbart, deren Lehren hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind. In den Patenten von Bluck und Florentine umfaßt jede Reihe und Spalte diskrete Ösen oder Mitnehmerblöcke. In anderen heutzutage verwendeten Maschinen wird die Reihenbewegung durch Verschiebung von mit Nuten versehenen Führungsteilen ausgeführt, die Fasermitnehmer enthalten. Die Spaltenbewegung besteht aus einer Verschiebung der einzelnen Fasermitnehmer. Jeder der Fasermitnehmer kann mit einer Faserzuführspule versehen sein, von der die Faser vom Mitnehmer dem Litzenherstellungs-Apparat zugeführt wird. Während der Bewegung der Fasermitnehmer ist es wesentlich, eine vorbestimmte Spannung auf die Faser aufrechtzuerhalten, welche dem Litzenherstellungs-Apparat zugeführt wird, damit ein Spiel darin aufgehoben wird und verhindert wird, daß die Faser durchhängt, was zu einer störenden Beeinflussung anderer Fasern und einem Klemmen oder einer Fehlfunktion des Litzenherstellungs-Apparates führen kann.
Obwohl derzeit Spulenanordnungen für derartige Fasermitnehmer zur Aufhebung von Spiel in der Faser verfügbar sind, wenn sie einem Apparat zur Herstellung von Zweilagen-Litzen oder dergleichen zugeführt wird, ist es grundsätzlich schwierig gewesen, derartige Anordnungen in kleinen Abmessungen herzustellen, die für Fasermitnehmer in Maschinen zur Herstellung von Mehrlagen-Litzen oder dergleichen geeignet sind. Mitnehmer für Zuführbobinen und Maschinen zur Litzenherstellung sind in den Patenten von Bull u. a., US-Patent Nr. 4,529,147, und Karg u. a., US-Patent Nr. 3,038,367, offenbart, deren Lehren hierin durch Bezugnahme aufgenommen sind. In dem Patent von Bull weist der Mitnehmer eine aufstellbare Kappe mit einem vertikalen Fortsatz auf, der die Spannung auf die Faserzufuhr steuert. Das Patent von Karg weist ebenso Merkmale zur Spannungseinstellung auf, aber genauso wie das Patent von Bull verwendet es Mitnehmer, die vertikal zu lang sind oder ein unakzeptabel großes Ausmaß an horizontalem Raum benötigen.
Der Faserwickelapparat, der in dem Patent von Heine, US-Patent Nr. 4,700,607, offenbart wird, ist eine Verbesserung gegenüber denjenigen in den Patenten von Bull u. a. und Karg u. a., dahingehend, daß er in einer kompakten Abmessung hergestellt werden kann, die bei einem Fasermitnehmer oder dergleichen nützlich ist. Bei dem Apparat von Heine wird jedoch ein Spannungsmechanismus verwendet, der von der Zuführbobine für die Faser getrennt ist.
Die Mitnehmer der Litzenherstellungs-Maschine, die in den Patenten von Moyer, US-Patent Nr. 4,619,180 und 4,736,668, offenbart sind, sind so aufgebaut, daß sie keinen separaten Spannungsmechanismus erfordern. Stattdessen ist der Spannungsmechanismus in die Zuführbobine eingebaut und ist in Form einer Magnetkupplung und einer Torsionsfeder ausgeführt, wobei die Feder eine Steuerung des Durchhangs der Faser, die geflochten werden soll, ermöglicht und die Kupplung eine Zuführung der Faser unter Spannung ermöglicht, wenn sie auf die Bobine aufgewickelt wird. Die Magnetkupplung von Moyer ist einigermaßen kompliziert im Aufbau, relativ teuer in der Herstellung und im Betrieb nicht vollständig zuverlässig.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Faserwickelapparat zu schaffen, der einfach im Aufbau, kompakt und zuverlässig im Betrieb ist.
Der Wickelapparat der vorliegenden Erfindung, wie in Anspruch 1 charakterisiert, löst diese Aufgabe und funktioniert in jeder gewünschten Orientierung gleich gut. Der Faserwickelapparat der vorliegenden Erfindung umfaßt im großen und ganzen einen einfachen Spannnungsmechanismus, der Teil der Zuführbobine oder der Spulenanordnung ist. Der Spannungsmechanisinus besteht aus einer einfachen Überdreh-Kupplung mit einer Feder und einem Antriebsgehäuse. Eine innere Umfangsfläche des Antriebsgehäuses ist mit einer Vielzahl von Rezess-Bereichen versehen, die im wesentlichen gleichmäßig längs des Umfangs beabstandet sind. Eine Spiralfeder ist innerhalb des Antriebsgehäuses angeordnet, wobei ihr inneres Ende an einem drehbaren Halter, wie beispielsweise der Stiel oder die Achse, auf den bzw. der die Zuführspule oder Zuführbobine gelagert ist, verankert ist, und ihr äußeres Ende befindet sich im Eingriff mit der inneren Umfangsfläche des stationären Antriebsgehäuses. Das äußere Ende der Spiralfeder ist in eine Form gebogen oder gekrümmt, die im wesentlichen komplementär zu derjenigen der Rezess-Bereiche in der Innenfläche des Antriebsgehäuses ist. Das innere Ende der Spiralfeder ist in eine L-Form gebogen und in einer Kerbe in der Achse angeordnet. Das innere Ende der Feder wird - wenn unter Spannung stehend - gegen die Achse zurückgehalten und wird beim Abwickeln gegen den benachbarten, gekrümmten Bereich der Achse zurückgefaltet.
Wenn die Achse und die Zuführspule rotiert werden, um die Faser zum Litzenherstellungs-Apparat vorzubewegen, greift das äußere Ende der Spiralfeder in einen der Rezess-Bereiche des Antriebsgehäuses ein, um die Feder bis zu einer vorbestimmten Spannung auf zuwickeln. Danach bewirkt eine weitere Drehung der Achse und der Zuführspule in dieselbe Richtung, daß das äußere Ende der Spiralfeder aus einem Rezess-Bereich in den nächsten gleitet, um ein Überdrehen der Feder zu verhindern. Sollte ein Durchhang in der Faser, die von der Zuführspule zum Litzenherstellungs-Apparat geführt wird, entstehen, greift das äußere Ende der aufgewickelten Spiralfeder in einen der Rezess-Bereiche des Antriebsgehäuses, so daß die Achse und die Zuführspule in die entgegengesetzte Richtung rotiert werden, um die Faser auf der Zuführspule aufzuwickeln und eine vorbestimmte Spannung auf die Faser aufrechtzuerhalten.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines ersten Ausführungsbeispiels des Faserwickelapparates der vorliegenden Erfindung, wobei sich die Zuführspule oder Zuführbobine in einer vertikalen Ausrichtung befindet;
Fig. 2 ist eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Apparates;
Fig. 3 ist eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des Apparates der vorliegenden Erfindung, wobei sich die Zuführspule oder Zuführbobine in einer horizontalen Ausrichtung befindet;
Fig. 4 ist eine Vorderansicht des in Fig. 3 dargestellten Apparates;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht im wesentlichen längs dem Schnittlinienverlauf 5-5 in Fig. 1;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht im wesentlichen längs dem Schnittlinienverlauf 6-6 in Fig. 5;
Fig. 7a-d sind vergrößerte, teilweise geschnittene Draufsichten der Achse, der Schraubenfeder und des Antriebsgehäuses der vorliegenden Erfindung, wobei die Schraubenfeder in verschiedenen Phasen des Betriebs dargestellt ist;
Fig. 8a-d sind vergrößerte Draufsichten der Achse und des inneren Endes der Spiralfeder in verschiedenen Phasen des Betriebs entsprechend denjenigen, die in den Fig. 7a-d dargestellt sind.
Fig. 1 und 2 erläutern das erste Ausführungsbeispiel des Faserwickelapparates 10 der vorliegenden Erfindung, der im großen und ganzen einen Stützrahmen 12 aufweist, mit einem Gleitteil 14 auf dessen Boden, das dazu dient, in jeder beliebigen Art und Weise für eine Gleitbewegung auf einem Apparat zur Litzenherstellung (nicht dargestellt) oder dergleichen befestigt zu werden. Ein Antriebsgehäuse 18 von im wesentlichen zylindrischer Konfiguration ist fest in beliebiger geeigneter Art und Weise auf dem Stützrahmen 12 montiert und umgibt ein Achsteil 19, das drehbar auf dem Stützrahmen 12 montiert und am unteren Ende einer Faserspule 20 befestigt ist. Wie in Fig. 2 dargestellt, ist die Drehachse der Faserspule 20 im wesentlichen vertikal orientiert und verläuft im wesentlichen parallel zur Vorbewegungsrichtung der Faser F von der Spule vorbei an einem verschiebbaren Führungsteil 22 und durch die Öse 24 zum Litzenherstellungs-Apparat (nicht dargestellt).
Bezugnehmend auf Fig. 5 und 6 ist die innere Oberfläche 26 des Antriebsgehäuses 18 mit einer Vielzahl von zurückgesetzten Bereichen 28 versehen, die im wesentlichen gleichmäßig am Umfang voneinander beabstandet sind. Eine Spiralfeder 30 ist zwischen dem Achsteil 19 und dem umgebenden Antriebsgehäuse 18 angeordnet. Das innere Ende der Spiralfeder ist gekoppelt mit dem Achsteil 19 in einer Art und Weise, die nachfolgend eingehender beschrieben wird, und das äußere Ende der Spiralfeder befindet sich im Eingriff mit der inneren Umfangsfläche 26 des Antriebsgehäuses 18. Vorzugsweise sind die zurückgesetzten Bereiche 28 im Antriebsgehäuse 18 in ihrer Konfiguration bogenförmig, und das äußere Ende 32 der Feder 30 weist ebenso eine bogenförmige Konfiguration auf, die komplementär zu der der zurückgesetzten Bereiche 28 ist. Wie in Fig. 7a-d dargestellt, ist das äußere Ende 32 der Spiralfeder 30 auf sich selbst zurückgebogen, um die gewünschte bogenförmige Konfiguration zu schaffen.
Das zweite in den Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel des Faserwickelapparates der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen gleich dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten, mit der Ausnahme, daß die Faserspule 120 und ihre Achse 119 drehbar auf dem Stützrahmen 118 montiert sind, wobei dessen Drehachse im wesentlichen horizontal und senkrecht zum Fortbewegungsweg der Faser F von der Spule 120 durch die Öse 124 und zum Litzenherstellungs-Apparat (nicht dargestellt) verläuft. Ähnlich wie bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Apparat 10 erstreckt sich das Achsteil 119 durch ein am Stützrahmen 112 befestigtes Antriebsgehäuse 118, und eine Spiralfeder (nicht dargestellt), ähnlich der in den Fig. 5 bis 8 dargestellten Feder 30, ist zwischen dem Achsteil 119 und der inneren Umfangsfläche des Antriebsgehäuses 118 angeordnet, wobei das innere Ende der Feder mit dem Achsteil 119 gekoppelt ist und das äußere Ende der Feder sich im Eingriff mit der inneren Fläche des Antriebsgehäuses 118 befindet. Das Antriebsgehäuse 118 ist ähnlich dem in den Fig. 5 und 6 dargestellten Gehäuse 18 aufgebaut, bei dem dessen innere Fläche mit einer Vielzahl von gleichmäßig beabstandeten zurückgesetzten Bereichen versehen ist, in denen das äußere Ende erfaßt werden soll. Wie in Fig. 7a-d und 8a-d dargestellt, ist das innere Ende der Spiralfeder 30 im großen und ganzen L- oder V-förmig, um ein inneres Zungenteil 31 zu schaffen, das innerhalb einer Kerbe 33 im Achsteil 19 angeordnet ist. Im Ruhezustand erstreckt sich das Zungenteil 31 im mittleren Bereich der Kerbe 33 in der in den Fig. 7a und 8a dargestellten Art und Weise. Während des Aufwickelns der Spiralfeder 30, wie in Fig. 7b, c und 8b, c dargestellt, erfaßt das Zungenteil 31 einen Seitenbereich 34 der Kerbe 33, um das innere Ende der Feder zu verankern. Während des Abwickelns der Feder 30 wird das Zungenteil 3 gegen die äußere Oberfläche des Achsteils 19 benachbart der Kerbe 33 in der Art und Weise zurückgebogen, wie in Fig. 7d und 8d dargestellt, um das Abwickeln der Feder zu erleichtern.
Da die Wirkungsweise des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Wickelapparates 10 und des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Wickelapparates 110 im wesentlichen Identisch ist, wird zum Zwecke der Vereinfachung hier im nachfolgenden lediglich die Wirkungsweise des Wickelapparates 10 beschrieben. Im Betrieb des Apparates 10 greift, wenn das Achsteil 19 und die Zuführspule 20 gedreht werden (entgegen dem Uhrzeigersinn, wie in den Fig. 7b und 8b dargestellt), um die Faser 11 an den Litzenherstellungs-Apparat (nicht dargestellt) heranzuführen, das äußere Ende 32 der Spiralfeder 30 in einen der zurückgesetzten Bereiche 28 des Antriebsgehäuses 18 ein, um die Feder bis zu einer vorbestimmten Spannung aufzuwickeln. Anschließend bewirkt eine weitere Drehung des Achsteils 19 und der Spule 20 in dieselbe Richtung, daß das äußere Ende 32 der Spiralfeder 30 von einem zurückgesetzten Bereich 28 zum nächsten (Fig. 7c und 8c) gleitet, um ein Überdrehen oder Brechen der Feder zu verhindern.
Sollte ein Durchhang in der Faser F, die von der Zuführspule 20 dem Litzenherstellungs-Apparat zugeführt wird, entstehen, erfaßt das äußere Ende 32 der aufgewickelten Spiralfeder 30 einen der zurückgesetzten Bereiche 28 des Antriebsgehäuses 18, so daß das Achsteil 19 und die Spule 20 in die entgegengesetzte Richtung rotiert werden (im Uhrzeigersinn, wie in den Fig. 7d und 8d dargestellt), um die Faser F auf die Zuführspule 20 aufzuwickeln und eine vorbestimmte Spannung auf die Faser aufrechtzuerhalten.
Es wird daher leicht ersichtlich, daß der Wickelapparat der vorliegenden Erfindung im Betrieb zuverlässig, einfach im Aufbau und kostengünstig in der Herstellung ist. Darüber hinaus kann der vorliegende Wickelapparat wegen seines einfachen Aufbaus in einer kleinen Abmessung hergestellt werden, und die Spule kann in jeder beliebigen Lage in Abhängigkeit von den Raumerfordernissen orientiert werden. Die verschiedenen Teile des hier betroffenen Wickelapparates können aus beliebigen geeigneten Materialien hergestellt werden.

Claims

1. Faserwickelapparat für eine Litzenmaschine oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet,

daß er aufweist:

eine Halteeinrichtung (12, 112),

eine Faserzuführwickeleinrichtung (20, 120), die drehbar an der Halteeinrichtung (12, 112) montiert ist,

eine Aufnahmeeinrichtung (18, 118), die fest an der Halteeinrichtung (12, 112) montiert ist und eine Vielzahl von zurückgesetzten Bereichen (28) auf ihrer Innenfläche aufweist, und

eine Spiralfedereinrichtung (30), die in der Aufnahmeeinrichtung (18, 118) angeordnet ist und ein inneres Ende aufweist, das der Wickeleinrichtung (20, 120) zugeordnet und mit dieser zusammenwirkend ist, und ein äußeres Ende (32) aufweist, das im Eingriff init der Innenfläche der Aufnahmeeinrichtung (18) ist,

wodurch die Drehung der Wickeleinrichtung (20, 120) in eine erste Richtung zur Zuführung der Faser zur Litzenmaschine bewirkt, daß die Spiralfedereinrichtung (30) durch den Eingriff ihres äußeren Endes (32) in einen der zurückgesetzten Bereiche (28) aufgewickelt und gespannt wird, bis die Spiralfedereinrichtung (30) eine vorbestimmte Spannung erreicht, die fortgesetzte Drehung der Wickeleinrichtung (20, 120) in die erste Richtung bewirkt, daß das äußere Ende (32) der Spiralfedereinrichtung (30) aus einem zurückgesetzten Bereich (28) zum nächsten rutscht, nachdem die Spiralfedereinrichtung (30) die genannte vorbestimmte Spannung erreicht, und die gespannte Spiralfeder (30) bewirkt, daß sich die Wickeleinrichtung (20, 120) im Fall eines Spannungsabfalls in der Faser, die sich von der Wickeleinrichtung (20, 120) zur Litzenmaschine erstreckt, in die entgegengesetzte Richtung dreht, um die Spannung in der Faser aufrechtzuerhalten.

2. Wickelapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserzuführwickeleinrichtung (20, 120) eine Achseneinrichtung (19, 119) umfaßt, die drehbar auf der Halteeinrichtung (12, 112) montiert ist, und eine Faserspule (20, 120), die an der Achseneinrichtung (19, 119) befestigt ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung (18, 118) einen Teil der Achseneinrichtung (19, 119) umgibt, und das innere Ende der Spiralfeder (30) dem Teil der Achseneinrichtung (19, 119) zugeordnet und mit diesem zusammenwirkend ist.

3. Wickelapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (18, 118) im großen und ganzen zylindrisch ist, und die zurückgesetzten Bereiche (28) im wesentlichen gleichmäßig über den Umfang von deren Innenfläche beabstandet sind.

4. Wickelapparat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zurückgesetzten Bereiche (28) und das äußere Ende (32) der Spiralfeder (30) im wesentlichen komplementär in der Form sind.

5. Wickelapparat nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, daß die zurückgesetzten Bereiche (28) und das äußere Ende (32) der Spiralfeder (30) eine im wesentlichen gekrümmte Form aufweisen.

6. Wickelapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Wickeleinrichtung (20) im wesentlichen parallel zur Zuführrichtung der Faser (F) von der Wickeleinrichtung (20) zur Litzenmaschine ist.

7. Wickelapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse der Wickeleinrichtung (120) im wesentlichen senkrecht zur Zuführrichtung der Faser (F) von der Wickeleinrichtung (120) zur Litzenmaschine ist.

8. Wickelapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung (18, 118) nahe einem Ende der Wickeleinrichtung (20, 120) angeordnet ist.

15 9. Wickelapparat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeeinrichtung nahe dem Mittelbereich der Wickeleinrichtung angeordnet ist.

10. Wickelapparat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achseneinrichtung (19) eine Kerbe (33) darin aufweist, und das innere Ende der Spiralfeder (30) einen Zungenteil (31) aufweist, der in der Kerbe (33) angeordnet ist.

11. Wickelapparat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Zungenteil (31) sich unter einem Winkel zum benachbarten Bereich der Feder (30) erstreckt, wodurch während des Spannens der Feder (30) der Zungenteil (31) eine Seite (34) der Kerbe (33) erfaßt, um das innere Ende der Feder (30) zu verankern.

12. Wickelapparat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zungenteil (31) während der Drehung der Achseneinrichtung (19) und der Spule (20) so orientiert ist, daß er gegen die benachbarte Oberfläche der Achseneinrichtung (19) in die entgegengesetzte Richtung zurückgebogen wird, um das Abwickeln der Feder (30) zu erleichtern.