Spulmaschine
Vorliegende Erfindung betrifft eine Spulmaschine zur Herstellung von gewickelten Spulen.
In der folgenden Beschreibung und in den Ansprüchen findet der Ausdruck Garn allgemein Verwendung für Fadenmaterial jeder Art, und mit Vor- lagespule wird das Produkt einer Spul- oder Zwirnmaschine in jeder Form bezeichnet.
Für viele textiltechnische Vorgänge ist es erwünscht, Garnvorlagespulen von konischer Form und mit konkav-konvexen Enden zu schaffen. Die Vorzüge der so geformten Vorlagespulen sind dem Fachmann bestens bekannt. - Beispielsweise, wo das Garn von der Vorlagespule abzuziehen ist, ermöglicht die konisch geformte Vorlagespule den unbehinderten Ablauf von der Oberfläche über das verjüngte Ende oder den Scheitel derselben. Ausserdem bürgt das breitere oder Basisende der Vorlagespule für einen besseren Halt der Garnwindungen, die sich nicht verwickeln können, was sonst den freien Ablauf des Garns von der Spule behindern würde.
Bisher verwendete man bei Spulmaschinen Aufbaumechanismen mit fixen Nocken und Führungen, welche den Konushalter in bezug auf die Hubvorrichtung neigen entsprechend der Zunahme des Spulendurchmessers, um dadurch deren periphere Verjüngung zu steuern. Solche Einrichtungen sind in ihrer Wirksamkeit insofern beschränkt als die Nockenführungen und weitere Elemente der Verstopfung durch Flaum und sonstige Unreinigkeiten ausgesetzt sind, wie sie eben bei Textilprozessen allgemein anfallen.
Ausserdem kommen diese bekannten Einrichtungen in der Herstellung teuer zu stehen und unterliegen der Abnutzung in den Führungen, was schliesslich die Steuerfähigkeit solch bekannter Aufbaumechanismen beeinträchtigt. Ein weiterer Nachteil wird darin erblickt, dass die Einrichtungen infolge der festen Anordnung der Nocken und Führungen nicht ohne weiteres verstellbar sind, um verschiedenartige Spulen zu wickeln, weshalb sie auf den einzelnen Konustyp beschränkt bleiben, für den die Nocken und die Führung gebaut sind.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung einer verbesserten Spulmaschine, welche die geschilderten Nachteile nicht aufweist.
Die erfindungsgemässe Spulmaschine ist gekennzeichnet durch einen Träger zum Abstützen eines um seine eigene Achse drehenden Spulkerns zum Aufwickeln von Garn, Mittel zum Hin- und Herführen des Garns in der Längsrichtung des Kerns zwecks Formung einer Vorlagespule, einen einerends des Kernträger fixierten Arm, der sich annähernd im rechten Winkel zur besagten Träger-Achse erstreckt, Mittel zum Abstützen des andern Endes des Arms zwecks Drehung um die eigene Achse und um eine rechtwinklig in festem Abstand zur Arm-Achse verlaufenden Achse, eine Vorrichtung zum Stationärhalten der letztgenannten Achse während des normalen Spulvorganges, einen einerends an besagtem Arm angebrachten Finger der sich mit bewegt und sich im allgemeinen parallel zur besagten rechtwinkligen Achse erstreckt, und Mittel fester Länge,
welche das andere Ende des besagten Fingers mit einem festen Punkt verbinden im Abstand von der durch die rechtwinklige Achse hindurchgehenden Ebene in senkrechter Lage zur Arm-Achse, um das Fingerende in festem Abstand von besagtem Punkt zu halten und um dabei den besagten Arm um seine eigene Achse zu drehen, wenn er um die besagte rechtwinklige Achse dreht.
Ein Ausführungsbeispiel der Spulmaschine gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachstehend erläutert.
Fig. 1 ist ein Seitenaufriss der erfindungsgemässen Spulmaschine, die Anordnung des Spulenaufbaumechanismus darstellend;
Fig. 2 ist eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 11-Hin Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Elemente des Konusbildner- oder Aufbau-Mechanismus;
Fig. 4 ist ein Grundriss der Spulentragmittel von Fig. 1;
Fig. 5 zeigt eine teilweise Vorderansicht, eine Kreuzspule in Kontakt mit der Antriebsrolle zu Beginn eines Wicklungszyklus darstellend;
Fig. 6 zeigt eine Ansicht ähnlich der Fig. 5, eine konische Kreuzspule nahe der Beendigung eines Wicklungszyklus darstellend.
Die Spulmaschine weist ein Gestell 10 zum Abstützen eines Gehäuses 12 auf. Das Gehäuse 12 birgt den Mechanismus zum Abstützen und Betätigen der Spuleinheit auf bekannte Art. Ein Halter 14 befindet sich nahe der einen Seite des Gehäuses 12 und ist mit dem Rahmen 10 verschraubt zum Lagern einer Welle 16. Üblicherweise pflegt man eine Anzahl Spuleinheiten auf einer gemeinsamen Bank aufzureihen, wobei Lagerungsorgane ausgerichtet sind zur zusätzlichen Abstützung der Welle 16 und beispielsweise ein Elektromotor zum Drehen derselben vorhanden ist.
Eine Antriebsrolle 18 mit einer Spiralnut 19 für hin- und hergehende Fadenführung längs der Spule P ist mit der Welle 16 drehverbunden. Die Nut 19 ist mit fortschreitend veränderter Steigung entwickelt zwecks Beschleunigung der Hubgeschwindigkeit der Garnwindungen gegen das Scheitelende einer Vorlagespule und dementsprechend, um die Hubgeschwindigkeit nahe der Basis der Spule zu verzögern. Das Garn wird dabei auf die Spule gelegt, derart, dass die Garnwindungen von der Basis zum Scheitel der Spule eine zunehmende Steigung aufweisen. Auf diese Weise bildet sich das Garn rascher auf gegen die Basis der Spule, so dass diese vom Beginn bis zur Beendigung des Wicklungszyklus eine allmählich zunehmende Konizität aufweisen wird.
Ein Arm 20 ist am rückwärtigen Teil des Gehäuses 12 schwenkbar gelagert und steht im Gehäuse 12 mit Mitteln in Verbindung, wodurch er vorwärts und rückwärts (nach links und rechts wie in Fig. 1 dargestellt) verschwenkt wird, um die Vorlagespule in Anlage mit der Antriebsrolle 18 und davon weg zu bewegen. Der Arm 20 weist oben eine Nabe 22 auf zwecks Aufnahme eines Wellenstummels 24. Ein Haltering 26 auf der Welle 24 stösst gegen die Nabe 22.
Ein Spulenarm-Halter 28 mit Universalgelenk ist auf der Welle 24 schwenkbar montiert und trägt seinerseits den drehbaren Spulen arm 35. Der Halter 28 weist einen Anguss 30 auf, der mit der Bohrung 31 auf der Welle 24 sitzt und gegen die Nabe 22 abgesetzt ist.
Der Halter 28 hat oben eine Gabelung zwecks Schaffung zweier axial ausgerichteter Lager 32 und 34, deren Achse rechtwinklig zu derjenigen der Bohrung 31 verläuft. Der Spulenarm 35 besteht aus der Stange 36 und dem abgewinkelten Arm 38. Die Stange 36 ist angrenzend an das eine Ende frei drehbar in den Lagern 32 und 34. Die Stange 36 verläuft von diesen Lagern nach vorn und weist am andern Ende einen abgewinkelten Arm 38 auf, der sich gegen die Antriebsrolle 18 erstreckt und in einer Gabelung endigt, welche zwei Flächen 40 und 42 ergibt, die der Spindel 44 als Support dienen, um aus einer Arbeitsstellung, in welcher sie sich in einer durch die Welle hindurchgehenden Ebene befindet, in eine Lage zu drehen, in welcher sie nach vorn gerichtet, das Abnehmen einer vollen Spule und das Aufstecken eines leeren Spulenkerns ermöglicht.
Die Spindel 44 weist einen Vierkantschaft auf, welcher zwischen den Flächen 40 und 42 drehbar gelagert ist durch einen Zapfen 43, der ein ausgerichtetes Loch im Spindelschaft durchsetzt. Ein Konusträger 46 ist auf der Spindel frei drehbar montiert und empfängt einen Spulenkern 48. Aus Vorstehendem erkennt man, dass der Konusträger 46 unbehindert nach oben schwingen kann radial um die Achse der Welle 24. Ausserdem, da die Stange 36 in den Lagern 32 und 34 frei drehbar ist, erkennt man, dass der Konusträger 46 unbehindert schwingen kann in einer Ebene, die der Vertikalachse der Antriebsrolle 18 entspricht.
Das Ende der Spindel 44 zwischen den Flächen 40 und 42 ist mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Kerbe versehen. Ein am Arm 38 mittels der Schraube 52 fixierter Federclip 50 weist eine mit besagter Kerbe in Eingriff stehende V-förmige Arretierung 54 auf, um die Spindel 44 beim Spulvorgang nachgiebig mit der Treibrolle 18 ausgerichtet zu halten.
Um das Abnehmen und Aufsetzen des Konusträgers zu erleichtern, lässt sich die Spindel 44 von Hand ausser Eingriff mit der Arretierung 54 bringen, um nach vorn gerichtet zu werden.
Ein mittel zum Blockieren des Konusträgers 46 und einer auf ihm sitzenden Vorlagespule, ausser Anlage mit der Treibrolle 18, besteht in einer mit dem Spulenarmhalter 28 fest verbundenen und damit kippbaren Platte 58. Eine Klinke 60 ist am Bauteil 20 drehbar montiert und wird unter dem Einfluss einer Feder 62 nach oben in Kontakt mit der Platte 58 gebracht. Wird der Spulenarm 35 um einen genügenden Betrag aufwärts verschwenkt um mit dem Absatz 64 der Platte 58 an der Klinke vorbeizukommen, so schnappt die Klinke 60 hinter den Absatz, um den Arm und damit die Spule P ausser Anlage mit der Treibrolle 18 zu halten.
Damit die Oberfläche der auf den Kern 48 zu wickelnden Vorlagespule ständig in vollem Antriebskontakt mit der Peripherie der Treibrolle 18 bleibt und um ferner dafür zu sorgen, dass die Ausbuchtung und Einbuchtung der Spulenenden sowie die Konizität der Spule innerhalb vorausbestimmter Grenzen gesteuert wird, ist erwünscht, dass der Konusträger zwangsläufig in bezug auf die Treibrolle gekippt wird im Mass der Zunahme des Durchmessers der Spule.
Der folgende Mechanismus ist an der erfindungsgemässen Spulmaschine vorgesehen, um den Neigungswinkel der Achse des Konusträgers 46 in bezug auf die Treibrolle 18 fortschreitend zu vergrössern.
Ein geteilter Bund 70 sitzt starr auf der Stange 36 mittels der Klemmschraube 72 und ist zwischen den Lagern 32 und 34 angeordnet. Ein Arm oder Finger 74 als integraler Teil des Bundes 70 erstreckt sich seitlich davon annähernd parallel zur Welle 24. Der Arm 74 endet in einem im Durchmesser abgesetzten Teil 76, der eine Kugel 78 drehbar aufnimmt. Das eine Ende des Lenkers 80 wird von der Kugel 78 aufgenommen, derart, dass sich ein Universalgelenk ergibt, wobei der Lenker herabhängt. Die Kugel 78 wird auf dem abgesetzten Teil 76 zweckmässig mittels eines Klemmrings 79 gehalten.
Eine Nabe 84 sitzt auf der Welle 24 anstossend an den Anguss 30 und weist einen im Durchmesser abgesetzten Teil 86 auf, der im Absatz 87 endet. Die Platte 88 ist auf dem abgesetzten Durchmesser und in Anlage an den Absatz 87 fixiert. Die Platte 88 weist eine bogenförmig verlaufende Oberkante 92 auf, an welcher Gradeinteilungen eingetragen sind bezüglich der relativen Winkellage zwischen Konusträger 46 und Treibrolle 18, wie nachstehend eingehender ausgeführt.
Ein flügelartiger Teil 94 der Platte 88 erstreckt sich nach hinten und ist durchbohrt zwecks Aufnahme eines Stiftes 96, an welchem das obere Ende eines Stabilisierlenkers 98 drehbar angebracht ist. Das untere Ende des Lenkers 98 ist drehbar an einer Achse 99 befestigt
Eine Platte 100 ist drehbar montiert auf dem Durchmesser 86 anstossend und ausserhalb der Platte 88 und wird daran durch einen Haltering 101 gehalten.
Die Platte 100 ist etwas kürzer als die Platte 88 und ist an ihrer oberen Fläche mit einem Zeiger 102 versehen anstossend an die Gradeinteilungen an der Kante 92 der Platte 88. Die Platte 100 ist überdies mit einem Längsschlitz 104 versehen, den eine Klemmschraube 106 durchsetzt, um in die Platte 88 eingeschraubt zu werden. Man erkennt also, dass die Platte 100 in bezug auf die Platte 88 gedreht werden kann auf einer durch die äussersten Enden des Schlitzes 104 begrenzten Bewegungsbahn und in jeder gewünschten Position innerhalb besagter Enden gesperrt werden kann.
Am untern Ende des Lenkers 80 greift eine Kugel 108 an, getragen von einer in der Platte 100 fixierten Stiftschraube 110 oberhalb der Achse der Welle 24.
Die Stellung der Stiftschraube 110 bestimmt die dem Konusträger 46 zu erteilende Winkellage sowie er mit einer Vorlagespule aufwärts schwingt, und daher auch die Konizität einer zu wickelnden Spule und die Konvexität und Konkavität der vollen Spule.
Der vorstehende Mechanismus arbeitet wie folgt.
Die Spuleinheit wird für den Arbeitsgang vorbereitet, indem man die Spindel hebt bis die Klinke 60 in den Absatz 64 einschnappt. Der Konusträger 46 wird nach vorn verschwenkt, wodurch die Arretierung 54 aus der Kerbe der Spindel 44 gerät, und ein Spulkern 48 wird aufgesetzt. Der Konusträger wird hierauf in die Arbeitslage zurückgedreht über der Treibrolle 18, worauf die Arretierung 54 wieder in die Kerbe der Spindel 44 einfällt. Dann führt man den Faden Y von einer Zuführungsquelle durch die Nut 19 der Treibrolle 18 und fixiert ihn am Kern 48. Für den Spulvorgang wird die Treibrolle 18 in Drehung gesetzt, die Klinke 60 vom Anschlag 64 gelöst und der Konusträger 46 gesenkt, um die Peripherie des Kerns 48 in Kontakt mit der Treibrolle 18 zu bringen.
Der Kern 48 wird infolge der Reibung durch die Rolle 18 getrieben und der Faden auf dem Kern durch die Nut 19 hin und hergeführt zwecks Aufbau einer Vorlagespule P in bekannter Weise.
Wie vorstehend erwähnt, ist die Nut 19 mit einer sich fortschreitend ändernden Steigung entwickelt.
Zweck derselben ist die Beschleunigung der Hubgeschwindigkeit nahe der Spulenbasis. Auf diese Weise wird die Vorlagespule P mit einem zunehmend kegeligem Verlauf des Umfangs vom Kopf zur Basis gewickelt. Während der Kern 48 mit Garnlagen überzogen wird und der Durchmesser der Spule dabei zunimmt, weicht der Kern von der Treibrolle 18 zurück. Da das Organ 20 beim Spulvorgang stets stationär gehalten ist, schwingt der Kern 48 um die Achse der Welle 24. Damit die Vorlagespule P, während diese zunimmt. in vollem Kontakt mit der Treibrolle 18 gehalten werden kann, ist es nötig die Achse des Kerns 48 zu verlagern oder zu kippen, um die Zunahme des Neigungswinkels der Achse der Spule P zu kompensieren. Sowie der Kern 48 von der Treibrolle 18 zurückweicht im Mass der Zunahme des Spulendurchmessers, werden Stange 36 und Arm 38 aufwärts verschwenkt radial um die Achse der Welle 24.
Da der Bund 70 an der Stange 36 festgeklemmt und der Arm 74 mit dem exzentrisch gelagerten Stift 110 mittels des Lenkers 80 verbunden ist, wird die Stange 36 gezwungen, sich um die eigene Achse zu drehen.
Diese Drehung erfolgt in Abhängigkeit der Verlagerung des Stiftes von der Achse der Welle 36.
Wenn der Stift 110 exzentrisch zur Achse und voran der Vertikalebene der Welle 24 angeordnet ist, so haben die relativen Abstände zwischen Stift 110 und Arm 74 das Bestreben zuzunehmen sowie die Spuleinheit über ihren normalen Viertelskreis infolge des Wachstums der Spule verschwenkt wird. Dies ergibt sich aus dem Umstand, dass der Arm 74 tat sächlich vom Stift 110 weg schwenkt. Um diese Tendenz der beiden Elemente zu kompensieren zwecks Änderung ihrer relativen Lagen, wirkt der Lenker 80, um eine abwärts gerichtete Kraft auf den Arm 74 auszuüben, wodurch die Stange 36 um ihre Achse gedreht wird. Demzufolge wird die Stellung der Achse des Konusträgers 46 zur Treibrolle 18 entsprechend verändert durch Abwärtskippen des Konusscheitels.
Das Verstellen erfolgt, um den am Umfang einer Vorlagespule zu bildenden erwünschten Konus mit einem vorausbestimmten Bereich zu wählen, indem man die Platte 100 in bezug auf die Platte 88 verlagert.
Diese Verlagerung bewegt den exzentrisch placierten Stift 110 radial um die Welle 24 und bestimmt den Drehpunkt für die Stange 36. Es ist klar, dass je weiter der Stift 110 entlang der Bahn eines Viertelskreises gelagert ist, wobei er in der Vertikalebene der Welle 24 beginnt und sich im Uhrzeigersinn davon bewegt, wie in Fig. 1, desto grösser die der Welle 36 erteilte Drehung sein wird sowie die Spule P im Durchmesser zunimmt. Demzufolge wird der Konus am Umfang der Spule P zunehmen.
Sowie die Vorlagespule P im Durchmesser zunimmt, schwenkt der Arm 35 weiter radial um die Welle 24, um das Wachstum der Spule zu kompensieren. Man erkennt, dass wegen der Abwinkelung im Arm 38, die Drehung des Arms 35 in den Lagern 32, 34 die Spule P veranlasst in der Längsrichtung der Treibrolle 18 zu gleiten. Da der hin- und hergehende Weg des Garns Y konstant ist, wird die Bewegung des Konusträgers 46 in der Längsrichtung der Treibrolle 18 die Garnlagen fortschreitens abstufen in Richtung des Scheitels des Kerns 48. Sowie die Vorlagespule im Durchmesser zunimmt, wird auf diese Weise nicht nur ein allmählich zunehmender Konus am Umfang der Spule entwickelt, sondern die Garnlagen werden allmählich in der Längsrichtung der Achse des Kerns 48 verlagert, derart, dass die Basis der Spule eine konvexe Form annimmt und der Scheitel entsprechend konkav wird.
Sollte es im Laufe eines Spulvorgangs nötig werden, die Spule P von den Treibrolle 18 wegzunehmen, so wirkt der Stabilisierarm 98 im Sinne der Einhaltung der Winkellage des Konusträgers 46 zur Oberfläche der Treibrolle 18.
Vorliegende Erfindung schafft dadurch eine rationell arbeitende und einfache Spulmaschine mit einem Aufbaumechanismus für zwangsläufiges Steuern der Bewegung der Vorlagespule von der Treibrolle weg, um dabei den peripheren Konus an der vollen Spule zu regulieren und die konkav-konvexe Bildung der Spulenenden zu steuern.
Ungeachtet der Tatsache, dass die dargestellte Spulmaschine Mittel zum Wickeln konischer Vorlagespulen besitzt, ist es klar, dass der exzentrische Stift 110 rückwärts der Vertikalachse der Welle 24 angeordnet sein könnte, derart dass, sowie die Spule im Durchmesser zunimmt, der Abstand zwischen Arm 74 und Welle 24 allmählich verringert wird, wodurch die Basis des Konusträgers 46 abwärts und der Scheitel desselben aufwärts gekippt wird, um eine Spule mit im wesentlichen parallelen Seiten und verminderter Eine und Ausbuchtung zu wickeln.