Verfahren zum Wickeln von Spulen konstanter Fadenlänge und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Wenn man auf einer üblichen Wickelvorrichtung Spulen von konstanter Fadenlänge herstellen will, so gelingt dies nicht. Auch wenn man sich bemüht, beim Wickeln der Spulen stets die gleiche Fadenspannung beizubehalten und den Wickelvorgang nach Erreichung des gleichen Spulendurchmessers zu beendigen, können sich sehr grosse Unterschiede in den Fadenlängen der nacheinander auf einer Wickel. vorrichtung oder gleichzeitig auf mehreren Wickelvorrichtungen genau gleicher Art hergestellten Spulen ergeben. Diese Unterschiede liegen oft in der Grössenordnung von 10-20%. Wenn man die Fäden von zwei oder mehr Spulen in einer Zwirnmaschine, Zettelmaschine oder dergleichen zusammenlaufen lässt, muss man letztere abstellen, sobald eine der Spulen leer ist.
Die dann auf den anderen Spulen noch befindlichen Fadenreste sind so lang, dass man sie nicht einfach wegwerfen kann; man muss solche Fadenreste vielmehr aneinander knüpfen und umspulen, was eine grosse und sehr unerwünschte Mehrarbeit bedingt. Es ist daher schon lange versucht worden, eine Wickelvorrichtung zu bauen, die bei gleicher Einstellung immer Spulen von konstanter Fadenlänge und damit auch von gleichem Garngewicht ergibt. Eine wirklich befriedigende Lösung ist aber bisher nicht bekannt geworden.
Die vorliegende Erfindung geht von der auf expe rimeltellem Wege gefundenen Erkenamis aus, dass bei Kreuzs-pulea mit sog. wilder Wicklung, der Spulen durc5lmesser linear mit der Zahl der Spulenum drllungen wächst, wenn die Fadenspannung konstant gehalten wird. Der Spulendurchmesser nimmt also nicht langsamer zu als die Zahl der Spulenumdrehun ge. ls wie dies bei den sog. Präzisionswicklungen der Fall ist.
Eine Kreuzspule mit wilder Wicklung erhält man bekanntlich, wenn man die in Wicklung begriffene Spule an ihrem Umfang mittels einer Nuten- oder Schlitztrommel antreibt, wobei die Nut oder der Schlitz dazu dient, den Faden längs der Trommel und damit auch längs der Spule hin- und herzuführen. Die Hubzahl der Fadenführungsmittel ist somit der Umdrehungszahl der Antriebstrommel proportional, z. B. eine Hin- und Herbewegung auf zwei Umdrehungen der Antriebstrommel, nicht aber der Umdrehungszahl der Spule selbst, deren Winkelgeschwindigkeit mit wachsendem Spulendurchmesser abnimmt.
Eine Präzisionswicklung erhält man dagegen, wenn die Fadenführungsmittel eine Hubzahl haben, die der Umdrehungszahl der Spule selbst proportional ist, wobei dieser Proportionalitätsfaktor so gewählt ist, dass nach einer Hin- und Herbewegung dieser Mittel eine Verschiebung um einen ganzen Fadendurchmesser eintritt. Während bei der Präzisionswicklung die Ganghöhe einer Windung während des ganzen Wickelvorganges unverändert bleibt, nimmt diese Ganghöhe bei der wilden Wicklung mit wachsendem Durchmesser zu. Die vorstehend erwähnten grossen Unterschiede in den Fadenlängen treten sowohl bei Kreuzspulen mit wilder Wicklung als auch bei solchen mit Präzisionswicklung auf.
Die Erfindung, die ein Verfahren zum Wickeln von Spulen konstanter Fadenlänge und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens betrifft, kann sowohl bei wilder Wicklung als bei Präzisionswicklung angewendet werden.
Das Verfahren nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass man eine der Umdrehungszahl der in Wicklung begriffenen Spule proportionale Bewegung benützt, um Abweichungen des Ist-Durchmessers dieser Spule von einem in Funktion ihrer Umdre hungszahl vorgegebenen Soll-Durchmesser automatisch zu kompensieren.
Wenn man ein Kreuzspule mit wilder Wicklung herstellen will, so muss gemäss der oben erwähnten, experimentell gewonnen Erkenntnis eine lineare Funktion zwischen dem Soll-Durchmesser der in Wicklung befindlichen Spule und der Umdrehungszahl der Spule vorgegeben werden. Die Linearitätskonstante muss daher natürlich mit dem Durchmesser der Spulenhülse und der Feinheit des aufzuwickelnden Fadens kompatibel sein, was durch Vorversuche leicht feststellbar ist. Indem man den Faden zwingt, sich automatisch überall gemäss dem vorgesehenen Durchmesser aufzuwickeln, statt den Durchmesser von zufälligen Änderungen der Fadenspannung oder anderer Faktoren abhängen zu lassen, gelingt es, die gewünschte Konstanz der Fadenlänge sehr genau einzuhalten.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zeichnet sich nach der Erfindung aus durch einen Zähler, der die Umdrehungszahl der in Wicklung begriffenen Spule oder eine derselbenproportionale Zahl anzeigt, und durch Mittel, die laufend Abweichungen des Ist-Durchmessers der Spule von dem in Funktion dieser Umdrehungszahl @@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@ kompensieren.
Die nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemässen Wickelvorrichtung sind zum Wickeln von Kreuzspulen mit wilder Wicklung bestimmt. Diese Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass Mittel vorgesehen sind, um von einer Welle, deren Umdrehungszahl in einem einstellbaren Verhältnis zu derjenigen der Spule steht, eine Relativbewegung zwischen Spulensupport und Antriebstrommel abzuleiten, so dass der den halben Soll-Durchmesser der Spule darstellende Abstand der Spulenaxe von der Oberfläche der Antriebstrommel linear mit der Umdrehungszahl der Spule zunimmt, wobei der Linearitätsfaktor von der Einstellung des genannten Verhältnisses abhängt.
Bei den Wickelvorrichtungen für Kreuzspulen mit wilder Wicklung ist die für die Wicklungsdichte massgebende Fadenspannung nicht identisch mit der Faden spannung, die durch eine der Antriebstrommel üblicherweise vorgeschaltete Fadenbremse erzeugt wird. Die Erfahrung zeigt, dass eine Spule umso weicher, bzw. umso härter gewickelt wird, je kleiner, bzw. je grösser der Auflagedruck zwischen Spule und Antriebstrommel ist; man kann also die Härte und damit auch den Durchmesser der Spule durch Ver änderung des Auflagedruckes verändern, ohne die Fadenbremse einzustellen. Von dieser Erfahrung wird bereits bei der Herstellung von besonders weich zu wickelnden Spulen, die gefärbt werden sollen Gebrauch gemacht, indem man den Auflagedruck verringert, z. B. durch eine auf den Spulensupport einwirkende Feder oder ein Gegengewicht.
Unter Ausnützung dieser Erfahrung kann man zur Erzeugung der oben erwähnten Relativbewegung zwischen Spulensupport und Antriebstrommel eine zwangsläufige Verbindung der genannten Welle mit dem Spulensupport vorsehen, so dass im Verlaufe des Wickelvorganges auftretende Änderungen des Auflagedruckes der Spule auf der Antriebstrommel die Kompensierung der Abweichungen von Ist- und Soll Durchmesser bewirken.
D > r Linearitätsfaktor kann - wie Versuche gezeigt haben - bei ein und derselben Garnnummer in relativ weiten Grenzen verändert werden, so dass man mit einer derartigen Vorrichtung nicht nur Spulen konstanter Fadenlänge, sondern darüber hinaus nach Belieben, weiche mittelharte oder harte Spulen wickeln kann, was ein weiterer, sehr grosser Vorzug ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung schematisch dargestellt. Es ist:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Wickelvorrichtung;
Fig. 2 eine Teilansicht in Richtung der Pfeile II vo : 1 Fig. 1;
Fig. 2a eine Detailvariante zu Fig. 2;
Fig. 3 eine Teilansicht der Pfeile III - III von Fig. 1, mit Ausbrechungen;
Fig. 4 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles IV von Fig. 1 mit Ausbrechungen;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Wickelvorrichtung;
Fig. 6 ein Schnitt gemäss Linie VI - VI von Fig. 5 mit einem elektrischen Schema und einem Schnitt durch eine Fadenbremse;
Fig. 7 eine Detailvariante zu Fig. 5 und 6;
Fig. 8 eine Seitenansicht einer dritten Wickelvorrichtung;
Fig. 9 ein Querschnitt durch eine zur Vorrichtung nach Fig. 8 gehörige Spiegeltrommel, gemäss der Linie IX - IX von Fig. 10;
und
Fig. 10 ein Längsschnitt durch diese Spiegeltrommel gemäss Linie X - X von Fig. 9.
Die Wickelvorrichtung nach Fig. 1-4 weist ein Gestell 1 auf, das in Fig. 1 lediglich durch einen strichpunktiert gezeichneten Block dargestellt ist. Das Gestell 1 kann z. B. auf der Bank einer eine Reihe gleicher Wickelvorrichtungen umfassenden Wickelmaschine montiert sein.
Die Vorrichtung weist eine Antriebstrommel 2 auf, die zugleich in bekannter Weise zum Hin-und Herführen des Fadens 3 längs der in Wicklung begriffenen Kreuzspule 4 dient und hierzu mit einer Fadenführungsnut 5 versehen ist. Aus Fig. 2 ist der bekannte Verlauf der Nut 5 auf der Trommel 2 dargestellt, deren Antriebsachse 6 in den gestellfesten Lagern 7 gelagert ist. Eine Fadenbremse 8 dient zur Einstellung der Fadenspannung. Die Spule 4 wird auf einer Spulenhülse 9 (siehe Fig. 3) gewickelt, deren Enden auf zwei abgesetzten Zapfen 10 und 11 sitzen, die in Lagern 12 und 13, vorzugsweise Kugellagern, drehbar sind. Die Lager 12 und 13 sind an den freien Enden zweier paralleler Arme 14 und 15 an gebracht, die mit einem Scharnierstück 16 einen Uförmigen Support bilden, der auf einer hohlen Scharnierachse 17 schwenkbar gelagert ist.
Die Scharnierachse 17 ist ihrerseits in gestellfesten Lagern 18 gelagert. Der Arm 15 ist mit dem Scharnierstück 16 starr verbunden, während der Arm 14 an letzteres bei 19 angelenkt ist. Eine Zugfeder 20 ist bestrebt, den Arm 14 in Richtung des Pfeiles 21 zu verschwenken, wodurch der Zapfen 10 in der dargestellten Lage gegen die Spulenhülse 9 gedrückt wird. Um die fertig gewickelte Kreuzspule 4 aus dem Support 14 - 17 herauszunehmen und eine neue Spulenhülse 9 in denselben einzusetzen, ist der Arm 14 entgegen dem Zug der Feder 20 zu verschwenken.
Der Zapfen 11 weist einen kleinen Vorsprung 22 auf, der als Mitnehmer für die Spulenhülse 9 dient, die mit einer dem Vorsprung 22 entsprechenden Kerbe 23 versehen ist, wodurch ein Schlupf zwischen der Spulenhülse 9 und dem Zapfen 11 vermieden wird. Letzterer weist ferner einen als Schnecke ausgebildeten Fortsatz 24 auf, der vom Lager 13 nach aussen ragt. Mit der Schnecke 24 kämmt ein Schneckenrad 25, das auf einer Welle 26 sitzt die in supportfesten Lagern 27 gelagert ist. Die Welle 26 trägt ein mit ihr fest verbundenes Kegelrad 28, das mit einem Kegelrade 29 kämmt, das auf einer Welle 30 sitzt, die in der hohlen Scharnierachse 17 gelagert ist, vorzugsweise mittels nicht dargestellter Kugellager.
Ein gestellfest angeordneter Umdrehungszähler 31 weist eine Eingangswelle 32 mit einem Kegelrad 33 auf, das mit dem Kegelrad 29 kämmt. Es ist ersichtlich, dass die Umdrehungen der Kreuzspule 4 über 9,
13, 24-29, 33, 32 vom Umdrehungszähler 31 gezählt werden, wobei selbstverständlich die durch das Schneckengetriebe 24, 25 bewirkte Untersetzung, z. B.
50 : 1 zu berücksichtigen ist. Dabei gestattet das Kegelradgetriebe 28, 29, 33 die mit Rücksicht auf den zunehmenden Durchmesser der Kreuzspule 4 notwendige Verschwenkung des schwenkbaren Spulensupportes 14-16.
Mit dem Spulensupport 14-17 ist ein Zahn sektor 34 fest verbunden, der mit einer Schnecke 35 kämmt, die auf einer in gestellfesten Lagern 36 (siehe Fig. 4) gelagerten Welle 37 sitzt. Die Welle 37 trägt ein Kegelrad 38, das mit einem Kegelrad 39 in Eingriff steht; letzteres sitzt auf einer in einem gestellfesten Lager 40 gelagerten Welle 41, die ein Klinkenzahnrad 42 trägt, das mit einer Klinke 43 zusammenarbeitet. Die Klinke 43 ist bei 44 schwenkbar an einem Hebel 45 angebracht, der an seinem einen
Ende 46 schwenkbar auf der Welle 41 gelagert ist.
In der Nähe seines anderen Endes weist der Hebel
45 einen Längsschlitz 47 (siehe Fig. 1) auf, in dem ein Zapfen 48 verschiebbar und feststellbar ist. Am Zapfen 48 ist ein Ende einer Pleuelstange 49 an gelenkt, dessen anderes Ende an einem am Kegelrad
29 angebrachten Kurbelzapfen 50 angelenkt ist.
Es ist ersichtlich, dass bei der Drehung des
Kegelrades 29 der Hebel 45 über die Pleuelstange 49 im Sinne des Doppelpfeiles 51 auf und ab geschwenkt wird. Bei der Abwärtsschwenkung des Hebels 45 gleitet die Klinke 43 über dem Klinkenzahnrad 42, während sie bei der Aufwärtsschwenkung dieses Zahnrades 42 um einen Zahn in Richtung des Pfeiles 52 weiterschaltet. Wenn man den Zapfen 48, der sich gemäss Fig. 1 am äusseren Ende des Schlitzes 47 befindet, im Schlitz nach innen hin verstellt, so wird die Hin- und Herschwenkung des Hebels 45 grösser, so dass die Klinke pro Umdrehung des Kegelrades 29 das Zahnrad 42 um zwei oder drei Zähne weiterschaltet. Selbstverständlich kann man stattdessen oder zusätzlich den Zapfen 50 auf dem Kegelrad 29 radial einstellbar machen, d. h. die Länge des Kurbelarmes verändern.
Die beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die sich in Richtung des Pfeiles 53 drehende Nutentrommel nimmt die Spule 4 durch Reibung mit, so dass der Faden 3 über die Fadenbremse 8 von einem nicht dargestellten Fadenvorrat abgezogen und aufgewickelt wird. Dabei wird der Faden 3 durch die Nut 5 der Nutentrommel 2 längs der Spule 4 hin und her geführt, so dass eine sog. wilde Kreuzspulenwicklung entsteht. Fünfzig Umdrehungen der Kreuzspule 4, bzw. der Schnecke 13, bewirken eine Umdrehung des Kegelrades 29, bzw. eine Auf- und Abschwenkung des Hebels 45, bzw. ein Fortschalten des Zahnrades 42 um einen Zahn. Durch die langsame, schrittweise stattfindende Drehung des Zahnrades 42 wird auch die Schnecke 35 gedreht, die ihrerseits bei einer vollständigen Umdrehung der Welle 37 den Zahnsektor 34 um eine Zahnteilung im Sinne des Pfeiles 54 verschwenkt.
Um den dieser Zahnteilung entsprechenden Winkel wird dann ebenfalls der mit dem Zahnsektor 34 fest verbundene Support 14-16 verschwenkt, so dass die Spulenhülse 9 um einen ihrer Umdrehungszahl proportionalen Betrag zwangsläufig von der Nutentrommel 2 nach oben hin bewegt wird. Dadurch wird der Durchmesser der in Wicklung begriffenen Kreuzspule 4 zwangsläufig ihrer Umdrehungszahl proportional gemacht; denn die Spule 4 wird nun gerade so fest gewickelt, dass sie den ihr zwischen der Spulenhülse 9 und der Nutentrommel 2 zur Verfügung stehenden Raum ausfüllt.
Die experimentell festgestellte Tatsache, dass die Spule gerade so fest gewickelt wird, als es dem durch die Bewegung des Supportes 14-17 festgelegten Solldurchmesser der Spule entspricht, kann wie folgt er klärt werden:
Um den Faden 3 durch die Fadenbremse 3 hindurchzuziehen muss eine Zugkraft auf den Faden 3 ausgeübt werden, die der von der Fadenbremse gelieferten Bremskraft F gleich ist. Diese Zugkraft setzt sich zusammen aus einem Spulenzug Z, der von der Spule 4 ausgeübt wird, und einem Reibungszug R, der von Nutentrommel 2 ausgeübt wird. Es gilt somit Z + R = F, wobei die Dichte mit der Spule 4 gewickelt wird, nicht von der Bremskraft F, sondern vom Spulenzug Z abhängt.
Es werde nun angenommen, dass in einem ge wissen Zeitpunkt der Spulenzug aus irgend einem Grunde etwas zu gross wird, dass also die Spule 4 etwas dichter gewickelt wird als der durch Einstellung des Zapfens 48 (oder/und des Zapfens 50) einge stellten Sollzunahme des Durchmessers pro fünfzig Umdrehungen der Spule 4 entspricht. Demzufolge wird der schwenkbare Support 14-16 die Neigung haben, die Spule 4 von der Trommel 2 abzuheben.
Tatsächlich wird die Spule 4 nicht von der Trommel 2 abgehoben, wohl aber der Druck, mit dem sie auf ihr lastet, verringert; damit wird auch die Reibung verringert, mit der die Trommel 2 die Spule 4 antreibt und der an sich immer vorhandene kleine Schlupf zwischen Spule 4 und Trommel 2 wird grös ser, d. h. die Spule 4 dreht sich langsamer. Infolgedessen wird die Zugkraft 2 etwas kleiner, die Reibungskraft R dagegen etwas grösser als vorher, während F als konstant betrachtet werden kann. Da Z kleiner geworden ist, wird die Spule 4 nun lockerer gewickelt, also so, wie es der eingestellten Sollzunahme des Durchmessers entspricht.
Wenn umgekehrt Z in einem gewissen Zeitpunkt zu gering ist, so dass der Spulendurchmesser schneller zunimmt als er sollte, so wird der Druck zwischen Spule 4 und Trommel 2 grösser, der Schlupf kleiner, Z grösser und die Spule 4 wird wieder fester gewickelt.
Durch die der Umdrehungszahl der Spule 4 zwangsläufig proportionale Zunahme des Abstandes der ideellen Achse der Spule von der Oberfläche der Nutentrommel 2 wird somit eine automatische Kompensierung von Schwankungen der Wicklungsdichte bzw. Fadenspannung bewirkt, so dass der tatsächliche Wickelradius der Spule 4 dem genannten Abstande gleich wird, und somit dem Soll-Radius entspricht.
Bei den üblichen Wickelvorrichtungen für wilde Wicklung von Kreuzspulen hängt der Druck zwischen der Spule und der Nutentrommel lediglich vom allmählich zunehmenden Gewicht der Spule und dem Eigengewicht des Spulensupportes ab, so dass bei Spannungsschwankungen keine automatische Kompensierung eintritt und daher der Spulendurchmesser der Umdrehungszahl nicht genau proportional wird.
Selbstverständlich tritt die automatische Kompensierung nur innerhalb wewisser Grenzen ein, indem die Sollzunahme des Spulendurchmessers der Freiheit des Fadens 3 angepasst sein muss, und eine vernünftige Bremskraft (Fadenspannung) F eingestellt werden muss. Praktische Einstellungen können aber durch sehr einfache Vorversuche leicht gefunden werden, wobei es z. B. auf eine genaue Einstellung der Bremskraft F gar nicht ankommt.
Auf einer derartigen Wickelvorrichtung wurden z. B. zwei Probespulen gewickelt mit Garn Nr. 60, das einemal mit einer Bremskraft F von 11 g und das anderemal mit einer Bremskraft F von 16 g. Bei gleicher Einstellung des Hubmechanismus 48-50, also gleicher Übersetzung, wurde der Wickelvorgang in beiden Fällen nach 60'000 Spulenumdrehungen beerdet. Die beiden Probespulen wurden hierauf ge meinsam abgewickelt, indem man beide Fäden zusammenlaufen liess und auf einer dritten Spule aufwickelte. Als die eine Probespule leer war, befanden sich auf der anderen Probespule nur noch ganz wenige Fadenwindungen, die weniger als 0,25% der ganzen Fädenlänge ausmachten. Ein anknoten und Umspulen eines so geringen Garnrestes, z. B. in der Zwirnerei, lohnt sich nicht mehr.
Ein ähnlicher Versuc hbit ganz feinem Garn Nm 130/1, wobei jede der beiden Probespulen 200'000 Umdrehungen erhielt, zeigte wiederum, dass die Differenz der Fadenlängen auf beiden Spulen praktisch verschwindend klein war, nämlich ebenfalls in der Grössenordnung von nur 0,2%.
Es sei hervorgehoben, dass diese Resultate in keiner Weise von der oben gegebenen Theorie abhängen, die nur als ein plausibler Erklärungsversuch für diese Resultate zu betrachten ist.
Fig. 2a zeigt eine an sich ebenfalls wohlbekannte Antriebstrommel 2a, die anstelle der Nutentrommel 2 verwendet werden kann. Die Trommel 2a weist einen hohlen Mantel auf, der durch einen ringförmig in sich geschlossenen Schlitz 5a in zwei getrennte Teile unterteilt ist, die je für sich auf der Antriebsachse 6 befestigt sind. Der Faden 3 tritt an einer Stelle des Schlitzes 5a in die Trommel ein und tritt an einer anderen Stelle, unmittelbar vor dem Übergang auf die Spule 4, aus demselben aus.
Um eine wilde Wicklung zu erzielen, kann man aber auch eine Antriebstrommel ohne Fadenführungsnut oder -schlitz anwenden und dieser Antriebstrommel einen Fadenführer vorschalten, der den Faden entlang derselben und mit einer der Umdrehungszahl dieser Antriebstrommel proportionalen Hubzahl führt.
Es ist nicht unbedingt nötig, einen Schaltklinkenmechanismus 42-50 vorzusehen, indem man die Welle 30 des Kegelrades 29 auch über ein Zahnraduntersetzungsgetriebe mit der Welle 37 kinematisch verbinden kann. Der beschriebene Mechanismus gestatett aber auf einfache Weise bei geringem totem Gang eine grosse Untersetzung zu erzielen, wobei durch Versetzen eines Zapfens 48 (oder/und des Zapfens 50) das Übersetzungsverhältnis in weiten Grenzen verändert werden kann, wie dies für das Aufspulen von Garnen von sehr verschiedener Feinheit erforderlich ist. Mit Hilfe einer zweizackigen Klinke kann gewünschtenfalls auch eine Weiterschaltung des Zahnrades 42 um halbe Zahnteilungen erzielt werden, so dass man dieses Zahnrad dann um ·, 1, 11/2, 2, 2· usw. Zahnteilungen pro Kurbeldrehung weiterschalten kann.
Um das gewünschte Ergebnis zu erzielen, ist es auch nicht unbedingt nötig, die oben beschriebene automatische Kompensierung anzuwenden, d. h. den Abstand der Spulenachse von der Trocmel auf me chanisclzem Wege zwangsläufig proportional zur Umdrehungszahl zu vergrössem. Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Wickelvorrichtung, bei der dies nicht der Fall ist.
Viele Teile der Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 sind Teilen der Vorrichtung nach Fig. 1 - 4 gleich; sie sind mit den gleichen Überweisungszeichen ver sehen und bedürfen keiner Erläuterung. Die Welle 30 des Kegelrades 29 ist durch eine kinematische Verbindung 59 mit einem einstellbaren Untersetzungsgetriebe 60 verbunden, dessen gestellfest gelagerte Ausgangswelle 61 als Gewindespindel ausgebildet ist.
Auf der Gewindespindel 61 sitzt eine Mutter 62, welche die Basis eines U-förmigen Supportes 63 bildet, dessen Schenkel 64 und 65 an zur Gewindespindel 61 parallelen, gestellfesten Führungen 66 und 67 geführt sind, die eine Drehung des Supportes 63 mit der Gewindenspindel 61 verhindern.
Der Schenkel 64 trägt an seinem oberen Ende eine Lampe 68, der eine auf dem oberen Ende des Schenkels 65 angeordnete Photozelle 69 gegenüberliegt.
Zwischen den Schenkeln 64 und 65 befindet sich das untere Ende eines Armes 70, der anstelle des Zahnsektors 34 mit dem Spulensupport 14-16 fest verbunden ist. Der Arm 7 weist einen Längsschlitz 71 auf, und wirkt als Blende zwischen der Lampe 68 und der Photozelle 69. Die Photozelle 69 liegt im Eingangskreis eines Verstärkers 72, dessen Ausgangskreis eine Magnetwicklung 73 speist. Die Magnetwicklung 73 gehört zu einer Fadenbremse 74, durch die der Faden 3 vor der Nutentrommel 2 hindurchgeführt ist.
Die Fadenbremse 74 weist einen Stab 75 aus magnetisch nicht leitendem Material, z. B. Messing, auf, der bei 76 am Gestell 1 befestigt ist. Auf dem Stab 75 ist eine erste Bremsscheibe 77 befestigt, während eine zweite Bremsscheibe 78 auf dem Stab 76 gleiten kann. Neben der Bremsscheibe 78 befindet sich ein ebenfalls auf dem Stab 75 gleitbarer Magnetkern 79, auf dem ein Ende einer Druckfeder 80 abgestützt ist, deren anderes Ende sich am Boden 81 eines Topfes 82 abstützt, in dem sich die Magnetwicklung 73 befindet. Der Boden 81 stützt sich seinerseits an einer Reguliermutter 83 ab, die auf dem mit Gewinde versehenen, freien Ende 84 des Stabes 75 sitzt, der somit alle anderen Teile der Fadenbremse
74 trägt.
In der in Fig. 6 dargestellten Lage befindet sich die linke Längskante 85 des Blendenschlitzes 71 über der Mitte der Photozelle 70, so dass die eine Hälfte derselben beleuchtet ist und die andere Hälfte nicht.
In dieser Lage lässt die Photozelle 70 im Eingangsstromkreis des Verstärkers einen gewissen Strom fliessen, dem ein entsprechend verstärkter Strom in der Magnetwicklung 73 entspricht. Während die
Druckfeder 80 bestrebt ist, den Magnetkern 79 auf die bewegliche Bremsscheibe 78 und damit letzteren gegen die feste Bremsscheibe 77 zu drücken, so dass eine starke Bremskraft auf den zwischen diesen
Bremsscheiben 77 und 78 befindlichen Faden 3 ausgeübt wird, zieht die Magnetwicklung 73 bei ihrer Erregung den Magnetkern 79 von der Bremsscheibe
78 weg. Je grösser der Ausgangsstrom des Verstärkers
72 wird, umso geringer wird daher die auf den Faden
3 wirkende Bremskraft F.
Die soeben beschriebene Vorrichtung arbeitet wie folgt: Die Spannung der Feder 80 wird mittels der Reguliermutter 83 so eingestellt, dass die Bremskraft F, die erzeugt wird und die wiederum dem Spulenzug Z und dem Reibungszug R das Gleichgewicht halten muss, die bei der dargestellten Lage der Photozelle 69 in Bezug auf die Schlitzkante 85 die richtige Grösse hat. Die Bremskraft F hat dann die richtige Grösse, wenn der durch die Beziehung Z + R = F mit ihr verknüpfte Spulenzug Z eine so dichte Wicklung ergibt, dass der Durchmesser der Spule 4 proportional mit der Umdrehungszahl der Spule zunimmt, wobei der von der Garnnummer abhängige Proportionalitätsfaktor durch entsprechende Einstellung des Untersetzungsgetriebes 60 zu berücksichtigen ist.
Die Lage des Supportes 63, der die Lampe 68 und die Photozelle 69 trägt, hängt zwangsläufig ab, von der Umdrehungszahl der Welle 61, bzw. der Umdrehungszahl der Spule 4, entspricht also deren Solldurchmesser der Spule 4. Die Lage des Blendenarmes 70 hängt dagegen ab von dem Istdurchmesser der Spule 4, die wie bei üblichen Vorrichtungen frei auf der Nutentrommel 2 liegt, da jetzt der Spulensupport 14-16 frei schwenkbar ist. Mit zunehmendem Durchmesser der Spule 4 bewegen sich sowohl der Blendenarm 70 als der Support 63 in Fig. 5 nach rechts und durch den Pfeil 86 dargestellt ist. Solange dabei der Istdurchmesser gleich dem Solldurchmesser bleibt, verändert sich die Beleuchtung der Photozelle 69 nicht und somit auch nicht die Bremskraft F.
Bleibt aus irgend einem Grunde der Istdurchmesser hinter dem Solldurchmesser zurück, was bedeutet, dass die Spule zu fest gewickelt wird, Z also zu gross ist, so eilt der Support 63 dem Blendenarm 70 vor. Demzufolge wird nun ein grösserer Teil der Photozelle 69 von der Lampe 68 durch den Blendenschlitz 71 hindurch beleuchtet, so dass der Photozellenstrom und somit der Erregerstrom der Magnetwicklung 73 wächst. Durch das Wachsen des Erregerstromes wird die Bremskraft F verringert, was nun eine Verringerung von Z und von R zur Folge hat.
Z und R ändern sich also jetzt nicht gegenläufig wie im Falle von Fig. 1-4, sondern gleichläufig. Die Verringerung von Z hat zur Folge, dass die Spule 4 lockerer gewickelt wird, der Istdurchmesser also schneller zunimmt und sich dem Solldurchmesser angleicht.
Wenn die Spule 4 zeitweise zu locker gewickelt wird, spielt sich natürlich der entgegengesetzte Vorgang ab, in dem der dann voreilende Blandenarm 70 einen grösseren Teil der Photozelle 69 abdeckt, der Erregerstrom vergrössert und die Bremskraft F erhöht wird, was zu einer Erhöhung von Z und R und somit zu einem festeren Wickeln führt.
Dadurch dass der Blendenarm 70 eine Schwenkbewegung, der Support 63 dagegen eine geradlinige Bewegung ausführt, entsteht ein gewisser Fehler, der jedoch durch Wahl genügend langer Arme 14 und 15 des Schwenksupportes 14-16 und eines genügend langen Blendenarmes 70 beliebig klein gemacht werden kann; ferner ist es möglich, die Form des Schlitzes 71 so zu wählen, dass der erwähnte Fehler auskompensiert wird.
Die Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 ist wegen der photoelektrischen Abtasteinrichtung 68-71 und des Verstärkers 72 ziemlich aufwendig. In Fig. 7 ist eine diesen Nachteil vermeidende Detailvariante dargestellt. Gemäss Fig. 7 ist auf einen mittels der Gewindespindel 61 herstellbaren Support 63a der Widerstand 87 eines Potentiometers 88 montiert, dessen beweglicher Abgriffkontakt 89 durch das untere Ende eines Kontaktarmes 70 vorgesehen ist. Der Widerstand 87 befindet sich im Stromkreis einer Stromquelle 90, z. B einer Gleichstromquelle, und die Magnetwicklung 73 der im übrigen nicht dargestellten Fadenbremse 74 ist einerseits an einen Pol der Stromquelle 90 und anderseits an den Kontaktarm 70a angeschlossen.
Es ist ersichtlich, dass wenn der Support 63a dem Kontaktarm 70 in Richtung des Pfeiles 86 voreilt, das Potentiometer 88 der Magnetwicklung 73 eine grössere Spannung zuführt, so dass der Erregerstrom wächst und die Bremskraft F verringert wird, genau so wie früher erläutert worden ist.
Die Vorrichtung nach Fig. 1-4, bei welcher der Abstand der Achse der Kreuzspule 4 von der Nutentrommel 2 direkt auf mechanischem Wege proportional oder nahezu proportional zur Umdrehungszahl der Kreuzspule vergrössert wird, dürfte im allgemeinen wegen ihrer Einfachheit und Betriebssicherheit der Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 bzw. Fig. 5 und 6 mit Detailvariante nach Fig. 7, vorzuziehen sein, bei welcher diese Vergrösserung indirekt durch Beeinflussung der Fadenbremse 74 erzielt wird.
Die in den Fig. 8 - 10 dargestellte Wickelvorrichtung stimmt mit der Wickelvorrichtung nach Fig. 1 - 4 darin überein, dass der Abstand der Kreuzspulenachse zwangsweise proportional zur Umdrehungszahl der Kreuzspule vergrössert wird, wobei aber ein ganz anderer Bewegungsübertragungsmechanismus vorgesehen ist. Übereinstimmende Teile sind in Fig. 8 mit den gleichen Überweisungszeichen versehen wie in Fig. 4, so dass sich eine diesbezügliche Beschreibung erübrigt.
Anstelle des als Schnecke ausgebildeten Fortsatzes 24 des die Spulenhülse 9 tragenden Zapfens 11 (siehe Fig. 3), weist dieser Zapfen jetzt einen mit Gewinde versehenen Fortsatz 24a auf (siehe Fig. 8-10), auf dem eine sechskantige Spiegeltrommel 91 aufgeschraubt und mittels einer Gegenmutter 92 gesichert ist. Die Trommel 91 weist sechs Längsnuten 93 auf, in denen kleine Spiegel 94 verschiebbar sind. In den Fig. 9 und 10 ist angenommen, dass drei Spiegel 94 si gleichen Mechanismus vorsehen, der gemäss Fig. 1 - 4 zwischen der Welle 30 und der Welle 37 vorhanden ist. Man kann gegebenenfalls zwischen der Spule 4 und der Spiegeltrommel 91 ein Reduktionsgetriebe vorsehen, um bei langsamen Impulszähler 105 die Divisionsvorrichtung 103 zu erübrigen, was aber wieder eine gewisse Reibungsrückwirkung auf die Spule bedingt.
Statt eine Trommel 91 mit verschiebbaren Spiegeln vorzusehen, kann man auch einen Satz von auswechselbaren Vielkanttrommeln verschiedener Kantenzahl vorsehen, deren Oberflächen selbst reflektierend sind. Man kann die Divisionsvorrichtung 103 auch so ausbilden, dass ihr Übersetzungsverhältnis veränderbar ist. Das photoelektrische Gerät 95 kann auch gestellfest angeordnet werden, statt auf dem Spulensupport 14-16, wenn man dafür sorgt, dass der Strahl 101 während der ganzen Schwenkbewegung des Spulensupportes 14-16 immer auf die Spiegeltrommel 91 fällt. Anstelle einer Spiegeltrommel kann man auch eine Blende vorsehen, die einen von der Lampe kommenden, parallel zur Spulenachse auf die Photozelle gerichteten Strahl bei jeder Umdrehung n-mal unterbricht, wobei n eine ganze Zahl bedeutet.
Bei den dargestellten Vorrichtungen muss man in Ermangelung weiterer Massnahmen den Wickelvor bang von Hand unterbrechen, wenn die vorgesehene Umdrehungszahl am Zähler 31 abgelesen wird. Dies ist natürlich nur bei Wickelvorrichtungen möglich, die zu Versuchszwecken verwendet werden. Im praktisehen Betrieb muss man den Wickelvorgang automatisch unterbrechen, z. B. den Faden 3 abschneiden oder die Welle 6 der Nutentrommel 2 von dem sie entreibenden Motor abkuppeln, wenn eine am Umdrehungszähler voreingestellte Umdrehungszahl erreich ist, was mit bekannten Mitteln ohne weiteres durchgeführt werden kann.
Es sei noch bemerkt, dass man die Wickelvorrichtung auch zum Wickeln von konischen Kreuzspulen bauen kann, wobei die Achse der Spule 4 also zur Achse der Nutentrommel 2 geneigt ist. In diesem Falle soll der Mittelwert des Abstandes der Kreuzspulenachse von der Oberfläche der Nutentrommel kurz als dieser Abstand selbst bezeichnet werden.
Obwohl bei den beschriebenen Beispielen der bewegliche Support 14 - 16 der Spule 4 in Spule 4 in üblicher und zweckmässiger Weise ein Schwenksupport ist, ist dies nicht unbedingt erforderlich indem der Spulensupport auch parallel zu sich selbst geführt sein könnte. Es ist ferner klar, dass wenn der Spulensupport 14-16, auf indirektem Wege einem proportional zur Umdrehungszahl der Spule 4 verstellten Gliede 63 oder 63a nachgeführt wird (Fig. 5 und 6, bzw. 7) sehr zahlreiche Möglichkeiten bestehen, um den Istwert des Spulendurchmessers festzustellen und die Fadenbremse zu beeinflussen, wobei man z. B. auch einen auf der Spule liegenden mechanischen Taster verwenden kann, der bei Abweichungen zwischen Ist- und Sollwert des Durchmessers Kontakte öffnet oder schliesst.
Zum Schluss sei noch kurz erläutert, wie man das Verfahren zum Wickeln von Kreuzspulen mit Präzisionswicklung durchführen kann, wobei die hierzu benützte Vorrichtung natürlich keine Antriebstrommel 2 aufweist. Man kann dann mittels eines auf der Spule 4 aufliegenden Tasthebels deren Ist Durchmesser abtasten und an diesem Tasthebel einen nach unten ragenden Blendenarm anbringen, der wie der Blendenarm 70 von Fig. 5 mit dem Support 63 zusammenarbeitet, der die Lampe 68 und die Photozelle 69 trägt. Der Photozellenstrom beeinflusst wieder die Fadenbremse 74, von welcher der Faden über einen bei Präzisionswicklungsvorrichtungen üblichen Fadenführer zur Spule 4 gelangt, welche nun nicht auf einem beweglichen Support, sondern ortsfest gelagert ist.
Die Form des Blendenschlitzes 71 wird nun so gewählt, wie es der gewünschten, beim Wicklungsvorgang genau einzuhaltenden Beziehung zwischen der Umdrehungszahl und dem Durchmesser der Spule entspricht, wobei natürlich auf Grund von Vorversuchen eine mit der Garnnummer und dem Spulenhülsendurchmesser kompatible Beziehung gewählt werden muss.
Method for winding bobbins of constant thread length and device for carrying out the method
If you want to produce bobbins of constant thread length on a conventional winding device, this is not possible. Even if you try to always maintain the same thread tension when winding the bobbins and to end the winding process after reaching the same bobbin diameter, there can be very large differences in the thread lengths on a winding. device or simultaneously on several winding devices of exactly the same type produced coils. These differences are often of the order of 10-20%. If the threads of two or more bobbins run together in a twisting machine, warping machine or the like, the latter must be switched off as soon as one of the bobbins is empty.
The thread remnants that are still on the other bobbins are so long that they cannot simply be thrown away; you have to tie such thread remnants together and rewind, which causes a large and very undesirable extra work. Attempts have therefore long been made to build a winding device which, with the same setting, always produces bobbins of constant thread length and thus also of the same thread weight. A really satisfactory solution has not yet become known.
The present invention is based on the experimentally found finding that in the case of cross pulleys with so-called wild winding, the diameter of the bobbin grows linearly with the number of bobbin wraps, if the thread tension is kept constant. The spool diameter does not increase more slowly than the number of spool revolutions. As is the case with so-called precision windings.
A cross-wound bobbin with a random winding is known to be obtained when the bobbin being wound is driven on its circumference by means of a grooved or slotted drum, the groove or slot serving to move the thread back and forth along the drum and thus also along the bobbin lead here. The number of strokes of the thread guide means is thus proportional to the number of revolutions of the drive drum, e.g. B. a back and forth movement on two revolutions of the drive drum, but not the number of revolutions of the reel itself, the angular speed of which decreases with increasing reel diameter.
On the other hand, a precision winding is obtained when the thread guiding means have a number of strokes which is proportional to the number of revolutions of the bobbin itself, this proportionality factor being chosen so that after a back and forth movement of these means, a shift by an entire thread diameter occurs. While the pitch of a turn remains unchanged during the entire winding process with precision winding, this pitch increases with increasing diameter in the case of a random winding. The large differences in the thread lengths mentioned above occur both in cross-wound bobbins with random winding and in those with precision winding.
The invention, which relates to a method for winding bobbins of constant thread length and a device for carrying out this method, can be applied to both random winding and precision winding.
The method according to the invention is characterized in that a movement proportional to the number of revolutions of the coil being wound is used in order to automatically compensate for deviations of the actual diameter of this coil from a target diameter given as a function of its number of revolutions.
If one wants to produce a cross-wound bobbin with random winding, a linear function between the nominal diameter of the bobbin in winding and the number of revolutions of the bobbin must be specified according to the above-mentioned, experimentally obtained knowledge. The linearity constant must therefore of course be compatible with the diameter of the bobbin tube and the fineness of the thread to be wound, which can easily be determined by preliminary tests. By forcing the thread to automatically wind up everywhere according to the intended diameter, instead of letting the diameter depend on random changes in the thread tension or other factors, it is possible to maintain the desired constancy of the thread length very precisely.
The device for carrying out the method according to the invention is characterized according to the invention by a counter which shows the number of revolutions of the coil engaged in winding or a number proportional to the same, and by means that continuously determine deviations of the actual diameter of the coil from that as a function of this number of revolutions @@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@@@@ @@@@@@@@@ @@@@@@@@@@@ compensate.
The embodiments of the winding device according to the invention described below with reference to the drawing are intended for winding cross-wound bobbins with random winding. These embodiments are characterized in that means are provided in order to derive a relative movement between the bobbin support and the drive drum from a shaft whose number of revolutions is in an adjustable ratio to that of the bobbin, so that the distance representing half the nominal diameter of the bobbin is Spulenaxe from the surface of the drive drum increases linearly with the number of revolutions of the spool, the linearity factor depending on the setting of the said ratio.
In the winding devices for cross-wound bobbins with random winding, the thread tension, which is decisive for the winding density, is not identical to the thread tension that is usually generated by a thread brake connected upstream of the drive drum. Experience shows that the softer or harder a coil is wound, the smaller or the greater the contact pressure between the coil and the drive drum; So you can change the hardness and thus also the diameter of the bobbin by changing the contact pressure without setting the thread brake. This experience is already used in the manufacture of particularly soft-wound coils that are to be colored, by reducing the contact pressure, e.g. B. by a spring acting on the coil support or a counterweight.
Taking advantage of this experience, to generate the above-mentioned relative movement between the bobbin support and the drive drum, an inevitable connection of the shaft mentioned with the bobbin support can be provided so that changes in the contact pressure of the bobbin on the drive drum during the winding process compensate for the deviations between the actual and the Should cause diameter.
The linearity factor can - as tests have shown - be changed within relatively wide limits with one and the same yarn count, so that with such a device one can wind not only bobbins of constant thread length, but also soft, medium-hard or hard bobbins at will, which is another very great asset.
In the drawing, exemplary embodiments according to the invention are shown schematically. It is:
Fig. 1 is a side view of a first winding device;
FIG. 2 shows a partial view in the direction of the arrows II vo: 1 FIG. 1;
2a shows a detailed variant of FIG. 2;
FIG. 3 shows a partial view of the arrows III - III from FIG. 1, with cutouts; FIG.
FIG. 4 shows a partial view in the direction of arrow IV of FIG. 1 with cutouts;
Fig. 5 is a side view of a second winding device;
6 shows a section according to line VI - VI of FIG. 5 with an electrical diagram and a section through a thread brake;
7 shows a detailed variant of FIGS. 5 and 6;
8 is a side view of a third winding device;
9 shows a cross section through a mirror drum belonging to the device according to FIG. 8, according to the line IX-IX of FIG. 10;
and
FIG. 10 shows a longitudinal section through this mirror drum according to line X - X of FIG. 9.
The winding device according to Fig. 1-4 has a frame 1, which is shown in Fig. 1 only by a dot-dashed block. The frame 1 can, for. B. be mounted on the bench of a number of the same winding devices comprehensive winding machine.
The device has a drive drum 2 which at the same time serves, in a known manner, to guide the thread 3 back and forth along the cross-wound bobbin 4 and is provided with a thread guide groove 5 for this purpose. From Fig. 2 the known course of the groove 5 on the drum 2 is shown, the drive shaft 6 of which is mounted in the bearings 7 fixed to the frame. A thread brake 8 is used to adjust the thread tension. The spool 4 is wound on a spool tube 9 (see FIG. 3), the ends of which sit on two offset pins 10 and 11, which are rotatable in bearings 12 and 13, preferably ball bearings. The bearings 12 and 13 are attached to the free ends of two parallel arms 14 and 15, which form a U-shaped support with a hinge piece 16 which is pivotably mounted on a hollow hinge axis 17.
The hinge axis 17 is in turn mounted in bearings 18 fixed to the frame. The arm 15 is rigidly connected to the hinge piece 16, while the arm 14 is hinged to the latter at 19. A tension spring 20 tries to pivot the arm 14 in the direction of arrow 21, whereby the pin 10 is pressed against the bobbin case 9 in the position shown. In order to remove the completely wound cross-wound bobbin 4 from the support 14-17 and insert a new bobbin tube 9 into it, the arm 14 must be pivoted against the tension of the spring 20.
The pin 11 has a small projection 22, which serves as a driver for the bobbin case 9, which is provided with a notch 23 corresponding to the projection 22, whereby a slip between the bobbin case 9 and the pin 11 is avoided. The latter also has an extension 24 in the form of a worm, which protrudes outward from the bearing 13. A worm wheel 25 meshes with the worm 24 and sits on a shaft 26 which is mounted in bearings 27 fixed to the support. The shaft 26 carries a bevel gear 28 firmly connected to it, which meshes with a bevel gear 29 which is seated on a shaft 30 which is mounted in the hollow hinge axis 17, preferably by means of ball bearings, not shown.
A revolution counter 31 fixed to the frame has an input shaft 32 with a bevel gear 33 which meshes with bevel gear 29. It can be seen that the revolutions of the cheese 4 over 9,
13, 24-29, 33, 32 are counted by the revolution counter 31, whereby of course the reduction effected by the worm gear 24, 25, e.g. B.
50: 1 is to be considered. The bevel gear 28, 29, 33 allows the pivoting of the pivotable bobbin support 14-16, which is necessary in view of the increasing diameter of the cheese 4.
With the coil support 14-17 a tooth sector 34 is firmly connected, which meshes with a worm 35 which sits on a shaft 37 mounted in bearings 36 fixed to the frame (see FIG. 4). The shaft 37 carries a bevel gear 38 which meshes with a bevel gear 39; The latter is seated on a shaft 41 which is mounted in a bearing 40 fixed to the frame and which carries a ratchet wheel 42 which works together with a pawl 43. The pawl 43 is pivotally mounted at 44 on a lever 45 which at its one
The end 46 is pivotably mounted on the shaft 41.
The lever points near its other end
45 has a longitudinal slot 47 (see FIG. 1) in which a pin 48 can be displaced and locked. On the pin 48 one end of a connecting rod 49 is articulated, the other end of which is on a bevel gear
29 attached crank pin 50 is articulated.
It can be seen that as the
Bevel gear 29 of the lever 45 is pivoted up and down via the connecting rod 49 in the direction of the double arrow 51. When the lever 45 is pivoted downward, the pawl 43 slides over the ratchet gear 42, while it advances by one tooth in the direction of arrow 52 when this gear 42 is pivoted upward. If the pin 48, which is located at the outer end of the slot 47 according to FIG. 1, is adjusted inwardly in the slot, the pivoting to and fro of the lever 45 is greater, so that the pawl per revolution of the bevel gear 29 drives the gear 42 advances two or three teeth. Of course, instead or in addition, the pin 50 on the bevel gear 29 can be made radially adjustable, i. H. change the length of the crank arm.
The device described works as follows: The grooved drum rotating in the direction of arrow 53 takes the bobbin 4 with it by friction, so that the thread 3 is drawn off and wound up via the thread brake 8 from a thread supply (not shown). The thread 3 is guided back and forth through the groove 5 of the grooved drum 2 along the bobbin 4, so that a so-called wild cross-wound bobbin is created. Fifty revolutions of the cheese 4 or the worm 13 cause one revolution of the bevel gear 29, or an upward and downward pivoting of the lever 45, or an advance of the gearwheel 42 by one tooth. The slow, step-by-step rotation of the gear 42 also rotates the worm 35, which in turn pivots the toothed sector 34 by one tooth pitch in the direction of the arrow 54 during a complete rotation of the shaft 37.
The support 14-16, which is firmly connected to the toothed sector 34, is then also pivoted by the angle corresponding to this tooth pitch, so that the bobbin tube 9 is inevitably moved upward by the grooved drum 2 by an amount proportional to its number of revolutions. As a result, the diameter of the cheese being wound 4 is inevitably made proportional to its number of revolutions; because the coil 4 is now just wound so tightly that it fills the space available to it between the coil sleeve 9 and the grooved drum 2.
The experimentally established fact that the coil is wound just as tightly as it corresponds to the nominal diameter of the coil determined by the movement of the support 14-17 can be explained as follows:
In order to pull the thread 3 through the thread brake 3, a tensile force must be exerted on the thread 3 which is equal to the braking force F supplied by the thread brake. This tensile force is made up of a coil tension Z, which is exerted by the coil 4, and a friction tension R, which is exerted by the grooved drum 2. Thus Z + R = F applies, the density being wound with the coil 4, not on the braking force F, but on the coil tension Z.
It is now assumed that at a certain point in time the coil tension is somewhat too large for some reason, so that the coil 4 is wound somewhat more tightly than the nominal increase set by setting the pin 48 (or / and the pin 50) Diameter per fifty revolutions of the coil 4 corresponds. As a result, the pivotable support 14-16 will tend to lift the bobbin 4 from the drum 2.
In fact, the spool 4 is not lifted from the drum 2, but the pressure with which it rests on it is reduced; this also reduces the friction with which the drum 2 drives the bobbin 4 and the small slip between bobbin 4 and drum 2, which is always present, is greater, ie. H. the spool 4 rotates more slowly. As a result, the tensile force 2 is somewhat smaller, the frictional force R, however, is somewhat greater than before, while F can be regarded as constant. Since Z has become smaller, the coil 4 is now wound more loosely, that is, as it corresponds to the set target increase in diameter.
Conversely, if Z is too small at a certain point in time, so that the reel diameter increases faster than it should, the pressure between reel 4 and drum 2 is greater, the slip is smaller, Z is greater and the reel 4 is wound more tightly again.
The increase in the distance of the ideal axis of the bobbin from the surface of the grooved drum 2, which is inevitably proportional to the number of revolutions of the bobbin 4, automatically compensates for fluctuations in the winding density or thread tension, so that the actual winding radius of the bobbin 4 is equal to the distance mentioned , and thus corresponds to the nominal radius.
With the usual winding devices for random winding of cross-wound bobbins, the pressure between the bobbin and the grooved drum depends only on the gradually increasing weight of the bobbin and the weight of the bobbin support, so that there is no automatic compensation for voltage fluctuations and therefore the bobbin diameter is not exactly proportional to the number of revolutions .
Of course, the automatic compensation only occurs within certain limits, in that the nominal increase in the bobbin diameter must be adapted to the freedom of the thread 3, and a reasonable braking force (thread tension) F must be set. Practical settings can easily be found by very simple preliminary tests. B. an exact setting of the braking force F is not important.
On such a winding device z. B. two sample bobbins wound with thread no. 60, one time with a braking force F of 11 g and the other time with a braking force F of 16 g. With the same setting of the lifting mechanism 48-50, i.e. the same gear ratio, the winding process was terminated in both cases after 60,000 spool revolutions. The two sample spools were then unwound together by letting both threads run together and winding them onto a third spool. When one sample spool was empty, there were only a few turns of thread on the other sample spool, which made up less than 0.25% of the total thread length. A knot and rewinding such a small amount of yarn residue, e.g. B. in twisting, is no longer worthwhile.
A similar experiment with very fine yarn Nm 130/1, with each of the two sample bobbins receiving 200,000 revolutions, again showed that the difference in thread lengths on the two bobbins was practically vanishingly small, also in the order of magnitude of only 0.2% .
It should be emphasized that these results do not depend in any way on the theory given above, which is only to be regarded as a plausible attempt to explain these results.
2a shows a drive drum 2a, which is also well known per se and which can be used instead of the grooved drum 2. The drum 2 a has a hollow jacket which is divided into two separate parts by an annular, self-contained slot 5 a, each of which is attached to the drive shaft 6. The thread 3 enters the drum at one point in the slot 5a and emerges therefrom at another point, immediately before the transition to the bobbin 4.
In order to achieve a wild winding, one can also use a drive drum without a thread guide groove or slot and a thread guide upstream of this drive drum, which guides the thread along the same and with a stroke rate proportional to the number of revolutions of this drive drum.
It is not absolutely necessary to provide a ratchet mechanism 42-50 in that the shaft 30 of the bevel gear 29 can also be kinematically connected to the shaft 37 via a gear reduction gear. The mechanism described allows, however, to achieve a large reduction in a simple manner with a low dead gear, whereby the transmission ratio can be changed within wide limits by offsetting a pin 48 (and / or the pin 50), as is the case for the winding of yarns different fineness is required. With the help of a two-pronged pawl, if desired, the gear wheel 42 can also be indexed by half tooth pitches so that this gear wheel can then be indexed by 1, 11/2, 2, 2, etc. tooth pitches per crank turn.
In order to achieve the desired result, it is also not absolutely necessary to use the automatic compensation described above, i. H. to mechanically increase the distance between the coil axis and the drum in proportion to the number of revolutions. Figures 5 and 6 show a winding device in which this is not the case.
Many parts of the apparatus of Figures 5 and 6 are the same as parts of the apparatus of Figures 1-4; they are provided with the same transfer reference and do not require any explanation. The shaft 30 of the bevel gear 29 is connected by a kinematic connection 59 to an adjustable reduction gear 60, the output shaft 61 of which is mounted on the frame and is designed as a threaded spindle.
On the threaded spindle 61 sits a nut 62, which forms the base of a U-shaped support 63, the legs 64 and 65 of which are guided on guides 66 and 67 fixed to the frame, parallel to the threaded spindle 61, which prevent the support 63 from rotating with the threaded spindle 61 .
The leg 64 carries a lamp 68 at its upper end, which is opposite a photocell 69 arranged on the upper end of the leg 65.
Located between the legs 64 and 65 is the lower end of an arm 70 which, instead of the toothed sector 34, is firmly connected to the coil support 14-16. The arm 7 has a longitudinal slot 71 and acts as a screen between the lamp 68 and the photocell 69. The photocell 69 is located in the input circuit of an amplifier 72, the output circuit of which feeds a magnet winding 73. The magnetic winding 73 belongs to a thread brake 74 through which the thread 3 is passed in front of the grooved drum 2.
The thread brake 74 has a rod 75 made of magnetically non-conductive material, e.g. B. brass, which is attached to the frame 1 at 76. A first brake disc 77 is fastened on the rod 75, while a second brake disc 78 can slide on the rod 76. Next to the brake disk 78 there is a magnetic core 79 which can also slide on the rod 75 and on which one end of a compression spring 80 is supported, the other end of which is supported on the bottom 81 of a pot 82 in which the magnetic winding 73 is located. The bottom 81 is in turn supported on a regulating nut 83, which sits on the threaded, free end 84 of the rod 75, which thus all other parts of the thread brake
74 wears.
In the position shown in FIG. 6, the left longitudinal edge 85 of the diaphragm slit 71 is located above the center of the photocell 70, so that one half of it is illuminated and the other half is not.
In this position, the photocell 70 allows a certain current to flow in the input circuit of the amplifier, to which a correspondingly increased current in the magnet winding 73 corresponds. While the
The compression spring 80 strives to press the magnetic core 79 onto the movable brake disc 78 and thus the latter against the fixed brake disc 77, so that a strong braking force is applied to the brake disc between them
Brake disks 77 and 78 located thread 3 is exercised, the magnet winding 73 pulls the magnet core 79 from the brake disk when it is excited
78 away. The greater the output current of the amplifier
72 is, therefore, the lower the amount on the thread
3 effective braking force F.
The device just described works as follows: The tension of the spring 80 is adjusted by means of the regulating nut 83 so that the braking force F, which is generated and which in turn must keep the coil train Z and the friction train R in balance, which in the illustrated position of the Photocell 69 is the correct size in relation to the slot edge 85. The braking force F has the correct magnitude when the bobbin train Z linked to it by the relationship Z + R = F results in such a tight winding that the diameter of the bobbin 4 increases proportionally with the number of revolutions of the bobbin, the one depending on the yarn number Proportionality factor is to be taken into account by setting the reduction gear 60 accordingly.
The position of the support 63, which carries the lamp 68 and the photocell 69, inevitably depends on the number of revolutions of the shaft 61, or the number of revolutions of the coil 4, thus corresponds to the nominal diameter of the coil 4. The position of the diaphragm arm 70 depends on it from the actual diameter of the bobbin 4, which, as in conventional devices, lies freely on the grooved drum 2, since the bobbin support 14-16 is now freely pivotable. As the diameter of the coil 4 increases, both the diaphragm arm 70 and the support 63 move to the right in FIG. 5 and are represented by the arrow 86. As long as the actual diameter remains the same as the target diameter, the lighting of the photocell 69 does not change, and thus neither does the braking force F.
If, for whatever reason, the actual diameter falls short of the nominal diameter, which means that the coil is wound too tightly, that is, Z is too large, the support 63 rushes ahead of the diaphragm arm 70. As a result, a larger part of the photocell 69 is now illuminated by the lamp 68 through the aperture 71, so that the photocell current and thus the excitation current of the magnet winding 73 increases. As the excitation current increases, the braking force F is reduced, which now results in a reduction in Z and R.
Z and R do not change in opposite directions as in the case of Fig. 1-4, but in the same direction. The result of the reduction in Z is that the coil 4 is wound more loosely, that is to say that the actual diameter increases more quickly and adapts to the nominal diameter.
If the coil 4 is wound too loosely at times, the opposite process naturally takes place, in which the then leading bland arm 70 covers a larger part of the photocell 69, the excitation current is increased and the braking force F is increased, which leads to an increase in Z and R and thus leads to a tighter winding
Because the diaphragm arm 70 performs a pivoting movement, while the support 63 performs a straight movement, a certain error arises which, however, can be made as small as desired by choosing sufficiently long arms 14 and 15 of the pivoting support 14-16 and a sufficiently long diaphragm arm 70; Furthermore, it is possible to choose the shape of the slot 71 so that the mentioned error is compensated.
The apparatus of FIGS. 5 and 6 is rather expensive because of the photoelectric scanning device 68-71 and the amplifier 72. In Fig. 7 a detailed variant avoiding this disadvantage is shown. According to FIG. 7, the resistor 87 of a potentiometer 88 is mounted on a support 63a that can be produced by means of the threaded spindle 61, the movable tap contact 89 of which is provided by the lower end of a contact arm 70. The resistor 87 is located in the circuit of a power source 90, e.g. B a direct current source, and the magnet winding 73 of the otherwise not shown thread brake 74 is connected on the one hand to one pole of the current source 90 and on the other hand to the contact arm 70a.
It can be seen that when the support 63a leads the contact arm 70 in the direction of the arrow 86, the potentiometer 88 supplies a greater voltage to the magnet winding 73, so that the excitation current increases and the braking force F is reduced, exactly as explained earlier.
The device according to Fig. 1-4, in which the distance between the axis of the cheese 4 from the grooved drum 2 is increased directly by mechanical means proportionally or almost proportionally to the number of revolutions of the cheese, should in general because of its simplicity and operational reliability of the device according to Fig. 5 and 6 or FIGS. 5 and 6 with the detailed variant according to FIG. 7, in which this enlargement is achieved indirectly by influencing the thread brake 74.
The winding device shown in FIGS. 8-10 corresponds to the winding device according to FIGS. 1-4 in that the distance between the cheese axis is increased proportionally to the number of revolutions of the cheese, but a completely different movement transmission mechanism is provided. Corresponding parts are provided with the same transfer symbols in FIG. 8 as in FIG. 4, so that a description in this regard is superfluous.
Instead of the extension 24, which is designed as a worm, of the pin 11 carrying the bobbin tube 9 (see FIG. 3), this pin now has a threaded extension 24a (see FIGS. 8-10) on which a hexagonal mirror drum 91 is screwed and by means of a lock nut 92 is secured. The drum 91 has six longitudinal grooves 93 in which small mirrors 94 can be displaced. It is assumed in FIGS. 9 and 10 that three mirrors 94 provide the same mechanism that is present between the shaft 30 and the shaft 37 according to FIGS. 1-4. If necessary, a reduction gear can be provided between the reel 4 and the mirror drum 91 in order to dispense with the dividing device 103 when the pulse counters 105 are slow, but this again causes a certain frictional reaction on the reel.
Instead of providing a drum 91 with slidable mirrors, a set of interchangeable polygonal drums with different numbers of edges can be provided, the surfaces of which are themselves reflective. The dividing device 103 can also be designed in such a way that its transmission ratio can be changed. The photoelectric device 95 can also be arranged fixed to the frame instead of on the coil support 14-16, if it is ensured that the beam 101 always falls on the mirror drum 91 during the entire pivoting movement of the coil support 14-16. Instead of a mirror drum, a diaphragm can be provided which interrupts a beam coming from the lamp and directed parallel to the coil axis onto the photocell n times during each revolution, where n is an integer.
In the case of the devices shown, in the absence of further measures, the Wickelvor bang must be interrupted by hand when the intended number of revolutions is read on the counter 31. Of course, this is only possible with winding devices that are used for experimental purposes. In practical operation you have to interrupt the winding process automatically, e.g. B. cut the thread 3 or uncouple the shaft 6 of the grooved drum 2 from the motor driving it when a preset number of revolutions on the revolution counter is reached, which can be easily carried out with known means.
It should also be noted that the winding device can also be built for winding conical cross-wound bobbins, the axis of the bobbin 4 thus being inclined to the axis of the grooved drum 2. In this case, the mean value of the distance between the cheese axis and the surface of the grooved drum should be referred to as this distance itself.
Although in the examples described the movable support 14-16 of the coil 4 in the coil 4 is a swivel support in the usual and expedient manner, this is not absolutely necessary in that the coil support could also be guided parallel to itself. It is also clear that if the coil support 14-16 is indirectly tracked to a member 63 or 63a adjusted proportionally to the number of revolutions of the coil 4 (Fig. 5 and 6, or 7), there are very numerous possibilities for the actual value of the Determine the bobbin diameter and influence the thread brake, where one z. B. can also use a mechanical button located on the coil, which opens or closes contacts in the event of deviations between the actual and setpoint of the diameter.
Finally, it should be briefly explained how the method for winding cross-wound bobbins can be carried out with precision winding, the device used for this of course not having a drive drum 2. The actual diameter can then be scanned by means of a feeler lever resting on the coil 4 and a downwardly protruding diaphragm arm can be attached to this tactile lever, which, like the diaphragm arm 70 of FIG . The photocell current again influences the thread brake 74, from which the thread arrives via a thread guide common in precision winding devices to the bobbin 4, which is now not mounted on a movable support but in a fixed position.
The shape of the diaphragm slot 71 is now selected in such a way that it corresponds to the desired relationship between the number of revolutions and the diameter of the bobbin, which must be precisely maintained during the winding process, whereby a relationship compatible with the yarn number and the bobbin tube diameter must of course be selected on the basis of preliminary tests.