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Vorrichtung zum Wickeln von durch Walzen angetriebenen Kreuzspulen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wikkeln von durch Walzen angetriebenen
Kreuzspulen, bei welcher die Nutentrommel für den Querhub antriebsmäßig sowohl mit
der Spulspindel als auch mit der Antriebswalze gekuppelt ist. Unter »Kreuzspulen«
werden im folgenden sowohl Spulen verstanden, deren Außenfläche zylindrisch oder
konisch ist, als auch solche mit kegelförmigen Enden.
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Ein Nachteil der meisten bekannten Wickel- oder Aufspulvorrichtungen
dieser Art besteht darin, daß ein konstantes Verhältnis zwischen der Drehzahl der
Nutentrommel für den Querhub und derjenigen der Antriebswalze besteht. Wenn daher
der Durchmesser der Spule während des Aufwickelns zunimmt, nimmt die Drehzahl im
Verhältnis zu derjenigen der Antriebswalze und infolgedessen auch im Verhältnis
zu derjenigen der Nutentrommel stetig ab. Die Folge davon ist, daß die Aufwickeldichte
des Garnes in der Querrichtung nicht konstant ist, so daß die Spulen oder Wickel
sogenannte »Spiegel« zeigen und das Garn an einzelnen Stellen angehäuft wird. Die
theoretischen Voraussetzungen für die Bildung dieser sogenannten Spiegel und für
die örtliche Anhäufung des Garnes sind seit längerer Zeit bekannt, und es wurde
versucht, diese Erscheinungen dadurch zu verhüten, daß die Nutentrommel für den
Querhub von der die Spule tragenden Spindel und nicht von der Antriebswalze angetrieben
wurde. Auch diese Anordnung hat jedoch ihre Nachteile, weil die Arbeitsleistung,
die erforderlich ist, um die Nutentrommel richtig anzutreiben, ebenfalls von der
Reibungskraft zwischen der Spule und der Antriebswalze aufgebracht werden muß. Infolgedessen
wird die Reibungskraft manchmal so groß, daß sie zu einem Schlupf, zu einer unzulässig
hohen und ungleichmäßigen Garnspannung usw. führt.
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Man hat versucht, diesen Nachteil dadurch zu verringern, daß ein
Teil der Antriebskraft unmittelbar von der Antriebswalze aufgebracht wird. Bei einer
bekannten Vorrichtung dieser Art ist die Nutentrommel formschlüssig über Zahnräder
mit der Spulspindel gekuppelt, sitzt aber reibungsschlüssig auf einer Antriebswelle,
die über ein Räderwerk die Antriebswalze der Spule antreibt. Die Nutentrommel soll
durch die Reibung zwischen ihrer Welle und ihrer Bohrung mitgenommen werden. Diese
Reibung ist aber recht gering und nimmt bei längerem Gebrauch stark ab, so daß der
Antrieb wenig wirksam ist.
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Macht sich aber die Reibungskraft tatsächlich bemerkbar, so ist sie
stark von der Relativgeschwindigkeit zwischen der Nutentrommel und der Antriebswelle
abhängig. Infolgedessen zeigt die von der Spul-
spindel auf die Nutentrommel zu übertragende
Kraft erhebliche Höchstwerte, wodurch der Fadenwickel an bestimmten Stellen ungünstig
hoch belastet wird.
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Um eine zuverlässigere Kraftübertragung von der Antriebswelle auf
die Nutentrommel zu erzielen, hat man zwischen Antriebswelle und Nutentrommel ein
Flüssigkeitsgetriebe eingeschaltet. Auch bei dieser bekannten Anordnung ist aber
die Nutentrommel formschlüssig über Zahnräder mit der Spulspindel gekuppelt und
wird von dieser mittelbar angetrieben. Die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsgetriebe
wird mit konstanter Geschwindigkeit umgewälzt, so daß auf die mit abnehmender Geschwindigkeit
umlaufende Nutentrommel keine konstante Kraft übertragen werden kann. Auch hier
ist also die von der Spulspindel auf die Nutentrommel auszuübende Kraft nicht konstant
und weist erhebliche Höchstwerte auf, wodurch der Fadenwickel von der Antriebswalze
her ungünstig hoch belastet werden muß.
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Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung zum Wickeln von
durch Walzen angetriebenen Kreuzspulen, bei welcher die Nutentrommel für den Querhub
antriebsmäßig sowohl mit der Spulspindel als auch mit der Antriebswalze gekuppelt
ist, eine völlig gleichmäßige Belastung der Spule zu erzielen bzw. die Nutentrommel
allein von der Antriebswalze aus anzutreiben, wobei jedoch dafür gesorgt sein muß,
daß
die Drehzahl der Nutentrommel stets im gleichen Verhältnis zur Drehzahl der Spulspindel
steht.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung dieser Art ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Nutentrommel mittels eines Riemens von einer Scheibe angetrieben ist, die
auf der die Spule tragenden Spindel sitzt und in der Nähe ihrer Schnittpunkte mit
der Fortsetzung der Berührungslinie der Antriebswalze mit der auf dieser ruhenden
Spule von der Antriebswalze durch Stirnflächenreibung angetrieben ist.
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Die Antriebskraft für die Nutentrommel wird also allein von der Antriebswalze
aufgebracht, und die Spulspindel besorgt nur die Steuerung des tXbersetzungsverhältnisses.
Infolgedessen ist nur eine vernachlässigbare Kraftübertragung von der Spulspindel
her notwendig. Der Fadenwickel wird infolgedessen äußerst schonend behandelt.
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Unter dem Begriff »Riemen« wird im folgenden auch ein Zahnriemen,
ein Seil oder eine Kette verstanden. Der Antrieb der auf der die Spule tragenden
Spindel sitzenden Scheibe von der Antriebswalze kann gemäß der Erfindung z. B. dadurch
erfolgen, daß die auf der die Spule tragenden Spindel sitzende Scheibe an eine Kante
der Antriebswalze gepreßt gehalten wird, während sie sich in einer Stellung befindet,
die nur geringfügig von der koaxialen Lage zu der die Spule tragenden Spindel abweicht.
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Auf diese Weise wird die Scheibe im gleichen Abstand von der Mittelachse
und mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie die Kreuzspule angetrieben.
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Infolgedessen ist die Drehzahl der Scheibe derjenigen der Spule gleich,
und demgemäß wird die Bewegung der Spule genau reproduziert.
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Es bestehen keine Bedenken, die Scheibe so fest an die Kante der
Walze anzupressen, daß eine hinlänglich große Reibungskraft zwischen diesen Organen
auftritt. Die Abweichung der Scheibe aus der koaxialen Lage zu der die Spule tragenden
Spindel beträgt nur wenige Grade. Eine solche Lage kann durch Anordnung eines elastischen
Gliedes in der Lagerung der Scheibe ermöglicht werden.
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Die die Scheibe an die Walze anpressende Kraft kann z. B. durch auf
die Welle der Walze und die die Spule tragende Welle in entgegengesetzter Richtung
drückende Federn aufgebracht werden. Es ist auch möglich, die Scheibe und die Walze
magnetisch aneinanderzupressen.
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Eine sehr einfache Konstruktion wird erhalten, wenn gemäß der Erfindung
die Scheibe auf der die Spule tragenden Spindel mit Hilfe eines Pendellagers gelagert
ist und gegen die Antriebswalze durch ein neben dem Lager angeordnetes Gewicht gepreßt
wird.
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Durch ortsfeste Anbringung des Gewichtes an der Scheibe kann diese
gleichmäßig belastet werden. Es wird jedoch eine Ausführungsform vorgezogen, bei
welcher die Belastung sich selbst so einstellen kann, daß zwischen der Drehzahl
der die Spule tragenden Spindel und derjenigen der Scheibe keine Unterschiede eintreten.
Diese Wirkung kann dadurch erzielt werden, daß das Gewicht in einer an der Scheibe
befestigten Hohlnabe untergebracht ist, sich nur in der Längsrichtung verschieben
kann und eine Gewindebohrung besitzt, in welcher sich das mit einem Schraubengewinde
versehene Ende der die Spule tragenden Spindel drehen kann. Zwischen dem Gewindeende
und der Schraubenbohrung kann in der Querrichtung ein solches Spiel vorgesehen werden,
daß eine gewisse Winkelverschwenkung der Scheibe er-
möglicht ist. Es ist jedoch
auch möglich, das mit Gewinde versehene Ende an die die Spule tragende Spindel mit
Hilfe eines Universalgelenkes anzuschließen.
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Bei einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist die Scheibe auf der die Spule tragenden Spindel koaxial angebracht und direkt
durch die Kante der Antriebswalze angetrieben.
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Diese Ausführungsform besteht gemäß der Erfindung darin, daß auf der
Welle der Antriebswalze eine Scheibe schwenkbar und unverdrehbar gelagert ist, deren
Durchmesser etwa demjenigen der Antriebswalze entspricht und die in verschwenkter
Stellung mit ihrem Rand gegen die.auf der die Spule tragenden Spindel sitzende Scheibe
drückt, und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, um das tXbersetzungsverhältnis
zwischen der Antriebsscheibe und der getriebenen Scheibe in Abhängigkeit von der
Geschwindigkeits- bzw. Drehzahldifferenz zwischen der getriebenen Scheibe und der
die Spule tragenden Spindel zu verändern.
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Es gibt verschiedene bekannte Vorrichtungen, um diese Veränderung
des Übersetzungsverhältnisses herbeizuführen. So kann z. B. die getriebene Scheibe
auf der die Spule tragenden Spindel mittels eines Schraubengewindes drehbar und
axial verschiebbar gelagert sein. Auf diese Weise kann eine Drehzahldifferenz zwischen
der getriebenen und der Antriebsscheibe eine Axialverschiebung dieser Scheibe bewirken,
die ihrerseits den Neigungswinkel der Antriebsscheibe beeinflußt. Wenn die Neigung
der Antriebsscheibe größer wird, ist der Berührungspunkt mit der angetriebenen Scheibe
auf der die Spule tragenden Spindel weiter von deren Mittelpunkt entfernt, wodurch
sie mit einer niedrigeren Drehzahl in Umdrehung versetzt wird.
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Eine weitere Lösung besteht darin, daß ein an sich bekanntes Planetenradgetriebe
zwischen der angetriebenen Scheibe und der Antriebsscheibe angeordnet ist.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand beispielsweiser
Ausführungsformen schematisch veranschaulicht. In diesen zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht
der Vorrichtung in Richtung der Pfeile I-I der F i g. 2, F i g. 2 eine Stirnansicht
in Richtung der Pfeile II-II der Fig. 1, F i g. 3 eine Teilansicht in größerem Maßstab,
teilweise geschnitten, Fig. 4 eine ähnliche Darstellung einer Ausführungsvariante,
F i g. 5 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, teilweise geschnitten, und Fig. 6 ist eine ähnliche Ansicht einer weiteren
Ausführungsvariante.
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In F i g. 1 ist die Antriebswalze mit t bezeichnet, die mit ihrer
Welle 2 im Sinne des Pfeiles rotiert. Auf dieser Walze ruht eine Spule 3 und wird
von dieser angetrieben, wobei sich die Spindel 4 in dem Maße nach oben bewegt, wie
der Umfang der Spule zunimmt.
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Der aufzuwickelnde (nicht dargestellte) Faden wird durch einen hin-
und hergehenden Fadenführer, der sich in an sich bekannter Weise in einer Nutentrommel
5 bewegt, zu einer Querbewegung veranlaßt. Die Welle 6 dieser Trommel ist in ortsfesten
Lagern 7 gelagert und trägt einen Schwenkarm 8, in welchem die
die
Spule tragende Spindel 4 drehbar gelagert ist. Die Anordnung der Organe 1, 3, 4,
5, 6 und 8 ist auch aus F i g. 2 zu ersehen.
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Wie F i g. 1 zeigt, legt sich eine Scheibe 9, die frei drehbar und
einstellbar auf der die Spule tragenden Spindel 4 sitzt, mit einer Seitenfläche
an die Stirnkante der Walze 1 an. An der Scheibe 9 ist eine Hohlnabe 10 angebracht,
die einen Zahnkranz 11 trägt, in den die Zähne des Zahnriemens 12 eingreifen. Dieser
treibt eine Riemenscheibe 13, die auf der Welle 6 sitzt, so daß über die Scheibe
9 und den Riemen 12 die Antriebswalze 1 gleichzeitig auch den Mechanismus für die
Querbewegung des Fadenführers antreibt.
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Am Ende der Hohlnabe 10 springt ein Zapfen 14 vor, der, wie F i g.
1 erkennen läßt, in eine Führungsnut 15 eingreift. Infolgedessen kann sich die Scheibe
9 aus ihrer koaxialen Lage an der Spindel 4 nur in einer Richtung verschwenken.
Wenn die Führungsnut 15 mit dem Schwenkarm 8 verbunden ist, kann sie gerade sein.
Es ist jedoch auch möglich, daß die Führungsnut mit dem Maschinengestell verbunden
ist, in welchem Fall sie eine entsprechend gekrümmte Form haben muß.
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Wie F i g. 3 zeigt, besitzt die Spindel 4 ein mit Gewinde versehenes
Ende 19 mit einem groben und stark abgerundeten Gewinde. Ein Pendellager 16 gestattet
alle beliebigen Bewegungen der Hohlnabe 10 auf der Spindel 4. An der Innenwandung
der Hohlnabe 10 ist eine Rippe 17 angebracht, die in eine entsprechende Längsnut
des Gewichtes 18 eingreift, weshalb sich dieses innerhalb der Hohlnabe nur in deren
Längsrichtung verschieben kann. Das Gewicht trägt eine Gewindebohrung 20, in die
das Schraubengewinde 19 mit Spiel hineinpaßt. Dieses Spiel ermöglicht die erforderliche
Verschwenkung der Scheibe 9 aus der koaxialen Stellung, ohne daß der Kontakt zwischen
der Gewindebohrung 20 und dem Schraubengewinde 19 verlorengeht.
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Wenn aus irgendeinem Grund die Drehzahl der Spindel 4 von derjenigen
der Scheibe 9 abweicht, verschiebt sich das Gewicht 18 auf dem Schraubengewinde
19, so daß sich das Moment, welches die Scheibe 9 gegen die Kante der Antriebswalze
1 drückt, ändert. Wenn das Moment zunimmt, paßt sich die Scheibe besser der Geschwindigkeit
(Drehzahl) der Antriebswalze an.
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Differenzen zwischen der Drehzahl der Scheibe 9 und derjenigen der
Spindel 4 können durch einen Schlupf zwischen der Spule 3 und der Walze 1 oder zwischen
der Walze 1 und der Scheibe 9 verursacht werden.
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Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2 wird der Lauf des
Riemens 12 weder durch die aus ihrer koaxialen Lage verschwenkte Scheibe 9 beeinflußt,
noch bewirkt eine Schwenkbewegung der wachsenden Spule, daß der Riemen weniger glatt
läuft.
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Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsvariante besitzt das Wellenende
19 ein feineres Gewinde, das knapper in das Gewicht 18 paßt, so daß ein geringeres
Spiel vorhanden ist. Damit sich die Scheibe 9 trotzdem verschwenken kann, ist das
Schraubengewinde 19 mit der Spindel 4 durch ein Universalgelenk 21 verbunden. Der
Punkt, um den sich dieses Gelenk verschwenkt, fällt mit dem Mittelpunkt der sphärischen
Innenfläche des Außenringes des Pendellagers 16 zusammen.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig.5 ist eine Scheibe 22 auf der Antriebswelle
2 mit einem Uni-
versalgelenk 23 drehfest gelagert. Infolge der Gewichtsverteilung
im Gelenk 23 besitzt die Scheibe 22 die Neigung, sich zu verschwenken, so daß sie
sich an die Scheibe 24 anlegt. Wenn die Scheibe 22 rotiert, bewirkt die Reibung,
daß die Scheibe 24 mitgenommen wird, auf deren Nabe ein Zahnkranz 25 angebracht
ist, welcher den Zahnriemen 12 mitnimmt. Die Scheibe 24 ist auf einer Büchse 26
drehbar gelagert, welche sich ihrerseits auf der Spindel 4 drehen kann.
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Vier Kegelradzahnkränze 27, 28, 29 und 30 sind an der Scheibe 24,
der Spindel 4 und an einem Zwischenrad angebracht, das auf dieser Spindel lose drehbar
gelagert ist. Die Zahnkränze 27 und 29 sind durch ein Planetenrad 32 gekuppelt,
dessen Welle an der exzentrischen Büchse 26 befestigt ist. Auf gleiche Weise sind
die Zahnkränze 28 und 30 durch ein Planetenrad 31 gekuppelt, welches am Maschinengestell
ortsfest gelagert ist.
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Es ist klar, daß die Welle des Planetenrades 32 - und infolgedessen
auch die Büchse 26 - in Ruhe bleiben, wenn die Scheibe 24 mit der Spindel 4 synchron
läuft. In diesem Fall sind die Geschwindigkeitsvektoren der Berührungspunkte der
Kegelräder27 und 29 mit dem Planetenrad entgegengesetzt symmetrisch in bezug auf
die Achse dieses Rades. Wenn dagegen eine Geschwindigkeitsdifferenz (Drehzahldifferenz)
zwischen der Scheibe 24 und der Spindel 4 auftritt, wird sich die Büchse 26 mit
einer Geschwindigkeit drehen, die halb so groß ist wie die Geschwindigkeitsdifferenz
zwischen der Scheibe 24 und der Spindel 4. Die Richtung dieser Geschwindigkeit ist
gleich oder entgegengesetzt zur Umdrehungsrichtung der Scheibe 24, in Abhängigkeit
davon, ob die Geschwindigkeit dieser Scheibe größer oder kleiner ist als diejenige
der Spindel 4. Wenn sich die Büchse 26 so dreht, daß der Abstand zwischen der Scheibe
24 und der Antriebswelle 2 größer wird, wird die Drehzahl der Scheibe 24 verringert.
Zwei (nicht dargestellte) Anschläge verhindern, daß die Büchse 26 mehr als eine
halbe Umdrehung vollführt.
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Bei der etwas abgeänderten Vorrichtung, von der die Fig. 6 die unterschiedlichen
Teile zeigt, ist die Scheibe 24 auf der Spindel 4 mittels eines Schraubengewindes
33 drehbar gelagert. Auch die Antriebsscheibe 22 ist mit Hilfe eines Universalgelenkes
gegen die Welle 2 verschwenkbar.
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Wenn die Scheibe 24 hinter der Spindel 4 zurückbleibt, verschiebt
sie sich auf dem Schraubengewinde 33 in Richtung der Spule 3. Die Scheibe 22 wird
dann zurückgeschwenkt, und die Kontaktstelle mit der Scheibe 24 rückt gegen deren
Mittelpunkt, so daß die Scheibe 24 mit größerer Geschwindigkeit umläuft und die
Spindel 4 wieder einholt.