Vorrichtung zum gemeinsamen Aufwickeln mehrerer Fäden
Die Erfindung bezieht sich auf eine weitere Ausbildung der Vorrichtung nach dem Patentanspruch II des Hauptpatentes, zum gemeinsamen Aufwickeln von mindestens zwei von wenigstens einer Lieferstelle abgezogenen Fäden auf eine Aufwickelspule, wobei der der Aufwickelspule zugeführten, aus Einzelfäden bestehenden Fadensträhne unmittelbar vor Auflaufen auf die Aufwickelspule ein periodisch seine Richtung wechselnder falscher Drall erteilt wird.
Der Zweck eines solchen Aufwickelns besteht darin, die Fäden mit möglichst gleicher Länge und Vorspannung auf die Aufwickelspule gelangen zu lassen, so dass sie sich beim späteren Abwickeln von der Spule störungsfrei in der Form einer fortlaufenden Strähne endloser und parallel nebeneinanderliegender, gleichmässig vorgespannter Einzelfäden wieder abziehen und der weiteren Verarbeitung zuführen lassen.
In Weiterentwicklung der im Patentanspruch II des Hauptpatentes umschriebenen Vorrichtung ist erfindungsgemäss als Wechseldrallgeber ein Umkehrmotor, beispielsweise ein Einphasen-Kondensator Motor nach dem Ferraris-Prinzip (Ferraris-Motor) vorgesehen, der mit einer axial durchbohrten Welle sowie Einrichtungen zur Mitnahme der durch die Welle hindurchgeführten Einzelfäden bei der Drehbewegung ausgestattet ist, und dem eine elektrische oder elektromechanische Steuereinrichtung zugeordnet ist, welche den periodischen Drehrichtungswechsel steuert. Auf diese Weise lassen sich erhöhte Drallwechselfolgen bei entsprechend erhöhter Drallgeschwindigkeit und somit gegebenenfalls auch erhöhbare Durchsatzgeschwindigkeiten erzielen.
An sich sind bereits Drehköpfe bekannt, die die durchbohrte Welle eines Wechselstrommotors zum vorübergehenden Hochdrehen eines durchlaufenden Garnes benutzen. Von diesen bekannten Falschzwirnvorrichtungen unterscheidet sich die vorgeschlagene Anordnung aber vor allem dadurch, dass der Motor dort ständig in der gleichen Drehrichtung umläuft, während er hier periodisch seine Drehrichtung wechselt. Ein weiterer wesentlicher Unterschied besteht darin, dass bei den bekannten Falschzwirnvorrichtungen die Motorwelle quer zu ihrer Achsrichtung feststehend angeordnet ist, während sie hier gleich- zeitig als hin und her gehender Fadenführer verwendet wird.
Der periodische Wechsel der Drehrichtung des Umkehrmotors kann z. B. mittels einer üblichen elektrischen bzw. elektronischen oder elektromechanischen Regeleinrichtung gesteuert werden, so beispielsweise mittels eines Zeitrelais, das jeweils nach Ablauf einer bestimmten Zeitspanne selbsttätig den Motor umpolt. Bei derartigen Reglern muss man aber mit einem Nachlaufen des Motors in einer der Drehrichtungen von unkontrollierbarer, mehr oder weniger langer Dauer rechnen, so dass die Summierung von solchen Unterschieden dazu führt, dass dem Wechseldrall ein einseitiger Drall überlagert wird, dem ein gleichgrosser und ständig weiter wachsender Drall vor dem Drallgeber entspricht, der die Fäden unnötig verdreht und gegebenenfalls zu Bruch gehen lässt.
Um einen möglichst gleichmässigen Wechsel der Drehrichtung zu gewährleisten, kann bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Steuerstrecke bzw. die Anzahl der Drehungen nach der einen sowie nach der andern Seite durch zusätzliche mechanische Anschlagmittel begrenzt werden. Zu diesem Zweck können Anschläge vorgesehen sein, die, beispielsweise als Endschalter ausgebildet, den Motor umpolen und gleichzeitig die Motordrehbewegung mechanisch stoppen. Die Anordnung derartiger, insbesondere mechanischer, Anschläge macht es erforderlich, den Umkehrmotor bzw. den umlaufenden Teil desselben möglichst masselos auszubilden, damit die Kräfte beim oder zum Umsteuern der Drehrichtung gering bleiben. Dies wird in besonders hohem Mass zweckmässigerweise durch die Verwendung eines Ferraris-Motors erreicht, dessen glockenförmiger Aluminium-Läufer nahezu masselos ist.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigt:
Fig. 1 einen als Ferraris-Motor ausgebildeten Wechseldrallgeber und
Fig. 2 das elektrische Schaltschema für den Wechseldrallgeber nach Fig. 1.
Nach Fig. 1 besteht der Wechseldrallgeber aus einem Ferraris-Motor, bei welchem im Luftspalt zwischen dem feststehenden Innenkern 1 und dem äussern Blechpaket 2 mit der Wicklung 3 der glockenförmige Läufer 4 angeordnet ist, dessen Drehmoment auf die Welle 5 wirkt. Der Läufer 4 ist als dünnwandige Leichtmetallglocke ausgebildet und z. B. aus Aluminium hergestellt und weist eine dementsprechend geringe Masse auf. Der Motor ist für Wechselstromspeisung, beispielsweise von normaler Netzfrequenz, bestimmt. Auf diese Weise lässt sich die Drehrichtungsumkehr jeweils in Bruchteilen von Sekunden erreichen. Die Motorwelle 5 ist in ihrer ganzen Länge mit einer axialen Bohrung versehen und trägt an einem Ende eine Einrichtung 6 zur Mitnahme der durch die Welle hindurchgeführten Einzelfäden bei der Drehbewegung.
Da der Motor bzw. seine durchbohrte Welle sich entsprechend der Verlegebewegung der Fäden vor der Spule hin und her bewegen, dienen sie gleichzeitig als hin und her gehender Fadenführer.
Um die Regelstrecke bzw. die Anzahl der Drehungen nach der einen und nach der andern Seite hin durch feste Anschläge genau zu begrenzen, ist im dargestellten Beispiel auf der Motorwelle ein Steuerkörper 7 mit schraubenförmiger Führungsnut angeordnet, in welcher die Anschläge 8 und 9 als feste Endbegrenzung der Drehbewegung sowohl in der einen als auch in der umgekehrten Richtung vorgesehen sind. In der Führungsnut läuft ein Anschlag, welcher als Scheibe 10 ausgebildet ist, die an der Hülse 11 sitzt und mit dieser auf der Stange 12 verschiebbar ist. Diese Stange 12 ist mit ihren beiden Enden in einem Träger 13 befestigt.
Die Fig. 2 zeigt das elektrische Schaltschema für den Wechseldrallgeber. Der Netztransformator 21 ist über einen Hauptschalter 22 und die Sicherungen 23 und 23' an ein Versorgungsnetz angeschlossen.
Drei Sekundärwicklungen 25, 26 und 27 des Transformators 21 führen zu getrennter Stromversorgung, und zwar sind die Heizungen von Thyratrons 28 und 29 in nicht näher gezeichneter Weise an die Wicklung 25 angeschlossen, während der Betriebsstrom des Ferraris-Motors 30 der Wicklung 26 und die Anodenspannung für die beiden Thyratrons 28 und 29 der Wicklung 27 entnommen werden. Ein Relais 31 betätigt periodisch die Umschaltung des als Einphasen-Kondensatormotor nach dem Ferraris Prinzip ausgebildeten Motors 30 für die entgegengesetzte Dreh richtung.
Da die Schaltzeiten der beiden Thyratrons 28 und 29 nicht genau gleich sind, ist ausser den Abgleichwiderständen 32 und 33 noch eine mechanische Verriegelung des Motors erforderlich bzw. zu empfehlen. Diese besteht, wie in Fig. 1 dargestellt ist, aus den Teilen 8, 9 und 10.
Der Schalter 37 ist beim Anheizen der Röhren sowie bei kurzen Betriebspausen geöffnet. Die Zeitgeberschaltung besteht aus den beiden Thyratrons mit Kondensatoren und Widerständen in an sich bekannter Anordnung.
Der Primärstrom fliesst vom Versorgungsnetz über den Hauptschalter 22 und die Sicherung 23 zur Primärwicklung 24 des Netztransformators 21, von hier über die Sicherung 23' und den Hauptschalter 22 zum Versorgungsnetz zurück.
Bei eingeschaltetem Schalter 37, der auch automatisch betätigt werden kann, um ein ungewolltes Schalten während der Anheizzeit zu verhindern, fliesst der Strom von der Sekundärwicklung 26 über den Schalter 37 und den Umschaltkontakt 38 des Relais 31 zum Ferraris-Motor 30, und zwar einmal direkt, zum andernmal über den Kondensator 39, welcher eine elektrische Voreilung um 900 bewirkt.
Vom Motor fliesst die geometrische Summe beider Ströme über den Schalter 37 zur Sekundärwicklung 26 des Transformators 21 zurück. Durch Betätigung des Relais 31 wird die Drehrichtung des Motors 30 geändert, indem der Umschaltekontakt 38 des Relais 31 die beiden Wicklungen vertauscht.
Von der Sekundärwicklung 27 des Transformators 21 wird der Strom über eine Gleichrichteranordnung 40 in Brückenschaltung zur Siebkette 41, 42, 43 geleitet. Die geglättete Gleichspannung steht der elektronischen Anordnung am Kondensator 43 zur Verfügung.
Diese Schaltung liefert periodisch aufeinanderfolgende Zeiten, in welcher sich der Motor abwechselnd einmal rechts- und einmal linksherum dreht.
Die Zeiten können mit Hilfe der Drehwiderstände 32 und 33 verändert werden. Dabei kommt es darauf an, dass die Anzahl der Links- und Rechtsdrehungen jeweils über eine sehr grosse Anzahl von Perioden genau gleich lang ist. Die Impulszeiten werden deshalb ein wenig abweichend, und zwar grösser, von den tatsächlichen Laufzeiten des Motors gewählt. Die absolute Gleichmässigkeit der jeweiligen Laufzeiten des Motors nach links und rechts wird durch entsprechende, insbesondere mechanische Verriegelung erzielt.
Beim Einschalten wird ein positiver Impuls über den Kondensator 44 auf das Gitter des Thyratrons 29 übertragen. Dieser Impuls bewirkt, dass die Röhre gezündet wird. Die Anode und das Gitter des Thyratrons 29 nehmen nun das Potential der Bogenspannung an, so dass die Kondensatoren 45 und 46 Gelegenheit haben, sich über den Widerstand 47 mit einer Spannung nahe der Betriebsspannung aufzuladen. Wenn jetzt die Röhre 28 zündet, erniedrigt sich das Potential ihrer Anode auf den Wert der Bogenspannung, so dass der Kondensator 45, bevor er umgeladen ist, das Potential der Anode vom Thyratron 29 für einen Augenblick unter die Bogenspannung drückt. Dadurch wird das Thyratron 29 gelöscht, weil die Ladung vom Kondensator 46 dem Steuergitter eine negative Spannung erteilt.
Erst nach- dem der Kondensator 46 sich über den Widerstand 47 und 33 entladen hat, kann das Thyratron 29 wieder zünden. Inzwischen haben sich jedoch die Kondensatoren 48 und 45 mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen, so dass nach Zündung des Thyratrons 29 in entsprechender Weise das Thyratron 28 gelöscht wird und in diesem Zustand verbleibt, bis der Kondensator 48 sich über die Widerstände 32 und 49 entladen hat. Beim Zünden des Thyratrons 28 wird das Relais 31 betätigt und schaltet den Motor bis zum Löschvorgang in eine andere Drehrichtung um.