Spulmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine Spulmaschine zur Herstellung von Garnkörpern aus Garnen oder Gummifäden, die sich dadurch auszeichnet, dass in den Fadenlauf eine Fadenspannung-Regelvorrichtung eingeschaltet ist, die bei Spannungsänderungen die Fadengeschwindigkeit selbsttätig erhöht oder vermindert. Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erörtert:
Auf Spulmaschinen werden die von der Spinnerei kommenden Garnkörper oder Strähnen in solche Garnkörperformen umgebildet, wie sie die verschiedenen Garne verarbeitenden Maschinen zur unmittelbaren Verarbeitung oder zur Bildung von Ketten brauchen. Die bekannten Spulmaschinenarten sind den verschiedenartigen Spulenformen und den Erfordernissen der sie verarbeitenden Maschinen angepasst.
Für alle Garukörperformen ist es bei jeder Spulmaschine eine der wesentlichsten Bedingungen, dass der Faden der Spule mit gleichbleibender Spannung zugeführt wird. Mit wechselnder Fadenspannung gewickelte Garnkörper haben ungleichmässig gelagerte Garnschichten, wodurch beim Abziehen des Fadens von der Spule unterschiedliche Abzugskräfte notwendig sind.
Wechselnde Fadenspannungen können bei Spulmaschinen durch die Fadenführerbewegung, durch die Bewegung der Spulenbank, durch Widerstände beim Abzug von Spinnkops, Garnwickel oder Strahn sowie durch ungleichmässig arbeitende Fadenbremsen entstehen.
Mechanische Fadenliefervorrichtungen sind bei Rundwirkmaschinen bekannt und bestehen aus Zahnrad- oder konischen Walzenpaaren, deren Liefergeschwindigkeit durch Verstellen des Zahnradabstandes bzw. durch axiale Verlegung des Punktes, an dem der Faden zwischen die Walzen tritt, ge ändert werden kann. Wenn diese Liefervorrichtungen selbsttätig abhängig von der Fadenspannung die Liefergeschwindigkeit wechseln sollen, sind verwickelte Einrichtungen notwendig, die wegen der wesentlichen Erhöhung der Gestehungskosten für Spulmaschinen nicht in Frage kommen und ausserdem für diese Maschine nicht geeignet sind, weil derartige Einrichtungen mit solcher Verzögerung arbeiten, dass der notwendige sofortige Fadenspannungsausgleich nicht zustande kommt.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird eine Fadenliefervorrichtung vorgeschlagen, die die Nachteile der erwähnten Ausführungsarten nicht hat. Sie besteht zweckmässig aus einer sich mit hoher Geschwindigkeit drehenden Walze mit spiegelglatter, sehr harter Oberfläche, um die der Faden einmal oder mehrmals herumgeschlungen ist. Die Walze hat eine Umfangsgeschwindigkeit von 1500 bis 3000 mlmin, was bei dem üblichen Durchmesser von ungefähr 60 mm einer Drehgeschwindigkeit von 3000-5000 Umdrehungen pro Minute entspricht. Da derartige Geschwindigkeiten zur Erzielung des notwendigen vibrationsfreien Ganges der Walze auf Schwierigkeiten stossen, weil ein Getriebe mit starker Untersetzung vorgeschaltet werden muss, wird diese Walze unmittelbar von einem Elektromotor angetrieben, vorzugsweise so, dass diese Walze ein Teil des Elektromotors ist.
Durch diese hohe Geschwindigkeit genügt der geringste Spannungsunterschied, um durch das daraus sich ergebende mehr oder weniger feste Aufliegen des Fadens auf der Walze und dem dadurch veränderten Schlupf eine schnellere bzw. langsamere Fadenliefergeschwindigkeit und damit den augenblicklichen Spannungsausgleich herbeizuführen.
Bei Rundwirkmaschinen ist es bekannt, schnell umlaufende Walzen als Liefervorrichtung zu ver wenden. Hier ist es weniger der Spannungsausgleich als die selbsttätige Veränderung der zu liefernden Fadenmenge je Zeiteinheit, die bei Anderung der Wirkart an der Maschinenbildungsstelle gebraucht wird. Die bekannten Fadenlieferwalzen werden von Zahnrädern angetrieben, die bei der Spulmaschine ein aufwendiges Übersetzungsgetriebe notwendig machen und durch das nicht vermeidbare Spiel zwischen den einzelnen Zahnrädern nicht den für den Ausgleich auch feiner Spannungsunterschiede notwendigen ruhigen Lauf haben.
Bei der Verwendung solcher Lieferwalzen an Spulmaschinen wird deshalb vorgeschlagen, diese mittels eines unmittelbar mit der Walze gekoppelten Elektromotors anzutreiben. Es kann für jeden Faden eine Walze vorgesehen sein; jede Walze hat ihren eigenen Antrieb.
Um die vielen Antriebsaggregate zu sparen, wird eine die ganze Länge der Spulmaschine durchlaufende, je nach Länge mehrfach gelagerte, zur Spulenbank parallel liegende Walze vorgeschlagen, die nur einen Antrieb hat.
Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Spulmaschine zur Herstellung von Garnkörper aus Garnen sowie Gummifäden sind an Hand der beigefügten Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Fadenliefervorrichtung,
Fig. 2 schematisch das Prinzip einer Scheibenspulmaschine,
Fig. 3 das Prinzip einer Kötzerspulmaschine und
Fig. 4 das Prinzip einer Schlauchkopsspulmaschine.
Nach Fig. 1 ist die Fadenzuführeinrichtung eine topfartige Walze 1, die der Rotor eines Elektromotors ist. Die Walze besteht aus elektrischleitendem Material, z. B. Stahl. Der feststehende Teil des Motors mit Wicklung 2 sitzt auf einem Rohr 3, welches in einer Scheibe 3a endet, die mittels Schrauben 4 an einer Scheibe 5 befestigt ist. Diese Scheibe 5 hat einen Bolzen 5a, der in einer Bohrung des Gehäuseteiles 6 mittels einer Schraube 7 befestigt ist. 8 sind die elektrischen Zuleitungskabel zur Wicklung des Stators 2.
Im Rohr 3 ist der Bolzen 9 drehbar gelagert, der sich über eine Kugel 10 in axialer Richtung gegen die Scheibe 4 abstützt. Ein Sprengring 11 sichert diesen Bolzen 9 gegen axiale Bewegung nach aussen.
Auf dem freien Ende des Bolzens 9 sitzt die topfartige Walze 1, die nach dem Wirbelstromprinzip durch die in der Wicklung 2 eintretenden Wechselströme in Umdrehung versetzt wird. Die lange Lagerung der topfartigen Walze 1 durch ihren im Rohr 3 laufenden Bolzen 9 sichert einen ruhigen vibrationsfreien Gang.
Solche Einrichtungen sind bekannt (schweizerische Patente 356 863 bzw. 363 434), und zwar in Verbindung mit einer Rundstrickmaschine. Die schnell umlaufende Walze läuft mit Schlupf zum auf ihr liegenden Faden. Wird die Fadenpressung leicht erhöht, dann erfolgt sofort eine Erhöhung der Reibung des Fadens zur Walze 1 und eine Erhöhung der Abzugskraft oder der Fadentransportgeschwindigkeit. Der Faden kann zu einem Teil um die Walze herumgelegt oder ganz oder mehrfach um dieselbe herumgeschlungen sein. Je weniger der Faden auf den Umfang der Walze 1 aufliegt, um so feiner ist die Reaktion auf Spannungsunterschiede.
Alle Spulmaschinen haben gemeinsam die waagrecht oder senkrecht stehende Spindel, von der in einer Maschine mehrere nebeneinander auf der sogenannten Spindelbank drehbar gelagert sind. Diese Spindeln werden mit Schnur oder Ringen oder Zahnrädern von der Hauptwelle der Spulmaschine aus in Umdrehung versetzt. Durch diese Umdrehung wird der von der Abnahmespule kommende Faden auf die Spindel oder auf die auf der Spindel sitzende Spule aufgewickelt.
Damit der Faden beim Aufspulen die für den gewünschten Garnkörper notwendige Lagen erhält, hat jede Spulmaschine eine Fadenführungsvorrichtung, die den durch die wickelnde Spindel gezogenen Faden richtig auf die Spindel oder deren Spule verteilt.
In dieser Fadenzuführeinrichtung unterscheiden sich die verschiedenen Spulmaschinen. Die Abgabegarnkörper, also die Garnkörper, von denen der Faden abgezogen wird, können ein Garn str ang sein, der auf eine drehbar gelagerte Winde gespannt ist.
Der Abgabegarnkörper kann auch ein in einer oben offenen topfartigen Dose liegender Garnwickel sein.
Der Abgabegarnkörper kann auch eine Schleifspule sein, von der der Faden radial abgezogen wird, oder ein Kötzer, von dem der Faden in Achsrichtung abgezogen wird. Man sagt hierzu, der Faden wird über den Kopf abgezogen.
Die wesentlichsten Garnkörper, die von der Spulmaschine gewickelt werden, sind die, die auf einer Scheibenspule aufgewickelt werden. Die Scheibenspule ist eine Spule mit Seitenscheiben aus Pappe oder Holz, in der die einzelnen Fadenlagen mit einem sehr geringen Kreuzungswinkel dieser einzelnen Fadenlagen aufgewickelt sind, so dass die Randfäden der einzelnen Lagen sich nicht selbst stützen können, sondern ohne diese Randscheiben abfallen würden.
Die zweite wesentliche Spulenart ist der Kötzer.
Das sind zylindrische Garnkörper mit kegelförmigen aufgebauten Windungen und beidseitigen kegelförmigen Abschlüssen. Der Kötzer wird entweder direkt auf die Spindel der Spulmaschine oder auf konisch durchgehende oder nur teilweise durchgehende Papp-, Papier- oder Holzspulen gewickelt. Der Garnaufbau im Kötzer gestattet das Abziehen des Fadens in der Achsrichtung, also das Abziehen über den Kopf, ohne dass sich mehrere Windungen auf einmal lösen. Wird der Kötzer auf die nackte Spindel gewickelt, dann heisst er Schlauchkops.
Die Einrichtung nach Fig. 1 ist bei allen Arten von Spulmaschinen, wie auch aus den Fig. 2-4 hervorgeht, zwischen der Abgabespule und dem beweglichen Fadenführer vorgesehen, der die einzelnen Lagen auf der Spule bzw. unmittelbar auf die Spindel legt, so dass alle auftretenden Spannungsunterschiede, die von der Abgabespule kommen oder von der Aufwickelspule sich rückwärts wirksam machen, sofort ausgeglichen werden.
Die Scheibenspulmaschine nach Fig. 2 hat eine im Gestell gelagerte Winde 12 (wift), auch Weife genannt, auf der der Garnstrang 13 aufliegt, von dem der Faden 14 abgezogen wird. Die Winde 12 ist am Gehäuse bei 15 drehbar gelagert. Ihre Drehung erfolgt durch den Abzug des Fadens. Anstelle der Winde kann natürlich ein anderer Garnkörper vorgesehen sein, von dem der Faden abgezogen wird.
Eine am Gehäuse befestigte Fadenöse 16 leitet den Faden 14 nach unten um, wo er die Liefereinrichtung A (Fig. 1) passiert, auf der er in einem Kreisbogen aufliegt. Der Faden kann natürlich auch einmal oder mehrmals um die Walze 1 herumgewickelt sein.
Von der Liefereinrichtung verläuft der Faden durch den beweglichen Fadenführer 17 hindurch auf die Scheibenspule 18. Die Scheibenspule 18 sitzt auf der waagrechten Spindel 19, die natürlich auch senkrecht angeordnet sein kann. Die Spindel ist im feststehenden Lager 20 drehbar. Sie ist mit einem Kegelrad 21 verbunden, welches von einem Kegelrad 22 auf der Maschinenwelle angetrieben ist. Auf der Maschinenwelle sitzt für jede Spindel eine Kurvenscheibe 24, an die sich unter der Wirkung einer Zugfeder 25 die an einem Hebel 26 gelagerte Rolle 27 anlegt. Der Hebel 26 ist in einem festen Lager 28 schwenkbar und überträgt mittels des Lenkers 29 seine durch die Herzkurve 24 erteilte Schwenkbewegung auf einen bei 30 und 31 gelagerten Schieber 32, der eine regelmässige Hin- und Herbewegung ausführt.
An diesem Schieber ist der Fadenführer 17 befestigt, der durch seine gleichmässige Hin- und Herbewegung den Faden 14 gleichmässig auf die ganze Länge der Scheibenspule 18 verteilt.
Fig. 3 zeigt eine Schussspulmaschine.
Die senkrechten Spindeln 33 sitzen auf der Spindelbank 34 und sind darin bei 34a und 34b drehbar gelagert. Der Antrieb erfolgt von der Maschinenhauptwelle aus mittels eines Riemens 35. Der von dieser Spulmaschine zu wickelnde Kötzer 36 wird auf die Spule 36a aus Papier, Pappe oder Holz gewickelt, die auf der Spindel 33 sitzt. Die einzelnen Garnlagen des Kötzers 36 sind durch gestrichelte Linien dargestellt. Der Faden kommt von der Abgabespule 37, die unterhalb der Spulenbank 34 vor dieser angeordnet ist. Eine feste Fadenöse 38 leitet den Faden zur Liefervorrichtung A um, die an einem Gehäuseteil, wie in Fig. 1 beschrieben, befestigt ist.
Von der Liefervorrichtung verläuft der Faden 14 zum auf und ab schwenkbaren Fadenführer 39. Die Höhe der Schwenkbewegung entspricht der Höhe eines Wickelkegels. Dieser Fadenführer ist bei 40 an einer Büchse 41 schwenkbar gelagert. Der Antrieb der Schwenkbewegung ist in der Zeichnung nicht dargestellt. Die Büchse 41 sitzt auf einer Gewindespindel 42, die bei 43 fest mit der Spulenbank 34 oder einem anderen Gestellteil der Spulmaschine verbunden ist. Auf dieser Gewindespindel sitzt eine Gewindemutter 44, die mit einer Scheibe 44a verbunden ist. Der Umfang dieser Scheibe ist so gross, dass er an den grössten Umfang des Kötzers 36 heranreicht. Die Scheibe 44a hat eine nach unten gehende Nase 44b, die in eine Nut der Büchse 41 hineinreicht. Wird die Scheibe 44a gedreht, dann schraubt sich die mit ihr verbundene Mutter 44 an der Spindel hoch und nimmt die Büchse 41 mit.
Diese Drehung erfolgt dann, wenn der Garnkörper des Kötzers 36 jeweils seinen grössten Durchmesser erreicht hat. Dadurch wird der Fadenführer 39 jeweils um ein Stück nach oben geschoben, so dass er eine kegelige Garnlage nach der anderen nach oben aufbauen kann. Auch hier gleicht die Liefervorrichtung A alle von der Abgabespule 37 und über den Fadenführer 39 vom Wickelkörper 36 kommende Spannungsunterschiede sofort aus.
Fig. 4 zeigt die Schlauchkopsspulmaschine, bei der beispielsweise eine offene Dose 45 als Aufnahme für einen Garnwickel 46 dient, aus dem der Faden 14 nach oben herausgezogen wird. Die Spinndose kann am Maschinengehäuse bei 47 drehbar gelagert und von einem von der Hauptwelle ausgehenden Riemen 47a in Umdrehung versetzt werden, so dass neben dem Spulvorgang gleichzeitig eine Verdrehung des aus dem Abgabegarnkörper 46 herausgezogenen Garnes, also ein Verspinnen desselben erfolgt.
Bei 48c ist ein schwenkbarer Fadenführer 48 gelagert, der einen zweiten Schwenkhebel 48a hat, in dem sich die Fadenöse 48b, durch den der Faden 14, nachdem er über die Liefervorrichtung 1 geführt ist, den Fadenführer 48 und von da aus der Wickelstelle zugeführt ist. Die Wickelstelle ist ein Trichter 49, der bei 50 fest mit einem Gestellteil der Maschine verbunden ist. Dieser Trichter hat dort, wo sich der Fadenführer 8 bewegt, einen Schlitz, durch den der Faden 14 in das Innere des Trichters eintreten kann.
Durch den Trichter geht die Spindel 51 gleichachsig zu ihm hindurch. Die Spindel ist bei 52 und 53 gelagert. Sie wird von der Maschinenhauptwelle 54 mittels Riementriebs 55 gedreht. Der zu wickelnde Garnkörper wird auf die nackte Spindel 51 in konischen Lagen wie der Kötzer gewickelt. Durch die konische Innenform des Trichters 49 wird der Schlauchkops 90 nach und nach an der Spindel entlang sich aufbauend nach oben geschoben, bis die genügende Schlauchkopslänge erreicht ist.
Die Zeichnungen zeigen nur die wesentlichsten Spulmaschinen und die wesentlichsten Teile derselben. Sie sollen dazu dienen, zu zeigen, dass die Zuführeinrichtung nach Fig. 12 mit Vorteil bei allen bekannten Spulmaschinenarten Verwendung finden kann.
Die Lieferwalze ist in der Fadenlaufrichtung möglichst vor allen den Stellen in den Fadenweg eingeschaltet, die Spannungsunterschiede verursachen können, vorteilhaft also nahe dem den Faden an die Spule leitenden Fadenführer. Die Fadenliefervorrich tung ist für alle Arten von Garnen und auch für Gummifäden gleich vorteilhaft geeignet.