Technisches Gebiet
[0001] Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Textilmaschinenbaus, insbesondere auf
eine Einrichtung zum Legen des fadenförmigen Materials, die in Textilmaschinen mit
Kreuzwicklung des Fadens auf den Bobinen verwendet wird.
[0002] Zugrundeliegender stand der Technik Bekanntlich ist bei den Einrichtungen zum Legen
des fadenförmigen Materials die Fadenspannungsregelung problematisch, weil die Abstandsdifferenz
von der Einspannungsstelle des Fadens im Abzugspaar bis zu den mittleren und Randwindungen
der aufzuwickelnden Bobine eine ungleichmäßige Fadenspannung in den mittleren und
Randabschnitten einer Bobine bedingt, wodurch die Bobine in ihren mittleren Abschnitten
undicht, locker, in den Randabschnitten aber überdicht wird.
[0003] Bekannt sind verschiedenartige Einrichtungen zum Lösen des genannten Problems durch
Ausgleich der Fadenlänge in der mittleren und Randstellung des Fadens bei Kreuzwicklung
auf der Bobine. So ist eine Einrichtung zum Legen des fadenförmigen Materials (siehe
z. B. die US-PS Nr. 4 121 781) bekannt, in welcher der Ausgleich der Lange des aufzuwickelnden
Fadens mit Hilfe eines fliegend gelagerten Ausgleichnebels mit einem elastischen Element
erfolgt, das aus Kunststoff bzw. Gummi mit einer im Innern angeordneten Stahlplatte
besteht, dessen eine Fadenleitrolle tragendes Ende unter der Wirkung der Fadenspannungskraft
in der Vertikalebene verschoben wird.
[0004] Die bekannte Einrichtung kann allerdings zum Legen solcher Fadenarten wie Vorgarn
bzw. selbstgezwirnter Faden aus kurzen Fasern mit niedrigen Festigkeitseigenschaften
nicht verwendet werden, weil der Faden in ihr unter ständiger Einwirkung der vom elastischen
Element erzeugten Spannung steht, was zum verdeckten Strekken bzw. zum Bruch desselben
führen kann.
[0005] Der Erfindung am nächsten kommt nach ihrem technischen Wesen und dem erzielbaren
Resultat eine Einrichtung zum Legen des fadenförmigen Materials (siehe z. B. die GB-PS
Nr. 1 393 324), die zwei parallele Leisten, welche mit Möglichkeit einer gleichzeitigen
hin- und hergehenden Verschiebung angebracht sind, einen an einer der Leisten montierten
Fadenleger mit Fadenleiter sowie einen schwenkbaren Ausgleichhebel mit Fadenführer
enthält, der mit der anderen Leiste kinematisch verbunden ist und dessen geometrische
Schwenkachse durch den feststehenden Fadenleiter des Abzugswalzenpaares geht. Die
Verbindung des Ausgleichhebels mit der Leiste ist über eine Zahnscheibe hergestellt,
auf deren Achse der Ausgleichhebel angebracht und mit ihr starr verbunden ist, wobei
die Scheibe mit einem Zahnriemen zusammenwirkt, der von der Leiste angetrieben wird,
und wobei der Zahnriemen zwei benachbarte Scheiben zum Antrieb zweier Nachbarhebel
der Einrichtung umschlingt.
[0006] Das Vorhandensein eines Schwenkbaren Ausgleichhebels, dessen geometrische Schwenkachse
durch den feststehenden Fadenleiter geht und dessen Bewegung mit der Bewegung der
Fadenlegerleiste zusammenhängt, gewährleistet eine konstante Fadenlänge und demgemäß
eine konstante Fadenspannung zwischen dem feststehenden Fadenleiter und dem Fadenleiter
des Fadenlegers beim Aufwickeln, was diese Einrichtung zum Aufwickeln von Faden geringer
Festigkeit, darunter Vorgarn, zu verwenden erlaubt.
[0007] Allerdings bedingt die unbestimmte Lage des Fadenleiters vom Fadenleger in bezug
auf die geometrische Schwenkachse des Ausgleichhebels und dessen Schwenkpunkt, der
als Schnittpunkt eines aus der Umbiegestelle des Fadens im Fadenführer auf die Schwenkachse
gefälltes, Lotes definiert wird, ein Kompliziertes Bewegungsgesetz der Leiste mit
dem Fadenleger und ein variierendes Geschwindigkeitsübersetzungsvernältnis der Leiste
mit dem Fadenleger und der Leiste mit dem Ausgleichhebel während deren Verschiebung.
[0008] Ein derart kompliziertes Bewegungsgesetz der Leiste mit dem Fadenleger und ein variierendes
Übersetzungsverhältnis der Bewegungsgeschwindigkeiten der Leisten sind in der bekannten
Einrichtung durch einen komplizierten und sperrigen Antrieb gewährleistet, der ein
Ellipsenrad einschließt, das mit einem exzentrischen Zahnrad im Eingriff steht und
die Bewegung auf die Leiste mit dem Fadenleger und über diese mit Hilfe von zwei Zahnriementrieben,
die mittels durch Riemen verbundenen Nocken miteinander in Verbindung stehen, auf
die Leiste mit dem Ausgleichhebel überträgt, welche ihrerseits über einen Zahnriemen
die Bewegung auf eine Scheibe und den mit ihr verbundenen Ausgleichhebel überträgt.
[0009] Ein solches Antriebssystem ist sperrig, kompliziert in der Herstellung und arbeitsaufwendig
bei Montage und Bedienung. Überdies ist bekannt, daß ihre Hauptbestandteile - Zahn-
und Zugriemen - geringe Lebensdauer besitzen, rasch verschleißen und zur Ausdehnung
neigen, was eine Störung der vorberechneten Verhältnisse der Übersetzungsparameter
beim Betrieb herbeiführt und die Funktionszuverlässigkeit der gesamten Einrichtung
vermindert.
Offenbarung der Erfindung
[0010] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Leben
des fadenförmigen Materials mit einer solchen Ausführung der kinematischen Verbindung
des Ausgleichhebels mit der Leiste und einer solchen gegenseitigen Anordnung von Einrichtungselementen
zu schaffen, die es erlauben würden, bei Gewährleistung der Spannungskonstanz des
aufzuwikkelnden Fadens den zur Leistenverschiebung verwendeten Antrieb und dessen
kinematische Verbindung mit den Leisten zu vereinfachen und hierdurch die Funktionszuverlässigkeit
der Einrichtung zu erhöhen, die Herstellungskosten von Antrieb und Einrichtung insgesamt
zu senken, die Bedienung derselben sicherzustellen und ihre Abmessungen zu verringern.
[0011] Die gestellte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß in der Einrichtung zum Legen des fadenförmigen
Materials, die zwei parallele Leisten, einen Antrieb zur gleichzeitigen hin- und hergehenden
Verschiebung derselben, einen Fadenleger mit Fadenleiter, der an einer der Leisten
montiert ist, einen schwenkbaren Ausgleichhebel mit Fadenführer enthält, der mit der
anderen Leiste kinematisch verbunden ist und dessen geometrische Schwenkachse durch
den feststehenden Fadenleiter eines Abzugswalzenpaares geht, erfindungsgemäß die kinematische
Verbindung des Ausgleichhebels mit der Leiste in Gestalt einer an dieser Leiste starr
befestigten Führungsgabel und eines Zapfens ausgebildet ist, der am Ausgleichhebel
parallel zu dessen Schwenkachse montiert und in der Gabel angeordnet ist, während
der Fadenleiter des Fadenlegers in seiner mittleren Stellung auf der geometrischen
Schwenkachse des Ausgleichhebels und in einem Abstand vom Schwenkpunkt des Ausgleichhebels
liegt, der dem Abstand vom Schwenkpunkt des Ausgleichhebels bis zum feststehenden
Fadenleiter gleich ist.
[0012] Zweckmäßigerweise ist der Leistenantrieb mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis
ausgeführt, das aus der folgenden Formel ermittelt wird:
wo es bedeutet:
L- Abstand vom Schwenkpunkt des Ausgleichhebels bis zum Fadenführer desselben;
I - Abstand vom Schwenkpunkt des Ausgleichhebels bis zum Zapfen desselben.
[0013] Die Ausführung der kinematischen Verbindung des Ausgleichhebels mit der denselben
antreibenden Leiste in Gestalt eines am Ausgleichhebel montierten und in einer an
der Leiste starr befestigten Gabel angeordneten Zapfens sowie die Lage des Fadenleiters
vom Fadenleger in dessen mittlerer Stellung auf einer Fortsetzung der geometrischen
Schwenkachse des Ausgleichhebels und in einem solchen Abstand vom Ausgleichhebel,
dass der Schwenkpunkt des Ausgleichhebels, der als Schnittpunkt eines aus der Umbiegestelle
des Fadens im Fadenführer auf die geometrische Schwenkachse gefüllten Lotes definiert
wird, den Abstand vom feststehenden Fadenleiter des Abzugswalzenpaares bis zum Fadenleiter
des Fadenlegers halbiert, gestatten es, bei konstanter Spannung des aufzuwikkelnden
Fadens eine einfache Leistenbewegungskinematik in Form einer gleichmässigen hin- und
hergehenden Verschiebung zu erzielen und ein konstantes Übersetzungsverhaltnis der
Leistengeschwindigkeiten sicherzustellen, welches aus der Formel
zu ermitteln ist, d.h. nur vom Verhältnis der Armlängen des Ausgleichhebels mit Bezug
auf dessen Schwenkachse abhängt. Dies erlaubt es wiederum, als Antriebsmittel einen
beliebigen konstruktiv einfachen und betriebssicheren Antrieb zu verwenden, der eine
gleichzeitige gleichmässige hin- und hergehende Leistenverschiebung gewährleistet,
und hierdurch die Funktionszuverlässigkeit der Einrichtung zu erhöhen, ihre Kosten
sowie den Arbeitsaufwand bei Herstellung, Montage und Betrieb zu senken und ihre Abmessungen
zu vermindern.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0014] Im folgenden wird die Erfindung durch ein konkretes Ausführungsbeispiel derselben
anhand beiliegender Zeichnungen erläutert, in denen es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Gesamtansicht der Einrichtung, ihren räumlichen
Getriebeplan;
Fig. 2 die Konstruktion des Ausgleichhebels und seine kinematische Verbindung mit
einer der Leisten:
Fig. 3 den Lageplan des Fadens während seines Verschiebens durch den Fadenleger und
den Ausgleichhebel.
Beste Ausführungsform der Erfindung
[0015] Die Einrichtung zum Legen des fadenförmigen Materials enthält zwei parallele Leisten
1 (Fig. 1) und 2, die mit Möglichkeit einer gleichzeitigen hin-und hergehenden Verschiebung
angeordnet sind, einen schwenkbaren Ausgleichhebel 3, einen Fadenleger 4 mit Fadenleiter
5 und einen Antrieb 6 zum Verschieben der Leisten 1 und 2.
[0016] Der Fadenleger 4 mit dem Fadenleiter 5 ist an der Leiste 2 montiert. Der schwenkbare
Ausgleichhebel 3 besitzt einen Fadenführer 7 einer beliebigen bekannten Konstruktion
und ist mit der Leiste 1 kinematisch verbunden, wobei die kinematische Verbindung
des Ausgleichhebels 3 mit der Leiste 1 aus einer an der Leiste 1 starr befestigten
Führungsgabel 8 und einem Zapfen 9 ausgeführt ist, der am Ausgleichhebel 3 montiert
und in der Gabel angebracht ist, wobei die Gabel 8 unter dem Ausgleichhebel 3 bzw.
über demselben liegen kann, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.
[0017] Der Ausgleichhebel 3 ist zweiarmig mit Armlängen I und L ausgeführt, wobei an dem
Arm mit der Länge I der Zapfen 9, an dem Arm mit der Länge L aber der Fadenführer
7 angebracht sind. Der Ausgleichhebel 3 ist auf einer Schwenkachse 10 senkrecht zu
dieser Achse 10 montiert, während sein Zapfen 9 parallel zur Schwenkachse 10 angeordnet
ist. Die Achse 10 ist in einer Stütze des Einrichtungsrahmens gelagert, wobei die
geometrische Schwenkachse a - a des Ausgleichhebels 3 durch den Fadenleiter 5 des
Fadenlegers 4 in dessen mittlerer Stellung sowie einen feststehenden Fadenleiter 12
eines Abzugswalzenpaares 13 geht. Der Fadenleiter 5 des Fadenlegers 4 ist in einem
Abstand h vom Schwenkpunkt 0 des Ausgleichhebels 3 angeordnet, der dem Abstand h
1 vom Schwenkpunkt 0 des Ausgleichhebels 3 bis zum feststehenden Fadenleiter 12 des
Abzugswalzenpaares 13 gleich ist, d.h. der Schwenkpunkt 0 des Ausgleichhebels 3 ist
mitten zwischen ihnen angeordnet.
[0018] Es ergeben sich günstige Bedingungen zum Aufwickeln des Fadens mit konstanter Spannung
bei einer gleichbleibenden Bewegungsgeschwindigkeit der Leisten 1 und 2, wenn die
Armlänge L des Ausgleichhebels 3 vom Schwenkpunkt 0 desselben bis zum Fadenführer
7 größer als 1/4-Hub H (Fig. 3) des Fadenleiters 5 vom Fadenleger 4 und der Antrieb
6 (Fig. 1) der Leisten 1 und 2 mit einem kontanten Übersetzungsverhältnis ausgeführt
ist, der nach der Formel
zu ermitteln ist, wo L den Abstand vom Schwenkpunkt 0 des Ausgleichhebels 3 bis zu
seinem Fadenleiter 7 und 1 den Abstand vom Schwenkpunkt 0 des Ausgleichhebels 3 bis
zum Zapfen 9 desselben bedeutet.
[0019] Dank einer derartigen kinematischen Verbindung des Ausgleichhebels 3 mit der Leiste
1 und der Ausführung des Antriebes 6 mit einem konstanten Übersetzungsverhältnis
wird es möglich, eine gleichmäßige hin- und hergehende Verschiebung der Leisten 1
und 2 zu erzielen, wobei bei der Bewegung des Fadenlegers 4 entlang einer Bobine 14
der Faden sich auf einem Kreisbogen A mit einem konstanten Halbmesser bewegt, welcher
der Armlänge L des Ausgleichhebels 3 entspricht, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
Aus dem räumlichen Bewegungsplan eines Fadens 15 beim Legen desselben auf der Bobine
14 ist ersichtlich, daß auf einer Geraden B, die die Punkte 12 und 5 (diese Punkte
entsprechen dem feststehenden Fadenleiter 12 und dem Fadenleiter 5 des Fadenlegers
4 in seiner mittleren Stellung) verbindet, ein einziger, in der Mitte dieser Geraden
liegende Punkt 0 vorhanden ist, und daß sich der Fadenleiter 7 bei seiner Drehbewegung
um denselben auf dem Kreisbogen A in einer zu dieser Geraden 12 - 5 senkrechten Ebene
bewegt, wodurch die Länge des Fadens 15 vom Punkt 12 bis zu einer Linie C - C, die
der Bewegungsbahn des Fadenleiters 5 entspricht, stets konstant bleibt. Die Längenkonstanz
des Fadens 15 gewährleistet seine konstante Spannung in den mittleren und Randwindungen
auf der Bobine 14, so daß es kein Dehnen und keinen Bruch des Fadens gibt, was eine
hohe Qualität des Produktes gewährleistet.
[0020] Also besitzt die erfindungsgemäße Einrichtung zum Legen des fadenförmigen Materials
eine einfache Konstruktion dank einer einfachen Bewegungsübertragung zum Ausgleichhebel
3 über ein translatorisch arbeitendes Paar aus der Gabel 8 und dem Zapfen 9. Diese
Konstruktion ist zuverlässig im Betrieb und einfach in der Bedienung. Die Oberflächen
der Gabel 8 und des Zapfens 9 lassen sich von Staub und Fasern unschwer reinigen,
was die Bedienung der Einrichtung während des Betriebes erleichtert. Darüber hinaus
kann dank der einfachen Abhängigkeit, die die Abstimmung der Geschwindigkeiten der
der Leisten 1 und 2 sicherstellt, ein beliebiger bekannter Antrieb in der Einrichtung
verwendet werden, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
[0021] Der Antrieb der Leisten 1 und 2 erfolgt mittels eines Antriebsrades 16, an dessen
Stirnfläche ein Zapfen 17 angebracht ist, der in einem Schlitz 18 einer mit der Leiste
1 starr verbundenen Leiste 19 aufgenommen ist. Die Leiste 2 ist mit der Leiste 1 mittels
eines zweiarmigen Schwinghebels 20 kinematisch verbunden, der auf einer Achse 21 schwenkbar
angebracht ist, die in einem Kragstück 22 mit Möglichkeit ihrer regelbaren Lageeinstellung
in bezug auf die Leisten 1 und 2 durch Verschieben in einer Nut des Konsols 22 in
der zur Bewegungsrichtung der Leisten 1 und 2 senkrechten Richtung montiert ist.
[0022] Die Einrichtung funktioniert folgenderweise.
[0023] Der Faden 15 läuft aus dem Abzugspaar 13 über den feststehenden Fadenleiter 12 in
die Öffnung des Fadenführers 7 des Ausgleichhebels 3 und aus ihr in den Fadenleiter
5 des Fadenlegers 4, der das Legen des Fadens 15 in Form einer Kreuzwicklung auf der
Bobine 14 vornimmt, die durch eine Wickelwalze 23 dank bestehender Reibung angetrieben
wird. Gleichzeitig mit der Bewegung des Fadenlegers 4 entlang der Bobine 14 zum Ablegen
des Fadens 15 auf derselben verschiebt sich in derselben Richtung auch der Fadenführer
7 des Ausgleichhebels 3, der um die Achse 10 schwenkt.
[0024] Der Ausgleichhebel 3 wird durch den Zapfen 9 angetrieben, der in der Gabel angeordnet
ist, die gemeinsam mit der Leiste 1 eine hin- und hergehende Verschiebung vollführt.
Die letztere wiederum wird mittels der Leiste 19 in Bewegung gesetzt, in deren Schlitz
18 der Zapfen 17 des mit gleichbleibender Geschwindigkeit rotierenden Antriebsrades
16 verschoben wird. Die Verschiebung der Leiste 1 wird auf die Leiste 2 über den Schwinghebel
20 übertragen, der in jedem seiner Arme Schlitze aufweist, in denen die Endteile der
Leisten 1 und 2 als Zapfen aufgenommen sind. Die Schwenkachse 2 des Schwinghebels
20 ist derart montiert, daß sie im Kragstücke 22 in einem beliebigen Abstand fi und
f
2 in bezug auf die Leisten 1 und 2 ein- und feststellbar ist, wobei die Wahl des Verhältnisses
dieser Abstände konstruktiv entsprechend der Möglichkeit der Erzielung eines für die
Verschiebung der Leisten 1 und 2 jeweils erforderlichen Übersetzungsverhältnisses
gegeben ist, das durch das Verhältnis der Armlängen L und des Ausgleichhebels 3 bestimmt
ist.
[0025] Die Bewegung des Fadenführers 7 ist auf die Bewegung des Fadenleiters 5 vom Fadenleger
4 abgestimmt. Hierbei ist die Projektion der Geschwindigkeit des Fadenführers 7 auf
die Verschiebungsrichtung des Fadenlegers 4 doppelt so klein wie die Geschwindigkeit
des Fadenleiters 5 vom Fadenleger 4. Diese Bedingung ist dadurch gewährleistet, daß
das Produkt aus dem Übersetzungsverhältnis i des Antriebes und dem Verhältnis des
Abstandes L vom Schwenkpunkt des Ausgleichhebels 3 bis zum Fadenführer 7 zum Abstand
1 vom Schwenkpunkt des Ausgleichhebels 3 bis zum Zapfen 9 gleich 2 ist, d.h. i
Dies gewährleistet eine konstante Fadenlänge während der Aufwicklung auf die Bobine
sowie eine konstante Fadenspannung in den mittleren und Randabschnitten der Bobine.
[0026] Eine zuverlässige Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung, eine Senkung ihrer
Kosten und des für ihre Herstellung, Montage und Betrieb erforderlichen Arbeitsaufwandes
sowie eine Verringerung der Abmessungen, was dank einer einfacheren Konstruktion des
Antriebs erzielt wird, können nur bei einer solchen gegenseitigen Anordnung von Einrichtungselementen
und bei einer solchen konstruktiven Ausführung der kinematischen Verbindung zwischen
innen gewährleistet werden, die im vorstehenden erläutert sind und den Grundgehalt
der vorliegenden Erfindung darstellen, d.h. bei der Anordnung des feststehenden Fadenleiters
12, des Schwenkpunktes 0 des Ausgleichhebels 3 und des Fadenleiters 5 vom Fadenleger
4 auf einer geraden Linie, die auch die geometrische Schwenkachse a - a des Ausgleichhebels
3 ist, und in einem solchen Abstand derselben voneinander, daß der Schwenkpunkt 0
den Abstand vom Fadenleiter 12 bis zum Fadenleiter 5 des Fadenlegers halbiert, sowie
ferner bei der Ausführung der kinematischen Verbindung des Ausgleichhebels 3 mit der
Leiste 1 in Gestalt eines Zapfens 9, der in einer an der Leiste 1 befestigten Gabel
8 angeordnet ist.
Gewerbliche Verwertbarkeit
[0027] Die erfindungsgemäße Einrichtung zum Legen des fadenförmigen Materials kann in beliebigen
Textilmaschinen mit Kreuzwicklung des Fadens angewendet werden, am zweckmäßigsten
aber ist ihre Anwendung in den Vorspinnmaschinen, wo das fadenförmige Material in
Form von Vorgarn eine geringe Festigkeit besitzt und gegen Änderung seiner Spannung
besonders empfindlich ist.