<B>Verfahren und</B> Vorrichtung zum Spannungsausgleich zwischen mehreren <B>gleichzeitig zu verarbeitenden Fäden</B> Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Span nungsausgleich zwischen mehreren gleichzeitig zu verarbeitenden Fäden unterschiedlicher Lauflängen zwischen den Abzugsstellen und den Lieferstellen, wobei die Fäden zur Erzeugung einer vorbestimmten Spannung gebremst werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens..
Beim gleichzeitigen Verarbeiten von mehreren Fäden unterschiedlicher Lauflängen zwischen den Abzugsstellen und den Lieferstellen sind grosse Spannungsdifferenzen bei sonst gleichen Bedingungen festzustellen. Verschiedene Spannungen in den Fäden wirken sich aber bekanntlich bereits am Zettelbaum bzw. am Kettbaum durch Einschneiden der mit grösserer Spannung aufgewickelten Fäden in die an deren Fadenlagen aus.
Darüber hinaus machen sich verschiedene Spannungen in den Keafäden nach dem Verweben durch sogenannte Blenden unangenehm bemerkbar. Es konnte festgestellt werden, dass die Spannungsdifferenzen auf die Einwirkung von ver schiedenen Luftwiderständen zurückzuführen sind. Der Luftwiderstand nimmt bekanntlich mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zu und ist ferner u. a.
um so grösser, je länger der Faden ist, der durch den Luftraum gezogen wird, und je grösser die Oberflä chenreibung des Fadens ist.
Speziell beim Verarbeiten, z. B. Zetteln, Schären usw., von Textilfäden mit hohen Geschwindigkeiten beträgt die Spannungszunahme durch Einwirkung des Luftwiderstandes bei demjenigen Faden, der den längsten Weg von der Lieferstelle, in diesem Falle der Kreuzspule, zu der Abzugsstelle, in diesem Falle dem Zettel- bzw.
Schärbaum, zu durchlaufen hat, ein Mehrfaches der Fadenspannung, welche bei dem Faden mit dem kürzesten Abstand zwischen Liefer- stelle und Abzugsstelle gemessen wird. Diese Diffe renz ist auf die Länge des Zettel- oder Schärgatters, welche 15 m und mehr betragen kann, zurückzu führen, wodurch die einzelnen Fäden verschiedene Lauflängen haben.
Vorliegende Erfindung beseitigt diese Nachteile. Ihr liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Span nungsdifferenz proportional dem Unterschied der Lauflängen der einzelnen Fäden ist, da sämtliche Fäden mit gleicher Geschwindigkeit abgezogen wer den und praktisch gleiche Oberfläche und damit Rauhigkeit besitzen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spannungsausgleich mehrerer gleichzeitig zu ver arbeitender Fäden unterschiedlicher Lauflängen zwi schen den Abzugsstellen und den Lieferstellen, wobei die Fäden zur Erzeugung einer vorbestimmten Span nung gebremst werden. Erfindungsgemäss wird auf die einzelnen Fäden oder einzelnen Fadengruppen eine zusätzliche Bremskraft zur Wirkung gebracht, die umgekehrt proportional zu dem Unterschied der Lauflängen ist.
Es ist aber nicht unbedingt erforder lich, jeden einzelnen Faden gesondert in seiner Span nung auszugleichen, sondern es können auch meh rere Fäden annähernd gleicher Länge zu einer soge nannten Fadengruppe zusammengefasst werden.
Die verschiedenen Spannungen der Fäden sollen also da durch ausgeglichen werden, dass auf jene Fäden oder Fadengruppen mit geringeren Fadenspannungen zu sätzliche Bremskräfte zur Wirkung gebracht werden, und zwar in dem umgekehrt proportionalen Verhält nis ihrer Spannungszunahme, die durch die grössere Lauflänge entsteht. Dabei können die zusätzlichen Bremskräfte hydraulischer, mechanischer oder elek trischer Art sein, also beispielsweise aus einem gegen die Laufrichtung der Fäden wirkenden Luftstrom bestehen.
Der Spannungsausgleich ist besonders ein fach herzustellen, wenn auf den Faden oder die Fadengruppe mit der grössten Lauflänge keine zu- sätzliche Bremskraft aufgebracht wird, auf den Faden oder die Fadengruppe mit der kürzesten Lauflänge eine zusätzliche Bremskraft in der Grösse der Span nungsdifferenz zwischen der Spannung des Fadens mit der grössten und dem der kleinsten Lauflänge.
Zur Durchführung des erfindungsgemässen Ver- fahrens dient erfindungsgemäss eine Vorrichtung, bei der Bremsmittel vorgesehen sind, die umgekehrt pro portional zum Unterschied der Lauflängen beauf- schlagbar sind. Es ist möglich, bereits vorhandene Bremsmittel zusätzlich zu beaufschlagen. Dies kann beispielsweise in der Art erfolgen,
dass die Erreger wicklung eines elektromagnetischen Fadenspanners an eine elektrische Spannung angeschlossen wird, welche sich zusammensetzt aus einer für alle Fäden gleichen Grundspannung und der dem Verhältnis der Lauflängen entsprechenden Zusatzspannung. Aber auch Bremsmittel verschiedenster anderer Art kön nen vorgesehen sein, beispielsweise auf die Fäden gegen ihre Laufrichtung blasende Düsen oder Ma gnetfeldbremsen, falls die Fäden aus magnetisier barem Material bestehen oder solches enthalten.
Da es jedoch in vielen Fällen schwierig ist, die bereits vorhandenen Bremsmittel zusätzlich zu beaufschla- gen, kann es vorteilhaft sein,
Bremsmittel zusätzlich zu den bereits vorhandenen Fadenbremsen anzuord- nen. Auch diese zusätzlich angeordneten Bremsmittel können wieder der vorbeschriebenen verschiedenen Art sein. Besonders einfach wird die Durchführung der Erfindung, wenn die Bremsmittel mechanisch wirkende Fadenbremsen sind. Es können dies bei spielsweise Tellerbremsen,
Umschlingungsbremsen oder dergleichen sein.
Aber unabhängig davon, welcher Art die Brems- mittel bzw. die zusätzlichen Bremsmittel sind, lässt sich die Erzeugung der zusätzlichen Bremskraft be sonders einfach dadurch erreichen, dass die Brems kraft der Fadenbremsen elektrisch steuerbar ist.
Am oben erwähnten Beispiel eines elektromagnetisch be tätigten Tellerfadenspanners erläutert, würde dies bedeuten, dass der Tellerfadenspanner an sich eine mechanisch wirkende Fadenbremse darstellt, wäh rend die Bremskraft dieser Fadenbremse elektro- magnetisch erzeugt und elektrisch steuerbar ist.
Das zusätzliche Bremsmittel kann in diesem Fall aus einer zusätzlichen Erregerwicklung des Fadenspanners be stehen, welche umgekehrt proportional zu dem Un terschied der Lauflänge des diesem Fadenspanner zugehörigen Fadens zu der Lauflänge des oder der benachbarten Fäden erregt wird.
Zur verhältnisgleichen elektrischen Steuerung der Bremskräfte kann ein im Verhältnis der Längenun terschiede der Fäden aufgeteilter elektrischer Span- nungsteiler dienen.
Dabei wird dem Elektromagneten an dem Spanner für den Faden mit der kleinsten Lauflänge jeweils die grösste elektrische Spannung und dem Elektromagneten an demjenigen Spanner für den Faden mit der grössten Lauflänge keine elek trische Zusatzspannung zugeführt. Die dazwischen liegenden Elektromagnete der Fadenspanner erhalten jeweils eine elektrische Spannung, welche dem um gekehrt proportionalen Längenverhältnis entspricht.
Die am Spannungsteiler abzugreifenden Spannungen für die einzelnen Bremskräfte können mittels eines die Spannung an den Enden des Spannungsteilers verändernden Reglers veränderbar sein. Ein solcher die Spannung an den Enden des Spannungsteilers verändernder Regler kann sowohl ein Regeltransfor mator als auch ein Regelwiderstand oder dergleichen sein.
Anhand der Fig. 1 bis 3 sei die Erfindung bei spielsweise erläutert.
In Fig. 1 ist in einem Diagramm die Abhängig keit der Fadenspannung SF von der Lauflänge 1 dar gestellt.
Fig. 2 zeigt in schematischer Ansicht ein Schär- gatter, von oben gesehen. Man erkennt die Liefer stellen der Fäden, nämlich die Ablaufspulen K1, K2 usw., die Bremsmittel für die Fäden, nämlich die Fadenspanner S1, S2 usw., sowie die zur Abzugsstelle also -zum Schärbaum B laufenden Fäden F1, F2 usw.,
wobei der Übersichtlichkeit halber nur 6 Ablauf spulen dargestellt sind.
Es ist ersichtlich, dass von der gedachten Linie x des dem Schärbaum B am nächsten liegenden Faden spanners S1 aus bis zum Schärbaum die Fadenlänge für alle Fäden gleich gross ist, dass aber von der Linie x bis zur zweiten Kreuzspule K2 eine zusätz liche Länge L2,
bis zur dritten Kreuzspule eine zu- sätzliche Länge L3 usw. entsteht. Demnach hat der äusserste Faden F6 mit der zusätzlichen Länge La vom Spanner SB aus bis zur Linie x die grösste Länge in der Luft zurückzulegen.
Fig. 1 zeigt nun die Abhängigkeit der Faden spannung<I>SF</I> von der Lauflänge 1. Da von der Linie x, also von der Höhe des ersten Fadenspanners F1 an, bis zum Schärbaum B die Längen sämtlicher Fäden F1 bis F, konstant sind, tritt in diesem Teil der Fadenlänge keine unterschiedliche Spannung in den einzelnen Fäden auf,
so dass der übersichtlich- keit halber das Koordinatenkreuz der Fig. 1 auf die Höhe der ersten Ablaufspule K1 gelegt worden ist.
Die aufgetragene Lauflänge entspricht somit lediglich noch der Lauflänge von der Linie x bis zur Ablauf spule K1, K., K3, K4, K, oder K6. Wie aus dem Diagramm unschwer zu erkennen, ist zunächst die am Fadenspanner eingestellte Grundspannung für alle Fäden konstant.
Sie ist im dargestellten Beispiel mit 20g angenommen. (Die unterbrochenen Linien deuten andere mögliche Grundspannungen an.) Die ser Grundspannung überlagert sich die Fadenspan nung der einzelnen Fäden, und zwar direkt propor tional zu ihrer Fadenlänge zwischen Ablaufspule und der Linie x. Der Faden F, mit der zusätzlichen Länge La weist also die grösste Fadenspannung auf.
Dabei ist die Steilheit der einzelnen Spannungsgeraden SF, Sr, Sr", Sr", im wesentlichen abhängig von der Lauf geschwindigkeit der Fäden und deren Oberflächenbe schaffenheit, also der Rauhigkeit der Fäden. Dem zufolge gilt die Gerade SF, für einen Faden geringer Rauhigkeit und geringer Geschwindigkeit, während die Kurve S1,.4 für einen Faden hoher Geschwindig keit und hoher Rauhigkeit gilt.
Es ist also deutlich zu erkennen, dass die einzelnen Geraden um so steiler sind, je rauher der Faden ist und ebenfalls um so steiler sind, je höher die Geschwindigkeit des Fadens ist. Beide zusammen, Rauhigkeit und Ge schwindigkeit, ergeben den Luftwiderstand, welcher die wesentliche Grösse bei der Erhöhung der Faden spannung infolge grösserer Lauflänge bewirkt.
Da jedoch die einzelnen Fäden eines Schärgatters oder dergleichen sämtliche gleicher Art sind, also die gleiche Rauhigkeit besitzen und auch mit gleicher Geschwindigkeit abgezogen werden, ist für einen Betriebszustand nur eine einzige dieser Geraden S1,,1 bis S1;4 zuständig.
Die Fadenspannung ist also tat- sächlich direkt proportional den zusätzlichen Faden längen L, bis L, Dabei bleibt diese Proportionalität zwischen den Fadenlängen und den Fadenspannungen auch bei völlig anderen Rauhigkeiten und Laufge schwindigkeiten, also bei völlig anderen Betriebs zuständen, konstant.
Es ist also vorteilhaft, dem Faden F1 eine Zusatzspannung zu erteilen, welche der aus der zusätzlichen Lauflänge L8 des Fadens F6 resultierenden Zusatzspannung entspricht. Werden die übrigen Fadenspannungen in den Fäden F2 bis F5 im umgekehrten Verhältnis der zusätzlichen Lauf längen L, bis La mit einer entsprechenden Zusatz spannung belastet, so herrschen in sämtlichen Fäden die gleichen Spannungen.
In Fig. 3 ist dargestellt, wie bei der Verwendung von mechanisch wirkenden Bremsmitteln, den elek tromagnetischen Spannern S1 bis Se, neben der für alle Spanner gleichmässig mittels der Wicklungen WI der Elektromagnete zu erzeugenden Grundspannung - von beispielsweise 20 g gemäss Fig. 1 - zusätzliche Fadenspannungen mittels der Wicklungen W11 der Elektromagnete an den Spannern erzeugt werden können.
Die Wicklungen W11 der Spanner S1 bis S5 sind unter Zwischenschaltung der gleich grossen Wi derstände 17 bis 21 an das Stromnetz angeschlossen. Die Wicklung W11 des Elektromagneten des Spanners S, ist nicht an das Stromnetz angeschlossen, da dieser Spanner keine zusätzliche Bremskraft zu erhalten braucht.
Dabei kommen die zusätzlichen Bremskräfte in einer Grössenordnung zur Wirkung, welche umge kehrt proportional zu dem Unterschied der Lauf längen der entsprechenden Fäden sind. Die Wicklun gen WI der Elektromagnete der Spanner S1 bis Se werden von einer Stromquelle 10, über Leitung 11, regelbaren Widerstand 12, die Anschlüsse 14, 15 gleichmässig erregt.
Durch Verstellen des Widerstan des 12 ist es möglich, die Bremskraft sämtlicher Spanner S1 bis S6 zu verstellen, so dass alle Fäden F1 bis F, eine gleich grosse Grundspannung (z. B. 20 g gemäss Fig. 1) erhalten.
Die Wicklung W11 des Fadenspanners S1 erhält bei der dargestellten elektrischen Spannungsvertei lung eine elektrische Spannung, welche sich aus dem elektrischen Spannungsabfall über den Widerständen 17 bis 21 ergibt.
Die Wicklung W11 des Spanners S2 erhält eine elektrische Spannung, welche sich aus dem Spannungsabfall über den Widerständen 18 bis 21 ergibt, also 4/5 der elektrischen Spannung, die für den Spanner S1 zur Verfügung steht. Die Wicklung W11 des Spanners S, erhält % der elektrischen Spannung usw.
Die Wicklung W11 des Spanners S, erhält keine zusätzliche elektrische Spannung, so dass die Wick lung W11 auch nicht unbedingt erforderlich ist. Bei verschiedenen Geschwindigkeiten und Garnrauhig- keiten, d. h. also bei verschiedenem Luftwiderstand, ist der Zentralregler 16 zu verstellen, mit welchem eine Abstimmung der Fadenspannung der Fäden F1 bis F6 erzielt werden kann.
Dabei wird der Zentral- regler 16 entweder selbsttätig oder von Hand auf die Differenz der Spannungen in den Fäden F1 und F8 eingestellt. Es wird somit die Wicklung W11 des Fa denspanners S1 mit einer elektrischen Spannung sol cher Grösse beaufschlagt, dass die Fadenspannung im Faden F1 und der Wert der Differenz zur Span nung des Fadens F, zunimmt.
Mit dem Regler 16 wird also die Fadenspannung des kürzesten Fadens F1 der Spannung des längsten Fadens Fs angepasst. Alle dazwischen liegenden Fäden F2 bis F5 haben dann durch die verhältnisgleiche elektrische Span nungsverteilung infolge der Widerstände 17 bis 21 immer die richtigen Zusatz-Fadenspannungen, so dass die Fadenspannungen aller Fäden F1 bis F8 gleich werden.
Eine derartige elektrische Regelung, welche selbsttätig immer die richtige Proportionalität zwischen den Zusatz-Fadenspannungen erzeugt, kann auch bei anderen elektrisch beaufschlagten Brems mitteln durchgeführt werden.