DE1114276B - Impulsgeber fuer die Erzeugung unregelmaessig aufeinanderfolgender Impulse an Textilmaschinen, insbesondere Kunstfadenspinnmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung von Steuerimpulsen, die unregelmäßig aufeinanderfolgen, aber im Mittel, d. h. über eine längere Zeit gerechnet, in gleich großer Häufigkeit auftreten. Derartige Steuerimpulse werden z. B. benötigt an Textilmaschinen, insbesondere an Spinnmaschinen zur Herstellung künstlicher Fäden mit schwankendem Titer oder in der Zwirnerei und Spulerei zur Verhütung der Spiegelbildung auf Aufwickelspulen.

Bei der Herstellung künstlicher Fäden mit plötzlich wechselndem Titer, wie sie z. B. als Noppenseide bekannt sind, geht man meistens so vor, daß zwei auf die gleiche Spinndüse arbeitende Spinnpumpen vorgesehen sind, von denen die eine als Grundspinnpumpe für die Förderung der Spinnlösung für den normalen Titer und eine zweite als Zusatzspinnpumpe für die Förderung zusätzlicher Spinnlösung, die die verdickten, als Noppen benannten Stellen ergibt, dient. Diese Noppenstellen müssen in stets unregelmäßigen Abständen aufeinanderfolgen, da andernfalls ao bei der Weiterverarbeitung Musterungen im Gewebe aufzutreten pflegen. Auf der anderen Seite müssen aber diese Noppen über eine genügend große Zeitspanne immer in gleicher Anzahl verteilt sein, um Absätze im Warenbild der fertigen Web- und Wirkware zu verhüten. Die die Zusatzspinnpumpe betätigende Vorrichtung wird durch Steuerimpulse eines Impulsgebers, der meist über eine Verstärkereinrichtung auf die Pumpe einwirkt, gesteuert. Als Impulsgeber hat man z. B. radioaktive Strahler verwendet, die stets unregelmäßig aufeinanderfolgende und über größere Zeitmaße ausreichend gleichzahlige Impulse aussenden. Die Strahler haben den Nachteil, daß man nicht in der Lage ist, die Impulse mit vorher festgelegtem Mindest- bzw. Größtabstand aufeinanderfolgen zu lassen, ohne die Bedingung der langzeitigen gleichen Verteilung zu verletzen. Solches ist aber für die Erreichung bestimmter modischer Noppeneffekte im Warenbild nicht zu vernachlässigen.

Es ist auch eine Vorrichtung bekannt, bei der die Zusatzspinnpumpe ihre Impulse durch eine Nockenscheibe mit unterschiedlichem Nockenabstand erhält, wobei diese Nockenscheibe durch ein Störgetriebe derart angetrieben wird, daß sich die Umfangsgeschwindigkeit der Nockenscheibe ständig ändert. Zwar ist hier gegenüber der vorerwähnten Einrichtung erreicht, daß die Impulse mit vorher festlegbaren Mindest- bzw. Höchstabständen aufeinanderfolgen, die Periode bis zur Wiederkehr der gleichen Impulsreihenfolge ist aber viel zu gering, als daß sie den heutigen Anforderungen genügen könnte.

Weiter ist eine Vorrichtung bekannt, bei der die Impulsgeber für die Erzeugung unregelmäßig aufeinanderfolgender Impulse

an Textilmaschinen,
inbesondere Kunstfadenspinnmaschinen

Anmelder:

Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A. G.,
Wuppertal-Elberfeld

Dipl.-Ing. Adolf Koschmieder, Kelsterbach/M.,
ist als Erfinder genannt worden

Titerschwankungen dadurch erreicht werden, daß ein zwischen der Düse und dem Aufwickelorgan angeordneter Schwenkhebel in unregelmäßigen Zeitabständen so ausgeschwenkt wird, daß der Faden kurzzeitig und plötzlich entlastet wird, was zu Titeränderungen führt. Der Impulsgeber für den Schwenkhebel arbeitet mit zwei Schwingstäben, die mit Hufe von zwei gemeinsam angetriebenen, aber mit unterschiedlicher Drehzahl umlaufenden und in ihrer Gestalt verschiedenen Kurvenscheiben einander parallel hin und her geschoben werden. Sie tragen beide je einen Kontakt; diese berühren sich bei der Begegnung und schließen den Impulsgeberstromkreis.

Zwar ist diese Vorrichtung in der Lage, unterschiedliche Impulse zu erzeugen, die Periode ist jedoch wegen des Vorhandenseins nur einer Kontaktstelle zwischen den beiden Schwingstäben sehr gering, während Mindest- und Höchstabstände auch mit ihr nicht von vornherein festgelegt werden können. Außerdem führen wegen der Schwerfälligkeit der Anlage kurz aufeinanderfolgende Impulse zwangläufig dazu, daß diese Impulse ineinander übergehen und nur einen einzelnen übergroßen Impuls ergeben.

Die Nachteile dieser bekannten Steuerimpulsgeber sind bei dem erfindungsgemäßen behoben. Nach der Erfindung ist der Impulsgeber durch eine Vielzahl von einer gemeinsamen Welle über getrennte Zwischengetriebe angetriebener und im Mittel mit gleicher Drehzahl umlaufender Kontaktscheiben mit gegeneinander phasenverschobenen Kontakten für die Impulsgabe gekennzeichnet, wobei als Zwischengetriebe Störgetriebe vorgesehen sind, die jeweils jede einzelne Kontaktscheibe mit einer von den anderen unter-

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schiedlichen Störfrequenz um dieGrunddrehgeschwindigkeit pendeln lassen. Der erfindungsgemäße Impulsgeber besteht also aus einer Vielzahl von Kontaktscheiben, die der Zahl nach entsprechend der gewünschten Periodenlänge gewählt werden und die nebeneinander angeordnet sind und sich mit gleicher Grunddrehzahl drehen. Der Grunddrehzahl werden mehr oder weniger große pendelnde Stördrehfrequenzen überlagert, die ein ständiges Zu- und Abnehmen der Kontaktscheibenumfangsgeschwindigkeit um die Grundgeschwindigkeit bewirken. Da nun jede Scheibe mit anderer Störfrequenz bei gleicher Grunddrehzahl pendelt, ist eine Wiederkehr der von der Vielzahl der Kontaktscheiben auf die gemeinsame Impulsleitung abgegebenen gleichen Impulsabstände erst in sehr großen Zeitabständen und, sofern man beabsichtigt, erst nach Tagen oder Wochen gegeben. Der Mindest- und der Größtabstand der im Drehwinkelmaß aufeinanderfolgenden Impulse kann bei gegebenem Phasenverschiebungswinkel der Grundkontaktlage durch Wahl der Störwinkelgröße festgelegt werden. Läuft von zwei benachbarten Kontaktscheiben die erste gerade mit großem Momentannachstörwinkel und die folgende mit großem Momentanvorstörwinkel, so ist eine Kontaktfolge von kürzestem Abstand erreicht. Umgekehrt tritt weitester Abstand ein, wenn die erste Scheibe gerade mit weitester Voreilung und die zweite Scheibe mit weitester Nacheilung läuft. Für eine ausreichend hohe Periodenzeit ist die Anzahl der Kontaktscheiben entscheidend. Bei gegebener Scheibenzahl ist es weiterhin erforderlich, daß die Störfrequenzen untereinander keinen gemeinsamen Teiler haben. Um die Unregelmäßigkeiten der Noppenfolge im späteren Warenfertiggebilde noch deutlicher hervortreten zu lassen, empfiehlt es sich, die Störfrequenzunterschiede der einzelnen aufeinanderfolgenden Kontaktscheiben möglichst groß zu wählen. Die Störgetriebe können beispielsweise als Zahnradgetriebe ausgebildet sein.

Der erfindungsgemäße Impulsgeber ist an Hand der Zeichnungen nach Aufbau und Funktion beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 die Anordnung eines Impulsgebers mit vier Kontaktscheiben,

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab das Störgetriebe einer der Kontaktscheiben,

Fig. 3 ein Schema zur Verdeutlichung des Zusammenwirkens der Kontaktscheiben in perspektivischer Schau,

Fig. 4 ein Diagramm zur Verdeutlichung des unterschiedlichen Abstandes der aufeinanderfolgenden Impulse.

Nach Fig. 1 treibt der Antriebsmotor 1 über ein regelbares Getriebe 2 die Eingangswelle 3 des Impulsgebers an. Auf dieser Welle sind im vorliegenden Falle vier Kontaktantriebe 4, 5, 6 und 7 vorgesehen, die jeweils aus zwei auf der Welle 3 fest angeordneten Zahnrädern 8 und 9 von verhältnismäßig geringer unterschiedlicher Zähnezahl bestehen. Alle Zahnräder 9 der vier Kontaktantriebe 4, 5, 6 und 7 haben beispielsweise gleiche Zähnezahl, während die Zahnräder 8 gegenüber 9 und untereinander unterschiedliche Zähnezahl aufweisen. Die Zahnräder 8 und 9 auf der WeUe 3 treiben jeweils drehbeweglich auf der Welle 10 sitzende Zahnräder 11 und 12 an. Zwischen den Zahnrädern 11 und 12 jedes Kontaktantriebes ist eine Scheibe 13 angeordnet, die in besonderer, nachfolgend beschriebener Weise mit den Zahnrädern 11 und 12 in Verbindung steht und außerdem eine Abnehmerscheibe 14 antreibt, die selbst die Kontaktgabe besorgt oder mit der eigentlichen Kontaktscheibe 15 verbunden ist. Der Steuerimpuls wird dann über den Abnehmer 16 meist zu einem Verstärker an der Spinnmaschine weitergeleitet. Ähnlich wie am Kontaktantrieb 4 sind am Kontaktantrieb 5 die Kontaktscheibe 17 und der Abnehmer 18, am Kontaktantrieb 6 die Kontaktscheibe 19 und der Abnehmer 20 und am

ίο Kontaktantrieb 7 die Kontaktscheibe 21 und der Abnehmer 22 angeordnet. Die nacheinander um einen festgelegten Phasenverschiebungswinkel erfolgenden Steuerimpulse gehen alle über die gleiche Sammelleitung 23 zur Verstärkervorrichtung 24, die die Zusatzspinnpumpen an der Spinnmaschine in kurzzeitige Bewegung setzt.

Die Funktion des Störgetriebes wird an Hand der Fig. 2 erläutert. Die Pendelscheibe 13 ist über den Zapfen 25 schwenkbar am Zahnrad 12 gelagert und ragt mit dem an ihr befestigten Zapfen 26 in eine exzentrisch im Zahnrad 11 angeordnete Nut 27. Da die beiden Zapfen 25 und 26 auf der Pendelscheibe 13 etwa um 90° versetzt angreifen, gelangt diese entsprechend der Abtastung der exzentrischen Nut 27

durch den Zapfen 26 in pendelnde Bewegung um den Zapfen 25. Diese pendelnde Bewegung ist abhängig von der Relativbewegung des Zahnrades 11 gegenüber dem Rad 12, die aus dem Zusammenwirken derselben mit den Rädern 8 und 9 entsteht. Entsprechend der gewählten unterschiedlichen Zähnezahlen verschieben sich die Zahnräder während des Laufens gegeneinander, wobei der in der exzentrischen Nut 27 gleitende Zapfen 26 einmal näher und dann entfernter zum Drehpunkt des Zahnrades 11 zu liegen kommt, wodurch er die Scheibe 13 verschwenkt. Durch einen in der um weitere 90° versetzten Nut 30 der Pendelscheibe 13 geführten Stift 28, der in der Abnehmerscheibe 14 befestigt ist und durch die Öffnung 29 im Zahnrad 12 hindurchgeführt ist, werden diese Pendelungen auf die Scheibe 14 übertragen, welche damit im Mittel mit der Drehzahl des Rades 12 umläuft, infolge der Pendelung der Scheibe 13 aber diesem abwechselnd vor- und nachläuft. In gleicher Weise wie das Rad 14 läuft die mit diesem fest verbundene Kontaktscheibe 15 um, wobei der auf ihr angeordnete Kontakt 31 gegen den entsprechenden Abnehmer 16 wirkt, sobald er an diesem vorbeigleitet. Die Kontaktgabe kann beispielsweise elektrisch durch unmittelbares Einleiten eines Stromes oder magnetisch durch Fernwirkung auf einen Gegenmagneten, der ein Relais oder ein ähnliches Element steuert, gegebenenfalls auch mechanisch durch unmittelbare Verstellung eines Schwenkhebels oder Schiebekolbens, die dann den Impuls auch hydraulisch oder pneumatisch weiterleiten kann, erfolgen.

Die sich lose auf der Welle 10 drehenden Kontaktscheiben 15, 17, 19 und 21 laufen also alle mit gleicher mittlerer Drehzahl um. Die Kontakte der einzelnen Scheiben sind im gegebenen Beispiel, bei dem es sich um vier Kontaktscheiben handelt, im Mittel jeweils um 90° gegeneinander versetzt, d. h. also, wenn gemäß Fig. 3 der Kontakt 31 der Scheibe 15 gegen den Abnehmer 16 anläuft, hat der Kontakt 34 der Scheibe 21 den Abnehmer 22 bereits verlassen. Der Kontakt 32 der Scheibe 17 läuft im Mittel um 90° hinter dem der ersten Scheibe 15 und der Kontakt 33 der Scheibe 19 um 180° hinter dem der ersten Scheibe her. Zur Verdeutlichung sind in der Fig. 3 die Kon-

taktnullagen der Scheiben 17, 19 und 21 in strichpunktierter Linie auf der Scheibe 15 eingezeichnet. Wenn nun jeder Kontakt durch sein Störgetriebe in einem gewissen Störbereich, der praktischerweise ein immer gleich großes Störwinkelmaß aufweisen sollte, wie z. B. Störwinkelbereich 35 der Scheibe 15 oder Störwinkelbereich 36 an der Scheibe 17, hin und her pendeln kann, so bildet sich zwischen dem Störwinkelbereich 35 und 36 der vor- und der nachlaufenden Scheibe 15 und 17 ein störfreier Bereich 37 aus (hier durch gestrichelte Linien auf der Scheibe 15 angedeutet), in welchem niemals eine Kontaktgabe erfolgen wird. Man hat also auf diese Weise durch Austausch oder geeignete Wahl der Zähnezahlen innerhalb der Zahnräder 8, 9, 11 und 12 sowie der anderen konstruktiven Gegebenheiten des Störantriebes der einzelnen Kontaktantriebe 4, 5, 6 und 7 die Möglichkeit, einen impulsfreien Zeitraum, in welchem keine Steuerimpulse gegeben werden, festzulegen. Dieser entspricht dann dem Mindestabstand der aufeinanderfolgenden Noppen.

Durch die unterschiedliche Wahl der Zahnräder 8 und 11 der einzelnen Kontaktantriebe wird die notwendige Variation der Störfrequenz erzielt, die darin besteht, daß die Scheibe 15 nach anderer Grundumdrehungszahl ihre Pendelperiode einstellt als die Scheiben 17, 19 oder 21. In Fig. 4 ist in einem Diagramm eine mögliche und erprobte Störfrequenzanordnung bei vier Kontaktscheiben wiedergegeben. In Pfeilrichtung 38 ist die Zeit und senkrecht dazu in Pfeilrichtung 39 die Winkellage der einzelnen Kontakte bzw. deren Kontaktscheiben aufgetragen. Der Abstand 40 zwischen den einzelnen benachbarten Geraden 41, 42, 43 und 44 stellt also die Grundphasenverschiebung im Winkelmaß zwischen den einzelnen Kontakten 31 bis 34 heraus, die bei Anordnung von vier umlaufenden Kontakten im allgemeinen mit 90° gewählt werden wird. Sie kann aber auch unterschiedliche Größe aufweisen, was zur Folge hätte, daß die störfreien Bereiche 37 zwischen den Kontaktfolgen ebenfalls nicht mehr gleich groß sind.

Um jede der Geraden 41, 42, 43 und 44 sind beispielsweise sinusförmig verlaufende Wellenlinien 45, 46, 47 und 48 eingezeichnet, die hier alle gleiche Amplituden, aber untereinander unterschiedliche Perioden 49,50,51 und 52 in Pfeilrichtung 38 aufweisen. Diese Wellenlinien stellen die der Grundphase zu überlagernden Störwinkel von unterschiedlicher Störfrequenz dar. Sie werden durch das Störgetriebe erzeugt und können bei entsprechender Wahl der exzentrischen Nut 27 im Zahnrad 11 auch anderen als sinusförmigen Verlauf annehmen. Die Störfrequenz wird durch die Relativgeschwindigkeit der beiden Zahnräder 11 und 12 bestimmt. Wird in einem der Kontaktantriebe 4 bis 7 der Pendelausschlag der Pendelscheibe 13 vergrößert, so wird auch die Störamplitude der betreffenden Kontaktscheibe — also der mit 35 oder 36 bezifferte Störwinkelbereich der Fig. 3 oder die Amplitude der Wellenlinie 45 oder 46 der Fig. 4 — entsprechend vergrößert. Dadurch werden dann auch die beiden störfreien Nachbarbereiche 37 verändert. Die weiterhin im Diagramm der Fig. 4 nur links dargestellten, gestrichelt gezeichneten Steillinien 53, 54, 55 usw. charakterisieren aneinandergereiht den Verlauf der Grunddrehung, wobei der Abstand 56 zwischen den Steillinien jeweils das Zeitmaß für eine volle mittlere Umdrehung der Kontaktscheiben wiedergibt. Die volle mittlere Umdrehung 56 ist also hier zeitlich kürzer als die kürzeste Störperiode 51 der Wellenlinie 47 gewählt. Selbstverständlich sind auch andere Verhältnisse erzielbar; sie ergeben sich bei der Wahl anderer Relativgeschwindigkeitsverhältnisse zwischen den beiden Zahnrädern 11 und 12.

Die Schnittpunkte in der Reihenfolge 57, 58, 59, 60, 61, 62 usw. der Steillinien 53, 54, 55 usw. mit den Wellenlinien 45, 46, 47 und 48 geben nun den jeweiligen Beginn der aufeinanderfolgenden Kontaktimpulse wieder, und zwar in Pfeilrichtung 38 gesehen im Zeitmaß und in Pfeilrichtung 39 gesehen im Winkelmaß in der geforderten unregelmäßigen Weise, wie ein Vergleich der Schnittpunktabstände auf den Steillinien 53 und 55 ausreichend sichtbar verdeutlicht.

Man erkennt daraus aber auch, daß es empfehlenswert ist, einer Kontaktscheibe mit Störfrequenzlinie von kurzer Periode eine solche mit längerer folgen zu lassen, um einen schnelleren Wechsel der Impulsabstände zu erreichen, wie es in Fig. 4 dargestellt ist.

Die der Grunddrehgeschwindigkeit überlagerten Stördrehgeschwindigkeiten bewirken eine ständige Änderung der Gesamtdrehgeschwindigkeit jeder einzelnen Kontaktscheibe. Wenn also beispielsweise die Kontaktgabe elektrisch mittels Schleifsegment und Bürste vorgenommen wird, so wird .je nach der momentanen Drehgeschwindigkeit der Kontaktscheibe eine mehr oder weniger lange Berührung zwischen Segment und Bürste stattfinden. Im Diagramm der Fig. 4 ist dieser Tatbestand aus der ständig wechselnden jeweiligen Neigung der Wellenlinien 45 bis 48 zu entnehmen. Befindet sich der Schnittpunkt zwischen Steillinie und Wellenlinie im aufsteigenden Ast — also beispielsweise die Punkte 57, 58 usw. —, so ist die Momentandrehgeschwindigkeit der Kontaktscheibe gerade erniedrigt, die Kontaktgabezeit wird also verhältnismäßig lang. Im absteigenden Ast, beispielsweise am Schnittpunkt 63, ist die Momentandrehgeschwindigkeit erhöht, wodurch sich die Kontaktgabezeit wesentlich verkürzt. Man kann diesen Wechsel in den Kontaktgabezeiten dazu benutzen, die Impulslänge und damit die Länge der zu erzeugenden Noppen in gewissen Grenzen zu steuern. Die Kontaktgabezeit wird um so mehr verändert, je kürzer im Falle gleichgehaltener Störamplitude die Periodenlänge 49 bis 52 gewählt wird.

Die vorbeschriebene Impulsgebereinrichtung soll nur den Vorgang der unregelmäßigen Impulsgabe verdeutlichen, ohne daß dadurch der Erfindungsgegenstand auf die dargestellten Konstruktionselemente begrenzt ist. So können anders funktionierende Störgetriebe verwendet und die Fortleitung der Impulse durch beliebige Zwischenträger vorgenommen werden. Je nach der geforderten Systemperiodenlänge — also der Periode, nach welcher die gleichliegende Konstellation 57, 58, 59 usw. wiederkehrt — können mehr oder weniger als vier Kontaktscheiben vorgesehen sein. Wesentlich ist nur, daß die einzelnen Störfrequenzen als Erzeuger der unterschiedlich erfolgenden Kontaktgabe untereinander keinen gemeinsamen Teiler besitzen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Impulsgeber für die Erzeugung unregelmäßig aufeinanderfolgender Impulse mittlerer gleicher 6g Häufigkeit zur Verwendung an Textilmaschinen, insbesondere an Spinnmaschinen zur Herstellung künstlicher Fäden mit schwankendem Titer, ge kennzeichnet durch eine Vielzahl von einer ge-

   meinsamen Welle (3) über getrennte Zwischengetriebe (8, 9, 11, 12) angetriebener und im Mittel mit gleicher Drehzahl umlaufender Kontaktscheiben (15, 17, 19, 21) mit gegeneinander phasenverschobenen Kontakten (16, 18, 20, 22) für die Impulsgabe, wobei als Zwischengetriebe Störgetriebe vorgesehen sind, die jeweils jede einzelne

   Kontaktscheibe mit einer von den anderen unterschiedlichen Störfrequenz um die Grunddrehgeschwindigkeit pendeln lassen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 683 978; britische Patentschrift Nr. 749 563.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen