DE1216745B - Zufuehrvorrichtung zum Zufuehren eines einzelnen Kunststoffadens zu einer Textilmaschine - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESGHRIFT

Int. CL:

B 65h

Deutsche KL: 76 d-7/02- ,

Nummer: 1216 745

Aktenzeichen: C 23524 VII a/76 d

Anmeldetag: 3. Februar 1961

Auslegetag: 12. Mai 1966

Die Erfindung bezieht sich auf Zuführvorrichtungen zum Zuführen eines einzelnen Kunststoffadens zu Textilmaschinen, insbesondere einer Strickmaschine, einer Güteprüf vorrichtung oder einer, anderen Verarbeitungsvorrichtung, die einen mit großer Genauigkeit auf konstanter Spannung gehaltenen Faden verwendet, mit einem die Fadenspannung in einer Fadenschleife abtastenden Fühlhebel, der über ein Differential die Geschwindigkeit einer den Faden von der Ablaufspule abziehenden Lieferrolle steuert.
■ Bei fast allen Textilverarbeitungsvorgängen ist die Gleichförmigkeit der Spannung eines zugeführten Fadens von entscheidender Bedeutung für die Beschaffenheit des schließlich erhaltenen Produktes. Dies gilt unter anderem für die Herstellung von Garn und vor allem für Strickmaschinen, wo ungleichförmige Spannungen des zugeführten Garnes zu sichtbaren Streifen in dem aus diesem Garn· hergestellten Erzeugnis führen. Auch bei Güteprüfvorrichtungen ist das Prüfergebnis weitgehend von der Spannung des zugeführten Fadens bzw. Garnes abhängig.

Es ist bekannt, bei Garnverarbeitungsvorrichtungen die Spannung des zugeführten Garnes beispielsweise mittels einstellbarer Friktionsscheiben in vorgegebenen Grenzen zu halten. An Stelle von Friktionsscheiben hat man auch schon eine gewichtsbelastete Rolle in einer Garnschleife angeordnet und durch die Auslenkung der Rolle über einen Quecksilberschalter die Abzugsgeschwindigkeit geregelt, wodurch das Garn beim Einlauf in vorgegebenen Grenzen annähernd gleichförmig belastet werden kann.

Überdies ist es bekannt, bei Aufwickelvorrichtungen das Garn von der Abwickelspule über eine angetriebene Umlenkrolle zu leiten und in einer dieser nachgeschalteten Fadenschleife durch einen Fühlhebel mittels einer Feder zu belasten, wobei Steuervorrichtungen mit einer Differentialvorrichtung dazu dienen, die Drehzahl der vor der Aufwickelrolle her angetriebenen Umlenkrolle in Abhängigkeit vom augenblicklichen Wickeldurchmesser der Aufwickelrolle zu regeln. Dabei wird jedoch ein stufenloses Getriebe im Sinn Vergrößern oder Verkleinern der Übersetzung durch einen Kontakt und daher im Nullbereich praktisch schrittweise geregelt. Die sich dabei ergebenden größeren Regelschwankungen haben ebensolche Veränderungen der Spannungswerte des Fadens zur Folge, so daß eine solche Regelung für viele Zwecke nicht ausreicht.

Bekannt ist ferner, bei Schlichtmaschinen die Stoffbahn vor der eigentlichen Wickelvorrichtung durch zwei mit Längsabstand vorgesehene Walzen mit regelbarer Geschwindigkeit anzutreiben und zwischen die-

Zuführvorrichtung zum Zuführen eines einzelnen Kunststoffadens zu einer Textilmaschine

Anmelder:

Monsanto Company, St. Louis, Miss. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Phys. G. Liedl, Patentanwalt,

München 22, Steinsdorfstr, ,22

Als Erfinder benannt': ■ " ·
David Aaron Zaukelies,
Raleigh, N. C. (V. St. Α.). j/ [

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 5. Februar 1960 (6905)

, sen Walzen in einer Schleife der Stoffbahn eine gewichtsbelastete Tänzerwalze vorzusehen, die über mehrere Kettentriebe die Ständerspannung des Antriebsmotors der in Bewegungsrichtung hinten liegenden Antriebswalze regelt. Da diese Antriebe im Prm-»

!:- zip unabhängig voneinander geregelt werden und zum anderen die Stellvorrichtung verhältnismäßig große Massen- und Reibungskräfte überwinden muß, ist eine exakte Nachregelung der Geschwindigkeit der hinteren Walze im Sinn Konstanthalten der Bahnspannung nicht möglich.

Um die Spannung eines Bandes zwischen benachbarten Antriebswalzen in Grenzen zu halten, ist es zwar bekannt, die Antriebsmotoren dieser Walzen durch elektrische Wellen über ein elektrisches Diffe-^ rential (Selsyndifferential) zu verbinden. Nach einei solchen bekannten Ausführung wird dort die Belastung der benachbarten Walzen elektrisch verglichen und nach dem so erhaltenen Wert selbsttätig die Drehzahl der hinteren Walze nachgeregelt. Hierbei ergeben sich jedoch außerordentlich große Un-Sicherheitsfaktoren, was beträchtliche Schwankungen der Bandspannung zur Folge hat. Bei anderen, zwischen benachbarten Antriebswalzen von Walzwerken vorgesehenen elektrischen Differentialen dient zwar zur Steuerung des Differentials eine Tastrolle, die unter Federkraft an das im wesentlichen gestreckte Walzgut angedrückt wird. Dabei sind jedoch die Task kräfte unverhältnismäßig kleiner als die tatsächlich

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im Band auftretenden Kräfte, ein Umstand, der zwar In F i g. 1 ist eine erste bevorzugte Ausführungsbei Metallbändern von Vorteil sein kann, für die form gemäß der Erfindung, nämlich eine Vorrichtung Regelung der Spannung in dünnen Textilfaden aber zur Zuführung eines Garnes unter konstanter Spanaußerordentlich nachteilig ist. nung, dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einer

Außerdem muß bei diesen bekannten Walzwerks- 5 Garnantriebseinrichtung mit einem als Selsyngenera-

antrieben die Zuführgeschwindigkeit des Walzgutes tor 12 ausgebildeten Generator, welcher durch eine

als gegeben hingenommen werden. Dort kann eine elektrische Welle an ein elektrisches Differential

konstante Spannung daher nur dadurch erzielt wer- (Selsyndifferential) 14 angeschlossen ist. Das Diffe-

den, daß die Drehzahl der nachgeordneten Walze ge- rential 14 ist andererseits durch eine elektrische Welle

regelt wird. Bei Textilmaschinen ist es aber oftmals io mit einem als Selsynmotor ausgebildeten Motor 16

von besonderer Bedeutung, daß dort, nämlich im verbunden. Mit dem Garnantriebssystem ist ein Stell-

Bereich einer Einzugsrolle der Maschine nicht nur system gekoppelt, welches aus einem Übertrager oder

konstante Spannung, sondern auch in hohem Maße einem elektrischen Wandler 18, einem Verstärker 20

gleichbleibende Geschwindigkeit vorherrschen. und einem Stellmotor 22 besteht. Der elektrische

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zuführvorrich- 15 Wandler 18, der Verstärker 20 und der Stellmotor 22

tung der eingangs geschilderten Gattung so aus- sind elektrisch miteinander verbunden. Der Stellmotor

zugestalten, daß auch sehr dünne Fäden aus eiasti- 22 betätigt weiterhin das Selspdifferential 14.

schem Werkstoff innerhalb der Grenzen von wenigen Fadenmaterial, wie z. B. ein Garn od. dgl., im fol-

Prozenten einer vorgegebenen Spannung mit der je- genden einfach als Garn 24 bezeichnet, ist ausgehend

weils benötigten konstanten Verarbeitungsgeschwin- 20 von einer Spule 26 über geeignete Schlepp- und Zug-

digkeit zugeführt werden können, d. h., Geschwindig- rollen und über den elektrischen Wandler 18 zu einer

keitsdifferenzen sollten möglichst unmittelbar ertastet in der F i g. 1 nicht mehr dargestellten Güteprüf-

und durch weiche Nachsteuerung der Lieferrolle so vorrichtung, Fabrikationsmaschine od. dgl. geführt,

ausgeglichen werden, daß sie keine merkbaren Span- welche das Garn verarbeitet. Die verschiedenen Ein-

nungsänderungen hervorrufen können. Dies alles" soll 25 zelteile der ganzen Vorrichtung sind an einem in der

ferner mit möglichst einfach aufgebauten und be- · Figur nur angedeutetem Rahmen 19 angeordnet,

triebssicher arbeitenden Mitteln erfolgen und wird Der Generator 12 bekannter Bauart ist elektrisch

durch die Kombination an sich bekannter Merkmale einerseits mit einer Speiseleitung verbunden und

erreicht. andererseits an das Differential 14 angeschlossen. Das

Erne Zuführvorrichtung zum Zuführen ernes ein- 30 Differential 14 ist seinerseits elektrisch mit dem Motor

zelnen Kunststoff adens dieser Art ist erfindungsgemäß 16 verbunden, welcher, wie aus der Figur ersichtlich,

vor allem dadurch gekennzeichnet, daß die Lieferrolle wiederum an eine Speiseleitung angeschlossen ist. Der

durch die Antriebsvorrichtung der Einzugsrolle der Motor 16 ist antriebsmäßig entweder direkt oder über

Verbrauchereinrichtung über das Differential antreib- geeignete Transmissionsmittel mit einer Lieferrolle 28

bar ist, das durch den unmittelbar auf einen elek- 35 verbunden, welche das Garn 24 von der Vorratsspule

trischen Wandler einwirkenden Fühlhebel kontinuier- 26 wegführt In dem Laufweg des Garnes 24 ist eine

lieh steuerbar ist. Schlepprolle 30 angeordnet, welche die Garnführung

Selbst wenn hier hochelastische Kunststoffäden mit erleichtert. Das Garn wird in einer Schleife um eine unterschiedlichen Spannungen von der Ablaufspule Triebschlepprolle 32 und die Lieferrolle 28 herumabgezogen werden und sich dadurch zunächst unter- 40 geführt. Eine an sich bekannte Spanneinrichtung 29 schiedliche Längen zwischen der Lieferrolle und der erzeugt in dem Garn eine ausreichende Spannung, so Einziehrolle ergeben, so werden praktisch-ohne Über- daß ein positiver Garnantrieb gewährleistet und ein windung merklicher Massen- und ' Reibungskräfte Garnschlupf auf der Lief errolle 28 vermieden wird, durch den in die Fadenschleife eingreifenden Fühl- In dem Garnweg ist weiterhin eine freie Rolle 34 hebel Nachsteuerkommandos auf praktisch rein elek- 45 vorgesehen, mit einer Gewichtauflegeeinrichtung 36, irischem Weg und damit ohne jede Verzögerung aus- welche die Auflage eines die Garnspannung bestimgelöst, so daß sich die Geschwindigkeit der Lieferrolle menden Gewichtes gestattet. Eine Schlepprolle 38 derjenigen der Einziehrolle mit recht geringen und dient dazu, eine Schleife 39 in dem Garnlauf zu ervor allem weich einsetzenden Korrekturen derart zeugen, und zwar zwischen der Rolle 38 und der nachregeln läßt, daß zusätzliche Belastungsschwan- 50 Lieferrolle 28, wobei die freie Rolle 34 den Scheitel kungen des Fadens vermieden werden. Im Bereich dieser Schleife bildet.

der Einzugsrolle sind daher Spannung und Zuführ- Eine Einzugsrolle 40 mit dem gleichen Durch-

geschwindigkeit konstant. Auf diese Weise können messer wie die Lieferrolle 28 ist an der anderen Seite

weitgehend die eingangs geschilderten nachteiligen der Garnschleife und gegenüber der Lieferrolle 28

Folgen ungleichmäßiger Beschaffenheit des fertigen 55 vorgesehen und vervollständigt den vorgeschriebenen

Produktes und ungenaue Ergebnisse einer Güteprüf- Garnführungsweg. Die Einzugsrolle 40 stellt einen

vorrichtung vermieden werden. Teil der Garnverarbeitungsmaschine dar und kann in

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung geeigneter Entfernung der Rolle 28 angebracht sein, gehen aus nachfolgender detaillierter Beschreibung Auf diese Weise wird das Garn von der Fabrikationszweier Ausführungsformen in Zusammenhang mit 60 maschine mit einer Geschwindigkeit verarbeitet, wel·

den Zeichnungen hervor. Es zeigt ehe gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Einzugs-

Fig. 1 ein Blockdiagramm einer bevorzugten rolle 40 ist. Die Einzugsrolle 40 wird von einem

ersten Ausführungsform der Erfindung und üblichen regelbaren Motor 42 angetrieben.

Fig.2 eine perspektivische Teilansicht einer zwei- Das Steuersystem gemäß der Erfindung dient nun

ten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, 65 dazu, die Lieferrolle 28 entsprechend der Geschwinunter Verwendung eines Differentialgetriebes, mit digkeit der Einzugsrolle 40 so anzutreiben, daß in welchem eine konstante Garnspannung eingestellt dem dazwischenliegenden Fadenabschnitt weitgehend

wird. ■ gleiche Spannung herrscht. Der Generator 12 ist mit

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der Einzugsrolle 40 verbunden und wird durch den- tätigt. Der Motor 16 folgt im allgemeinen mit ent-

selben Mechanismus betrieben, welcher auch bei dem sprechender Umdrehungszahl dem Generator 12 mit

Antrieb des Garnes verwendet wird, so daß die Ab- Ausnahme der Fälle, wo seine Umdrehungszahl durch

spulgeschwindigkeit des Garnes von der Spule 26 das Differential 14 erhöht oder vermindert wird. Das

durch die Lieferrolle 28 im Mittel derjenigen Ge- 5 Differential 14 wird dabei durch das Fehlersignal des

schwindigkeit entspricht, bei der das Garn verarbeitet Wandlers 18 entsprechend gesteuert; Die Betätigung

wird. An der Einzugsrolle 40 ist eine Schlepprolle 44 des Wandlers 18 erfolgt über die freie Rolle 34 und

angeordnet, welche den vorgeschriebenen Fadenlauf die angehängten Gewichte 36, welche zusammen die

aufrecht hält und einen möglichen Garnschlupf ver- Fadenbelastung bestimmen,

meidet. io F i g. 2 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführung

Der elektrische Wandler 18 ist vermittels eines gemäß der Erfindung. Die Rollen 28 und 40 sind hier Fühlhebels 46 direkt an die Rolle 34 angekoppelt. aus Gründen einer einfachen Darstellung nahe neben-Daher wird irgendeine Bewegung der Rolle 34 infolge einander gezeichnet. In einer praktischen Verwirkeiner Veränderung der Länge der Schleife 39 die lichung können diese Rollen in einer gewissen Ent-Winkelstellung des Wandlerrotors verändern, der an 15 fernung voneinander angeordnet sein, wobei die Eindem einen Ende des Fühlhebels 46 angeordnet ist. zugsrolle 40 einen Teil der Verarbeitungsmaschine Die Anlegung eines elektrischen Potentials an die bildet. Um eine gleichförmige Garnspannung aufc Primärwicklung des Wandlerstators erzeugt in be- rechtzuerhalten, muß die Lieferrolle 28 im Regelfall kannter Weise eine Spannung in dessen Sekundär- mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Einzugswicklung, so daß eine Veränderung der Stellung des 20 rolle 40 gedreht werden. Dabei ist vorausgesetzt, daß Rotors bezüglich des Stators eine elektrische Aus- die Rollen gleiche Durchmesser besitzen,
gangsspannung in der Sekundärwicklung erzeugt, und Ein Motor 50 treibt die Rollen 28 und' 40 über eine zwar proportional zur Verdrehung des Rotors. Auf Reihe von Zahnrädern 51,52, 53 und 54 und ein an diese Weise wird irgendeine Verschiebung der Rolle sich bekanntes Differentialgetriebe 55 an. Das mit 34 aus einer vorbestimmten Stellung infolge einer 25 dem Motor 50 verbundene Zahnrad 51 und das mit Veränderung der Garnspannung eine elektrische Aus- der Einzugsrolle 4Q^: gekoppelte Zahnrad 52 können gangsspannung in der Sekundärwicklung des Wand- als erstes Zahnrädersystem betrachtet werden, wellers 18 erzeugen, wobei diese Spannung dem Aus- dies die Rolle 40 antreibt. Das als Zwischenzahnrad schlag des Fühlhebels 46 proportional ist. Eine Ver- ausgebildete Zahnrad 53 und das mit der Lieferrolle änderung in der Ausgangsspannung der Sekundär- 30 28 verbundene Zahnrad 54 können als zweites Zahnwicklung bedeutet dementsprechend ein Fehlersignal, rädersystem angesehen werden, welches die Rolle 28 welches durch den Verstärker 20 in geeigneter Weise treibt. Das Differentialgetriebe 55 verbindet das modifiziert und an den Stellmotor 22 übertragen wird. zweite Zahnrädersystem mit dem ersten System. Ein Der Stellmotor 22 betätigt nun in geeigneter Weise in der Figur nur angedeuteter Rahmen 60 stützt die das Differential 14, wodurch die Geschwindigkeit des 35 Einzelteile der Vorrichtung ab.
Motors 16 entweder erhöht oder erniedrigt wird, so Ein über das Zahnrad 51 angetriebener Geschwindaß die Schleife 39, entsprechend einer vorbestimm- digkeitsmesser 58 betätigt eine an sich bekannte ten Spannung des Garnes auf einer nahezu konstanten Steuereinrichtung 59, welche die Geschwindigkeit des Länge gehalten wird. Motors 50 auf einem konstanten Wert hält. Da die

Beim Betrieb der Ausführungsform gemäß F i g. 1 40 Einzugsrolle 40 über die Zahnräder 51 und 52 direkt treibt der Motor 16 die Lieferrolle 28 mit ihrer Trieb- auf den Motor übersetzt ist, dreht sich diese Rolle schlepprolle 32 und führt das Garn von der Spule 26 mit konstanter Geschwindigkeit,
weg. Von der Rolle 28 läuft das Garn um die freie Die Geschwindigkeit der Lieferrolle 28 wird durch Rolle 34 und über die Schlepprolle 38 und bildet die den Stellmotor 22 geregelt, welcher mit dem Diffe-Schleife 39. Die freie Rolle 34 mit dem daran be- 45 rentialgetriebe 55 verbunden ist. Das Differentialfestigten Gewicht 36 hält das Garn entsprechend der getriebe 55 liegt zwischen den Zahnrädern 52 und 53, jeweiligen Schleifenlänge unter vorbestimmter Be- so daß seine Betätigung auf die Geschwindigkeit der lastung. Einzugsrolle 40 keinen Einfluß hat.

Die freie Rolle 34, welche an dem Rotor des elek- Das Differentialgetriebe 55 besitzt ein zentrales

trischen Wandlers 18 mittels des Fühlhebels 46 be- 5° Zahnrad 61, welches auf einem Auflager oder einer

festigt ist, verschiebt sich je nach der herrschenden Nabe 62 befestigt ist. Die Nabe 62 sitzt auf einer

Garnspannung bzw. Differenzgeschwindigkeit unter Achse 63, welche durch den Stellmotor 22 angetrieben

Verkürzen oder Verlängern der Schleife 39. Der wird. Ein erstes Differentialzahnrad 65 ist frei auf

Wandler 18 nimmt die Veränderungen in der Schlei- der Achse 63 gelagert und steht mit dem Zahnrad 52

fenlänge auf und überträgt nach geeigneter Verstär- 55 und dem zentralen Zahnrad 61 im Eingriff. Ein zwei-

kung ein äquivalentes elektrisches Fehlersignal an den tes Differentialzahnrad 66, welches ebenfalls frei auf

Stellmotor 22. Der Stellmotor 22 betätigt seinerseits der Achse 63 gelagert ist, steht mit dem zentralen

das Differential 14. Dadurch wird die Laufgeschwin- Zahnrad 61 und dem Zahnrad 53 im Eingriff,

digkeit- des Motors 16 gesteuert und die Faden- Beim Betrieb dieser Ausfuhrungsform gemäß der

Vorschubgeschwindigkeit vermindert oder erhöht, daß 60 Erfindung verschieben Längenveränderungen der

der Faden zwischen den Zugrollen 28 und 40 mit Schleife 39 den Fühlhebel 46. Dadurch wird der elek-

großer Genauigkeit unter vorbestimmter Spannung trische Wandler 18 zur Erzeugung eines Signals, wie

gehalten wird. vorhin beschrieben, veranlaßt. Dieses Signal wird in

Kurz gesagt, spricht der Wandler 18 auf Verände- dem Verstärker 20 verstärkt und an den Stellmotor

rangen in den Dimensionen der Schleife 39 an und 65 22 übertragen. Der Stellmotor 22 versetzt darauf die

überträgt ein entsprechendes elektrisches Fehlersignal Achse 63 in Drehung, so daß das zentrale Zahnrad 61

proportional zu der Schleifenveränderung an den mitgeführt wird, und zwar in Abhängigkeit von der

Stellmotor 22, welcher das Selsyndifferential 14 be- Polarität des empfangenen Signals. Dadurch wird die

Geschwindigkeit der Lieferrolle 28 verändert und auf den korrekten Wert eingestellt. Wenn der Stellmotor 22 das zentrale Zahnrad 61 des Differentialgetriebes 55 im Uhrzeigersinn mitführt, wird die Geschwindigkeit des zweiten Zahnrades 66 abnehmen. Wenn umgekehrt der Stellmotor 22 die Nabe 62. so dreht, daß das Zahnrad 61 im Gegenuhrzeigersinn mitgeführt wird, wird die Geschwindigkeit des zweiten Zahnrades 66 erhöht. Diese Geschwindigkeitsveränderungen des zweiten Differentialzahnrades 66 verändern die Geschwindigkeit der Lieferrolle 28 und halten das Garn 24 unter konstanter Spannung.

Die beschriebenen Ausführungsformen gemäß der Erfindung erfüllen also die gestellten Aufgaben mit den angegebenen Vorteilen. Der Fachmann ist jedoch ohne weiteres in der Lage, die Ausführungsbeispiele entsprechend abzuwandeln und sie besonderen Verwendungszwecken anzupassen, ohne daß dabei der Rahmen der Erfindung überschritten würde.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   .1. Zuführvorrichtung zum Zuführen eines einzelnen Kunststoffadens zu einer Textilmaschine, insbesondere einer Strickmaschine, einer Güte- - prüfvorrichtung oder einer anderen Verarbeitungsvorrichtung, die einen mit großer Genauigkeit auf konstanter Spannung. gehaltenen Faden verwendet, mit einem die Fadenspannung in einer Fadenschleife abtastenden Fühlhebel, der über ein Differential die Geschwindigkeit einer den Faden von der Ablaufspule abziehenden Lieferrolle steuert, dadurch gekennzeichnet, daß diese Lieferrolle (28) durch die Antriebsvorrichtung (42) der Einzugsrolle (40) der Verbrauchereinrichtung über das Differential (14) antreibbar ist, das durch den unmittelbar auf einen elektrischen Wandler (18) einwirkenden Fühlhebel (46) kontinuierlich steuerbar ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Fühlhebel (46) und einem das Differential (14) betätigenden Stellmotor (22) ein Verstärker (20) eingeschaltetist.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung eines elefc irischen Differentials (F i g. 1).

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, ge^ kennzeichnet, durch die Verwendung eines me* chanischen Differentials (Fig. 2).

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 697 530;
   österreichische Patentschrift Nr. 197 725;
   USA.-Patentschriften Nr. 2 751 532, 2169 016.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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