DE2026542A1 - Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung der Fadenunterwindung von Kopsen auf Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen - Google Patents

Description

Georg Hansmann VD1 . ,

Patent- Ingenieur -

2 Hamburg 50 (Affona) 22. Hei197Q~

Jöllus-Leber-Straße 21

"Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung der Fadenunterwindung von Kopsen auf fiingspinn- oder Bingswlrnmaschinen"

Die Erfindung bezieht sich auf die selbsttätige Steuerung der Fadenunterwindung von Kopsen auf Ringspinn- oder Bingzwirnmasehinen, deren während des Auslaufes ungebremste oder abbremsbare Spindeln mit festen Aufsätzen zur Fadenspannungsreduzierung, insbesondere mit sogenannten Spinnfingern, für das Spinnen mit reduziertem Ballon versehen sind·

Das Spinnen bzw. Zwirnen mit Spindelaufsätzen zur Fadenspannungsreduzierung ist allgemein bekannt. Neuerdings hat sich auch das Spinnen mit sogenannten Spinnfingern (mehrfach abgebogener, auf dem Spindeloberteil angebrachter, fingerfönaiger Fortsatz) bestens eingeführt} jedoch im besonderen haben sich hierbei noch Unzulänglichkeiten bei der Unterwindung bezüglich eines einwandfreien Kopsabzuges herausgestellt· Diese Unzulänglichkeiten abzustellen ist Aufgabe der Erfindung.

Bekanntlich müssen die beim Spinnen um den Spindelaufsatz gewundenen Fäden, zum Abheben der vollen Kopse von den Spindeln, den Aufsatz erst freigegeben haben; falls das nicht selbsttätig geschieht, muß von Hand nachgeholfen werden· Außerdem muß zum Aufstecken der leeren Hülsen das zwischen Spindel und Hülse festzuklemmende Fadenanfangsstück sauber von der Hülse überdeckt sein. Letzteres bedeutet, daß der Fadenanfang, die unter-, wunden» Fadenlänge vom vorherigen Kops - von der Abrißstelle an gerechnet, nicht zu lang sein darf bzw. die einzuklemmende Fadenlänge einen schon beim Kopsabzug vorbestimmten relativ engen Längenmaßboreich weder über- noch unterschreiten darf. Beim Spinnen mit Spinnfingern hat man dies nicht mehr in der Hand und es bietet eich an, die beiden genannten Unzulänglichkeiten gemeinschaftlich zu lösen«

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'Bekannt sind außerdem selbsttätige elektropneumatisch^ Faden-^; führer-Schwenkvorrichtungen beim Spinnen mit Spinnfinger--. -.-.■:"·■-;■ Spindelaufsätzen, die die Fadenführer zu einem geeigneten Zeitpunkt schwenken sollen, jedoch- wird dieser Zeitpunkt nicht sicher oder gar nicht erreicht bzw. die Fadenführer schwenken zu träge. Nicht Freiwerden des Fadens von der. Spindel- und zu große Fadenlänge sind die Folgen; jede bzw. viele Spindeln einer Maschinenseite müssen zeitraubend dann von Hand vor und auch nach dem Abzug abgefädelt werden, -

liTeiterhin ist bekannt, daß zur Unterwindung zum Kops ab zug, bevor der Antriebsmotor abgeschaltet wird, dessen Drehzahl bzw. die Spindeldrehzahl heruntergesetzt wird, und daß man nach der Abschaltung entweder die Maschine und damit die Spindeln frei auslaufen läßt, oder sofort nach der Abschaltung mehr oder weniger weich abbremst. Im er-steren Falle bekommt man einen zeitmäßig langen, im zweiten Falle einen kürzeren Spindelauslauf, wobei eina relative Unterwindfadenlänge anfällt. Der auf diese Weise erzielte Unterwindfaden-Längenbereich genügte meist den bisherigen Anforderungen. Es sind zwar auch Einrichtungen bekannt geworden, um die Unterwindfadenlänge für andere nachfolgende Arbeitsvorgänge (z. B. für die automatische Kopsanhebung) ein bestimmtes Maß zu geben, aber auf diese Einrichtung kann hier nicht Bezug genommen werden. Die ΰορυβί-aufgabe der Erfindung wird durch Unterteilung des Spindelauslaufes in einen ersteren Teil des freien, und in einem zweiten Teil des gebremsten Auslaufes gelöst.

Es wurde festgestellt, daß die Fadenführerschwenkung in einem ganz engen Größenbereich der Spindelauslaufdrehzahl ausgelöst v/erden muß, und zwar schlagartig schnell, damit die-sich von ■ der Spindel lösenden Fäden bis zum Stillstand der Spindeln vollkommen frei sind. Der Zeitbereich, in dem die Fadenführerschwenkung erfolgen muß, ist so gerine;, daß dieser nur mit maximal schnell arbeitenden Wechselstromoiagnsten eingehalten werden kann. Um den Schwenkungs-Zeitbereich nicht ouch noch durch Bremsung des Spindelauslaufes zu verkürzen, wird die Bremsung nach erfolgber Fadenführerschwenkung Vorgenommen.

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Die InpulssuslÖGung beider Vorgänge kann durch, den an sich bekannten elektronischen Drehzahlwächter bei vorbestimiater Spindeldrchzahl gleichzeitig erfolgen· Die Situation wird an folgenden Beispielen erläutert·

Fip;. 1 Laufende Spindel mit sogenanntem Spinnfinger und bereits unterwundenem Kops beim Wickeln der Fadenreserve.

Fig. 2 Laufende Spindel wie Fig» 11 Wenig später nach Hochschwenkung des Fadenfüfarers,

Fig. 5 Spindel im Stillstand bei Abzug des Kopses.

Fip;, 4· Diagramm - Zusammenhang zwischen Auslauf Spindel— drehzahl und Bremszeit.

Fig. 5 Diagramm - die vom Spinnfinger frei gekommenen Fäden als Funktion der Schaltauslaufspindel-Drehsahl,

Fig. 6 Diagram - Auslauf ßpindeldrehxahl bar.¹. Fadenlief er— geschwindigkeit als Funktion der Zeit.

Fig. 7 Diagrann - Unterwindfadenlänge als Funktion der Zeit.

FiR. 8 Schema des erfindungsgemäßen Aufbaus und des Ablaufes der Steuerung.

Die Fig. 1 zeigt einen in bekannter Weise bereits unterwundonen (Hingbank abgesenkt) vollen Kops auf einer Spindel mit Spinnfinger für das Spinnen mit reduziertem Ballon beim Aufwinden der Schlußfadenroserve im freien Au3lauf kurz vor der erfindungsgemäßen Einschaltung der Fadenführerschwenkung und der Abbrensuns de3 Rest-Gpindelau3laufea· - Der Faden 1 läuft von oben durch den Fadenführer 2, windet sich in mehreren Windungen 3 um den über die ilittolnchce 4 nach beiden Soiton gekrümmten Spindel— aufoatsB Schaft 5 des eogonanntcn Spinnfingora 6, springt von dem üplndelabsatB 7 hie zum Hingläufor 8 auf den, auf der ^:,: : ^' 109884/0 57 6

Ringbank 17 "befestigten, Ring 18 als sogenannter reduzierter Fadenballon 9 auf und wird auf dem unteren freien Ende 10 der Hülse 11 unterhalb des Garnkörpers 12, des Kopses 14 als Fadenreserve 13 aufgewunden. Die Fadenreservewindungen 13 rutschen bekanntlich beim Abziehen des Kopses 14 auf die nackte Spindel 15» und der Verbindungsfaden 16 zum Kops 14 reißt dann ab (siehe Fig. 3)»

Die Fig. 2 zeigt die Spindel aus Fig. 1 kurz nach Einschaltung der Fadenführerschwenkung und Abbremsung des Restspindelauslaufes. - Die Schwenkung des Fadenführers 2 ist inzwischen schlagartig erfolgt und bereits vollzogenj die Spindel 15 mit dem Kops 14 macht ihre letzten Drehungen kurz vor dem Stillstand. Die Fadenwindungen 3 um den Spinnfinger, Schaft 5» haben begonnen sich abzuwickeln; die Fadenreserve 13 hat sicli um eine entsprechende Anzahl von Windungen vermehrt. Bei Stillstand der Maschine haben sich die Fadenführerwindungen 3 um den Spinnfinger abgewickelt, so daß der Spinnfinger 6 völlig vom Faden frei ist. Die Fadenreserve 13 hat die vorgesehene Fadenlänge, die für den neuen Kopsanfang richtig ist, erreicht.

Fig. 3: Die Spindel steht still. Der Kops 14 wird bereits abgehoben. Die Fadenreserve 13 beginnt von dem unteren Hülsenende 10 auf das Spindeloberteil 15 abzurutschen. Bei Fortschreiten der Kopsabhebung reißt der Verbindungsfaden 16- zum Kops 14 oberhalb der nun auf der Spindel befindlichen Reservewindungen 13 etwa bei Punkt 19 ab„ 3s sollen maximal nur eine gerade noch verträgliche, und minimal eine für die Neuaüfstekkung der nächsten Hülse 11 erforderliche Mindestanzahl von Reservewindungen auf der Spindel 15 verbleiben.

Fig. 4: Grundlage für die Einleitung des Steuervorganges zum Schwenken der Fadenführer ist die Spindeldrehzahl, d. h. beim Auslauf der Maschine, Motor abgeschaltet, wird bei einer durch einen elektronischen Drehzahlwächter genau fixierten Drehzahl ein Impuls ausgelöst, der den Elektromagneten einschaltet, der das Schwenken der Fadenführer bewirkt und gleichzeitig den · Motor abbremst·

^{G BAÜ} ORIGINAL

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Sin wirklich, exaktes Schwenken der Fadenführer ist aus Gründen des rasanten Anzuges nur mit einem. Wechselstrommagneten realisierbar. Die Anzugszeit beträgt für den infrage kommenden Wechselstrommagneten etwa t. = 65 ms. Ein vergleichbarer Gleichstrommagnet braucht dagegen eine Anzugszeit von etwa tj = 900 ms. Nach dem Schwenken der Fadenführer um etwa werden die Fäden vom Spinnfinger fortgeleitet, so daß sie sich vom Spinnfinger freidrehen. Zu dem Zeitpunkt, wo der Faden völlig vom Spinnfinger freigedreht ist, muß die Maschine bis zum Stillstand abgebremst sein. Bei zu spätem Schalten der Fadenführer wird der Faden nach dem Freilaufen erneut vom Spinnfinger erfaßt. Bei zu frühem Schalten läuft der Faden nicht frei.

Die schraffierte Fläche ist ein Maß für die Umdrehung der Spindel nach dem Schwenken der Fadenführer. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ergibt sich, folgender Zusammenhang (Buchstaben-Zusammenstellung am Ende der Beschreibung):

nspi ' "^b

Außerdem gilt: ζ = f (h) .

Große Fadenführerhöhe - Tendenz: mehr Fadenspannung zwischen Spinnfinger und Lieferzylinder, weniger Umschlingungen des Fadens um Spinnfinger.

Geringe Fadenführerhöhe - Tendenz: weniger Fadenspannung zwischen Spinnf innrer.¹ und Lieferzylinder, mehr Umschlingen des Fadens um Spinnfinger.

* -t-g = f (nspi ) = 0 · nspi

G = Konstante, enthält die Bremsverzögerung

der Maschine nach dem Anziehen der Bremse. G muß durch Versuch für jeden Maschinenbyp gesondert ermittelt werden.

1-2
z. B.: G = s

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Damit ergibt sich:

nspi . tg nspi · G · nspi nspi

Z. B. ergeben sich in der Praxis folgende Werte·:

^zmin " ^ ¹^ Umschlingungen max. Fadenführerhöhe = 3 »5 Umschlinguneen min. Fadenführerhöhe im Mittel beträgt ζ = 3 Umschlingungen.

19,3 sek~¹

XIIcIjC

nspi =P~ =

* -1
nspi =»950 min

* -1

Damit ergibt sich eine Schaltpunktdrehzahl von nspi » 950 min

(s. Fig. 5).

* — Ί Fig. 5*· Diese Schaltdrehzahl von nspi » 950 min zum Schwenken der Fadenführer hat sich auch in der Praxis sehr gut bewährt. Zugrundegelegt wurde eine Kammgarnmaüchine mit insgesamt 216 Spindeln.

Das schraffierte Feld gibt den Bereich an, der in der Praxis als noch vertretbar zu bezeichnen ist, zumal die dann noch am Spinnfinger hängengebliebenen Fäden mit höchstens einer bis 1/2 Umschlingung um den Finger gewickelt sind.

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FiK. 6: Um außerdem noch, eine einstellbare und von der Soindeldrehzahl unabhängige konstante Unterwindfadenlänge L zu bekommen, wurde die Steuerung noch um folgende Funktionen erweitert; Ausgangspunkt für die Unterwindung ist die niedrigste, technologisch noch "vertretbare Drehzahl. Die Spindeldrehzahl wird durch Hauptmotor-Umschaltung von der Betriebs-Snindel&rehzahl auf die Unterwinddrehzahl heruntergesteuert, oofort nach dem Erreichen der Unterwinddrehzahl (s. Fig. 6, Zeitpunkt t^)^perfolgt das Absenken der Ringbank, während der Hauptmotor mit einer Drehzahl weiterläuft, die der Unterwindspindeldrehzahl entspricht. Nach einer durch ein Zeitwerk genau definierten Zeit wird der Hauptmotor ausgeschaltet (Abb. 3, Zeitpunkt ^2)» Br läuft ungebremst aus, bis er die Drehzahl erreicht hat, die der eingestellten ochaltdrehzahl des DrehzahlWächters entspricht (Fig. 6, Zeitpunkt t-,) , dann erfolgt Abbremsen des Haur>t-Moto.rs und Schwenken der Fadenführer wie oben beschrieben. -

jj·:, ^leic're Drehung des Garnes vorausgesetzt, die Spindeldrehzahl proportional der Liefergeschwindigkeit der Maschine ist, stellt die schraffierte Fläche in der Fig. 6 die Länge des Unterwindfadens dar. Die Länge L des Unterwindfadens entspricht also dem arithmetischen Mittelwert der schraffierten Fläche und der Kurve L » f (t), in den G-renzen t^ und t^,.

i/tY

Fig. 7ί Durch Veränderung des Zeitpunktes tp wird der Hauptmotor früher oder später ausgeschaltet, damit ergibt sich ebenfalls eine längere bzw. kürzere Unterwindfadenlänge L.

ÖÄD ORIGINAL

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Nachdem die optimale Unterwindlänge gefunden worden ist und der Zeitpunkt tp fixiert ist, bleibt die Iiäii^e der Unterwindfäden von.Abzug zu Abzug konstant, da die Unterwindung (Absenken der Ringbank zum Zeitpunkt t^) immer bei gleicher Unterwinddrehzahl beginnt.

Die o. a. Steuerung der Unterwindung hat sich in der Praxis sehr gut bewährt, und es zeigte sich, daß die reproduzierbare Genauigkeit der Unterwindfadenlänge zwischen.2 - 3 cm liegt. Dieser Wert reicht in der Praxis völlig aus.'

8: Der Funktionsplan zeigt den prinzipiellen Aufbau und den Ablauf der Steuerung:

1. Einleitung der Unterwindung durch Endschalter (26).

2. Hauptmotor (21) wird auf Unterwinddrehzahl heruntergesteuert.

3. Beim Erreichen der Unterwinddrehzahl läuft der Unterwindmob or (28) an, Ringbank (1?) wird abgesenkt, Hauptmotor (21) läuft mit Unterwinddrehzahl weiter.

4. Nach einer durch ein Zeitschaltwerk im Steuerteil (29) genau definierten Zeit wird der Hauptmotor (21) ausgeschaltet und läuft ungebremst aus.

5. Sobald der Hauptmotor (21) bzw. die Spindel (15) die Schaltpunktdrehzahl zum Schwenken der Fadenführer (2) erreicht, erfolgt Impuls durch den Drehzahlwächter (24). Der Impuls bewirkt Betätigung des Wechselstrommagneten (25) (Schwenken der Fadenführer) sowie Erregung der Haupt-Motorbremse (22) (Motor 21 wird bis zum Stillstand abgebremst).

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C ■ Konstante - Verzögerung der Maschine nach

Anziehen der Bremse»

h = Maß zwischen Spinnfingerspitze und Fadenführer,,

L * Unterwindfadenlänge

1 » Unterwindfadenlänge

ms = Millisekunde

min » Spindeldrehzahl pro Minute

η . * Schaltpunkt - Spindeldrehzahl zum Zeitpunkt des

Fadenführer-Schwenkens

s - Sekunde

T » ■ Gesamtunterwindzeit uw

t- « Spindelauslaufzeit ta = Magnetanzugszeit t-o = Brems zeit

t^ = Zeitpunkt - Erreichen der Unterwinddrehzahl tp « Zeitpunkt — Abschaltung Hauptmotor t-, * Drehzahlwächter-Einstellung, Schwenken der

Fadenführer - gleichzeitig Einsetzen der Bremse,

t. ■ Zeitpunkt - Stillstand der Spindel.

ζ · Umdrehung der Spindeln nach Schwenken der

Fadenführer Funktion der Fadenführerhöhe

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- 1b -

1 laden AQ

2 Fadenführer

3 Windungen

4 Mittelachse ^: "

5 Schaft (Spindelaufsatz)

6 Spinnfinger

7 Spindelabsatz

8 Ringläufer

9 Fadenballon

10 Unteres freies Hülsenende

11 Hülse

12 Garnkörper

13 Fadenreserve

14 Kops

15 Spindel

16 Verbindungsfaden

17 Ringbank

18 Ring

19 Abrißpunkt 21 Hauptmotor

22 Motorbremse (zum Hauptmotor)

23 Tachomaschine (erzeugt Drehzahl proportional Spannung)

24 Drehzahlwächter (Impulse, v/enn bestimmte Drehzahl

über- oder unterachritten wird)

25 Wechselstrommagnet (schwenkt Fadenführer)

26 Endschalter (Einleitung der Unterwindung) ,

27 Auf- bzw. Unterwindgetriebe

28 Unterwindmotor

29 Steuerteil

30 Signalrichtung

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Claims (3)

202654/ Patentansprüche

1. Vorrichtung zur selbsttätigen Steuerung der Fadenunterwindung von Kopsen auf Hingspinn- oder Ringzwirnmaschinen, deren während des Aüslaufes ungebremste oder abbremsbare Spindel mit festen Spindelaufsätzen für die Fadenspannungsreduzierung - insbesondere mit sogenannten Spinnfingern verschen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkung der Fadenführer (2) durch Elektromagnet (25) nach dem Abschalten des Maschinen- bzw. Spindelantriebes (21) bei einer bestimmten Spindel-(15)-drehzahl des freien Auslaufea durch einen auf diese Drehzahl einstellbaren elektrischen Impulsgeber, im besonderen einen sogenannten Drehzahlwächter (24) bewirkt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des Zeitpunktes der Fadenführer-(2)-Schwenkung bei einer bestimmten Spindel-( 15)-Auslaufdrehzahl nach der Formel nspi ■ γ =-^ an einem elektronischen Drehzahlwächter (24) vorgenommen wird und die Fadenführer-Schwenkung durch einen Wechselstrommagnet (25) schlagartig erfolgt, und daß durch den Drehzahlwächter-Impuls, gleichzeitig ausgelöst, die Abbremsung des Eauptmotores (21) für den restlichen Auslauf der Spindeln (15) einsetzt·

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt zum Ausschalten des Hauptmotors 21, nach dem Absenken der Ringbank 1?» später oder früher genau fixiert werden kann und damit die ünterwindfadenlänge bestimmt und von Abzug zu Abzug unabhängig von der Spindeldrehzahl und Feingarnnummer, konstant bleibt.

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L e e rs e i t e