DE2223069C3 - Steuervorrichtung für die Garnspannung an einer Maschine zum Aufwickeln von Garn - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung für die Garnspannung an einer Maschine zum Aufwickeln von Garn mit Vorrichtungen zur Wärmebehandlung und Falschdrallgebung.

Bei Spulmaschinen ist es bekannt (DE-AS 11 24 407), die Aufwickelspannung des der Auflaufspule zugeführten Fadens in einer Weise zu regein, daß eine vor Beginn des Aufwickelvorganges festgelegte veränderliche oder unveränderliche Größe eingehalten wird. Bei derartigen Spulmaschinen stellt sich nicht das bei Vorrichtungen der eingangs genannten Art auftretende Problem, nämlich, daß die Lage des falschdrallgesponnenen Garns in der Auflaufspule einen Einfluß auf die Garneigenschaften hat.

Es ist allgemein bekannt, daß ein nach einer Wärmebehandlung und einer Falschdrallgebung auf eine Spule aufgewickeltes Garn unterschiedliche Eigenschaften insbesondere bezüglich der Dehnbarkeit in Abhängigkeit von der Lage in der Spule besitzt. Die Dehnbarkeit ist bei diesen Spulen in den äußeren und in den inneren Lagen gegenüber den mittleren Lagen deutlich zurückgesetzt. Um diesen Nachteil zu beheben, ist es bekannt, den Spulenkern vor einer Weiterbearbeitung des Garnes durch einen Spulenkern mit geringerem Durchmesser zu ersetzen. Dadurch lassen sich die Dehnungseigenschaften der inneren Garnlagen deutlich verbessern. Jedoch sind die verminderten Dehnungseigenschaften der äußeren Lagen nach wie vor gegeben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, schon bei dem Erstellen eines einer Warmbehandlung und einer Falschdrallgebung unterzogenen Garnes möglichst die negativen Einflüsse auszuschließen.

Zur Lösung der Aufgabe wird vorgesehen, daß ein in an sich bekannter Weise programmgesteuerter Drehzahlwandler vorgesehen ist, wobei ein in Abhängigkeit einer Steuerkurve impulsgesteuerter Motor über elektromagnetische Kupplungen die Steuerwelle des Drehzahlwandlers betätigt.

Diese spezielle Kombination von an sich bekannten Merkmalen ist neu. Es wird der Vorteil erreicht, daß das Garn schon bei seinem Aufwickeln auf eine Spule nach einer Falschdrallgebung so behandelt werden kann, daß wesentlich verbesserte Garneigenschaften bezüglich der Dehnbarkeit erhalten werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

F i g. 1 eine schematische Seitenansicht eines Falschlc drallspinnsystems, bei welchem die vorliegende Erfindung angewendet ist,

Fig.2 eine schematische erläuternde Ansicht einer Vorrichtung entsprechend der Erfindung,

F i g. 3 eine graphische Darstellung des Verlaufs einer Steuerkurve,

Fig.4a und 4b schematische Draufsichten einer Ausführung eines Drehzahlwandlers, der in der in F i g. 2 dargestellten Vorrichtung verwendet ist,

F i g. 5 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Verstellen der Steuerwelle des Drehzahlwandlers,

F i g. 6 eine teilweise geschnittene Ansicht eines impulsgesteuerten Motors,

F i g. 7 ein Blockdiagramm einer mit dem impulsgesteuerten Motor verbundenen Schaltung und

Fig.8 den elektrischen Schaltplan der Schaltung nach F i g. 7.

In F i g. 1 ist ein Falschdrallspinnsystem dargestellt, bei welchem das Prinzip der vorliegenden Erfindung angewendet ist. Ein von einer Vorratsspule 2 ablaufendes Garn i wird einer thermischen Behandlung durch einen Erhitzer 4 über ein Paar von Zuführwalzen 3a und 3b ausgesetzt und wird anschließend durch eine Falschdrallspindel 6 falschdrallgesponnen, die in Abzugsrichtung hinter dem Heizgerät 4 angeordnet ist. Nach dem Falschdrallspinnen wird das Garn auf eine Auflaufspule 9 mit Hilfe einer Aufwickelwaize 8 aufgewickelt, nachdem es durch den Klemmspalt zweier Lieferwalzen 7 hindurchgelaufen ist, die zwischen der Falschdrallspindel 6 und der Wickelwalze 8 angeordnet sind.

Um die Aufwickelgeschwindigkehen zu ändern, sind drei Möglichkeiten gegeben. In dem ersten Fall wird die Drehgeschwindigkeit der Lieferwalzen 7 konstant gehalten, während die Geschwindigkeit der Wickelwalze 8 geändert wird. In dem zweiten Fall wird die Drehgeschwindigkeit der Lieferwalzen 7 geändert, während die der Wickelwalze konstant gehalten wird. In dem dritten Fall werden beide Geschwindigkeiten gleichzeitig geändert. Beim praktischen Arbeiten gemäß der Erfindung wird der erste Fall angewendet, d. h., es werden die Lieferwalzen 7 an den Eingang eines später noch beschriebenen Drehzahlwandlers einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angeschlossen, während die Wickelwalze 8 mit dessen Ausgang verbunden ist. Bei dieser Anordnung drehen die Lieferwalzen 7 mit einer konstanten Geschwindigkeit während des Arbeitsganges, dagegen wird die Drehgeschwindigkeit der Wickelwalze 8 zeitabhängig von dem Drehzahlwandler geändert, der einem Programm folgt, das nach einer Steuerkurve festgelegt ist.

Es besteht eine charakteristische Beziehung zwischen der Dehnbarkeit eines Garnes, das nach einer Warmbehandlung und einer Falschdrallgebung auf eine Auflaufspule aufgewickelt wird, und der Lage des Garnes in der Aullaufspule, wenn das Aufwickeln mit einer konstanten, relativen Aufwickelgeschwindigkeit durchgeführt wird. Der Ausdruck relative Aufwickelge-

schwindigkeit bezieht sich in diesem Zusammenhang auf die Differenz zwischen der Liefergeschwindigkeit des falschgedrallten Garnes und der (kleineren) Aufwickelgeschwindigkeit an der Auflaufspule. Es wurde erkannt, daß die Dehnbarkeit des erzeugten Garnes positiv beeinflußt werden kann, d. h. in den inneren und äußeren Lagen verbessert werden kann, wenn die relative Aufwickeigeschwindigkeit während des Aufwickeins nach einer Steuerkurve geändert wird, die umgekehrt zu dem typischen Verlauf einer Kurve ausgelegt ist, die den Verlauf der Dehnbarkeit des Garnes über seiner Lage in der Auflaufspule entspricht, das bei gleichbleibender relativer Aufwickelgeschwindigkeit erzeugt wurde. Obwohl die Kurve entsprechend dem Verlauf der Dehnbarkeit eine geschwungene Linie darstellt, hat es sich in der Praxis gezeigt, daß es genügt, die umgekehrt dazu verlaufende Steuerkurve durch drei oder vier gerade Linien anzunähern. Durch diese Annäherung wird erreicht, daß der konstruktive Aufwand in wirtschaftlich vertretbarem Rahmen bleib*. Eine derartige Kurve ist in F i g. 3 dargestellt Dabei ist die relative oder prozentuale Aufwickelgeschwindligkeit über der Zeit aufgetragen, wobei die Zeit ein Maß dafür ist, welche Spulenstärke in dieser Zeit erzeugt worden ist

Eine Grundausführung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung ist in Fig.2 dargestellt, worin ein Drehzahlwandler ! t mit einer Eingangswelle 12 und einer Ausgangswelle 17 versehen ist Die Eingangswelle 12 ist mit einer sich drehenden Welle 13 einer der Lieferwalzen 7 über Zahnräder 14 und 16 verbunden, während die Ausgangswelle 17 mit der Antriebswelle 18 der Wickelwalze 8 über Zahnräder 19, 21 und 22 verbunden ist. Der Drehzahlwandler ist des weiteren mit einer Steuerwelle 23 zum Einstellen des Übersetzungsverhältnisses versehen. Die Steuerwelle 23 ist an einem Antriebsmechanismus angelenkt, der später im einzelnen erläutert wird. Ein Drehen der Steuerwelle 23 verursacht eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Drehzahlwandlers 11, wobei sich entsprechend die Drehgeschwindigkeiten zwischen der Eingangswelle 12 und der Ausgangswelle 17 ändern. Auf diese Weise wird die Drehgeschwindigkeit der Wickelwalze 8 geändert, während sich die Lieferwalzen 7 mit konstanter Geschwindigkeit drehen, so daß die Aufwickelgeschwindigkeit ebenfalls geändert wird.

Eine typische und jedem Techniker bekannte Ausführungsform eines Drehzahlwandlers 11 ist in den Fig.4a und 4b dargestellt. Der Drehzahlwandler U besteht aus einer Stange 24 und einem Paar von Betätigungsarmen 26a und 26b, die etwa in ihrem Mittelpunkt schwenkbar auf der Stange 24 angeordnet sind. Die Betätigungsarme 26a und 26b sind an ihrem einen Ende auf der Steuerwelle 23 verschiebbar, so daß die auf der Eingangswelle 12, der Ausgangswelle 17 und den Hilfswellen 27 und 28 angeordneten Kegelscheibenzahnrädern 29, 31, über die eine endlose Zahnkette 32 läuft, in bekannter Weise auseinander- bzw. zusammengeführt werden.

Bei der Stellung nach F i g. 4a ist die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 17 größer als die der Eingangswelle 12, während in der Stellung nach F i g. 4b die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 17 kleiner als die der Eingangswelle 12 ist.

Eine Ausführungsform für den Mechanismus zum Antreiben der Steuerwelle 23 ist in F i g. 5 und 6 dargestellt. Der dargestellte impulsgesteuerte Motor 101, der mit einem Impulsgenerator über eine elektrische Verbindung 1C2 verbundem ist, ist eine Kombination einer bekannten Drehspule und eines Klinkenmechanismus, wobei die Einzelheiten der Konstruktion in F i g. 6 dargestellt sind und worin der Motor 101 in einem Gehäuse 104 einen Elektromagneten 103 und eine bewegliche Scheibe 106 enthält, die an dem Gehäuse 104 mittels Kugeln 107 aniiegt Die Scheibe 106 ist mit Ausnehmungen 108 für die Kugeln 107 versehen, deren Tiefe in Rollrichtung der Kugeln ansteigt Die bewegliche Scheibe ist mit einer Scheibe

ίο 109a des Klinkenmechanismus 109 über eine Welle 112 verbunden, die sich frei durch die mittlere Öffnung des Magneten 103 erstreckt Die andere Scheibe 1096 des Klinkenmechanismus 109 ist mit der Ausgangswelle 111 des Motors 101 verbunden. Eine Rückholfeder 113 ist an der beweglichen Scheibe 106 angebracht

Zu Beginn des Arbeitsvorganges befinden sich die Kugeln 107 an dem flachsten Anfang der zugehörigen Ausnehmungen 108, während der Magnet 103 erregt wird. Durch diese Erregung wird die bewegliche Scheibe 106 zu dem Gehäuse 104 angezogen, wobei die Kugeln aufgrund der durch die Anziehung der Scheibe 106 verursachten Kupplungskräfte zu rollen beginnen, was ein Verdrehen der Scheibe 106 verursacht, wobei die Kräfte der Feder 113 überwunden werden. Wenn der Magnet entregt wird, nimmt die Scheibe 106 ihre Ausgangswinkeistellung aufgrund der Kraft der Feder 113 ein. Diese in zwei Richtungen gerichtete Bewegung der Scheibe 106 wird in eine intermittierende Drehung in einer Richtung der Ausgangswelle 111 über den Klinkenmechanismus 109 umgesetzt. Jedes Mal, wenn der impulsgesteuerte Motor 101 die von einem Impulsgenerator erzeugten Impulssignale erhält, dreht sich die Ausgangswelle 111 in pulsierenden Schritten um einen bestimmten Winkel. Dies heißt, daß der Drehwinkel der Ausgangswelle 111 proportional zur Anzahl der Impulssignale ist, die dem Motor zu diesem Zeitpunkt gegeben werden. Diese Drehung der Ausgangswelle 111 wird zu der anderen Welle 114 über ein Reduktionsgetriebe 116 übertragen (F i g. 5). Für den Fall, daß die relative Aufwickelgeschwindigkeit gesteigert werden soll, wird die Drehung der Welle 114 über eine Kupplung 117, ein Zahnrad 118 und ein auf der Steuerwelle 23 fest angeordneten Zahnrad 119 auf die Steuerwelle 23 übertragen. Wenn der Wert der relativen Aufwickelgeschwindigkeit vermindert werden soll, wird die Drehung der Welle 114 auf die Steuerwelle 23 in ähnlicher Weise über ein auf der Welle 114 fest angeordnetes Zahnrad 121, ein Zahnrad 122, eine Kupplung 123, ein Zahnrad 124 und das Zahnrad 119 übertragen.

Ein automatisches Zählwerk 126 ist an eine Welle 127 angeschlossen, die das Zahnrad 118 und die Ausgangshälfte der Kupplung 117 trägt. Das automatische Zählwerk 126 ist mit einem nicht dargestellten inneren elektrischen Kontakt versehen, der schließt, wenn die tatsächliche vollständige Anzahl der von dem Zählwerk gezählten Drehungen mit der bezogenen totalen Anzahl von Drehungen übereinstimmt, die vorher in dem Zählwerk 126 gespeichert worden sind. Das durch Schließen des inneren elektrischen Kontaktes erzeugte Signal wird durch einen elektrischen Anschluß 128 aufgenommen.

Unter Ausnutzen der Funktion dieses automatischen Zählwerkes 126 wird das Zurückführen des Antriebsme-

f>5 chaiiismus für die Steuerwelle 23 in der folgenden Weise ausgeführt: Zu Beginn dts Vorganges werden beide Anzeiger, der erste für die tatsächliche Anzahl der Umdrehungen, auf einen bestimmten identischen Wert,

beispielsweise 500, eingestellt. Mit dem Fortschreiten des Garnwickelvorganges vermindert sich die Zahl des ersten Anzeigers allmählich von dem Ausgangswert und ist am Ende des Arbeitsganges sehr stark verschieden von der Anzahl des zweiten Anzeigers, beispielsweise um 5000. Aufgrund dieser Nichtübereinstimmung beginnt ein Motor 129 zu drehen, während eine Kupplung 131 geschlossen wird, so daß über die Zahnräder 124 und 119 die Steuerwelle 23 in ihre Ausgangswinkelstellung zurückgedreht wird. Dieses |₀ umgekehrte Drehen der Steuerwelle 23 wird von dem automatischen Zählwerk 126 über die Zahnräder 119 und 118 und über die Welle 127 gezählt, so daß, wenn die sich ansammelnde Anzahl von Umdrehungen einen Wert erreicht, der gleich zu der bezogenen, vollständigen und in dem automatischen Zählwerk 126 gespeicherten Zahl von Umdrehungen ist, der innere Kontakt des Zählwerkes 126 geschlossen wird, wobei das dadurch verursachte Signal zum Beenden der Drehung des Motors 129 und zum öffnen der Kupplung 131 benutzt wird.

In Fig.7 und 8 ist eine Ausführungsform eines Impulsgebers für den Antriebsmechanismus für die Steuerwelle 23 dargestellt. Es kann die charakteristische Kurve der relativen Aufwickelgeschwindigkeit durch eine Kombination von drei oder weniger geraden Linien angenähert werden. Deshalb ist der Impulsgeber mit drei Betätigungsteilen versehen, von welchen jeder verantwortlich für eine gerade Linie ist, so daß die Änderung der relativen Aufwickelgeschwindigkeit weitgehend und vollständig während des gesamten Aufwikkelvorganges nach dem Falschdrallspinnprozeß durchgeführt werden kann. Die Ausführungsform nach F i g. 7 ist mit einem ein Startsignal erzeugenden Startschalter 33, mit drei mit dem Startschalter 33 verbundenen _3S Regelkreisen 34a, 346 und 34c und einem Relais 36 versehen, das an die drei Kreise 34a, 346 und 34c und an den impulsgesteuerten Motor 101 (Fig.5 und 6) der Steuerwelle 23 angeschlossen ist. Der erste Regelkreis 34a enthält einen zeitbegrenzenden Zeitschalter 37a und einen damit verbundenen Impulsgenerator 38a. Die Ausbildung der anderen Regelkreise 34b und 34c entspricht genau der Ausbildung des ersten Regelkreises 34a. Die Ausbildung der in Blöcken in F i g. 7 dargestellten Elemente ist im einzelnen in F i g. 8 dargestellt, wobei SYS-R-Zeitschalter für die Zeitschalter 37a, 376 und 37c und SYS-RP-Zeitschalter für die Impulsgeneratoren 38a, 3Sb und 38c verwendet werden. Bei den SYS-R-Zeitschaltern bewirkt die Kopplungsspule eine Zeitbegrenzungsbetätigung, wenn sie nicht erregt ist, während sie bei Erregung öffnet Der SYS-RP-Zeitschalter enthält zusätzlich zu dem Zeitschaltmechanismus einen Unterbrecherkreis CA und ist geeignet, wiederholte Operationen durchzuführen.

Um die Betätigungsweise des Impulsgebers für den Antriebsmechanismus der Steuerweile 23 zu erläutern, wird zunächst angenommen, daß die relative Aufwickelgeschwindigkeit entsprechend der angenäherten Steuerkurve der Fig.3 geändert werden soll, wobei diese angenäherte Steuerkurve aus drei geraden Linien a, b, c zusammengesetzt ist

Der Regelkreis 34a kommt zuerst zum Einsatz, wobei der Zeitschalter 37a auf die Zeit Ta eingestellt ist. Mit dem Beginn des Aufwickelvorganges des in Fig. 1 dargestellten Systems geht von dem Startschalter 33 ein Startsignal aus, welches den Impulsgenerator 38a zur Erzeugung von Impulssignalen anregt. Das Relais 36, das die so hergestellten Impulssignale aufnimmt, betätigt den mit der Steuerwelle 23 verbundenen impulsgesteuerten Motor 101. In dem Zeitpunkt Ta stoppt der Zeitschalter 37a, was den Start des zweiten Zeitschalters 37b veranlaßt, wodurch der zweite Impulsgenerator 386 gestartet wird, um Impulssignale zu erzeugen, wodurch das Relais 36, nach Erhalt der so erzeugten Impulssignale, den impulsgesteuerten Motor der Steuerwelle 23 betätigt In dem Zeitpunkt Tb stoppt der Zeitschalter 376, während der dritte Zeitschalter 37c seinen Arbeitsablauf nach Stoppen des vorhergehenden startet. Nun beginnt der dritte Generator 38c seine eigenen Impulssignale zu erzeugen, welche das Relais 36 betätigen.

In dem vorstehend beschriebenen System zum Steuern der Drehung der Steuerwelle 23 entspricht der Unterschied in dem Abstand zwischen den benachbarten von den Impulsgeneratoren abgegebenen Impulssignalen der Differenz in der Neigung der Linien a, b und c, die die angenäherte Steuerkurve der relativen Aufwickelgeschwindigkeit bilden. Wenn der Abstand klein ist, beispielsweise, wenn eine große Anzahl von Impulssignalen in einer Zeiteinheit erzeugt wird, gibt der impulsgesteuerte Motor 101 eine große Anzahl von Umdrehungen an die Steuerwelle 23 weiter, wobei sich die Geschwindigkeitsübersetzung stark ändert. Bei dem gegenteiligen Fall, wenn der Abstand groß ist, beispielsweise, wenn eine geringe Anzahl von Impulssignalen in einer Zeiteinheit erzeugt werden, gibt der impulsgesteuerte Motor eine kleine Anzahl von Drehungen an die Steuerwelle 23 ab, so daß das Geschwindigkeitsübersetzungsverhältnis sich wenig ändert

Damit die Vorrichtung eine weite und universelle Anwendung erfahren kann, ist es vorteilhaft, wenn die in dem Schaltplan nach F i g. 8 verwendeten Zeitschalter und Impulsgeneratoren in ihrer Arbeitsweise einstellbar sind.

Als Antriebsmotor für die Steuerwelle 23 kann auch irgendein bekannter Impulsmotor Verwendung finden, um die Steuerwelle 23 nach Erhalt der Impulssignale über das Relais 36 zu drehen. In dem vorhergehenden Fall ist der Unterschied in der Neigungsrichtung der in F i g. 3 dargestellten geraden Abschnitte a, b und c der Steuerkurve so ausgelegt, daß er dem Unterschied in der Polarität der Impulssignale entspricht die von den Impulsgeneratoren 38a, 386 und 38c erzeugt werden, so daß ein Ändern der Polarität der Impulssignale durch Schalten der elektromagnetischen Kupplungen 117,123 ein entsprechendes Ändern der Drehrichtung verursacht, die an die Steuerwelle 23 von dem impulsgesteuerten Motor 101 abgegeben wird. Beispielsweise dreht die Steuerwelle 23 in eine Richtung bis zu dem Zeitpunkt Ta und in die andere Richtung nach diesem Zeitpunkt Ta.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   t. Steuervorrichtung für die Garnspannung an einer Maschine zum Aufwickeln von Garn mit Vorrichtungen zur Wärmebehandlung und Falschdrallgebung, dadurch gekennzeichnet, daß ein in an sich bekannter Weise programmgesteuerter Drehzahlwandler (11) vorgesehen ist, wobei ein in Abhängigkeit einer Steuerkurve (a, b. c) impulsgesteuerter Motor (101) über elektromagnetische Kupplungen (117,123) die Steuerwelle (23) des Drehzahlwandlers betätigt
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der impulsgesteuerte Motor (101) über eine Verstellwelle (Hl) und über ein in der Drehrichtung umkehrbares Getriebe (118, 119, 121, 122, 124) mit der Steuerweile (23) des Drehzahlwandlers (U) verbunden ist
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (118, 119, 121, 122, 124) mit einem eine Rückstellung bewirkenden Stellmotor (129) kuppelbar ist, der von einem mit der Steuerwelle (23) verbundenen Zählwerk (126) gesteuert ist