На пути к автоматическому ткацкому станку

Владельцами первого патента на автоматическое устройство для смены утка являются Джон Патерсон Райд и Томас Джонсон из Глазго. Патент был получен ими 20 марта 1834 года. В нем описывалось несколько усовершенствований вертикального механического станка Джонсона 1807 года, причем механизм смены утка описывался как второстепенный. Не был новичком в изобретательстве и Райд, предложивший в 1827 году изменить передачу движения батану.

Усовершенствования Райда и Джонсона коренным образом изменили предыдущую конструкцию станка, так что общим между этими двумя станками оставалось только вертикальное расположение основы. В патенте говорится, что «основное назначение усовершенствований — дать возможность ткать на одном станке четыре полотна ткани при одном батанном механизме, движущемся вертикально, и при основе на двух ткацких навоях» [47]. После подробного описания основных усовершенствований авторы дают описание устройства автоматической смены утка. Вот что говорится об этом в патенте: «Для того, чтобы избежать останова станка при обрыве одной из четырех уточных нитей, два или по необходимости три челнока помещаются в челночной коробке или подходящем ящике таким образом, что обрыв уточной нити вызовет смену челноков, для этого и предусмотрена пара резервных челноков в ящике, готовых для такой смены; например, обрыв или сход уточной нити с одного из двух челноков, работающих в паре для одного берда, вызовет удаление этой пары, а пара резервных челноков тут же займет их место без какого-либо вмешательства человека, обслуживающего станок, и которому нет никакой необходимости

останавливать станок при обрыве уточной нити или сходе ее с паковки, а следует только позаботиться о постоянном запасе челноков для станка, подготовленных для их размещения в ящике... Но если по небрежности ткача станок не обеспечен подготовленными челноками, при обрыве уточной нити или ее сходе он останавливается и не может быть пущен в ход, пока все четыре уточные нити не будут заправлены соответствующим образом» [47]. Как следует из описания, первый автоматический станок был оснащен механизмом смены челноков. В этом направлении были и последующие работы изобретателей.

Так, через семь лет, 22 октября 1840 года, патент на устройство для смены челноков был получен Чарльзом Паркером. Это устройство, как и устройство предыдущих авторов, было одним из нескольких предложений по усовершенствованию механического станка. Четвертым пунктом в описании изобретения значится «устройство для смены челноков при обрыве уточной нити или сходе ее со шпули». Смена челноков производилась автоматически без останова станка.

Третий патент на устройство для смены утка по типу смены челноков получил в 1852 году патентный служащий Уильям Ньютон, к которому описание изобретения посту пило из какой-то страны, не названной в патенте. В документе говорится, что изобретение относится к усовершенствованию станка для ткачества полотняных и узорных тканей и заключается в работе нескольких челноков, устроенных таким образом, что при обрыве уточной нити, ее потере челноком или при вылете челнока другой челнок займет место первого без останова станка при этой операции. Предлагалось разместить несколько челноков в ящике или специальных направляющих, закрепленных прямо вверху над склизом батана или челночной коробкой с помощью запорного устройства: шпильки, полочки или собачки. При необходимости запорное устройство удалялось и нижний запасной челнок входил в челночную коробку, выбивая из нее рабочий челнок. При вылете челнока происходила та же самая операция. Механизм смены работал от специального устройства типа уточной вилочки.

Через 5 лет после этого Патрик Мак Фарлейн получил патент на устройство для смены утка, в корне отличающееся от трех предыдущих. В патентном описании говорится, что первая часть изобретения заключается в устройстве, с помощью которого челнок или челноки обеспечиваются новым запасом утка при обрыве или сходе уточной нити со шпули. Уточная паковка помещалась в коробочке, прочно закрепляемой внутри челнока в процессе ткачества.

При смене утка коробочка заменялась другой с полной уточной паковкой. Некоторый запас таких коробочек хранился в специальном ящике или бункере. Резервные коробочки подавались на смену пустым (сработанным) в определенном порядке. Емкость, в которой находились резервные коробочки, крепилась на станине станка напротив челночной коробки таким образом, что при отсутствии уточной нити от уточной вилочки включался в работу механизм смены. При этом новая коробочка вышибала из челнока старую, которая падала вниз в ящик.

Следующий патент на механизм смены утка был выдан в 1860 году Томасу Ингрэму, предложившему устройство, в котором сочетались элементы механизмов смены челноков и шпуль. Оно обеспечивало непрерывную работу станка при смене утка. Смена производилась при обрыве или сходе уточной нити через отверстие в одной из сторон челночной коробки. В патенте говорится, что «при обрыве или сходе уточной нити, а также при другой необходимости произвести смену утка, челнок или уточная коробочка немедленно удаляются через одно из отверстий в челночной коробке, заменяемые резервным челноком или коробочкой через другое отверстие» [47].

Несколькими месяцами позднее в этом же году с заявкой об оформлении английского патента обратился Джулиус Боедингхауз из Пруссии, который изобрел полуавтоматическое устройство для смены утка, резко отличающееся от всех описанных ранее. При отсутствии уточной нити челнок автоматически выбрасывался через отверстие в нижней части челночной коробки, после чего станок останавливался и новый челнок вкладывался вручную.

В 1861 году Джоном Лимингом было запатентовано устройство для смены разноцветного утка. Уточные коробочки, предложенные Мак Фарлейном, заменялись автоматически в соответствии с раппортом цвета, а не при отсутствии утка. В последнем случае станок останавливался как обычно, а смену коробочки производил ткач. Это изобретение стало первой попыткой в многоцветном ткачестве менять уточные шпули, а не челноки с утком разного цвета.

Следующий патент на механизм смены утка получили в 1862 году три члена семьи Крофордов и Роберт Темплтон. Механизм работал по типу смены челноков и имел две отличительные особенности. Во-первых, в качестве емкости для запасных челноков использовался шестипозиционный вращающийся барабан, а во-вторых, в качестве датчика смены утка применялось уточное щупло. В шпуле имелась продольная щель, в которую входил подпружиненный щуп.

При срабатывании шпули щуп освобождался и выходил через отверстие наружу челнока. При пролете челнока в коробку щуп вступал в контакт с приемной частью механизма смены челноков, что и включало механизм в работу.

Таково краткое описание первых восьми изобретений для автоматической смены утка, содержащих в основном все элементы более поздних изобретений. До 1901 года в Англии был запатентован 31 механизм смены утка, из них в ноябре 1894 года — механизм Нортропа и 11 декабря 1900 года — механизм Гаттерслея.

В России первое автоматическое устройство для возобновления процесса ткачества при сходе или обрыве утка было запатентовано под девизом в 1898 году и представляло собой устройство для смены челноков. Имя автора конструкции так и осталось неизвестным. При отсутствии уточной нити уточная вилочка одновременно вводила в действие на одном конце батана механизм установки нового челнока, на другом — механизм вышибания отработавшего челнока. Преимущество прибора заключалось в том, что он менял челноки на ходу станка. Однако неизвестно, был ли он где-нибудь изготовлен и применялся ли на фабриках.