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Die Erfindung betrifft eine Stützwalze an einer eine
Changiereinrichtung aufweisenden Spulstelle zur Herstellung
von Kreuzspulen aus Stapelfasergarn nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
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Bei der Förderung schnellaufender Fäden ergeben sich häufig
Probleme. In der DE-OS 23 33 992 wird zum Beispiel
beschrieben, daß man bei der Erzeugung von Chemiefasern, die
aus Polyamiden oder aus Polyestern gesponnen werden,
Abzugsgeschwindigkeiten für Faserkabel von mehr als
3.000 m/min. beispielsweise 6.000 m/min. einsetzt und die
Faserkabel, die aus im wesentlichen parallel liegenden glatten
Einzelfilamenten bestehen, bei derartig hohen
Geschwindigkeiten dazu neigen, an Umlenkstellen auseinander zu
platzen und Wickler an rotierenden Fördermitteln zu bilden.
Wie der DE 195 40 342 A1 entnommen werden kann, entstehen bei
solchen Fadengeschwindigkeiten Schwierigkeiten durch das
unruhige Ablaufverhalten der von den Förderoberflächen
ablaufenden Fäden, insbesondere wenn sie Streckverfahren
unterzogen werden, die mit hoher Geschwindigkeit ablaufen. Zur
Überwachung des Ablaufverhaltens der Fäden wird die
Fadengeschwindigkeit, welche möglichst konstant sein soll,
mittels an die Spulen angedrückter Kontakt- oder Stützwalzen
gemessen. Dabei wird die Kontaktwalze nicht separat
angetrieben, sondern von der Kreuzspule durch Friktion in
Drehung versetzt. Aus Gründen der Reibung sind die Oberflächen
der Kontaktwalzen üblicherweise vollständig glatt ausgebildet
worden. Glatte Kontaktwalzen neigen jedoch zu Wicklern. Bei
Filamentgarnen ist die Neigung zur Wicklerbildung des gerade
frisch gesponnenen Fadens auch bei sehr glatten Walzen
vorhanden. Diese Neigung wird durch den kontinuierlichen
Klemmprozess, der auf den Faden einwirkt, verstärkt. Um die
Gefahr der Wicklerbildung auszuschließen, wird in der
DE 195 40 342 A1 vorgeschlagen, die Kontaktwalzen mit über die
zylindrische Mantelfläche verteilten Dellen zu versehen. Dies
soll zu einer deutlichen Verbesserung des Laufverhaltens der
Fäden über die Oberfläche von Kontaktwalzen mit relativ
kleinem Durchmesser führen. Dabei zeigt sich, daß sich zwar
der gewünschte Effekt mit Anwachsen des Flächenanteils der
Vertiefungen an der Kontaktwalzenfläche ebenfalls verstärkt,
gleichzeitig jedoch die Förderwirkung auf den Faden mit
steigendem Flächenanteil der Vertiefungen zunehmend
beeinträchtigt wird. Zur Wahrung der Funktionsfähigkeit der
Kontaktwalze wird deshalb eine Begrenzung des Flächenanteils
der Vertiefungen als erforderlich bezeichnet. Die so
profilierte Walze wird auch als Antriebswalze zum Antrieb der
Spulen in einer Aufspulmaschine für Chemiefäden eingesetzt.
Die Vertiefungen sind bei dieser angetriebenen Walze als
achsparallel verlaufende flache Längsrillen ausgebildet. Die
Form der Rillen bleibt über die Walzenbreite gleich. Die
Rillen verlaufen praktisch quer zur Fadenlaufrichtung.
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Hierdurch können Schlupf und Schwingungen vermieden werden.
Eine solche Walze kann als Hochglanzwalze ausgeführt werden,
wobei ein hoher Mitnahmeeffekt aufgrund der Friktionswirkung
erzielbar ist.
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Auch bei Spulvorgängen, die mit deutlich geringerer
Fadengeschwindigkeit ablaufen, zum Beispiel mit einer
Fadengeschwindigkeit unter 2.000 m/min. sind Probleme nicht
ausgeschlossen. Die gattungsbildende DE 199 08 093 A1 zeigt
eine Stütz- beziehungsweise Andrückrolle mit glatter
Mantelfläche. Die Voraussetzungen zur Wicklerbildung, wie sie
beim Filamentgarn vorliegen, sind beim Stapelfasergarn nicht
vorhanden. Deshalb bietet es sich auch nicht an, die oben
beschriebenen diesbezüglichen Maßnahmen auch bei der
Verarbeitung von Stapelfasergarn zu treffen. Bei der
Herstellung von Kreuzspulen aus Stapelfasergarnen wird durch
die Hin- und Herbewegung des Fadens beim Changiervorgang,
abhängig von der Drehung des zugeführten Fadens (S- oder
Z-Drehung), die Drehung des Fadens jeweils vermindert
(Aufdrehen) und bei entgegengesetzter Bewegungsrichtung
verstärkt (Zudrehen). Ist nur wenig Drehung im zugeführten
Faden vorhanden, kommt es schnell zu völlig oder weitgehend
aufgedrehten Stellen im Faden. Dies führt zu Fadenbruch oder
zu extremen Dünnstellen. Da die Dünnstellen erst nach den
üblichen Fadenüberwachungseinrichtungen entstehen, werden sie
nicht erkannt und werden daher auch nicht beseitigt. Extreme
Dünnstellen im aufgespulten Faden rufen bei der
Weiterverarbeitung des Garns Probleme hervor, die zum Beispiel
beim Abziehen des Garns auftreten und zu kostspieligen
Unterbrechungen und Fehlern im Endprodukt führen können.
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Zusammen mit dem Aufdrehen des Fadens besteht die Gefahr des
sogenannten "Durchschießens", bei dem der Faden als Schlinge
auf der Mantelfläche der Kreuzspule abgelegt werden und dies
ebenfalls zu den vorgenannten Problemen führen kann. Das mit
der Vorrichtung gemäß der DE 199 08 093 A1 aufgespulte Garn
weist häufig eine unerwünscht starke Haarigkeit auf.
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Mit den bekannten Walzen läßt sich weder die unerwünschte
Haarigkeit noch das Aufdrehen des Fadens beseitigen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bekannte Stützwalzen
zur Herstellung von Kreuzspulen aus Stapelfasergarn zu
verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Stützwalze mit
den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche.
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Mit einer erfindungsgemäßen Stützwalze wird das Aufdrehen und
das sogenannte "Durchschießen" des Fadens mit den nachteiligen
Auswirkungen, wie Fadenbruch oder Dünnstelle, weitgehend oder
sogar vollständig unterdrückt. Mit Querrillen, wie sie aus dem
Chemiefaserbereich beziehungsweise bei Filamentgarn bekannt
sind, hätte hier keine derartige Abhilfe geschaffen werden
können. Die Haarigkeit des Fadens wird deutlich reduziert,
wobei eine Reduzierung in der Größenordnung von etwa
20 Prozent oder mehr erreichbar ist.
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Die Störungshäufigkeit kann gesenkt werden. Das führt zu
weniger Stillstandszeiten und vermindert die Zahl der
erforderlichen Eingriffe des Bedienungspersonals. Nicht nur
der Wirkungsgrad des Produktionsvorganges kann angehoben
werden, sondern auch die Garnqualität sowie die Qualität des
aus dem Garn hergestellten Fertigproduktes.
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Bei einer einfachen und fertigungstechnisch leicht und
kostengünstig zu erzeugenden Ausführung der Stützwalze besteht
die Profilierung aus Rillen, die mit einer achsparallelen
Mantellinie jeweils einen Winkel α bilden, der mindestens
40 Grad beträgt. Bevorzugt gilt dies bei einer Stützwalze, bei
der der Winkel α bei allen Rillen gleich groß ist.
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Die oben angeführten Nachteile lassen sich mit der
erfindungsgemäßen Stützwalze besonders gut dann überwinden,
wenn sich Rillen jeweils wenigstens einmal um den gesamten
Umfang der Stützwalze erstrecken.
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Mit einer Stützwalze, bei der der Winkel α 90 Grad beträgt,
wird die Haarigkeit am wirkungsvollsten unterdrückt.
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Ist eine Stützwalze gemäß Anspruch 6 in axialer Richtung in
Bereiche unterteilt, kann mit einer Anpassung des jeweiligen
Winkels α an die Richtung des vom Changierfadenführer
zugeführten Fadens die Wirkung der Stützwalze verbessert
werden.
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Eine dementsprechende Wirkung läßt sich mit einer Stützwalze
erzielen, bei der sich Rillen auf der Mantelfläche schneiden.
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Mit einer alternativen Ausführung der Stützwalze, bei der die
Profilierung aus über die Mantelfläche verteilten Noppen
besteht, läßt sich das Aufdrehen des Fadens ebenfalls
vermindern oder ganz vermeiden.
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Mit einer erfindungsgemäßen Stützwalze läßt sich auf einfache
Weise der Spulprozeß bei Garnen verbessern und eine
qualitätssteigernde und kostensenkende Wirkung erzielen.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den 3
Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigt:
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Fig. 1 eine Seitenansicht einer Spulstelle einer
Kreuzspulen herstellenden Spulmaschine mit einer
Stützwalze,
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Fig. 2 eine Stützwalze mit Profilierung in Rillenform,
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Fig. 3 die Stützwalze der Fig. 2 in der Ansicht A-A,
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Fig. 4-6 Ausführungsformen von Stützwalzen mit Profilierung
in Rillenform alternativ zur Stützwalze der
Fig. 2,
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Fig. 7 eine Stützwalze mit einer Profilierung aus Noppen
auf der Mantelfläche.
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In Fig. 1 ist in Seitenansicht schematisch ein insgesamt mit
der Bezugszahl 1 gekennzeichneter Kreuzspulautomat
dargestellt. Derartige Kreuzspulautomaten weisen üblicherweise
zwischen ihren hier nicht dargestellten Endgestellen eine
Vielzahl gleichartiger Spulstellen 2 auf. Auf diesen
Spulstellen 2 werden, wie bekannt und daher nicht näher
erläutert, die auf einer Ringspinnmaschine produzierten
Spinnkopse 3 zu großvolumigen Kreuzspulen 4 umgespult. Die
angelieferten Spinnkopse 3 werden in der Abspulstellung 5
positioniert und der Faden 6 zum Umspulen abgezogen. Die
einzelne Spulstelle verfügt üblicherweise über verschiedene
Einrichtungen, die einen ordnungsgemäßen Betrieb dieser
Arbeitsstelle gewährleisten. Fig. 1 zeigt einen vom
Spinnkops 3 zur Kreuzspule 4 laufenden Faden 6, eine
Saugdüse 7 sowie ein Greiferrohr 8. Die Spulstelle 2 verfügt
außerdem über eine Spleißeinrichtung 9, eine
Fadenspanneinrichtung 10, einen Fadenreiniger 11, eine
Paraffiniereinrichtung 12, eine Fadenschneideinrichtung 13,
einen Fadenzugkraftsensor 14 sowie einen Unterfadensensor 15.
Die Spulvorrichtung 16 besteht aus einem Spulenrahmen 17, der
um eine Schwenkachse 18 beweglich gelagert ist. Während des
Spulprozesses liegt die Kreuzspule 4 mit ihrer Oberfläche auf
einer als Andrückrolle ausgebildeten Stützwalze 19 und nimmt
diese antriebslose Andrückrolle über Reibschluß mit. Der
Antrieb der Kreuzspule 4 erfolgt über die Achse der Kreuzspule
mittels einer drehzahlregelbaren direkt am Spulenrahmen 17
angeordneten beziehungsweise in den Spulenrahmen 17
integrierten Antriebseinrichtung. Zur Changierung des Fadens 6
während des Spulprozesses ist eine Fadenchangiereinrichtung 20
vorgesehen. Der Faden 6 gleitet während seiner Verlegung durch
den Fadenführer 21 auf einem Führungslineal 22 hin und her.
Nach ihrer Fertigstellung werden die Kreuzspulen 4 mittels
eines selbsttätig arbeitenden Kreuzspulenwechslers auf eine
Kreuzspulentransporteinrichtung 23 übergeben und zu einer
maschinenendseitig angeordneten Spulenverladestation oder
dergleichen transportiert.
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Weitere Hinweise auf Einzelheiten einer derartigen Spulstelle
können der DE 199 08 093 A1 entnommen werden.
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Fig. 2 zeigt eine profilierte Stützwalze 24, vom
Führungslineal 22 her gesehen, die in zwei Segmente 25, 26
unterteilt ist. Als Profilierung sind Rillen 27 in die
Mantelfläche der Stützwalze 24 eingebracht. Die Rillen 27 sind
jeweils als Nut ausgebildet, deren Querschnitt im
wendelförmigen Verlauf um die Rotationsachse 28 gleich bleibt.
Die Rillen 27 bilden mit einer achsparallelen Mantellinie
jeweils einen Winkel α. Die mit dem Winkel α quantifizierte
Abweichung von der Mantellinie ist mit ihrem Absolutwert über
die gesamte Arbeitsbreite der Stützwalze 24 konstant. Beim
Übergang vom Bereich 25 nach Bereich 26 ändert sich jedoch die
Richtung der Rillen 27, so daß eine V-förmige Profilierung auf
der Mantelfläche der Stützwalze 24 entsteht. Die Rillen 27
sind gleichmäßig über den Umfang der Stützwalze 24 verteilt
und haben einen gleichbleibenden Abstand voneinander, wie der
nicht in allen Einzelheiten maßstäblichen Fig. 3 zu entnehmen
ist. Die Breite B der Rillen 27 beträgt 3 mm und die Tiefe T
1,5 mm. Der Durchmesser der Stützwalze 24 beträgt 24 mm.
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Die Stützwalze 29 der Fig. 4 weist zwei Rillen 30, 31 auf,
die wendelförmig auf der Mantelfläche der Stützwalze 29
umlaufen, wobei der Winkel α jeweils 80 Grad beträgt. Die
Richtung der Abweichung von der achsparallelen Mantellinie
jedoch ungleich ist. Durch diesen Verlauf kreuzen sich die
Rillen 30, 31 in regelmäßigen Abständen. Die Profilierung ist
auf diese Weise in den Randzonen des Changierbereiches an die
Richtung des zugeführten Fadens angepaßt, wodurch die Wirkung
der Stützwalze 29 in den Randzonen verbessert wird.
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Die Fig. 5 zeigt eine Stützwalze 32 mit den Rillen 33, die in
einer Ebene quer zur Rotationsachse 34 umlaufen. Der Winkel α
beträgt somit 90 Grad. Die Ausbildung der Stützwalze 32 ist im
mittleren Abschnitt des Changierbereiches besonders
wirkungsvoll.
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Die Fig. 6 zeigt eine in drei Bereiche 36, 37, 38 unterteilte
Stützwalze 35. Die Profilierung des mittleren Bereiches 36
entspricht der Profilierung der Stützwalze 32 der Fig. 5. Die
Profilierungen der beiden anderen Bereiche 37, 38 entsprechen
der Profilierung der Stützwalze 29 der Fig. 4. Die Ausbildung
der Stützwalze 35 vereint eine verbesserte Wirkung in den
Randzonen, wie sie die Stützwalze 29 der Fig. 4 ermöglicht,
mit der besonders wirkungsvollen Profilierung im mittleren
Abschnitt, wie sie die Stützwalze 32 der Fig. 5 aufweist.
Die in Fig. 7 dargestellte Stützwalze 39 weist eine
Profilierung aus Noppen 40 auf. Die Noppen 40 sind an ihrer
Oberseite abgeflacht. In einer nicht dargestellten
alternativen Ausbildung der Stützwalze sind die Noppen konvex
ausgebildet.
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Die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Stützwalze ist nicht
auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Die
Stützwalze kann beispielsweise einen größeren Durchmesser
aufweisen. Obwohl ein kleiner Durchmesser der Stützwalze es
vorteilhaft erlaubt, die Changiereinrichtung nahe an die
Kreuzspule zu positionieren, ist ein Spulbetrieb auch mit
einer alternativen Stützwalze von 50 mm Durchmesser möglich.