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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
Färbespule
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 8.
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Bei
der Herstellung von Färbespulen
wird ein Faden auf einer Hülse
zu einer Kreuzspule aufgespult, die einem nachfolgenden Färbeprozess
zugeführt
wird. Zur Durchführung
des Färbeprozesses werden
bei der Herstellung der Kreuzspulen Hülsen verwendet, deren Mantelfläche für eine Färbeflüssigkeit
durchlässig
ausgebildet ist. Hierzu kann die Mantelfläche mit Löchern versehen sein oder eine
Gitterstruktur aufweisen. Derartige Hülsen bestehen im Allgemeinen
aus einem rostfreien Metall, so genannte Federdrahthülsen, oder
aus einem Kunststoff.
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Bei
der Durchführung
des Färbeprozesses kommt
es nach dem Färbeprozess
unter anderem zu Glanz- und Druckstellen oder zu einer ungleichmäßigen Farbverteilung
auf den innen liegenden Fadenlagen einer Färbespule. Zur Vermeidung dieser
Fehler werden Papierfilter oder Vliese, so genannte Manschetten,
auf die Hülsen
aufgezogen oder es werden mit wilder Wicklung auf die Hülsen aufgewickelte
Fadenlagen, so genannte Polsterwicklungen, als Schutz für die innen
liegenden Fadenlagen verwendet. Neben dem Schutz der innen liegenden
Fadenlagen auf der Färbespule
dienen Papierfilter, Vliese oder die aufgewickelten Garnlagen zudem
der Unterstützung
beim Anlauf des Spulvorganges. Die Spulstellen können beim Anspulen mit einer
höheren Drehzahl
betrieben werden, wodurch an diesen mit einer höheren Spulgeschwindigkeit als
auch einer höheren
Spulbeschleunigung gearbeitet werden kann.
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Die
Manschetten oder Polsterwicklungen dienen auch der Vermeidung von
Beschädigungen der
innen liegenden Fadenlagen bei der Komprimierung der Hülsen während des
Färbens.
Dies ist insbesondere bei der Verwendung von Federdrahthülsen aber
auch bei Hülsen
aus Kunststoff notwendig, da bei diesen das Fehlen der Manschette
schon beim Spulprozess dazu führt,
dass der aufzuspulende Faden bereits beim Hochlauf der Färbehülse zerstört wird.
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Aus
der
DE 195 20 957
A1 ist bekannt, dass nach dem Anlegen eines Fadens auf
einer Leerhülse zunächst einige
Fadenlagen als so genannte Polsterwicklung aufgewickelt werden.
Mit dem Erreichen einer bestimmten Schichtdicke der Polsterwicklung wird
auf ein bevorzugtes Wicklungsverfahren umgeschaltet, um die eigentliche
Färbespule
herzustellen. Das Aufwickeln der Polsterwicklung erfolgt, wie bereits
ausgeführt,
mit wilder Wicklung, was dazu führt, dass
Polsterwicklungen mit relativ großer Schichtdicke entstehen,
da das vollständige
Verschließen
der sich beim Verlegen des Fadens auf der Hülse ausbildenden Rauten eine
größere Fadenlänge erfordert, bis
der Hülsenmantel über den
Changierbereich des Fadens zum Schutz der innen liegenden Fadenlagen vollständig bedeckt
ist.
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Dies
führt zu
hohen Materialverlusten, wenn die Polsterwicklungen bei einer nachfolgenden
Weiterverarbeitung der Färbespule
verworfen werden müssen.
Dem gegenüber
weist die Verwendung von preiswerteren Papierfiltern oder Vliesen
den Nachteil auf, dass die Aufbringung auf die Hülsen einen erheblichen manuellen
Aufwand darstellt. Ein weiterer Nachteil der Verwendung von Papierfiltern
und Vliesen besteht in der Gefahr der Fremdfaserkontaminierung des
Fadens, die insbesondere beim Färben
der Kreuzspule problematisch ist.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereitzustellen,
das die Schutzwirkung einer Polsterwicklung bei gleichzeitiger Reduzierung des
Fadenabfalles ermöglicht
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 sowie bezüglich der Vorrichtung durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 8 gelöst.
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Gemäß Anspruch
1 ist vorgesehen, dass die Polsterwicklung mit einem konstanten
Windungsverhältnis
aufgespult wird. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass
die erfindungsgemäße geschlossene
dichte Struktur der Präzisionswicklung bereits
nach kurzer Zeit die darüber
liegende Hauptbewicklung ausreichend schützt, vor allem aber auch ein
sehr gleichmäßiges Durchdringen
und Verteilen der Färbeflotte
auf Grund der gleichmäßigen Verteilung
der durch die Bewicklung gebildeten Poren gewährleistet. Wird diese Schicht
anschließend
verworfen, ist die nicht bestimmungsgemäß genutzte Fadenlänge gegenüber dem
Stand der Technik reduziert. Die insbesondere dem Schutz der inneren
Fadenlagen dienende Polsterwicklung wird so aufgelegt, dass beim
Wickeln entstehende Rauten systematisch nahezu vollständig geschlossen
werden. Dies wird bei geeigneter Wahl des konstanten Windungsverhältnisses,
das insbesondere zu einer geschlossenen Präzisionswicklung führt, mit
einer gegenüber
dem Stand der Technik reduzierten Fadenlänge erreicht.
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Um
die Aufwicklung der Polsterwicklung schnellstmöglich abzuschließen und
die zur Ausbildung der Polsterwicklung erforderliche Schichtdicke und
somit die aufzubringende Fadenlänge
zu minimieren, kann diese mit einem hohen Windungsverhältnis, insbesondere
einem Windungsverhältnis
von mindestens 5, insbesondere zwischen 5 und 15, und einem geringen
Fadenabstand aufgespult werden.
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Insbesondere
führt ein
hohes Windungsverhältnis
dazu, einen weiteren Nachteil der gemäß dem Stand der Technik mit
wilder Wicklung auf Federdrahthülsen
aufgebrachten Polsterwicklung zu umgehen. Hierbei kommt es auf Grund
der glatten Oberfläche
der Drahtstruktur der Federdrahthülse dazu, dass die Ablage des
als Polsterwicklung aufgebrachten Fadens ungleichmäßig erfolgt.
Dies führt
zu einer Wanderung des Fadens zur Hülsenmitte hin, in der sich
ein Wulst ausbildet.
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Das
erfindungsgemäß bei der
Ausbildung der Polsterwicklung verwendete hohe Windungsverhältnis bewirkt
eine Ablage des Fadens auf der Hülse derart,
dass die axiale Kraftkomponente des Fadens reduziert wird. Dies
kann zu einer Verringerung der Wanderung des als Polsterwicklung
abgelegten Fadens zur Hülsenmitte
hin führen,
insbesondere bei der Verwendung einer Federdrahthülse. Die
Genauigkeit der Fadenablage für
die Polsterwicklung kann außerdem
durch eine gezielt eingestellte geringere Spulgeschwindigkeit während des
Aufbaus der Polsterwicklung unterstützt werden.
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Insbesondere
kann nach dem Aufspulen der Polsterwicklung auf die wilde Wicklung
als Wicklungsverfahren umgeschaltet werden. Die Umschaltung auf
das Wicklungsverfahren wilde Wicklung hat gegenüber der Präzisionswicklung den Vorteil,
dass eine Kreuzspule mit einer geringeren Spulendichte hergestellt
wird, die für
den nachfolgenden Färbeprozess
besser geeignet ist, als eine durchgängig mit Präzisions- oder Stufenpräzisionswicklung
hergestellte Kreuzspule. Die Polsterwicklung schafft geeignete Voraussetzungen
für ein
gegebenenfalls erforderlich werdendes Anspulen des Fadens nach der Ausbildung
der Polsterwicklung, wenn zuvor eine Trennung der Fadenlagen am Übergang
von der Polsterwicklung zu den nachfolgend zur Kreuzspule aufgespulten
Fadenlagen durchgeführt
wird.
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Vorteilhafterweise
kann zur Vereinfachung des Verfahrens und zur Verbesserung der Handhabbarkeit
der Färbespule
vorgesehen sein, dass am Übergang
der Fadenlagen von der Polsterwicklung zu der mit wilder Wicklung
aufzuspulenden Kreuzspule der Faden getrennt wird. Dies ermöglicht die Zuführung der
auf der Hülse
verbleibenden Polsterwicklung an einen Weiterverarbeitungsprozess,
der nur geringe Qualitätsanforderungen
an den zu verarbeitenden Faden stellt.
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Des
Weiteren kann das Fadenende nach der Trennung auf die Polsterwicklung
aufgelegt werden. Hierbei kann das Fadenende mit oder ohne eine
Fadenreserve auf die Polsterwicklung aufgespult werden.
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In
bevorzugter Weiterbildung des Verfahrens kann der Faden kurzzeitig über die
Verlegebreite der Hülse
hinaus aufgespult werden, wodurch ein neben der Polsterwicklung
liegender Fadenabschlag erzeugt wird. Somit entfällt das Anspulen, welches auf Grund
einer Trennung der der Fadenlagen am Übergang der Polsterwicklung
von den nachfolgend aufgespulten Fadenlagen der Färbespule
erforderlich wird. Stattdessen kann der neben der Polsterwicklung
liegende Fadenabschlag vor dem Abziehen der Färbespulen vom Bedienpersonal
durchtrennt werden, so dass die Polsterwicklung auf der Hülse verbleibt.
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Alternativ
können
die auf die Polsterwicklung aufzuspulenden Fadenlagen ohne eine
vorherige Trennung der Fadenlagen am Übergang aufgespult werden.
Dies erlaubt die Weiterverwendung der zuvor als Polsterwicklung
aufgespulten Fadenlagen bei der nachfolgenden Verarbeitung der Färbespule.
Der Fadenabfall lässt
sich auf diese Weise weiter reduzieren. Nach der erfolgten Ausbildung
der Polsterwicklung wird auf ein zur Herstellung der Färbespule vorgebbares
anderes Wicklungsverfahren, insbesondere die wilde Wicklung, umgeschaltet.
Diese Alternative ist bevorzugt in solchen Fällen anwendbar, in denen der
qualitative Anspruch an die die Polsterwicklung ausbildenden Fadenlagen
bei der nachfolgenden Weiterverarbeitung der Färbespule gering ist.
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Gemäß Anspruch
8 wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung eine Steuerungseinrichtung
aufweist, die zur Steuerung der Antriebe eingerichtet ist, derart,
dass zunächst
eine Polsterwicklung mit einem konstantem Windungsverhältnis auf
die Hülse
aufgespult wird und dass nach dem Aufspulen der Polsterwicklung
auf ein anderes Wicklungsverfahren umgeschaltet wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispieles
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 schematisch
eine Spulstelle einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine
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2 schematisch
eine Ansicht einer Fadenchangiereinrichtung gemäß 1.
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In 1 ist
in Seitenansicht schematisch eine Arbeitsstelle 2 einer
Vorrichtung zum Aufspulen eines kontinuierlich zulaufenden Fadens 16 auf
einer Hülse
zu einer Kreuzspule 5, im vorliegenden Fall eines so genannten
Kreuzspulautomaten 1, dargestellt. Auf den Arbeitsstellen 2 derartiger
Kreuzspulautomaten 1 werden, wie bekannt und daher nicht näher erläutert, die
auf Ringspinnmaschinen produzierten Spinnkopse 3 zu großvolumigen
Kreuzspulen 5 umgespult. Die Kreuzspulen 5 werden
einem sich anschließenden
Färbeprozess
zugeführt,
der den Prozess der Herstellung der Färbespulen abschließt.
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Die
Kreuzspulen 5 werden nach ihren Fertigstellung mittels
eines (nicht dargestellten) selbsttätig arbeitenden Serviceaggregates,
vorzugsweise eines Kreuzspulenwechslers, auf eine maschinenlange Kreuzspulentransporteinrichtung 7 übergeben
und zu einer maschinenendseitig angeordneten Spulenverladestation
oder dergleichen transportiert.
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Solche
Kreuzspulautomaten 1 weisen in der Regel außerdem eine
Logistikeinrichtung in Form eines Spulen- und Hülsentransportsystems 6 auf.
In diesem Spulen- und Hülsentransportsystem 6 laufen die
Spinnkopse 3 beziehungsweise Leerhülsen auf Transporttellern 11 um.
Vom Hülsentransportsystem 6 sind
in der 1 lediglich die Kopszuführstrecke 24, die
reversierend antreibbare Speicherstrecke 25, eine der zu
den Spulstellen 2 führenden
Quertransportstrecken 26 sowie die Hülsenrückführstrecke 27 dargestellt.
Alternativ zum Hülsentransportsystem 6 können auch
Rundmagazine zum Einsatz kommen, denen Leerhülsen entnehmbar sind.
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Jede
Arbeitsstelle 2 des Kreuzspulautomaten 1 weist
einen Arbeitsstellenrechner 28, der über eine Busverbindung 29 an
eine zentrale Steuereinheit 30 des Kreuzspulautomaten 1 angeschlossen ist,
sowie verschiedene weitere Einrichtungen auf, die für einen
ordnungsgemäßen Betrieb
der Arbeitsstellen 2 notwendig sind.
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Eine
dieser an sich bekannten Einrichtungen ist beispielsweise die Spulvorrichtung 4.
Eine solche Spulvorrichtung 4 verfügt über einen Spulenrahmen 8,
der um eine Schwenkachse 12 beweglich gelagert ist. Wie
in 1 angedeutet, liegt die im Spulenrahmen 8 frei
rotierbar gehalterte Kreuzspule 5 während des Spulbetriebes mit
ihrer Oberfläche
auf einer Stütz-
und Antriebswalze 9 auf, die durch einen Elektromotor 33 beaufschlagt
wird. Der Elektromotor 33 ist dabei über eine Steuerleitung 32 an
den Arbeitsstellenrechner 28 angeschlossen.
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Zur
Changierung des Fadens 16 während des Spulprozesses ist
eine Fadenchangiereinrichtung 10 vorgesehen. Eine solche,
in der 1 lediglich schematisch angedeutete Fadenchangiereinrichtung 10 besteht,
wie beispielsweise in 2 dargestellt, aus einem Fingerfadenführer 13,
der, durch einen elektromotorischen Antrieb 14 beaufschlagt,
den auf die Kreuzspule 5 auflaufenden Faden 16 zwischen
den Stirnseiten der Kreuzspule 5 traversiert. Über eine
Steuerleitung 15 steht der Fadenführerantrieb 14 dabei
mit dem Arbeitsstellenrechner 28 in Wirkverbindung.
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Die
auf den Arbeitsstellen 2 des Kreuzspulautomaten 1 hergestellten
Kreuzspulen 5 werden im Anschluss an den Aufspulvorgang
dem Färbeprozess
unterzogen. Hierzu werden die Kreuzspulen 5 auf so genannte
Färbedorne
aufgesteckt. Beim Aufstecken mehrerer Kreuzspulen 5 hintereinander
auf die Färbedorne,
sind die Hülsen,
auf die der Faden 16 zu Kreuzspulen 5 aufgespult
wurde, vorzugsweise in axialer Richtung komprimierbar ausgebildet.
Die Komprimierbarkeit der Hülse
dient unter anderem der Erhöhung
der Anzahl der einem Färbebad
zuführbaren
Kreuzpulen 5. Die Hülsen
werden dabei derart aneinander gepresst, dass die Färbeflüssigkeit
nicht um die Kreuzspulen 5 herum, sondern vor allem durch
diese hindurch fließt.
Hierzu werden die Stirnseiten der Kreuzspulen 5 dichtend
aneinander gedrückt,
während
die Färbeflüssigkeit
vom Färbedorn ausgehend
durch das Hülseninnere
nach außen
gepresst wird. Dies führt
zu einer gleichmäßigen Durchdringung
der Fadenlagen der Kreuzspulen 5 mit der Färbeflüssigkeit.
Es können
aber auch in axialer Richtung starr ausgebildete Hülsen für die Herstellung
von Färbespulen
Anwendung finden.
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Um
die Beschädigung
der inneren Fadenlagen durch die während des Färbeprozesses auftretende Komprimierung
der Hülsen
zu vermeiden, wird erfindungsgemäß eine nach
dem Präzisionswicklungsverfahren
aufgespulte Polsterwicklung auf die Hülse aufgelegt. Dabei werden
Fadenlagen unter Einhaltung eines konstanten Windungsverhältnisses auf
die Hülse
aufgespult. Hierzu steuert der Arbeitsstellenrechner 28 die
Antriebe 14, 33 der die Verlegung des Fadens 16 maßgeblich
beeinflussenden Komponenten der Arbeitsstelle 2 derart,
dass die Verlegung des Fadens 16 in nahezu parallelen Windungen
auf der Mantelfläche
der Hülse
erfolgt. Die auf diese Weise mit dem Präzisionswicklungsverfahren aufgespulte
Polsterwicklung benötigt
zu ihrer Herstellung nur eine geringe Fadenlänge, um einen ausreichenden
Schutz durch die Schaffung einer die Mantelfläche der Hülse vollständig umgebenden Polsterwicklung
für die
nachfolgend aufzuspulenden Fadenlagen auszubilden.
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Mit
dem Erreichen einer vorgebbaren Schichtdicke der aufzuspulenden
Polsterwicklung wird durch den Arbeitsstellenrechner 28 automatisch auf
ein zur Herstellung der Kreuzspule 5 vorgebbares Wicklungsverfahren,
vorzugsweise die wilde Wicklung, umgeschaltet. Die Steuerung der
Fadenverlegung beziehungsweise die Umschaltung auf das Wicklungsverfahren
erfolgt durch den Arbeitsstellenrechner 28 der jeweiligen
Spulstelle 2.
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Dabei
kann vorgesehen werden, dass die auf die Polsterwicklung mit einem
anderen Wicklungsverfahren aufzuspulenden Fadenlagen ohne vorherige
Trennung der Fadenlagen am Übergang
von der Polsterwicklung zur aufzuspulenden Kreuzspule 5 aufgespult
werden. Es erfolgt somit ein nahtloser Übergang von der Verlegung des
Fadens 16 mit Präzisionswicklung
für die
Polsterwicklung auf die Verlegung des Fadens 16 mit wilder
Wicklung zur Ausbildung der zu färbenden
Kreuzspule 5.
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Hierzu
leitet der Arbeitsstellenrechner 28 eine Umschaltung des
Wicklungsverfahrens ein, ohne eine Trennung am Übergang der Fadenlagen durchzuführen. Das
heißt,
der als Polsterwicklung aufgepulte Faden 16 wird bei einer
Weiterverarbeitung der Färbespule
nach dem sich an die Herstellung Kreuzspule 5 anschließenden Färbeprozess weiterverwendet.
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Alternativ
kann durch den Arbeitsstellenrechner 28 nach der Ausbildung
der Polsterwicklung eine Trennung der Fadenlagen am Übergang
eingeleitet werden, bevor die Umschaltung auf ein anderes Wicklungsverfahren,
insbesondere die wilde Wicklung, durch den Arbeitsstellenrechner 28 erfolgt.
Es wird nunmehr das Fadenende mit oder ohne eine Fadenreserve auf
der Polsterwicklung abgelegt.
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Des
Weiteren kann zur Vermeidung der Durchführung einer Trennung der Fadenlagen
und des somit notwendig werdenden Anspulens nach der Ausbildung
der Polsterwicklung der Faden 16 kurzzeitig über die
Wickelbreite hinaus auf der Hülse
verlegt werden. Es entsteht auf diese Weise ein Abschlag neben der
Polsterwicklung, der vom Bedienpersonal vor dem Abziehen der fertigen
Kreuzspule 5 durchtrennt werden kann, so dass die Polsterwicklung
beim Abziehen des Fadens 16 auf der Hülse verbleibt.