DE2544052A1

DE2544052A1 - Verfahren und vorrichtung zur erzielung von bikonischen spulen aus garnen bei spulmaschinen

Info

Publication number: DE2544052A1
Application number: DE19752544052
Authority: DE
Inventors: Johann Vahsen
Original assignee: Schuster & Co F M N
Current assignee: Schuster & Co F M N
Priority date: 1975-10-02
Filing date: 1975-10-02
Publication date: 1977-04-14
Also published as: CH611236A5; FR2326365B1; FR2326365A1; GB1565094A; JPS5242945A

Description

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VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler + 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selting, Köln

5KCfLNi 1.10.1975 Seh/Sd

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

FMN Schuster & Co., 5OJ52 Hürth-Efferen, Berrenrather Str. 51I

Verfahren und Vorrichtung zur Erzielung von bikonischen Spulen aus Garnen bei Spulmaschinen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzielung von bikonischen Spulen aus Garnen, insbesondere synthetischen Fäden, bei Spulmaschinen, bei denen der Faden mittels eines hin- und hergehenden Fadenführers einer eine Kehrgewindewalze aufweisenden Changiervorrichtung einer Spulenhülse zur Bildung eines Fadenwickels zugeführt wird.

Um Wickel mit unterschiedlichem Aufbau herstellen zu können, ist es bei Spulvorrichtungen, Kreuzspulmaschinen u.dgl. bekannt, bei dem Antrieb des Fadenführers mittels einer Kehrgewindewalze eine Einrichtung zur Verkürzung des Hubes des hin- und hergehenden Fadenführers vorzusehen, wodurch der Fadenwickel an seinen Flanken einen konischen Aufbau erhält. Bei Spulmaschinen, bei denen die Spulenhülse bzw. die Spule mittels

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Telefon: (0221) 234541-4 · Telex: 8882307 dopa d ■ Telegramm: Dompatent Köln

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einer Priktionswalze angetrieben wird, damit die Aufwickeln geschwindigkeit des Fadens unabhängig von dem Wachsen des Durchmessers der Spule gleichbleibt, ist es bekannt, den Fadenführer bei seinem Hin- und Hergang einer Hubverkürzung zu unterwerfen, um Fadenwickel zu erzielen, deren Seitenflächen konisch oder anders geformt verlaufen. Die Steuerung des Fadenführers hierzu wird von dem Wachsen der Spule abgeleitet. Man bedient sich beispielsweise eines Gestänges, das bei zunehmendem Durchmesser des Fadenwickels auf den einen Arm des drehbar gelagerten Fadenführers mittelbar einwirkt. Dieser Arm des Fadenführers gleitet mittels eines Kulissensteins od.dgl. in einer Führungsschiene, die schwenkbar gelagert ist. Je nach der Schwenklage der Führungsschiene wird eine Schwenkung des drehbar gelagerten Fadenführers herbeigeführt, durch die bei dem Hin- und Hergang des Fadenführers eine Hubverkürzung in Abhängigkeit von dem Wachsen des Durchmessers des zu erzeugenden Fadenwickels erfolgt. Durch diese Steuerung läßt sich eine erhebliche Konizität des Fadenwickels erzielen, die beispielsweise 30 bis 50 mm an jeder Seitenfläche des Fadenwickels betragen kann.

Die Anwendung einer solchen Steuerungsvorrichtung für die Hubverkürzung des Fadenführers bei der Changiervorrichtung ist durch die Geschwindigkeit begrenzt. Die Steuerungsvorrichtung kann maximal bei etwa 600 Doppelhüben je Minute des Fadenführers eingesetzt werden. Die Hubgeschwindigkeit läßt sich wegen der verhältnismäßig viel zu bewegenden Mas_r sen nicht beliebig hochtreiben. Bei höheren Abzugsgeschwindigkeiten können deshalb die bekannten Changiervorrichtungen mit der Einrichtung zur Erzielung einer Konizität an dem Fadenwickel nicht mehr angewendet werden. Bei Spulmaschinen, die mit höheren Geschwindigkeiten arbeiten, d.h.

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bei den sogenannten Schnellwicklern, ist man deshalb gezwungen, Fadenwickel herzustellen, die an den Seitenflächen einen senkrechten Aufbau haben, d.h. es werden Spulmaschinen verwendet, bei denen die Steuerungseinrichtung zur Erzielung der Hubverkürzung in Abhängigkeit von dem wachsenden Durchmesser des Fadenwickels nicht vorhanden ist, so daß die Padenwickel Seitenflächen erhalten, die senkrecht zur Wickelachse verlaufen. Solche Padenwickel sind aber bei der Weiterverarbeitung, beim Transport u.

dgl. sehr empfindlich. Es besteht die Gefahr, daß die Seitenflächen des Padenwickels in Unordnung kommen, indem Fäden abrutschen, so daß die Fadenlagen an den Seitenflächen des Wickels gestört werden. Dies macht sich beim Abziehen des Fadens von dem Padenwickel störend bemerkbar. Es kann dabei zum Reißen des Fadens kommen, wodurch der Verarbeitungsvorgang unterbrochen werden muß.. Es war ja gerade Aufgabe des bikonisch gestalteten Fadenwickels, den Aufbau desselben hinsichtlich der Seitenflächen völlig robust und unempfindlich zu machen. Der Nachteil besteht hierbei jedoch in einer längeren Spulzeit für einen solchen Aufbau des Fadenwickels. Bei Anwendung von höheren Geschwindigkeiten für die Herstellung des Fadenwickels mußte man solche mit senkrecht verlaufenden Seitenflächen und die sich dadurch ergebenden Störungsquellen in Kauf nehmen.

Aufgabe der Erfindung ist es, Fadenwickel bei sogenannten Schnellwickelmäschinen zu schaffen, die trotz der höheren Padengeschwindigkeit mit einer Konizität an den Seitenflächen in einfacher Weise ausgestattet werden können. Beim Herstellen von Padenwickeln bzw. Spulen aus Garnen, insbesondere synthetischen Fäden, mittels Spulmaschinen, bei denen der Faden mittels einer Changiervorrichtung der Spule

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zugeführt und die Spule angetrieben wird, zeichnet sich die Erfindung dadurch aus, daß mit zunehmendem Durchmesser der Padenspule die Changiergeschwindigkeit des Fadenführers für den an der Spule zu verlegenden Faden gesteigert wird.

Bei einer solchen Maßnahme ergibt sich der wesentliche Vorteil, daß zur Erzielung einer gewissen Konizität an den Stirnflächen des Fadenwickels der Einsatz der bisherigen Steuerungsvorrichtungen mit der Bewegung von verhältnismäßig vielen Massen entfällt. Man erreicht das gewünschte Ergebnis lediglich durch die Änderung bzw. Vergrößerung der Changiergeschwindigkeit des Fadenführers für den dem Fadenwickel zuzuführenden Faden. Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß beim Auflaufen des Fadens von dem hin- und hergehenden Fadenführer der Changiervorrichtung auf den Fadenwickel bzw. die Friktionswalze der Faden unter einer gewissen Schleppwirkung steht, ehe er auf den Fadenwickel bzw. der Friktionswalze zur Anlage kommt. Zwischen dem Fadenführer und der Anlagestelle an dem Fadenwickel oder der Friktionswalze bewegt sich der Faden auf einer freien Strekke, die als Schleppweg bezeichnet wird. Der Fadenführer führt den Faden auf diesem freien Schleppweg bis zum Auftreffen auf den Fadenwickel bzw. die Friktionswalze hinter sich her. Der Faden auf dem Schleppweg legt sich in einer gewissen Winkellage zwischen der jeweiligen Stellung des Fadenführers und der Auflegestelle an dem Fadenwickel bzw.der Friktionswalze zu der Normalen der Achse des Fadenwickels bzw, der Friktionswalze, der als Schleppwinkel bezeichnet wird. Dieser Schleppwinkel ist je nach der Geschwindigkeit des Fadenführers der Changiervorrichtung ein anderer. Bei niedriger Geschwindigkeit ergibt sich ein kleinerer Schlepp-

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winkel als bei höherer Geschwindigkeit des Fadenführers. Dieser Schleppwinkel macht sich insbesondere an den Umkehrpunkten des Fadenführers bemerkbar, und zwar in der Weise, daß, je schneller die Changierung des Fadenführers erfolgt, der Schleppwinkel größer wird. Dies bedeutet, daß der Faden an den Umkehrstellen der Changiervorrichtung nicht mehr in der Hublänge abgelegt wird, die der Fadenführer durchstreicht. Die Hublänge des Fadens an der Spule ist außer von dem Schleppweg somit abhängig von der Größe des Schleppwinkels.

Dies bedeutet, daß, je schneller mit dem Fadenführer changiert wird, um so kürzer die Spulenlänge ausfällt. Wenn also die Hubgeschwindigkeit des Fadenführers der Changiervorrichtung während des Wachsens des Fadenwickels vergrößert wird, ergibt sich bei zunehmendem Durchmesser der Fadenspule eine Verkürzung der Hublänge des auf der Fadenspule zur Ablage kommenden Fadens. Dadurch wird eine Konizität an den Stirnflächen des zu bildenden Fadenwickels erzielt. Denn bei höherer Hubgeschwindigkeit des Fadenführers wird der Schleppwinkel größer. Auf diese Weise ist die Möglichkeit geschaffen, einen Fadenwickel mit hoher Fadengeschwindigkeit herzustellen, der an seinen Seitenflächen eine gewisse Konizität erhält. Wenn auch diese Hubverkürzung im allgemeinen nur verhältnismäßig gering sein wird, reicht sie jedoch aus, einen Fadenwickel mit stabilen Seitenflächen zu erhalten, die in dem Bereich eines nahezu senkrechten Aufbaus des Fadenwickels liegen, jedoch eine Konizität aufweisen, die den Fadenwickel an den Seitenflächen störunabhängig machen. Bei erheblicher Steigerung der Fadengeschwindigkeit läßt sich eine größere Konizität erzielen. Dies ist jedoch bei Fadenwickeln mit senkrechtem Aufbau der Seitenflächen nicht beabsichtigt.

Vielmehr genügt schon eine verhältnismäßig minimale Konizität an den Stirnflächen das Fadenwickels, um die Seiten- ;

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flächen ausreichend stabil zu gestalten.

Damit mit zunehmendem Spulendurchmesser automatisch die Hubgeschwindigkeit des Fadens vergrößert werden kann, läßt sich die Drehzahl der Kehrgewindewalze steigern. Dies wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß die Kehrgewindewalze einen eigenen Antriebsmotor aufweist, dessen Drehzahl variabel gesteuert werden kann. Die Drehzahländerung der Kehrgewindewalze wird zweckmäßig bis zu etwa 50$ erhöht. Man erreicht dadurch eine ausreichende Konizität bei dem sonst nahezu senkrecht aufgebauten Fadenwickel

Es ist zweckmäßig, den von dem Fadenführer ablaufenden Faden nicht unmittelbar an der Fadenspule bzw. dem Fadenwikkel zur Anlage kommen zu lassen, sondern Fadenführer, Friktionswalze und Fadenspule so zueinander anzuordnen, daß der von dem Fadenführer ablaufende Faden zunächst auf die Frik-. tionswalze auftrifft und von dieser zu der Fadenspule weitergeleitet wird. Dadurch wird der Fadenaufbau auf der Fadenspule nicht durch die Oberfläche des Fadenwickels beeinträchtigt. Die Gesetzmäßigkeit der Änderung des Verlege-Winkels läßt sich dadurch exakter einhalten.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt die Spulvorrichtung gemäß der Erfindung in Vorderansicht, zum Teil im Schnitt und im Schema.

Fig. 2 stellt eine Seitenansicht auf die Vorrichtung der Fig. 1 im Ausschnitt und diagrammatisch im Schema dar.

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Pig. 3 veranschaulicht ein Beispiel des mit der Spulvorrichtung erzielten Fadenwickels gemäß der Erfindung in Ansicht, schematisch.

Die Spulvorrichtung 1 zur Herstellung von Wickeln bzw. Spulen aus Garnen bzw. Fäden in einem Gehäuse 2 weist eine Changiervorrichtung 3 und eine Friktionswalze 4 bzw. Anpreßwalze auf. Die Hin- und Herbewegung des Fadens 5 erfolgt mittels einer Kehrgewindewalze 6, in deren schraubenförmigen Nuten 7 ein Läufer 8 eingreift, der mit einem Fadenführer 9 versehen ist. Die Kehrgewindewalze 6 ist in einem Gehäuse 10 drehbar gelagert. Ein Dorn 11, der vorzugsweise als Spreizdorn ausgebildet ist, kann mit einer aufsteckbaren Spulenhülse 12 versehen sein, auf der der Faden 5 zu einem zu bildenden Fadenwickel 13 aufgespult wird. Der Dorn 11 ist mittels eines Schwenkarms 14 um eine Achse 15 schwenkbar gelagert, die ihrerseits in dem Gehäuse 2 gelagert ist. Der Antrieb der Spulenhülse 12 bzw. des Fadenwickels I3 kann durch Anlage an der Friktionswalze 4, die mittels eines Übertragungsgliedes 16, z.B. eines Zahnriemens od.dgl., von dem Motor I7 angetrieben wird, erfolgen. Es kann die Spulenhülse durch den Dorn, z.B. Spreizdorn, auf dem sie sitzt, durch einen Motor, der regelbar ist, angetrieben werden. Mit wachsendem Durchmesser des Fadenwickels I3 bewegt sich der Dorn 11 bzw. der Fadenwickel in der Ausnehmung 18 längs des Pfeiles I9. Zur Steuerung der Anlage des Dornes 11 mit der Spulenhülse 12 bzw. des Fadenwickels Ij5 an der antreibenden Friktionswalze 4 kann ein durch ein Druckmittel betätigtes Hubelement (nicht dargestellt) vorgesehen sein. Dadurch wird der Dorn 11 mit der Spulenhülse 12 und dem Fadenwickel 13 mittels des Hubelementes gegen die Friktionswalze 4 angepreßt gehalten.

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Der Faden 5 durchläuft von dem hin- und hergehenden Fadenführer 9 bis zur wirksamen Anlagestelle an der Friktionswalze 4 eine im wesentlichen freie Wegstrecke 22. Hierbei ergibt sich, daß der Fadenführer 9 bei seinem Hin- und Hergang den Faden 5 hinter sich herführt bzw. schleppt, wobei die jeweilige Anlagestelle 21 gegenüber der Bewegung des Fadenführers 9 sozusagen hinterherhinkt. Der Faden 5 auf dem Schleppweg 22 bildet zu der Normalen 2j5 auf die Achse 24 der Friktionswalze 4 einen Winkel , der als Schleppwinkel bezeichnet werden kann. Die Größe des Schleppwinkels ergibt sich aus der Umfangsgeschwindigkeit der Walze 4 und der Hubgeschwindigkeit des Fadenführers 9* der längs der Bahn 25 seinen konstanten Hub 26 ausführt.

Je langsamer der Fadenführer 9 hin- und herbewegt wird, um so kleiner wird der Winkel CC , d.h. das Hinterherbewegen des Fadens auf dem Schleppweg 22 wird geringer. Theoretisch kann bei sehr geringer Hubgeschwindigkeit des Fadenführers 9 die Breite des zu bildenden Fadenwickels in etwa dem Hub des Fadenführers 26 entsprechen, jedoch ist immer eine Verkürzung der Anlagestelle 21 an der Fr ikt ions walze 4 zwischen den Umkehrsteilen vorhanden. Je schneller der Fadenführer hin- und herchangiert, um so größer wird der Schleppwinkel öC, d.h. um so mehr bleibt die Anlagestelle 21 des Fadens 5 an der Friktionswalze 4 hinter der jeweiligen Stelle des Fadenführers 9 zurück. Die Länge zwischen den Umkehrpunkten der Anlegestelle 21 des Fadens 5 an der Friktionswalze 4 steht also in Abhängigkeit von dem Schleppwinkel oC, und da dieser von der Hubgeschwindigkeit des Fadenführers 9 abhängig ist, auch in Abhängigkeit von der Hubgeschwindigkeit des Fadenführers 9. Die Länge zwischen den Umkehrpunkten der Anlagestelle 21 des Fadens 5 an der

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Friktionswalze 4 entspricht der Hublänge des Fadens an dem Fadenwickel I3.

Dies bedeutet, daß, je schneller der Fadenführer 9 hin- und herchangiert, die Hublänge des Fadens an dem Fadenwickel verkürzt wird. Um hierbei mit zunehmendem Durchmesser der Fadenspule I3 eine Abnahme der Hublänge des Fadens an dem Fadenwickel zur Erzielung einer Konizität an den Stirnflächen desselben zu erreichen, ist die Hubgeschwindigkeit des Fadenführers 9 während des Wachsens des Durchmessers der Fadenspule zu vergrößern. Damit wird der Verlegewinkel bzw. Schleppwinkel OC größer und die Hublänge des Fadens an dem Fadenwickel verkürzt. Dies wird dadurch erreicht, daß die Drehzahl der Kehrgewindewalze 6 während des Aufspulvorganges gesteigert wird. Hierzu dient ein eigener Motor 26 mit dem Ubertragungsriemen 27 od.dgl. für die Kehrgewindewalze 6. Dieser Antriebsmotor 26 ist in der Drehzahl variabel und er wird so geregelt und gesteuert, daß die Drehzahl der ■ Kehrgewindewalze 6 mit zunehmendem Durchmesser der Fadenspule 13 erhöht wird. Die Drehzahländerung kann beispielsweise bis zu 50 bis 60% der üblichen Drehzahl für die Kehrgewindewalze gesteigert werden. Während beispielsweise bisher die Kehrgewindewalze 8OOO Umläufe je Minute macht, was 800 Doppelhüben bei dem Fadenführer 9 entspricht, so kann die Drehzahl der Kehrgewindewalze 6 auf beispielsweise 11000 bis I3OOO Umdrehungen je Minute erhöht werden, was einer Steigerung der Doppelhübe des Fadenführers 9 auf 1100 bis 1300 entspricht. Während der übliche Schleppwinkel je nach der Bauart der Spulmaschine etwa 8° bis 18° beträgt, .vergrößert sich der Schleppwinkel bei den hohen Hubgeschwindigkeiten auf etwa 25 bis 30°, wobei der Schleppwinkel auch von der Schlapplänge des Fadens abhängig ist. Wesentlich '

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ist hierbei, daß durch einfache Steigerung der Hubgeschwindigkeit des Fadenführers eine Konizität an den Seitenflächen des Fadenwickels bei hohen Abzugsgeschwindigkeiten des Fadens, d.h. bei sehr schnell laufenden Spulmaschinen, erreicht wird, ohne daß der übliche Gestängemechanismus für die Steuerung des Fadenführers benötigt wird. Es fallen dabei viele Steuerungsteile weg. Mit einfachen Mitteln wird eine Konizität der Stirnflächen des Fadenwickels erreicht, welche beabsichtigt verhältnismäßig minimal gehalten wird, um Fadenwickel zu erzielen, die noch zu solchen mit senkrechtem Aufbau der Seitenflächen rechnen.

In Fig. 3 ist ein Beispiel eines mit der erfindungsgemäßen Methode erzielten Fadenwickels I3 dargestellt. Der Fadenwickel hat konische Seitenflächen 28, deren Konizität einen Bruchteil der sonst üblichen Konizität aufweist. Während üblicherweise die Strecke 29 30 bis 50 mm beträgt, kann mit der Drehzahlerhöhung der Kehrgewindewalze bei bereits hohen Abzugsgeschwindigkeiten des Fadens die Strecke 29 6 mm betragen, naturgemäß auch weniger, jedoch so, daß durch einen konischen Verlauf der Seitenflächen 28 die Fadenlage der Fäden des Fadenwickels an den Seitenflächen für den Transport und bei der Weiterverarbeitung beim Abziehens des Fadens in den Bearbeitungsmaschinen stabil bleibt. Durch Wahl der automatischen Drehzahlerhöhung der Kehrgewindewalzen und damit der Hubgeschwindigkeit des Fadenführers in bestimmter Abhängigkeit von dem Wachsen des Durchmessers des Fadenwickels läßt sich eine Konizität von jedem gewünschten Grad erzielen.

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Claims

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Λ η s ρ r Uc he

/ft) Verfahren zur Erzielung von bikonischen Spulen aus Garnen, insbesondere synthetischen Fäden, bei Spulmaschinen, bei denen der Faden mittels eines hin- und hergehenden Fadenführers einer Spulenhülse bzw. Fadenspule zugeführt und die Spulenhülse bzw. Fadenspule angetrieben wird, vornehmlich bei hohen Fadengeschwindigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß mit zunehmendem Durchmesser der Spule die Changiergeschwindigkeit des Fadenführers für den an der Spule zu verlegenden Faden gesteigert wird.
2. Vorrichtung zur Erzielung γόη bikonischen Spulen aus Garnen, insbesondere synthetischen Fäden, bei Spulmaschinen, bei denen die Fadenzuführung mittels eines durch eine Kehrgewindewalze hin- und herbewegten Fadenführers erfolgt und die Spule durch eine Friktionswalze antreibbar ist, vornehmlich bei hohen Fadengeschwindigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Kehrgewindewalze (6) mit zunehmendem Durchmesser der Fadenspule (13) erhöht wird.
J5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kehrgewindewalze (6) einen eigenen Antriebsmotor (26) aufweist, dessen Drehzahl variabel steuerbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahländerung der Kehrgewindewalze (6)

bis zu etwa 4O bis 6O% gegenüber der Anfangsdrehzahl höher regelbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Friktionswalze (4) zu dem Fadenführer (9) der Changiervorrichtung (3) so gelagert ist, daß der zu der Fadenspule (Ij5) zuzuführende Faden (5) einer Friktionswalze (4) vor der Fadenspule (Ij5) zur Anlage kommt.

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