Vorrichtung zur Vermeidung des unregelmässigen Zerquetschens von Spulenhülsen beim
Schrumpfen von auf denselben aufgewickelten Kunststoff-Fäden
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Vermeidung des unregelmässigen Zerquetschens von Spulenhülsen beim Schrumpfen von auf denselben aufgewickelten Kunststoff-Fäden. Das unregelmässige Zerquetschen der Spulenhülsen wirkt sich bei der Weiterverarbeitung der Fäden nachteilig auf die Qualität der erhaltenen Produkte aus. Die Erfindung vermeidet diese weiter unten näher erläuterten Nachteile dadurch, dass der zum Aufwickeln der Kunststoff Fäden bestimmte Hauptteil der Spulenhülse mit Schwächungsstellen versehen ist und dass Mittel vorgesehen sind, um an den Enden der Spulenhülse vorgesehene, ungeschwächte Krägen mindestens während des Schrumpfprozesses vor Deformierung zu bewahren.
Anhand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Erfindung erläutert. Es ist
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer üblichen Spulenhülse, nach der Benützung,
Fig. 2 eine Ansicht einer eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung bildenden Spule,
Fig. 3 ein Längsschnitt durch einen zur Spule nach Fig. 2 gehörigen Hülsenträger in grösserem Massstab,
Fig. 4 eine Ansicht mit teilweisem Längsschnitt der Spule nach Fig. 2, mit auf derselben befindlichem Wickelkörper, nach dem Schrumpfungsprozess,
Fig. 5 ein Schnitt gemäss Linie V-V von Fig. 4 ohne Wickelkörper und
Fig. 6 der Querschnitt eines Verstärkungsringes.
Bei der Herstellung von Fäden aus Kunststoffen, z. B. von Nylonzwirn, wird der Faden üblicherweise auf eine zylindrische Kartonhülse 1 aufgewickelt und dann einige Zeit einer erhöhten Temperatur, von z B. etwa 1300 C, ausgesetzt, wodurch eine starke Schrumpfung des Fadens bewirkt wird, in der Grössenordnung von z. B. 10-20%. Beim Aufwickeln des Fadens auf die Hülse 1 wird dieselbe auf einen zylindrischen, z. B. aus Holz bestehenden Hülsenträger gesteckt, der vor dem Schrumpfungsprozess entfernt wird, so dass die Hülse 1 dem starken Druck nachgeben kann, der vom schrumpfenden Wickelkörper auf sie ausgeübt wird, und zerquetscht wird. Das Zerquetschen erfolgt dabei in zufälliger, ganz unregelmässiger Weise, z. B. wie in Fig. 1 durch die zwei Hauptquetschfalten 2 dargestellt ist.
Wenn man von der zerquetschten Hülse 1 den Faden abwickelt, wozu der Faden in der Regel von der vertikal aufgestellten, ruhenden Hülse 1 nach oben abgezogen wird, kann es vorkommen, dass der Faden am oberen, vom Wickelkörper vorstehenden Rand der Hülse 1 gleitet und dabei jedesmal, wenn er zum Ende einer Hauptfalte 2 kommt, von derselben etwas aufgehalten, d. h. gebremst wird. Die neue Spule ist dann nicht ganz gleichmässig, was - wie die Erfahrung zeigt - sogar die Gleichmässigkeit eines später mit dem Faden erieugten Gewebes beeinträchtigt. Ferner kann es vorkommen, dass nach Abwickeln des grössten Teiles des Wickelkörpers dessen Rest nach oben von der Hülse 1 abgezogen wird. Ausserdem kann u. U. der Wickelkörper schon beim Transport auf der Hülse 1 verrutschen.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind schon sogenannte Schrumpfspulen entwickelt worden, bei denen am Spulenumfang verteilte, starre, durch Druckfedern gegeneinander abgestützte Elemente beim Schrumpfungsprozess der Durchmesserverkleinerung des Wickelkörpers folgen können. Derartige Schrumpfspulen sind immer wieder verwendbar, haben aber den Nachteil, relativ teuer zu sein.
In Fig. 2 ist eine Spule 3 gezeigt, welche die Nachteile der bisher üblichen Kartonhülsen 1 vermeidet, obwohl sie beim Schrumpfen des Kunststoff-Fadens ebenfalls zerquetscht wird, und also nicht mehr als einmal verwendet werden kann. Die Spule 3 besteht aus einer zylindrischen Kartonhülse 4 und aus einem in Fig. 3 im einzelnen dargestellten Hülsenträger 5. Die Hülse 4 weist z. B. acht in Längsrichtung verlaufende, äquidistante, z. B. durch kleine Rillen gebildete Schwächungslinien 6 auf, die sich über den zentralen, als Sitz für den Wickelkörper vorgesehenen Hauptteil 4a der Hülse 4 er- strecken, von der lediglich an den beiden Enden zwei Krägen 7 frei von Schwächungsstellen sind.
Zwischen den Krägen 7 und dem Hauptteil 4a sind je zwei nahe beieinander liegende, ringförmige Schwächungslinien 8 vorgesehen.
Der Hülsenträger 5 weist eine vorzugsweise aus Stahl bestehende Achse 9 auf, auf deren Enden zwei zylindrische Stützringe 10 und 11 befestigt sind, deren Aussendurchmesser dem Innendurchmesser der Hülse 4 und deren axiale Abmessung derjenigen der Krägen 7 entspricht. Der Stützring 10 weist einen kleinen Anschlagflansch 12 auf und ist über eine gelochte Scheibe 13 mit einer Nabe 14 verbunden, die mittels einer Stellschraube 15, die in eine Einkerbung 16 der Achse 9 eindringt, mit letzterer fest verbunden ist. Der Stützring 11 weist einen kleinen Anschlagflansch 17 auf und ist über einen gelochten, trichterförmigen Teil 18 mit einer Nabe 19 verbunden, die mittels einer Feder 20 leicht lösbar mit der Achse verbunden ist. Die Einsatzkörper 10, 12-14, und 11, 17-19, bestehen vorzugsweise aus Leichtmetall, z. B. Aluminium.
Die Feder 20 ist an einem Ende 21 mit dem Körperteil 18 fest verbunden und an seinem anderen Ende mit einem Ring 22 versehen, der durch die Achse 9 hindurchgesteckt ist. Die Achse 9 weist eine Mehrzahl von nebeneinander liegenden Ringnuten 23, auf und der vom Ende 21 abgewendete Teil des federnd exzentrisch zur Achse gehaltenen Ringes 22 greift in eine dieser Ringnuten 23 ein. Die Ringnuten 23 haben ein unsymmetrisches Profil, dessen Flanken so geneigt sind, dass der Ring 22 auf denselben federnd gleitet, wenn man die Nabe 19 auf der Achse 9 einwärts verschiebt, dass man diese Nabe 19 dagegen nicht von der Achse 9 abziehen kann, ohne die Feder 22 auf die Nabe 19 zu drücken, wodurch der Ring 22 zur Achse 9 koaxial ausgerichtet wird.
Um die Spulenhülse 4 auf dem Hülsenträger 5 anzubringen, zieht man von letzterer den Einsatzkörper 11, 19-22 ab und steckt die Achse 9 mit dem Einsatzkörper 10, 12-15 in die Hülse 4, bis der Flansch 12 an derselben anschlägt. Hierauf schiebt man den Einsatzkörper 11, 19-22 auf die Achse 9 auf, bis der Flansch 17 an der Hülse 4 anschlägt, wobei es durch Eingreifen seines Ringes 22 in eine der Ringnuten 23 in dieser Lage gesichert wird. Nun wird der Kunststoff-Faden auf die Hülse 4 aufgewickelt, wobei die Enden der Achse 9 drehbar gelagert und die Spule 3 in üblicher Weise durch Reibung an einer etwa gleich langen Antriebswalze in Drehung versetzt wird. Dabei sorgt man dafür, dass der entstehende Wickelkörper 24 (siehe Fig. 4) die beiden Krägen 7 frei lässt.
Bei der nun folgenden Wärmebehandlung wird der Hauptteil 4a der Hülse 4 regelmässig zusammengequetscht, indem sich an allen Schwächungslinien 6 kleine Falten 6' bilden, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wobei jedoch diese Falten 6' selbstverständlich einander nicht genau gleich sein müssen. Die durch die zylindrischen Stützringe 10 und 11 gestützten Krägen 7 bleiben unverändert glatt, während die kleinen Ringzonen zwischen den ringförmigen Schwächungslinien 8 konisch deformiert werden, wie in Fig. 4 bei 25 gezeigt ist.
Nach Herausnahme des Hülsenträgers 5 aus der deformierten Spule 3' kann dieselbe mit dem geschrumpften Wickelkörper 24, der weiteren Verarbeitung zugeführt, z. B. zum Versand gebracht werden. Die undeformierten Krägen 7 verhindern ein Rutschen des Wickelkörpers 24 und gewährleisten ein vollkommen gleichmässiges Abwickeln desselben.
Obwohl die beschriebene Spule 3 die einfachste Vorrichtung zur Vermeidung der anhand von Fig. 1 erläuterten Nachteile ist, sind doch zahlreiche Va rianten möglich, um das gewünschte Resultat zu erzielen. Man kann z. B. die mit den Schwächungslinien 6 und 8 versehene Hülse 4 zur Bildung des Wickelkörpers 24 auch auf einen der üblichen, zylindrischen Hülsenträger aufstecken und beim Wickeln für Freilassung der Krägen 7 sorgen. Vor der Wärmebehandlung, für die man den zylindrischen Hülsenträger aus der Hülse 4 herausnehmen muss, kann man dann auf die Krägen 7 zwei Halteringe 26 von U-förmigem Querschnitt klemmen (siehe Fig. 6), welche Halteringe 26 auf der Hülse 4 gelassen, oder von derselben nach dem Schrumpfen wieder abgenommen werden können.
Die Verwendung der Vorrichtung 4, 26 macht etwas mehr Arbeit als die Vorrichtung 4, 5, gestattet aber eventuell bereits vorhandene, zylindrische Hülsenträger weiter zu verwenden und die Anschaffung der Spulenträger 5 zu sparen.
Es sind auch noch andere zweckmässige Mittel denkbar, um eine Deformation der ungeschwächten Krägen 7 beim Schrumpfprozess zu verhindern. Da letzterer in einem geheizten Raum (Ofen) erfolgt, in dem zahlreiche Hülsen mit ihren Wickelkörpern untergebracht werden müssen, sind im Ofen z. B. vertikale Stäbe von erheblich kleinerem Durchmesser als die Hülsen vorhanden, auf welche mehrere Hülsen gesteckt werden. Man kann nun auf diesen den Achsen 9 vergleichbaren, aber im Ofen fest angeordneten Stäben in der Länge der Hülsen 4 entsprechenden Abständen Stützscheiben oder -ringe befestigen, welche die Funktion der Stützringe 10 und 11 übernehmen.
Die Spule 3 dürfte aber im allgemeinen erheblich vorteilhafter sein als die zuletzt beschriebene Ausführungsform, zumal die Spulen 3 im Ofen auf sehr einfache Weise gehaltert werden können. Es genügt nämlich, in letzterem eine horizontale Halteplatte anzuordnen, in der in dem Durchmesser der Wickelkörper entsprechenden Abständen Löcher vorgesehen sind, wobei in jedes dieser Löcher eines der über die Einsatzkörper vorstehenden Enden einer Achse 9 einzustecken ist. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, ist das in dieser Figur obere Ende der Achse 9 mit einer Verjüngung 27 versehen, die ein solches Einstecken erleichtert.
Selbstverständlich sind auch noch andere Varianten der beschriebenen Vorrichtung möglich; insbesondere müssen die Schwächungsstellen des Hauptteiles 4a der Hülse 4 nicht unbedingt die Form von achsenparallelen Linien haben. Ferner kann auch an anderes Material als Karton für die Hülse 4 in Frage kommen, obwdhl Karton zur Zeit in wirt schaftlicher Hinsicht am günstigsten ist. Schliesslich kann man auch bereits bei der Fabrikation der Hülse 4, deren Krägen 7 verstärken, z. B. durch permanentes Verbinden mit eingelegten Verstärkungsringen.