Verfahren zur Herstellung eines Garnwickels und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Garnwickels auf einer rotierenden Spindel oder Spule, wobei das Garn mittels eines gas- oder dampfförmigen Druckmediums, das abwechselnd in einander entgegengesetzten Richtungen strömt, längs des Wickels axial rückwärts und vorwärts vorgeschoben wird.
Ein derartiges Verfahren und eine derartige Vorrichtung sind bekannt.
Die bekannte Vorrichtung besteht aus einem Zylinder, der vor der Aufwickelspindel und parallel zu ihr vorgesehen und über einen grossen Teil seiner Länge mit einem Schlitz vorgesehen ist, und in dem ein Kolben mit Hilfe von Druckluft hin- und herbewegt werden kann. An beiden Enden des Zylinders ist eine Kammer vorgesehen, an die eine Druckluftleitung angeschlossen ist. Zwischen dem Zylinder und jeder Kammer ist ein Absperrorgan vorgesehen, das sich öffnet, wenn der Kolben daran angreift. Wenn das Absperrorgan am einen Ende des Zylinders aufgestossen wird, strömt Druckluft aus der benachbarten Kammer und drückt den Kolben zum anderen Ende des Zylinders hin, worauf das genannte Absperrorgan durch die Luft geschlossen wird.
Sobald der Kolben das andere Ende des Zylinders erreicht, wird das andere Absperrorgan aufgestossen, worauf der Kolben in der entgegengesetzten Richtung zu rückgedrückt wird usw. An dem Kolben ist ein Fortsatz angebracht, der durch einen Schlitz in der Zylinderwand vorsteht. Das äussere Ende des Fortsatzes ist als Fadenführer ausgebildet und in relativ geringem Abstand von dem Wickel angeordnet.
Die bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass an den Stellen, an denen die Vorschubbewegung umgesteuert wird, die relativ grosse Masse des Kolbens verlangsamt und beschleunigt werden muss.
Besonders bei hohen Aufwickelgeschwindigkeiten wird dadurch die Herstellung eines regelmässig ausgebildeten Garnwickels erschwert. Insbesondere verursacht das Aufstossen der Absperrorgane durch den Kolben einen grossen Verschleiss und möglicherweise auch Geräusch.
Mit der bekannten Vorrichtung ist ein Spinnen nur mit Schwierigkeiten möglich, da zum Aufstossen der Absperrorgane der Kolben mit relativ hoher Geschwindigkeit bewegt werden muss.
Die Erfindung schafft nun ein Verfahren, welches die vorgenannten Nachteile vermeidet und darin besteht, dass der Faden direkt mit dem Antriebsmedium beaufschlagt wird.
Da der zugeführte Faden direkt durch das strömende Druckmedium verschoben wird, erhält man eine ungehinderte Vorschubbewegung, so dass etwaige geringfügige Schwankungen in der Zuführungs- oder Aufwickelgeschwindigkeit des Fadens ausgeglichen werden können und sich nur in dem Wickelmuster des Fadens auf dem Wickel auswirken. Dagegen ist bei der vorstehend beschriebenen, bekannten Vorrichtung die Vorschubbewegung des Fadens nicht so ungehindert, so dass derartige kleine Schwankungen in dem Verhältnis zwischen der Zuführungs- und Wickelgeschwindigkeit zu Schwierigkeiten führen können. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren könnten diese Geschwindigkeitsschwankungen zu einer automatischen Veränderung des Wickelmusters führen.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann auf einfache Weise mit Hilfe einer Vorrichtung ausgeführt werden, die eine drehbare Aufwickelspindel oder eine Spule aufweist, auf der ein Wickel hergestellt werden kann sowie eine Fadenzuführungseinrichtung, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass in der Nähe der Spindel und im wesentlichen parallel zu ihr eine Führungseinrichtung, insbesondere ein Rohr, vorgesehen ist, die zwei einander gegenüberliegende Längsschlitze hat, durch die der Faden der Spindel oder Spule quer zu der Führungseinrichtung zugeführt werden kann, und dass an beiden Enden der Führungseinrichtung Mittel zur abwechselnden Zuführung des die Querbewegung des Fadens bewirkenden Druckmediums vorgesehen sind, das die Führungseinrichtung axial durchströmen kann. Dieses Verfahren gewährleistet die Herstellung eines genau gewickelten Garnwickels.
Die Führungseinrichtung ist vorzugsweise mit er preiterten Enden versehen, in die je ein Rohr zur Zuführung des die Vorschubbewegung des Fadens bewirkenden Druckmediums mündet.
Eine vorteilhafte Ausführungsform erhält man, wenn die Führungseinrichtung von einem Rohr gebildet wird, das in geringem Abstand von dem Wickel angeordnet ist und einen Innendurchmesser von wenigen Millimetern, vorzugsweise 3 mm, und einen Aussendurchmesser von beispielsweise 5 mm hat, und die Breite der Längsschlitze in dem Rohr wenige Zehntelmillimeter, beispielsweise 0,4 mm beträgt. Infolgedessen ist der Luftverlust nur klein, so dass man mit einem Luftdruck von nur 1 atü, vorzugsweise 0,5-1 atü arbeiten kann.
Die Aufwickelspindel ist vorteilhafterweise derart einstellbar montiert, dass der Abstand der Führungseinrichtung von dem Aussenumfang eines sich auf der Spindel bildenden Wickels konstant gehalten werden kann.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist so ausgebildet, dass an den oder in der Nähe der Enden der Vorschubbewegung des Fadens Kontrolleinrichtungen, beispielsweise eine oder mehrere Photozellen vorgesehen sind, die, wenn sie von dem Faden erreicht werden, ein Signal abgeben, das über ein Betätigungsorgan einen Impuls oder eine Strömung des Antriebsmediums in der entgegengesetzten Richtung wie bisher bewirkt, so dass die Richtung der Fadenbewegung umgesteuert wird. Die genannten Kontrolleinrichtungen können in der Nähe der Enden der Führungseinrichtungen an dieser angebracht sein.
Vorzugsweise ist eine Stellvorrichtung vorgesehen, die dazu dient, die Stellung eines zwischen der Fa denzuführungseulrichtung und der Spindel angeordneten Fadenführers so einzustellen, dass der Abstand des genannten Fadenführers von der Ankunftsstelle des Fadens am Wickel praktisch konstant bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, bei den hohen Aufwickelgeschwindigkeiten, die in dem erftndungsgemässen Verfahren angewendet werden, regelmässig geformte Garnwickel zu erhalten.
Die Stellvorrichtung kann über ein Betätigungsorgan durch die Kontrolleinrichtungen betätigt werden, die in der Nähe der Aufwickelspindel angeordnet sind- und die Umsteuerung der Vorschubbewegung des Fadens längs der Spindel bewirken, wobei das Verhältnis der Frequenz der Stellbewegung zu der Frequenz der Vorschubbewegung des Fadens längs der Spindel konstant und ein zweckmässiger Phasenunterschied gewährleistet ist.
Ferner kann die erfindungsgemässe Vorrichtung vorteilhafterweise so ausgebildet sein, dass die Stellvorrichtung praktisch direkt mit beispielsweise elektrischen Kontrolleinrichtungen zusammenwirkt, die vorzugsweise in der Nähe der Stellvorrichtung angeordnet sind und periodisch ein von der Stellbewegung abgeleitetes Signal abgeben, das über ein Betätigungsorgan einen Impuls oder eine Strömung des Antriebsmediums in der entgegengesetzten Richtung wie bisher bewirkt, so dass die Vorschubbewegung des Fadens längs der Aufwickelspindel umgesteuert wird.
Auf diese Weise wird die Vorschubbewegung des Fadens durch die Stellvorrichtung gesteuert.
In diesem Fall kann die Vorrichtung an den oder in der Nähe der Umsteuerungsstellen der Vorschubbewegung des Fadens längs der Aufwickelspindel vorteilhafterweise mit Signaleinrichtungen versehen sein, die mit den praktisch direkt mit der Stellvorrichtung zusammenwirkenden Kontrolleinrichtungen derart gekoppelt sind, dass der Zeitpunkt, in dem die Kontrolleinrichtungen das die Umsteuerung der Vorschubbewegung des Fadens bewirkende Signal abgeben, von Zeit zu Zeit etwas verändert wird. Dadurch wird verhindert, dass infolge einer möglicherweise nicht ganz genauen Steuerung der Vorschubbewegung durch die Stellvorrichtung das Garn schief auf den Wickel aufgewickelt wird.
Es ist bekannt, einem sich schnell bewegenden Strang eine sinusförmige Bewegung zu erteilen, indem dieser Faden zwischen zwei Luftrohren hindurchgeführt wird, die abwechselnd eine Druckluftströmung abgeben. Dieses bekannte Verfahren wurde zur Ablage von relativ schweren Drähten oder Kabeln in horizontalen Lagen in einem Topf vorgeschlagen. Das erfindungsgemässe Verfahren betrifft jedoch die Herstellung eines Garnwickels von genau vorherbestimmter, regelmässiger Form und wird vorwiegend auf Fäden mit relativ niedrigem Titer angewendet.
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung beispielsweise weiter erläutert. In dieser zeigt Fig. 1 einen Teil der Wickelmaschine in Seitenansicht, Fig. 2 einen Schnitt nach der Fig. II-II in Fig. 1 und Fig. 3 in einer Draufsicht einen Garnwickel und den ihm zugeführten Faden. Fig. 4 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 eine Spindel und mit 2 eine auf der Spindel 1 angeordnete Spule bezeichnet. Die Spindel 1 wird gedreht und nimmt die Spule 2 mit. Auf der Spule 2 befindet sich eine Garnmenge, die zu einem Wickel 3 aufgewickelt worden ist. Der Faden 4 wird über eine Umlenkrolle 7 und einen Fadenführer 6 sowie eine aus einem Rohr 5 bestehende Führungseinrichtung dem Wickel 3 zugeführt, der in der durch den Pfeil angegebenen Richtung rotiert. Das Führungsrohr 5 ist mit zwei einander entgegengesetzten Schlitzen 8 und 9 versehen, durch welche der Faden 4 quer zu dem Führungsrohr 5 hindurchlaufen kann. In der Nähe der Enden des Rohres 5 sind Photozellen 10 und 11 mit Lampen angeordnet. Diese Photozellen können über die Leiter 13 und 14 ein Signal an eine erste Steuereinrichtung 12 abgeben.
Das Rohr 5 ist mit konisch erweiterten Enden 15 und 16 versehen, in die Luftzuführungsrohre 17 und 18 münden, die über die Absperrorgane 19 und 20 mit einer Druckluftquelle verbunden sind. Die Absperrorgane können durch die Steuervorrichtung 12 über die Leitungen 21 und 22 geöffnet oder geschlossen werden.
Der Fadenführer 6 ist an einem Zapfen 23 angebracht, der in einer Führung 24 verschiebbar gelagert ist und von der Zugfeder 25 ständig gegen den Aussenumfang einer nicht kreisförmigen Scheibe 26 gedrückt wird, die auf einer Welle 27 montiert ist, die in den Lagern 28 und 29 gelagert ist. Die Drehung der Welle 27 kann von der zweiten Steuereinrichtung 30 gesteuert werden, die beispielsweise elektromechanisch über die Leitung 31 mit der Steuereinrichtung 12 verbunden ist.
In der in Fig. 1 und 2 gezeigten Stellung ist das Absperrorgan 19 offen und das Absperrorgan 20 geschlossen, so dass Druckluft in der durch die ausgezogenen Pfeile angedeuteten Richtung durch die Rohre 17 und 5 strömt. Mit dieser Luftströmung wird der quer zu dem Rohr 5 zugeführte Faden 4 direkt beaufschlagt, so dass er rasch zu der Photozelle 11 hin geblasen wird. Sobald der Faden 4 die Photozelle 11 erreicht, gibt diese ein Signal an die erste Steuereinrichtung 12 ab, die in sehr kurzer Zeit das Absperrorgan 19 schliesst und das Absperrorgan 20 öffnet, so dass jetzt Druckluft in der durch die strichlierten Pfeile angedeuteten Richtung zu der Photozelle 10 hin durch die Rohre 18 und 5 zu strömen beginnt.
Wenn der Faden die Photozelle 10 erreicht hat, gibt diese ein Signal an die erste Steuervorrichtung 12 ab, so dass das Absperrorgan 20 geschlossen und das Absperrorgan 19 geöffnet wird. Auf diese Weise kann man bei den vorstehend genannten, sehr hohen Aufwickelgeschwindigkeiten eine einwandfreie Vorschubbewegung des Fadens erhalten.
Während der Vorschubbewegung des Fadens 4 wird der Fadenführer 6 veranlasst, eine Stellbewegung A A (siehe Fig. 3) durchzuführen, und zwar durch eine Stellvorrichtung in Form einer nicht kreisförmigen Scheibe 26, die dem Zapfen 23 und dem daran angebrachten Fadenführer 6 eine hin- und hergehende Bewegung in den durch den Pfeil angedeuteten Richtungen erteilt. In Fig. 3 zeigt eine ausgezogene Linie den Faden 4, wie er im Zeitpunkt der Umsteuerung der Vorschubbewegung an dem Wickel ankommt, sowie den in der entsprechenden Stellung befindlichen Fadenführer 6. Eine strichlierte Linie zeigt den Faden 4 in jenem Zeitpunkt, in dem sich die Ankunftsstelle des Fadens an dem Wickel in der Mitte zwischen den beiden Umsteuerungsstellen befindet, wobei der Fadenführer in der entsprechenden Stellung mit be- zeichnet ist.
Die Stellbewegung hat den Betrag A A und bewirkt, dass in den in Fig. 3 gezeigten Stellungen 6 und 6' und allen anderen Stellungen des Fadenführers dessen Abstand von der Ankunftsstelle des Fadens an dem Wickel im wesentlichen den Wert A hat. Der Abstand B zwischen der Umlenkrolle 7 und dem Fadenführer 6 kann wesentlich kleiner sein als der Abstand A.
Die die Stellbewegung des Fadenführers 6 bewirkende Stellvorrichtung 26 wird von den Photozellen 10 und 11 über die erste Steuervorrichtung 12 und die zweite Steuervorrichtung 30 derart gesteuert, dass das Verhältnis der Frequenz der Stellbewegung zu der der Vorschubbewegung konstant und eine zweckmässige Phasendifferenz gewährleistet ist.
Fig. 4 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform, wobei gleiche Bezugsziffern gleiche Teile bezeichnen. In diesem Fall arbeitet die Stellvorrichtung 26 praktisch direkt mit nicht dargestellten elektrischen Kontrollvorrichtungen zusammen, die beispielsweise in der Steuereinrichtung 32 vorgesehen sind und periodisch ein von der Stellbewegung abge leitetes Signal an die in Fig. 4 nicht gezeigte erste Steuereinrichtung 12 abgeben, welche die Luftabsperrorgane 19 und 20 betätigt. Infolgedessen wird hier die Vorschubbewegung des Fadens längs des Wickels durch die Stellvorrichtung gesteuert.
Die in Fig. 4 gezeigte Ausführungsform besitzt Signaleinrichtungen 33, die an oder in der Nähe der Umsteuerungsstellen der Vorschubbewegung des Fadens längs des Wickels angeordnet und beispielsweise über eine Leitung 34 mit den in der Steuereinrichtung 32 angeordneten, nicht gezeigten Kontrolleinrichtungen gekoppelt sind, die praktisch direkt mit der Stellvorrichtung zusammenwirken. Die Signaleinrichtungen 33 können von Zeit zu Zeit den Zeitpunkt etwas verändern, in dem die zuletztgenannten Kontrolleinrichtungen das Signal abgeben, das die Umsteuerung der Vorschubbewegung des Fadens bewirkt. Infolgedessen wird verhindert, dass bei einer möglicherweise nicht ganz genauen Steuerung der Vorschubbewegung durch die Stellvorrichtung das Garn schief aufgewickelt wird.
Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Ab änderungen möglich.