Verfahren und Einrichtung zum Aufspulen von Garn
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren für mit hoher Geschwindigkeit erfolgendes Aufspulen von Garn, beispielsweise von Nylon-Multifilamentgarn, auf Garnpakete oder andere Garnspeicherorgane, sowie eine hiefür verwendbare Einrichtung mit Hochgeschwindigkeits-Garnverlegevorrichtung.
Garnverlege-Mechanismen, welche für das über lange zeitliche Perioden andauernde, mit hohen Geschwindigkeiten erfolgende Aufspulen von Garn geeignet sind, begegnen in der Synthesefaserindustrie, insbesondere im Bereich der Nylongarnherstellung, zunehmender Nachfrage; sie werden benötigt für die Verwendung in Kombination mit Garnverstreckungsmaschinen, wo Aufspulgeschwindigkeiten in der Grössenanordnung von 2000 bis über 3000 m/min verlangt werden.
Als für das Hinundherbewegen der Fadenführer am besten geeignete Einrichtungen wurden in der Praxis Mechanismen verwendet, welche auf dem Prinzip von Zylinderwalze mit entsprechend gekrümmter Nut sowie einem dieser Kurvennut folgenden Fühlorgan beruhen, und solange man lediglich mit Spulgeschwindigkeiten in der Grössenordnung von 600 m/min arbeitete, erwiesen sich Vorrichtungen als durchaus zufriedenstellend, welche einen einzigen, mit Nutfühlorgan versehenen Fadenführerträger einer gewissen Längenausdehnung aufweisen, der in seiner Längsrichtung hinundherbewegt wird und eine ganze Reihe von Fadenführern trägt, die über seine Länge hinweg in geeigneten gegenseitigen Abständen von seiner einen Seite abstehen.
Garnverlegeeinrichtungen, welche dagegen für das Aufspulen verstreckten Garns mit Geschwindigkeiten bis zu 2000 und 3000 m/min verwendbar sein sollen, müssen einen Fadenführer und Fühlnockenträger viel leichterer und weniger massiver Gesamtkonstruktion aufweisen. Fadenführer und Fühlnockenträger sollten eine nach Möglichkeit geringe Masse aufweisen, soweit dies mit den Anforderungen an Stabilität und Robustheit vereinbar ist, welche sich aus der im Betrieb über lange Zeiten hinweg andauernden strengen Beanspruchungen ergeben. Ausserdem muss der Fadenführerträger möglichst kurz sein, damit im Betrieb keine störenden Durchbiegungen und Schwingungen auftreten.
Mit Vorteil wird der Fadenführer die Gestalt einer geschlitzten Platte, und zwar zweckmässig aus keramischem Material, aufweisen, welche in ihrer eigenen Ebene zusammen mit dem frei durch ihren Schlitz hindurchgleitenden Garn in eine Hinundherbewegung versetzt wird, wobei sich in einem solchen Fall das Problem von Biegeerscheinungen nicht stellt.
In Patentschriften, welche in den letzten Jahren veröffentlicht worden sind, ist eine ganze Reihe von Vorschlägen für Garaverlegungsmechanismen bekanntgeworden, welche sich für mit. hohen Geschwindigkeiten erfolgende Spuloperationen eignen sollen und durchwegs auf dem Prinzip von Kreis-zylinderflächen beruhen, welche mit einer Führungsspur solcher Linienführung ausgestattet sind, dass beim Drehen. des Zylinders um seine Achse einem in diese Nut eingreifenden Fadenführerträger eine Hinundherbewegung quer zu seiner Länge und in der Achsenrichtung des Zylinders aufgezwungen wird. Die vorzugsweise benützte Führungsspur besteht in einer in die Zylinderoberfläche eingelassenen Nut, und die Oberfläche desjenigen'Teils des Fadenführerträgers, der in dieser Nut läuft, weist mit Vorteil die Gestalt eines Rotationskörpers, beispielsweise Zylinderform auf.
Dabei sind die erforderlichen Vorkehren getrof fen damit sich der Fadenführerträger nicht als Gan zes vom Nutführungszylinder entfernen und des Ein griffes in die Führungsnut verlustig gehen kann. Fer ner sind Organe vorhanden, welche Gewähr bieten, dass der Fadenführer während seiner Hinundherbe wegung einer praktisch geradlinigen Bahn folgt und keine Querschwingungen oder Rüttelbewegungen auf treten, wodurch natürlich das freie Hindurchgleiten des Garns durch den Fadenführer gestört würde. Ein
Beispiel einer vorgeschlagenen Ausführungsform eines solchen Garnverlegmechanismus ist in der USA-Pa tentschrift No. 3 086722 beschrieben.
Mit Vorteil verwendet man Fadenführerträger, welche ganz aus Kunststoffmaterial wie beispielsweise aus Nylon oder aus dem unter der Bezeichnung Del rin zu von der Firma E.I. du Pont de Nemours & Com- pany auf den Markt gebrachten Polyformaldehyd harz hergestellt sind und einen Fadenführer aus hin reichend abrasionsbeständigem, d.h. also etwa kera mischem Material aufweisen, welcher an seinem freien
Ende beispielsweise durch Verschraubung oder besser noch durch Einbettung eines Fussteiles desselben während der Formgebung des Fadenführerträgers mit dem letzteren fest verbunden ist.
Solche Kunststoffe zeigen ein sehr gutes Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht, weisen eine ausreichende Widerstands fähigkeit gegen schwere mechanische Stösse auf, las sen sich durch Formpressung leicht in die gewünschte
Form bringen und besitzen zudem niedrige Reibungs koeffizienten.
In der industriellen Praxis ist indessen, wie nach gewiesen werden konnte, unabhängig von der Art des für den Bau des Fadenführerträgers verwendeten
Materials stets eine Schmierung erforderlich, um die
Abnützung von sich in gegenseitiger Berührung bewe genden Teilen des Garnverlegemechanismus zu ver mindern und im Falle der Verwendung von Faden führerträgern aus thermoplastischem Material diesen ein weicheres Gleiten zu ermöglichen und so der Ent stehung von Reibungswärme entgegenzuwirken, welche für bewegliche Teile aus thermoplastischem Material natürlich ein ernsthaftes Problem darstellt.
Betriebsversuche mit hohen Spulgeschwindigkeiten von beispielsweise 2740 m/min haben gezeigt, dass die nach den vorstehenden Erörterungen für einen bei hohen Geschwindigkeiten brauchbaren Garn verlegemechanismus geforderte Kompaktheit einer befriedigenden Lösung des Schmierungsproblems im Wege steht, weil damit die Gefahr auftritt, dass das Schmiermittel auf das durchlaufende Garn gelangt, wobei man Garnpackungen mit schmutzigem -bzw. schmierigem Aussehen erhielte, welche für den
Verkauf nicht in Betracht lcämen. Diese Beschmut zung des Garns durch das Schmiermittel geht offen bar sowohl auf Spritzer und Niederschlag von Ölnebel als auch auf Sicker- und Kriecherscheinungen zurück, welche den Oberflächen von Fadenführerträger und Fadenführer entlang auftreten.
Die vorliegende Erfindung besteht nun in einem
Garnspulverfahren, bei welchem das laufende Garn durch einen Fadenführer auf ein Speicherorgan, beispielsweise eine Spule oder eine andere Garnpackung, geführt und auf diesem aufgespult wird, wobei der Fa Fadenführer ständig hinundherbewegt wird durch einen fest mit ihm verbundenen, kompakten Fadenführerträger, welcher in eine in die Kreiszylinderfläche einer Nutenwalze eingelassene Führungsnut eingreift und dem mittels paralleler, in geeignetem Abstand einander gegenüberliegender Leitflächen eine Hinundherbewegung auf praktisch geradliniger Bahn senkrecht zu seiner Länge und parallel zur Nutenwalzen-Rotationsachse aufgezwungen wird,
wobei die mit den Berührungsstellen der Nutenwalze und mit den ge nannten Leitflächen in gleitendem Kontakt befindlichen Oberflächenbereiche des Fadenführerträgers geschmiert werden und wobei man zwischen den Leitflächen und durch den zwischen den Leitflächen und dem sich hinundherbewegenden Fadenführerträger bzw. Fadenführer jeweils offenen Spielraum andauernd in der Weise einen Gasstrom hindurchtreten lässt, dass das Austreten nennenswerter Mengen Schmiermittel in Form von Spritzern, Sickerung oder Nebelbildung über die Leitflächen hinaus in der Richtung gegen die mit dem Garn in Berührung kommenden Teile des Fadenführers verhindert wird.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Einrichtung für die Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, bestehend aus Organen für die Anlieferung des Garns, welche beispielsweise eine Streckmaschine bilden können; ferner aus einem mit dem Garn zu bewickelnden drehbaren Speicherorgan, z.
B. einer Spule; aus einem Fadenführer für das, direkte oder vorzugsweise über die Fläche einer Antriebswalze für das drehbare Speicherorgan erfolgende, Zuführen des Garns auf das genannte drehbare Speicherorgan, und aus einem Mechanismus für das Hinundherbewegen des Fadenführers mit einem mit dem Fadenführer fest verbundenen und in eine in die Kreiszylinderfläche einer Nutenwalze eingelassene Führungsnut eingreifenden kompakten Fadenführerträger, wobei diese Elemente so angeordnet sind, dass dem Fadenführerträger durch die Drehung der Nutenwalze um ihre Achse eine zu seiner Längenausdehnung senkrecht gerichtete und zur Richtung der Achse der Nutenwalze parallel verlaufende Hinundherbewegung aufgezwungen wird, und mit parallelen, in geeignetem Abstand einander gegenüberliegenden Leitflächen,
welche die Bewegungsfreiheit des Fadenführerträgers auf eine praktisch geradlinige Bahn begrenzen; mit Organen für die Zufuhr von Schmiermittel auf die Oberflächenbereiche des Fadenführerträgers, welche mit andern Oberflächen und den genannten Leitflächen in gleitende Berührung kommen, und mit Organen, welche dazu dienen können, einen Gasstrom dauernd zwischen den Leitflächen und durch die jeweiligen Lücken zwischen den Leitflächen und dem zwischen diesen hinundherbeweglichen Fadenführerträger hindurchtreten zu lassen.
Als Gas wird man normalerweise Luft benützen, wobei man diese mit Vorteil dadurch durch die vorhin erwähnten Öffnungen strömen lässt, dass man den von den genannten Leitflächen aus betrachtet auf der Seite der Nutenwalze befindlichen räumlichen Bereich mit einem Unterdruck erzeugenden System verbindet. Mit Vorteil wird die Nutenwalze hiefür in ein Gehäuse montiert, wobei der Fadenführer durch einen in der Gehäusewandung vorhandenen Schlitz nach aussen ragt und auf das Innere des Gehäuses eine für die Aufrechthaltung eines ständig in den Schlitz eintretenden angemessenen Luftstromes ausreichende Saugwirkung ausgeübt wird.
Die Schmierung der Oberflächenbereiche, auf denen Fadenführerträger und Nutenwalze sowie Fadenführerträger oder gegebenenfalls Fadenführer und Leitllächen miteinander in Berührung kommen, kann auf beliebige Art und Weise sowohl kontinuierlich als auch intermittierend erfolgen. Beispielsweise kann das Schmiermittel durch Zutropfenlassen, als feiner Nebel oder durch Aufsprühen zugeführt werden.
Bei hohen Drehzahlen der Nutenwalze kann die Gefahr auftreten, dass die Walze des Schmiermittels verlustig geht, weil dieses unter der Wirkung der Zentrifugalkraft weggeschleudert wird. Das Schmiermittel wird daher mit Vorteil der Basis der Führungsnut zugeführt durch eine geneigte Leitung, z. B. durch eine im Fadenführer vorhandene Bohrung passender Dimensionen, welche sich von dessen mit der oberen Leitfläche in Kontakt stehender Oberseite bis zu einer mit der Führungsnut in Berührung kommenden Stelle auf dessen Unterseite erstreckt. Schmiermittel, welches auf dieser oberen Fläche des Fadenführerträgers angeliefert wird oder sich dort ansammelt, fliesst unter diesen Umständen unter der Wirkung der Schwerkraft der Führungsnut zu.
Der kontinuierliche Gasstrom rings um den Fadenführerträger bewirkt zugleich eine gewisse Kühlung desselben, was sehr vorteilhaft ist, wenn der Fadenführerträger die weiter oben beschriebene Kon struktion aufweist und aus einem thermoplastischem Material wie beispielsweise aus Nylon besteht.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Garnaufspulverfahrens und die dazu verwendete Einrichtung soll im folgenden anhand der Zeichnung eingehender beschrieben werden.
Figur 1 zeigt eine teilweise im Schnitt dargestellte schematische Seitenansicht einer für die Durchführung des Verfahrens der Erfindung geeigneten Einrichtung.
Figur 2 ist eine ebenfalls schematisch und teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht derselben Einrichtung von oben in stärkerer Vergrösserung.
Figur 3 ist eine wiederum teilweise im Schnitt dargestellte schematische Seitenansicht eines Teils der in Figur 2 wiedergegebenen Einrichtung.
Figur 4 zeigt die in Figur 3 dargestellte Vorrichtung in der Ansicht von dessen Ende her.
Gemäss Figur 1 weist die Einrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellte) Lieferorgane für das verstreckte Garn 1 auf, welch letzteres dann mit Hilfe eines hinundherbeweglichen Fadenführers 2 auf ein Garnpaket 3 gespult wird; dieses ist so angeordnet, dass es durch die Antriebswalze 4 in Drehung versetzt werden kann. Das Garn 1 wird um einen Teil der peripheren Oberfläche der Antriebswalze 4 herumgeführt und auf die Garnpackung 3 gedruckt .
Das Garnpaket 3 ist drehbar gelagert auf dem schwenkbaren Träger 5, welcher durch eine Zugfeder 6 sowie auch durch die Schwerkraft gegen die Oberfläche der Antriebswalze 4 gedrückt wird. Die Antriebswalze 4, die Garnpackung 3 und der Träger 5 können die übliche Standard-Konstruktion aufweisen und werden daher nicht weiter ins Detail beschrieben.
Das Garn 1 wird zunächst auf der Antriebswalze 4 abgelegt, da die unkontrollierbare Länge des Garns zwischen dem Fadenführer 2 und der Oberfläche der Antriebsrolle 4 dadurch beliebig kurz gestaltet werden kann und auch durch namhafte Änderungen in den Dimensionen der Garnpackung 3 in keiner Weise beeinflusst wird.
Der Fadenführer 2 ist an einem als Ganzes mit der Bezugsziffer 7 bezeichneten Garnverlege-Mechanismus befestigt, welcher eine angetriebene zylindrische Nutenwalze 8 aufweist, in deren Aussenfläche eine (in der Zeichnung nicht wiedergegebene) Führungsnut solcher Gestalt eingelassen ist, dass der Fadenführerträger 9, welcher mit seinem nicht auf der Seite des Fadenführers befindlichen Ende in diese Nut eingreift, dazu veranlasst wird, senkrecht zu seiner Längenausdehnung und parallel zur Richtung der Rotationsachse der Nutenwalze 8 eine Hinundherbewegung auszuführen, wenn sich die Nutenwalze um ihre Achse dreht.
Diese Anordnung von Nutenwalze und in die Nut eingreifendem beweglichem Organ zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine lineare Hinundherbewegung ist selbstverständlich bekannt, so dass eine ins einzelne gehende Beschreibung der Nutenwalze nicht als erforderlich erachtet wird. Die Rotationsachse der Nutenwalze 8 und die Achsen der Antriebswalze 4 und der Speicherwalze 3 sind untereinander parallel und horizontal angeordnet.
Die Nutenwalze 8 ist in einem Gehäuse 10 montiert, dessen Front- bzw. Vorderseite abgeschlossen ist durch eine Platte, welche aus zwei abnehmbaren, aneinander anstossenden Halbplatten lla und 1 ib gebildet wird, von welchen die eine so oberhalb der andern angebracht ist, dass sie ihren Berührungskanten entlang dicht und genau aufeinanderpassen mit Ausnahme eines mittleren Abschnittes, auf welchem sie den engen Schlitz 12 begrenzen, in den der Fadenführerträger 9 hineingreift und durch welchen der am Fadenführerträger 9 befestigte Fadenführer 2 hindurchragt.
Der Schlitz 12, der Fadenführerträger 9 und der Fadenführer 2 sollen eingehender anhand der Figuren 2 bis 4 beschrieben werden.
Der Fadenführerträger, in den Figuren 2 bis 4 generell durch die Bezugsziffer 9 bezeichnet, ist als Ganzes durch Pressverformung von thermoplasti schem Material hergestellt, also beispielsweise aus Nylon oder dem von E. I. du Pont de Nemours & Company unter der Bezeichnung Delrin in den Handel gebrachten Formaldehydharz, bei welchem das Verhältnis zwischen Festigkeit und Gewicht einen hohen Wert aufweist und welches hohe Schlagfestigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine ziemlich hohe Erweichungstemperatur besitzt.
Der Fadenführerträger 9 weist auf der einen Seite einen in die Führungsnut des Zylinders 8 eingreifenden Endabschnitt 13 auf, welcher einen gleichmässigen, kreisrunden Querschnitt besitzt und zur Verminderung seiner Masse hohl ist, und auf der andern Seite einen Fadenführer-Halterungsabschnitt 14, in welchem der Fuss des Fadenführers 2 verankert ist. Diese Verankerung wird bei der Pressverformung des Fadenführerträgers 9 erzielt; die erforderliche Fixierung des Fadenführers 2 wird dadurch gewährleistet, dass dessen Fuss - eine Anzahl von Bohrungen bzw. Öffnungen aufweist, welche mit dem thermoplastischen Material gefüllt werden.
Der Fadenführer 2 weist die Form einer Platte auf, besitzt an seinem freien Ende einen Schlitz 15, in welchen das Garn eingreift, und ist zugleich auf dieser freien Seite so abgerundet, wie dies auf Figur 3 ersichtlich ist, um das Einfangen des Garns zu erleichtern. Der Fadenführer 2 besteht zweckmässig aus keramischem Material.
Anschliessend an den Fadenführer-Halterungsabschnitt 14 folgt, in der Längsrichtung des Fadenführerträger 9 betrachtet, ein Abschnitt 16, welcher so zwischen die ebenen, einander gegenüberliegenden Leitflächen 17 und 18 (vgl. Figur 2) zu liegen kommt, dass er zwischen diesen gleiten kann. Die Höhe dieses Abschnittes 16 entspricht demgemäss praktisch dem Abstand zwischen den Leitflächen 17 und 18, währenddem seine Breite so bemessen ist, dass Kräfte, welche auf den Fadenführerträger 9 eine Drehwirkung ausüben, ohne weiteres aufgefangen werden.
Zwischen dem durch den Schlitz hindurchführenden Abschnitt 16 und dem in die Führungsnut eingreifenden Endabschnitt 13 des Fadenführerträgers 9 befindet sich ein Flanschteil 19, welcher abgesehen von denjenigen Stellen, wo-der Abschnitt 16 auf zwei Seiten darüber hinausragt, aus Zweckmässigkeitsgründen einen kreisförmigen Querschnitt (vgl. Figur 4) und einen grösseren Durchmesser aufweist als der in die Führungsnut eingreifende Endabschnitt 13, so dass er als Abstandhalter zwischen der zylindrischen Oberfläche der Nutenwalze 8 und den ebenen Innenflächen der Halbplatten lla und 1 ib dient. Die Oberfläche dieses Flanschteils 19, welche der Zylindermantelfläche der Nutenwalze 8 gegenüberliegt, ist in der Weise zylindrisch ausgebildet, dass er der Nutenwalze 8 glatt anliegt.
Wie in der Figur 2 gezeigt wird, ist die Breite des Schlitzes 12 nicht über seine ganze Tiefe hinweg gleichbleibend; der Abstand der beiden Halbplatten lla und 1 ib ist ungefähr in der Mitte zwischen ihren (nach innen bzw. aussen gerichteten) Stirnseiten am grössten. Auf derjenigen Seite des Schlitzes 12, auf welcher er den Fadenführer 2 umschliesst, ist die Spaltbreite so gewählt, dass sie dem Fadenführer 2 eben noch einen kleinen Spielraum lässt. Durch diese Gestaltung des Schlitzes 12 bildet sich in dessen Innerem ein Kanal 20, welcher als Schmiermit- telsumpf dient.
Leitungen 21 in Form von engen Bohrungen, welche von den Enden dieses Kanals 20 nach unten führen, dienen der Ableitung des Schmiermittels, welches den sich gegenseitig hinundherbewegenden Oberflächen innerhalb des Schlitzes 12 kontinuierlich oder intermittierend zugeführt wird durch eine Leitung 22. Diese besteht ebenfalls aus einer engen Bohrung, welche durch von einem (nicht eingezeichneten) Lieferorgan her durch die Plattenhälfte lla herunter zu einem ungefähr in der Mitte der Leitfläche 17 befindlichen Punkt führt.
Eine im Fadenführerträger 9 schräg abwärts führende enge Bohrung 23 erstreckt sich vom Zwischenraum zwischen der Leitfläche 17 und dem Abschnitt 16 in das ausgehöhlte Innere des in die Führungsnut eingreifenden Endabschnittes 13 und ermöglicht so einen kontinuierlichen Schmiermittelzufluss aus dem genannten Zwischenraum auf die Oberflächen der Führungsnut.
Das Innere des Gehäuses 10 steht lediglich durch den Schlitz 12 mit der umgebenden Aussenatmosphäre in Verbindung und in andererseits durch eine in seiner Basis vorhandene Öffnung 24 mit einem (in der Zeichnung nicht dargestellten) System verbunden, welches einen Unterdruck erzeugt. Beim Betrieb wird das Innere des Gehäuses 10 dauernd abgesaugt, wodurch ein ständiges, ausreichendes Einströmen von Umgebungsluft durch den Schlitz 12 bewerkstelligt wird und wodurch nicht nur eine Kühlung des Fadenführerträgers 9 resultiert, sondern auch das Austreten von Schmiermittel aus dem Schlitz 12 durch Lecken, Spritzen oder Sprühen praktisch verunmöglicht wird, so dass kein Schmiermittel auf das Garn und die angetriebene Walze 4 gelangt.
Die Abmessungen der Einrichtung können zweckmässig die folgenden Werte aufweisen: mm (engl. Zoll) Durchmesser des Speicherorgans
3 (unbewickelt) 152,4 6 Abstand der Achsen von Spei cherorgan 3 und Schwenkarm 228,6 9 Durchmesser der Antriebswal ze 4 101,6 4 Abstand des Fadenführers 2 vom
Aufspulpunkt auf der An triebswalze 4 9,5 3/8 Länge, um welche der Faden führer 2 über die Aussenfläche der Halbplatten 3,2 1/8 lla und llb herausragt freie Länge des Fadenfüh rers 2 9,5 3/8 mm (engl. Zoll).
Breite des Fadenführers 2 19,1 3/4 Durchmesser der Nutenwalze 8 171,5 6 3/4 Stroke Durchmesser der Nuten walze 8 152,4 6 Anzahl der Hinundherbewegun gen des Fadenführers 2 pro
Umdrehung der Nutenwalze 8 1 Abmessungen des Fadenführerträgers Durchmesser des Abschnittes 13 aussen 17,5 11/16 innen 12,7 1/2 Länge des Abschnittes 13 8,7 - 9,5 11/32-3/8 Länge des Abschnittes 14 6,4 1/4 Breite des Abschnittes 14 19,1 3/4 Tiefe des Abschnittes 14 6,4 1/4 Distanz, um welche der Ab schnitt 16 die Stirnfläche des
Abschnittes 19 überragt 6,4 1/4 Breite des Abschnittes 16 31,8 11/4 Tiefe des Abschnittes 16 7,9 5/16 Durchmesser des Abschnittes 19 23,8 15/16 Dicke des Abschnittes 19 2,4-3,2 3/32-1/8 Durchmesser der Bohrung 20 1,
6 1/16
Im Betrieb kann das Garn beispielsweise mit 2743 m/min aufgespult werden, was ungefähr einer Drehzahl der Nutenwalze von 1600 U/min entspricht.
Method and device for winding yarn
The present invention relates to a method for winding yarn, for example nylon multifilament yarn, onto yarn packages or other yarn storage elements at high speed, as well as a device with high-speed yarn laying device which can be used for this purpose.
Yarn laying mechanisms, which are suitable for winding up yarn at high speeds over long periods of time, meet increasing demand in the synthetic fiber industry, in particular in the field of nylon yarn production; they are required for use in combination with yarn drawing machines, where winding speeds in the range of 2000 to over 3000 m / min are required.
Mechanisms based on the principle of a cylinder roller with a correspondingly curved groove and a sensor element following this curve groove were used in practice as the most suitable devices for moving the thread guides back and forth, and as long as one only worked with winding speeds of the order of magnitude of 600 m / min Devices have proven to be quite satisfactory which have a single thread guide carrier provided with a groove sensing element of a certain length, which is moved back and forth in its longitudinal direction and carries a number of thread guides which protrude along its length at suitable mutual distances from one side.
Yarn laying devices, which, on the other hand, should be usable for winding up drawn yarn at speeds of up to 2000 and 3000 m / min, must have a thread guide and sensor cam carrier of a much lighter and less massive overall construction. The thread guide and the feeler cam carrier should have as low a mass as possible, insofar as this is compatible with the requirements for stability and robustness, which result from the severe stresses that persist over long periods of time in operation. In addition, the thread guide carrier must be as short as possible so that no annoying deflections and vibrations occur during operation.
The thread guide is advantageously in the form of a slotted plate, suitably made of ceramic material, which is set in a reciprocating motion in its own plane together with the thread freely sliding through its slot, in which case the problem of bending phenomena arises does not pose.
In patents that have been published in recent years, a number of proposals for Gara relocation mechanisms have become known, which are useful for with. High-speed winding operations should be suitable and consistently based on the principle of circular cylinder surfaces, which are equipped with a guide track of such a line that when turning. of the cylinder about its axis a thread guide carrier engaging in this groove is forced to move back and forth across its length and in the axial direction of the cylinder. The guide track that is preferably used consists of a groove let into the cylinder surface, and the surface of that part of the thread guide carrier which runs in this groove advantageously has the shape of a body of revolution, for example a cylinder shape.
The necessary precautions have been taken so that the thread guide carrier cannot be removed as a whole from the groove guide cylinder and the A handle in the guide groove can be lost. Fer ner organs are available which guarantee that the thread guide follows a practically straight path during its back and forth movement and no transverse vibrations or shaking movements occur, which of course would disturb the free sliding of the yarn through the thread guide. One
An example of a proposed embodiment of such a yarn traversing mechanism is disclosed in U.S. Patent No. 3 086722.
It is advantageous to use thread guide carriers which are made entirely of plastic material such as nylon or of the type known as Del rin from E.I. du Pont de Nemours & Company are made of polyformaldehyde resin and a thread guide made of sufficiently abrasion-resistant, i.e. thus have about kera mix material, which at its free
The end is firmly connected to the latter, for example by screwing or better still by embedding a foot part of the same during the shaping of the thread guide carrier.
Such plastics show a very good ratio between strength and weight, have sufficient resistance to severe mechanical impacts, and can easily be converted into the desired shape by compression molding
Bring shape and also have a low coefficient of friction.
In industrial practice, however, as could be demonstrated, it is independent of the type of thread guide carrier used for the construction
Material always requires lubrication in order to
To reduce wear and tear of moving parts of the yarn laying mechanism in mutual contact and, in the case of the use of thread guide carriers made of thermoplastic material, to allow them to slide more smoothly and thus counteract the development of frictional heat, which of course is serious for moving parts made of thermoplastic material Problem.
Operational tests at high winding speeds of, for example, 2740 m / min have shown that the compactness required for a yarn laying mechanism that can be used at high speeds in accordance with the above discussions stands in the way of a satisfactory solution to the lubrication problem, because this creates the risk of the lubricant on the passing through Gives yarn, whereby you yarn packs with dirty -bzw. greasy appearance, which for the
Sale out of the question. This contamination of the yarn by the lubricant is apparently due to both splashes and precipitation of oil mist as well as seepage and creep phenomena which occur along the surfaces of the thread guide carrier and thread guide.
The present invention now consists in one
Garnspulverfahren in which the running yarn is guided through a thread guide onto a storage element, for example a bobbin or another yarn package, and is wound onto it, the thread guide being constantly moved back and forth by a compact thread guide carrier firmly connected to it, which is inserted into an in the circular cylindrical surface of a grooved roller engages in the guide groove and by means of parallel guide surfaces opposing each other at a suitable distance from each other a reciprocating movement on a practically straight path perpendicular to its length and parallel to the grooved roller axis of rotation is forced
with the surface areas of the thread guide carrier in sliding contact with the contact points of the grooved roller and with the said guide surfaces being lubricated and with a clearance between the guide surfaces and through the open space between the guide surfaces and the reciprocating thread guide carrier or thread guide Lets the gas flow pass through that the escape of appreciable amounts of lubricant in the form of splashes, seepage or mist formation beyond the guide surfaces in the direction against the parts of the thread guide coming into contact with the yarn is prevented.
The invention also relates to a device for carrying out the method described above, consisting of organs for the delivery of the yarn, which can for example form a drawing machine; also from a rotatable storage member to be wound with the yarn, e.g.
B. a coil; from a thread guide for the, direct or preferably over the surface of a drive roller for the rotatable storage member taking place, feeding the yarn to said rotatable storage member, and from a mechanism for reciprocating the thread guide with one firmly connected to the thread guide and into one A compact thread guide carrier engaging the circular cylindrical surface of a grooved roller with a guide groove, these elements being arranged in such a way that the rotation of the grooved roller about its axis imposes a reciprocating motion perpendicular to its longitudinal extension and parallel to the direction of the axis of the grooved roller, and with parallel, guide surfaces facing each other at a suitable distance,
which limit the freedom of movement of the thread guide carrier to a practically straight path; with organs for the supply of lubricant to the surface areas of the thread guide carrier, which come into sliding contact with other surfaces and the said guide surfaces, and with organs which can serve to keep a gas flow between the guide surfaces and through the respective gaps between the guide surfaces and to allow the thread guide carrier movable to and fro to pass through.
Air is normally used as the gas, which is advantageously allowed to flow through the aforementioned openings by connecting the spatial area on the side of the grooved roller, viewed from the aforementioned guide surfaces, to a system generating negative pressure. Advantageously, the grooved roller is mounted in a housing for this purpose, the thread guide protruding outward through a slot in the housing wall and sufficient suction being exerted on the interior of the housing to maintain an air flow that is constantly entering the slot.
The lubrication of the surface areas on which the thread guide carrier and the grooved roller as well as the thread guide carrier or optionally the thread guide and guide surfaces come into contact can be carried out in any desired manner, both continuously and intermittently. For example, the lubricant can be added by dripping, as a fine mist or by spraying.
At high speeds of the grooved roller, the risk can arise that the roller loses the lubricant because it is thrown away under the effect of centrifugal force. The lubricant is therefore advantageously supplied to the base of the guide groove through an inclined conduit, e.g. B. by an existing in the thread guide bore of suitable dimensions, which extends from the top side in contact with the upper guide surface to a point on the underside of the guide groove that comes into contact with it. Lubricant which is delivered on this upper surface of the thread guide carrier or which accumulates there flows under these circumstances to the guide groove under the effect of gravity.
The continuous gas flow around the thread guide carrier also causes a certain cooling of the same, which is very advantageous if the thread guide carrier has the construction described above and consists of a thermoplastic material such as nylon.
An embodiment of the yarn winding method according to the invention and the device used for it will be described in more detail below with reference to the drawing.
FIG. 1 shows a partially sectioned schematic side view of a device suitable for carrying out the method of the invention.
FIG. 2 is a view of the same device, likewise shown schematically and partially in section, from above, on a larger scale.
FIG. 3 is a schematic side view, again shown partially in section, of part of the device shown in FIG.
FIG. 4 shows the device shown in FIG. 3 in the view from its end.
According to FIG. 1, the device (not shown in the drawing) has delivery elements for the drawn yarn 1, which is then wound onto a yarn package 3 with the aid of a yarn guide 2 that can be moved to and fro; this is arranged in such a way that it can be set in rotation by the drive roller 4. The yarn 1 is passed around a part of the peripheral surface of the drive roller 4 and printed on the yarn package 3.
The yarn package 3 is rotatably mounted on the pivotable carrier 5, which is pressed against the surface of the drive roller 4 by a tension spring 6 and also by gravity. The drive roller 4, the yarn package 3 and the carrier 5 can have the usual standard construction and are therefore not described in further detail.
The yarn 1 is first placed on the drive roller 4, since the uncontrollable length of the yarn between the yarn guide 2 and the surface of the drive roller 4 can be made as short as desired and is not influenced in any way by significant changes in the dimensions of the yarn package 3.
The thread guide 2 is attached to a thread-laying mechanism, designated as a whole by the reference number 7, which has a driven cylindrical grooved roller 8, in the outer surface of which a guide groove (not shown in the drawing) is let in such a shape that the thread guide carrier 9, which with its end not located on the side of the thread guide engages in this groove, is caused to perform a reciprocating movement perpendicular to its longitudinal extent and parallel to the direction of the axis of rotation of the grooved roller 8 when the grooved roller rotates about its axis.
This arrangement of the grooved roller and the movable member engaging in the groove for converting a rotary movement into a linear reciprocating movement is of course known, so that a detailed description of the grooved roller is not considered necessary. The axis of rotation of the grooved roller 8 and the axes of the drive roller 4 and the storage roller 3 are mutually parallel and horizontally arranged.
The grooved roller 8 is mounted in a housing 10, the front or front side of which is closed by a plate which is formed from two detachable, abutting half-plates 11a and 1ib, one of which is attached above the other so that it can along their contact edges closely and precisely fit together with the exception of a central section on which they limit the narrow slot 12 into which the thread guide carrier 9 engages and through which the thread guide 2 attached to the thread guide carrier 9 protrudes.
The slot 12, the thread guide carrier 9 and the thread guide 2 will be described in more detail with reference to FIGS.
The thread guide carrier, generally designated by reference number 9 in FIGS. 2 to 4, is made as a whole by compression molding of thermoplastic material, for example from nylon or the formaldehyde resin marketed by EI du Pont de Nemours & Company under the name Delrin which has a high strength-to-weight ratio and which has high impact resistance, a low coefficient of friction and a fairly high softening temperature.
The thread guide carrier 9 has on one side an end section 13 engaging in the guide groove of the cylinder 8, which has a uniform, circular cross section and is hollow to reduce its mass, and on the other side a thread guide holding section 14 in which the foot of the thread guide 2 is anchored. This anchoring is achieved during the compression deformation of the thread guide carrier 9; the necessary fixation of the thread guide 2 is ensured by the fact that its foot has a number of bores or openings which are filled with the thermoplastic material.
The thread guide 2 has the shape of a plate, has at its free end a slot 15 in which the yarn engages, and is at the same time rounded on this free side, as can be seen in FIG. 3, in order to facilitate the capture of the yarn . The thread guide 2 is expediently made of ceramic material.
Following the thread guide holder section 14, viewed in the longitudinal direction of the thread guide carrier 9, follows a section 16 which comes to lie between the flat, opposing guide surfaces 17 and 18 (see FIG. 2) so that it can slide between them. The height of this section 16 accordingly corresponds practically to the distance between the guide surfaces 17 and 18, while its width is dimensioned such that forces which exert a rotary effect on the yarn guide carrier 9 are readily absorbed.
Between the section 16 passing through the slot and the end section 13 of the thread guide carrier 9 engaging in the guide groove there is a flange part 19 which, apart from those points where the section 16 protrudes on two sides, has a circular cross-section for reasons of convenience (cf. 4) and has a larger diameter than the end section 13 engaging in the guide groove, so that it serves as a spacer between the cylindrical surface of the grooved roller 8 and the flat inner surfaces of the half-plates 11a and 11b. The surface of this flange part 19, which lies opposite the cylinder jacket surface of the grooved roller 8, is cylindrical in such a way that it rests smoothly on the grooved roller 8.
As shown in Figure 2, the width of the slot 12 is not constant over its entire depth; the distance between the two half-plates 11a and 1bb is greatest approximately in the middle between their (inwardly and outwardly directed) end faces. On the side of the slot 12 on which it encloses the thread guide 2, the gap width is chosen so that it just leaves the thread guide 2 a little leeway. This design of the slot 12 forms in its interior a channel 20 which serves as a lubricant sump.
Lines 21 in the form of narrow bores, which lead from the ends of this channel 20 downwards, are used to discharge the lubricant, which is continuously or intermittently fed to the mutually reciprocating surfaces within the slot 12 through a line 22. This also consists of a narrow bore, which leads down from a delivery member (not shown) through the plate half 11a to a point located approximately in the center of the guide surface 17.
A narrow bore 23 leading obliquely downward in the thread guide carrier 9 extends from the space between the guide surface 17 and the section 16 into the hollowed interior of the end section 13 engaging the guide groove and thus enables a continuous flow of lubricant from the space mentioned onto the surfaces of the guide groove.
The interior of the housing 10 is only connected to the surrounding atmosphere through the slot 12 and on the other hand is connected to a system (not shown in the drawing) through an opening 24 in its base, which generates a negative pressure. During operation, the interior of the housing 10 is continuously suctioned off, whereby a constant, sufficient flow of ambient air is brought about through the slot 12 and which not only results in a cooling of the thread guide carrier 9, but also the leakage of lubricant from the slot 12 by leaking, splashing or spraying is practically impossible, so that no lubricant gets onto the yarn and the driven roller 4.
The dimensions of the device can expediently have the following values: mm (inches) diameter of the storage organ
3 (unwound) 152.4 6 distance between the axes of storage organ 3 and swivel arm 228.6 9 diameter of the drive roller ze 4 101.6 4 distance of the thread guide 2 from
Spool point on the drive roller 4 9.5 3/8 length, by which the thread guide 2 protrudes beyond the outer surface of the half-plates 3.2 1/8 lla and llb free length of the thread guide 2 9.5 3/8 mm (engl . Inch).
Width of the thread guide 2 19.1 3/4 diameter of the grooved roller 8 171.5 6 3/4 stroke diameter of the grooved roller 8 152.4 6 Number of backward movements of the thread guide 2 per
Rotation of the grooved roller 8 1 Dimensions of the thread guide carrier Diameter of the section 13 outside 17.5 11/16 inside 12.7 1/2 length of the section 13 8.7 - 9.5 11 / 32-3 / 8 length of the section 14 6, 4 1/4 width of section 14 19.1 3/4 depth of section 14 6.4 1/4 distance by which from section 16 the end face of the
Section 19 projects beyond 6.4 1/4 width of section 16 31.8 11/4 depth of section 16 7.9 5/16 diameter of section 19 23.8 15/16 thickness of section 19 2.4-3.2 3 / 32-1 / 8 diameter of the bore 20 1,
6 1/16
During operation, the yarn can be wound up at 2743 m / min, for example, which corresponds approximately to a speed of the grooved roller of 1600 rpm.