Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleich der beim Aufspulen textiler Fäden auf Spulen auftretenden Fadenspannungsunterschiede
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausgleich der beim Aufspulen textiler Fäden auf Spulen, z.B.
infolge Fadenchangierung auftretenden Fadenspannungsunterschiede, bei dem zwecks Ausbildung einer mehr oder weniger grossen Fadenschleife zwischen zwei ortsfesten Fadenleitrollen auf den aufzuspulenden Faden eine im wesentlichen gleichbleibende Kraft ausgeübt wird, die etwa senkrecht zur Verbindungsgeraden der beiden Fadenleitrollen und nach der vom Faden freien Rollenseite gerichtet ist, ferner eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Beim Aufspulen eines Textilfadens auf eine Spule ist ein ordnungsgemässer Spulenaufbau nur gewährleistet, wenn der über eine ortsfeste Galette ankommende Faden vor seinem Auflaufen auf die Spule mittels eines Fadenführers in vorbestimmter Weise geführt wird, also die einzelnen Fadenlagen entsprechend der changierenden Bewegung des Fadenführers verteilt werden. Der Fadenführer ist bei bekannten Maschinen in möglichst geringem Abstand zur Erzielung einer kleinen Schlepplänge von der Spulenoberfläche angeordnet und etwa über die axiale Länge der Spule periodisch hin- und herbewegbar, wobei zur Vermeidung sogenannter Randwulste auf der Spule die Verweilzeiten in den Endlagen möglichst kurz gehalten werden müssen.
Da nun der Abstand zwischen Fadenführer und ortsfester Galette, die in der Regel vertikal über der Spule angeordnet ist, aus Gründen der Maschinengrösse nicht beliebig gross sein kann, tritt in den Endlagen des Fadenführers naturgemäss eine grössere Fadenspannung auf als in einer Mittellage desselben, da die durch die Fadenchangierung bedingten Längenunterschiede durch Dehnung des Fadens ausgeglichen werden müssen.
Beim Aufspulen insbesondere verstreckter Synthetikfäden ist wegen der mangeinden Dehnfähigkeit des Fadenmaterials ein solcher Ausgleich infolge Fadendehnung nicht mehr oder doch nur in unbefriedigendem Masse möglich. Insoweit ist auch schon vorgeschlagen worden, den Faden in einer Schleife über eine feder- oder gewichtsbelastete, im wesentlichen senkrecht zur hauptsächlichen Fadenlaufrichtung bewegbaren Rolle zu führen, so dass sich in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Fadenführers bei im wesentlichen gleichbleibender Fadenspannung eine mehr oder weniger grosse Fadenschleife ausbildet.
Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgenannten Art sind drei Rollen etwa im Dreieck zueinander angeordnet. Dabei liegen zwei ortsfeste Fadenleitrollen in der hauptsächlichen Fadenlaufrichtung, also vertikal übereinander. Diese Rollen dienen als Umlenkrollen. Die dritte Rolle ist an einem federbelasteten Schwenkhebel gelagert und etwa längs der Mittelsenkrechten auf eine durch die Drehpunkte der ortsfesten Rollen gedachten Geraden bewegbar. Der von einer Galette vertikal abwärts geführte Faden wird bei dieser Vorrichtung an der oberen ortsfesten Rolle umgelenkt, läuft dann unter Schleifenbildung über die in der Art einer Tänzerwalze bewegbare Rolle, um danach unter nochmaliger Umlenkung zum Fadenführer abwärts geführt zu sein.
Die obenbeschriebene Vorrichtung genügte den Erfordernissen bei den bis jetzt in der Aufspultechnik üblichen Fadengeschwindigkeiten. Die Entwicklung geht jedoch, besonders in Verbindung mit der Herstellung synthetischer Textilfäden, zu immer höheren Aufspulgeschwindigkeiten, bei denen die bekannten Federmassesysteme einerseits infolge der ihnen eigenen Trägheit, andererseits wegen ihrer Schwingungsfähigkeit versagen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung einer Vorrichtung zum Ausgleich der beim Aufspulen textiler Fäden auf Spulen auftretenden Fadenspannungsunterschiede, welche insbesondere bei hohen Aufspulgeschwindigkeiten einsetzbar ist, aber auch bei den bisher üblichen Aufspulgeschwindigkeiten verwendet werden kann.
Ausgehend von einem Verfahren zum Ausgleich der beim Aufspulen textiler Fäden auftretenden Fadenspan nungsunterschiede, bei dem zwecks Ausbildung einer mehr oder weniger grossen Fadenschleife zwischen zwei ortsfesten Fadenleitrollen auf den aufzuspulenden Faden eine im wesentlichen gleichbleibende Kraft ausgeübt wird, die etwa senkrecht zur Verbindungsgeraden der beiden Fadenleitrollen und nach der vom Faden freien Rollenseite gerichtet ist, liegt die Lösung der gestellten Aufgabe darin, dass die auf den Faden wirkende Kraft mittels eines gerichteten Druck- cci er Saugluftstrahls aufgebracht wird.
Das Wesen der Erfindung besteht mithin darin, im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen die an der Fadenschleifenbildung beteiligten Massen praktisch auf die Masse des jeweils in der Fadenschleife liegenden Fadenabsclmittes zu reduzieren, also auf die kleinstmögliche Masse überhaupt. Ein solches System arbeitet nahezu trägheitslos und kann auch bei hoher Frequenz der infolge Fadenchangierung periodisch auftretenden Fadenlängenänderungen, die bisher immer zu periodischen Spannungsänderungen im Faden führten, nicht zu Schwingungen angeregt werden. Erfindungsgemäss ist somit ein bei jeder in Betracht kommenden Aufspulgeschwindigkeit wirksamer Fadenspannungsausgleich geschaffen.
Anstelle von Luft kann für die Aufbringung der die Fadenschleife bildenden Kraft selbstverständlich auch ein beliebiges anderes Gas verwendet werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen Luftstrahlapparat mit einem schlitzförmigen Leitkanal, welcher sich zwischen den beiden ortsfesten Fadenleitrollen und dazu senkrecht in Richtung der auszubildenden Fadenschleife erstreckt. Mittels des erfindungsgemäss zur Aufbringung der auf den Faden wirkenden Kraft zu verwendenden Luftstrahls wird der Faden unter mehr oder weniger grosser Schleifenausbildung in den vorgenannten Leitkanal geblasen bzw. gesaugt. Naturgemäss tritt bei zunehmender Fadenspannung eine Verkleinerung, bei abfallender Fadenspannung eine Vergrösserung der genannten Fadenschleife ein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der Luftstrahlapparat auch ein Injektor sein, bei dem die Injektordüse durch den schlitzförmigen Zeitkanal gebildet ist.
Im folgenden soll die Erfindung anhand der beigefügten Schemazeichnungen näher erläutert werden. Es zei- gen:
Fig. 1 ein Spulfeld einer Aufspulmaschine mit der Fadenzuführung über ortsfeste Galetten, die erfindungsgemässe Ausgleichsvorrichtung und einen Fadenführer zu einer Spule,
Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung im Ausschnitt X aus Fig. 1,
Fig. 3 die Vorrichtung gemäss Fig. 2, in Richtung des Pfeils Y gesehen, und
Fig. 4 eine gegenüber Fig. 2 abgewandelte Ausführungsform.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Spulfeld einer Aufspulmaschine kommt der aufzuspulende Faden 10 von hier nicht weiter interessierender Vorbehandlungseinrichtungen, z.B. über Präparationswalzen von einer Schmelzspinnanlage, u. gelangt auf eine ortsfeste Galette 11, wird dort in Richtung auf eine weitere ortsfeste Galette 12 umgelenkt und dann von dieser über die erfindungsgemässe Ausgleichsvorrichtung 13 abwärts zu einer Changiereinrichtung 14 mit dem Fadenführer 15 geführt, um danach auf die von einem Spulenträger 16 austauschbar aufgenommene Spule 17 aufgewickelt zu werden.
Der in geringem Abstand vertikal über der Spule, und zwar über deren auflaufseitiger Mantellinie, angeordnete Fadenführer 15 ist etwa parallel zur Spulenachse zwischen zwei Endlagen 18, 19 in der Weise periodisch hin- und harbewegbar geführt, dass beim Aufspulen ein geordneter Wickelaufbau entsteht. Wie aus Fig. 1 klar ersichtlich, bildet sich bei der hin- und hergehenden Bewegung des Fadenführers 15 ein sogenanntes Changierdreieck aus.
Demzufolge ist bei in der Mittelstellung befindlichem Fadenführer die zwischen der erfindungsgemässen Ausgleichsvorrichtung 13 und dem Fadenführer liegende Fadenlänge kleiner als bei in einer Endlage 18, 19 befindlichem Fadenführer. Diese periodisch infolge Fadenchangierung auftretenden Längenunterschiede sind mit den bisher verwendeten massebehafteten Ausgleichssystemen nicht bei Konstanthaltung der Fadenspannung ausgleichbar, insbesondere nicht bei grossen Aufspulgeschwindigkeiten.
In Fig. 2 ist gemäss Ausschnitt X aus Fig. 1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung schematisch dargestellt. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem horizontal angeordneten Leitkanal 25, an dessen dem vertikal abwärts verlaufenden Faden 10' zugewandten Ende übereinander und in gegenseitigem Abstand ortsfeste Fadenleitrollen 26, 27 angeordnet sind. Die Breitenerstreckung des Leitkanals 25 ist nur gering, wie Fig. 3 zeigt. Gemäss den Pfeilen 28 in Fig. 2 ist durch ein Leitkanal 25 ein Luftstrahl von solcher Stärke geführt, dass dieser eine zur Ausbildung der Fadenschleife 29 ausreichende Kraft auf den an den Umlenkrollen 26, 27 anliegenden Faden ausübt. Bei dem Luftstrahl kann es sich um einen Druck- oder Saugluftstrom handeln, der durch bekannte, nicht weiter dargestellte Mittel erzeugt wird.
Wenn sich der Fadenführer gemäss Fig. 1 in seiner einen Endlage befindet, was in Fig. 2 durch den von der unteren Rolle 27 der Ausgleichsvorrichtung 13' ablaufenden Fadenabschnitt 30 angedeutet sein soll, hat die Fadenschleife 29 im Leitkanal 25 etwa die in einem vollen Linienzug dargestellte Form. Bewegt sich der Fadenführer zur Spulenmitte hin, so dass der von der Rolle 27 ablaufende Fadenabschnitt die Lage gemäss 31 einnimmt, vergrössert sich die Fadenschleife 29 auf die bei 33 gestrichelt angedeutete Form, um sich allmählich wieder auf ihre ursprüngliche Grösse zu verkleinern, nämlich wenn der von der Rolle 27 ablaufende Fadenabschnitt die Lage gemäss 32 eingenommen hat. Um eine konstante Kraft auf die Fadenschleife auszuüben und damit eine konstante Fadenspulung zu gewährleisten bedarf es lediglich einer Luftströmung im Leitkanal 25 mit konstanter Geschwindigkeit.
In Fig. 4 ist eine nach dem Injektorprinzip arbeitende Ausgleichsvorrichtung dargestellt. Für gleiche Teile wie in Fig. 2 sind gleiche Bezugszeichen verwendet, jedoch durch einen Strich gekennzeichnet. Bei dieser Ausführungsform ist das von der Fadenschleife abgewandte Ende des Leitkanals 25' zu einem sich verengenden Konus 35 eingezogen. Vor diesem Konus ist der Leitkanal in radialem Abstand von einem Gehäuse 36 umschlossen, welches im Bereich des Konus 35 mit seinen Wandungen 37 gleichfalls konisch eingezogen ist. Konusseitig ist das Gehäuse 36 offen, jedoch mittels der mit dem Leitkanal verbundenen Wandung 38 auf der anderen Seite dicht verschlossen.
In den zwischen dem Leitkanal und dem Gehäuse 36 befindlichen Raum 39 münden mehrere Kanäle ein, durch die Druckluft zugeführt werden kann, die in Richtung der Pfeile 41 strömt und dabei einen Saugluftstrom gemäss den Pfeilen 28' im Leitkanal 25' erzeugt. Dieser Saugluftstrom wirkt in der in Verbindung mit der Ausführungsform nach Fig. 2 beschriebenen Weise auf den aufzuspulenden Faden und gewährleistet die Ausbildung einer Fadenschleife.