Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auswechseln von Wickelträgern bei Garnspulen. Ein derartiger als Umstossen bezeichneter Vorgang ist beispielsweise notwendig, um die Papphülse, die beim Aufspulen von Garn von einer Zwirnmaschine als Wickelträger dient, durch einen perforierten Wickelträger zu ersetzen, der für das Färben des Garnwickels benötigt wird.
Ein schon lange anstehendes Problem in der Textilindustrie betrifft die Behandlung von Garn und insbesondere von Flauschgarn, thermoplastischen Garnen, wie Garnen aus Polyester, Polyamid oder Cellulosetriacetat, und gesponnenen Garnen, wie unmittelbar gesponnener Kunstseide mit einer Restschrumpfung von bis zu 20%, wenn es hoher Luftfeuchtigkeit ausgesetzt oder in ein wässriges Bad eingetaucht wird, oder Acryl-Mischgarnen mit einer hohen Restschrumpfung aufgrund des Anteils von gedehnten, thermisch instabilen Fasern. Ein derartiges Garn wird normalerweise in einem Wickel um eine Papphülse gewickelt, wobei der äussere Bereich des Wickels etwa den gewünschten Dichtegrad hat, während der innere Teil des Wickels unterhalb dieses Dichtegrades liegt.
Wie in der US-Patentschrift 3 425 110 beschrieben ist, kann der Dichtegrad des inneren Teils des Wickels dadurch erhöht werden, dass der Papp-Wickelträger entfernt und gleichzeitig ein steifer, durchlöcherter Metall-Wickelträger kleineren Durchmessers eingeführt wird. Der innere Teil des aus beträchtlich dehnbarem Garn bestehenden Wickels zieht sich dann um den perforierten Kern zusammen.
Danach wird der Wickel axial zusammengedrückt, um eine gleichmässigere Dichte zu erhalten, worauf der Wickel meistens mit einer heissen Flüssigkeit, die oftmals einen Farbstoff enthält, behandelt wird, um den gesamten Garnwickel mit dem gewünschten Dichtegrad zu stabilisieren. Diese Behandlung wird mit einer üblichen Wickel-Behandlungsmaschine ausgeführt, in welcher die Flotte durch den Wickel von aussen nach innen und umgekehrt zirkuliert wird. Die Maschine wird schichtweise mit Wickel beladen. Der stabilisierte Wickel wird dann getrocknet und darauf meistens auf einen Spulenkörper zur weiteren Verarbeitung aufgewickelt.
Das in dem genannten Patent beschriebene Umstossverfahren hat verschiedene Nachteile. Aufgrund der Tatsache. dass die Papphülse und der perforierte Wickelträger gleichzeitig durch den Wickel bewegt werden, wobei der eine austritt und der andere eintritt, hat es sich als notwendig erwiesen, ein Papier oder einen gewirkten Schlauch zwischen dem Garn und der Papphülse vorzusehen, die einen Schutz während des Umstosses bilden.
Ohne eine derartige Hülse kann es eintreten, dass während des Umstossens einige Garnlagen sich zwischen den Enden der Papphülse und des perforierten Wickelträgers einklemmen, wodurch der Wickel verwirrt wird. Dieses Verfahren erfordert somit zusätzliche Arbeitsgänge und ist teuer und zeitraubend. Ferner ist die Aufnahmefähigkeit der Wickel-Färbemaschine aufgrund der Steifheit der üblichen Färbe-Wickelträger, die nicht zusammengedrückt werden können, begrenzt.
Während der Stabilisierungsbehandlung und der Lagerung kann es bei Garnwickeln mit starrem Wickelträger vorkommen, dass sich der Ganwickel seitlich verschiebt.
Dieses Verschieben wird bewirkt durch übermässig entspannte innere Garnlagen und dadurch, dass solche Garnwickel in einem Abstand voneinander aufeinander geschichtet werden. Wickel mit starrem Wickelträger werden voneinander durch eine dichtende Zwischenscheibe getrennt. Das Garn kann sich in die Zwischenräume zwischen die Garnwickel verschieben, die durch diese Zwischenscheibe erzeugt werden, da Garn, welches auf starre Wickelträger aufgewickelt ist, diese Wickelträger nicht vollständig bedeckt. Durch dieses Verschieben des Wickels werden oftmals Löcher in dem starren durchlöcherten Wickelträger freigelegt.
Nach dem üblichen Färbe- oder Stabilisierungsprozess mit perforierten Metall-Wickelträgern ist es wegen deren elektrischer Eigenschaften schwierig, den Wickel schnell mit Hochfrequenz zu trocknen. Ausserdem hat ein ungleichmässiges Abwickeln des getrockneten Garnwickels oftmals seine Ursache in starren Farb-Wickelträgern. Solche Wickelträger können Spannungsänderungen des Garnes im inneren Teil des Wickels beim Abwickeln nicht kompensieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Verfahren zum Auswechseln von Wickelträgern bei Garnspulen zu schaffen, bei welchen eine Beschädigung des Garnwickels während des Umstossens weitgehend vermieden ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zuerst in den alten Wickelträger ein neuer Wickelträger kleineren Durchmessers eingeführt und dann der alte Wickelträger entfernt wird, wobei eine Axialbewegung zwischen dem Garnwickel und dem neuen Wickelträger vermieden wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren vermeidet eine Beschädigung des Garnwickels, da der Wickel nur auf den neuen Wickelträger aufschrumpft, wenn der alte Wickelträger entfernt ist. Dadurch, dass die Wickelträger nicht wie bei dem bekannten Verfahren gleichzeitig herausgezogen und eingeführt werden, erübrigt sich eine Zwischenlage aus Papier oder gewirktem Stoff.
Vorzugsweise wird der eine Wickelträger von einer starren, undurchlässigen Hülse und der andere Wickelträger von einer nachgiebigen, perforierten Hülse gebildet. Diese nachgiebige, perforierte Hülse, die anstelle des üblichen metallischen Färbe-Wickelträgers verwendet wird, kann axial zusammengedrückt werden, wodurch die Kapazität von Wickel-Färbemaschinen um 30 bis 50% gegenüber Maschinen erhöht werden kann, die mit Garnwickel mit starren Färbe-Wickelträgern beladen sind.
Zusätzlich gestattet die axiale Zusammendrückbarkeit dieses Wickelträgers das Aufeinanderschichten von Garnwickeln ohne Zwischenraum, wodurch ein Einsakken oder Verschieben von Garnlagen vermieden wird und die aufeinandergestapelten Wickelträger vollständig von Garn bedeckt sein können.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens, die gekennzeichnet ist durch Mittel zur Aufnahme der aus dem Garnwickel und dem alten Wickelträger bestehenden Garnspule, Mittel zum Einbringen des neuen Wickelträgers in das Innere des alten Wickelträgers, Mittel zur Halterung des Garnwickels gegen axiale Verschiebung, Mittel zum Ergreifen des alten Wickelträgers und Mittel zum axialen Verschieben des Greifers, wobei nach Entfernen des alten Wickelträgers aus dem Garnwickel sich der innere Teil des Garnwickels um den neuen Wickelträger zusammenzieht. Zusätzlich können Mittel zum Ergreifen des neuen Wickelträgers während des Entfernens des alten Wickelträgers aus dem Garnwickel vorgesehen sein, um eine Axialbewegung zwischen dem Garnwickel und dem neuen Wickelträger zu vermeiden.
Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin- dungsgemässen Umstossvorrichtung im Prinzip dargestellt ist. Es zeigt:
Fig. 1 eine Seitenansicht, in der das Einführen eines neuen Wickelträgers in den alten Wickelträger eines Garnwickels dargestellt ist,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Garnwickel mit dem alten Wickelträger,
Fig. 3 eine auseinandergezogene Darstellung, teilweise geschnitten, einer Umstossvorrichtung, wobei bereits der neue Wickelträger in dem alten Wickelträger angeordnet ist,
Fig. 4 einen Längsschnitt eines Garnwickels in der in Fig. 3 gezeigten Umstossvorrichtung,
Fig. 5 einen Längsschnitt ähnlich Fig. 4, aus dem das Entfernen des alten Wichelträgers aus dem Ganwickel hervorgeht,
Fig.
6 einen Längsschnitt eines Garnwickels, der sich um den neuen Wickelträger zusammengezogen hat, und
Fig. 7 eine Draufsicht auf den in Fig. 6 gezeigten Garnwickel.
In Fig. 1 ist der erste Schritt des Umstossvorganges dargestellt. Ein gesponnenes Garn 10 ist durch übliche Verfahren auf einen starren, undurchlässigen Papp-Wikkelträger 12 aufgewickelt. Ein typisches Aufwickelverfahren ist im US-Patent Nr. 3 425 110 beschrieben und in Fig. 1 dieses Patents dargestellt. Der durch ein solches Verfahren hergestellte Garnwickel hat keine gleichmässige Dichte. Während die Dichte des Garnes im äusseren Bereich 14 des Wickels dem endgültig gewünschten Wert entspricht, ist die Dichte im inneren Bereich 16 des Wickels geringer. Diese Differenz hat ihre Ursache in dem Pappkern 12, der den inneren Teil 16 des Wickels 10 daran hindert, sich zusammenzuziehen. Das Bauschgarn, für das das vorliegende Verfahren besonders geeignet ist, hat aufgrund seiner hohen Dehnbarkeit eine starke Tendenz, sich zusammenzuziehen, nachdem es zu einem Wickel gewickelt wurde.
Als erster Verfahrensschritt wird ein perforierter, nachgiebiger Wickelträger 18 in den alten Wickelträger
12 konzentrisch zu diesem eingeführt. Der neue Wickelträger 18 hat somit einen kleineren Durchmesser als der alte Wickelträger 12 und gestattet eine ausreichende Ausdehnung des Wickels 10 nach innen zu, um den gewünschten gleichförmigen Dichtegrad zu erreichen. Der Durchmesserunterschied ändert sich mit verschiedenen Arten und Stärken der Garne.
Der neue Wickelträger 18 ist ein perforierter, nachgiebiger Färbe-Wickelträger, und vorzugsweise eine nachgiebige Federhülse. Der neue Wickelträger soll eine freie Strömung von Flüssigkeit durch den Garnwickel und durch den Wickelträger während der späteren Stabilisierungsbehandlung ermöglichen. Ferner soll der Kern eine axiale Zusammendrückung zulassen, um die Aufnahmefähigkeit einer Garnwickel-Färbemaschine zu erhöhen.
Eine besonders geeignete Federhülse ist im US Patent Nr. 2 670 852 beschrieben und besteht aus einer Spiralfeder, die mit einer Umhüllung versehen ist, die von einem einzigen Draht gebildet wird, der sich in der Form einer Spirale um benachbarte Windungen der Spiralfeder herum erstreckt, wobei die Windungen des Spi raldrahtes, die sich zwischen jeweils drei Windungen der Spiralfeder erstrecken, so angeordnet sind, dass sie mit- einander in der mittleren Windung der drei Windungen abwechseln.
Nachdem der neue Wickelträger koaxial in den alten Wickelträger eingeführt worden ist, werden geeignete Mittel angewandt, um den alten Wickelträger axial herauszuziehen, während der Garnwickel gegen axiale Bewegung relativ zum neuen Wickelträger gehalten wird.
Wie aus Fig. 6 und 7 ersichtlich ist, zieht sich der Garnwickel 10 um den neuen Wickelträger 18 zusammen, wenn der alte Wickelträger 12 entfernt ist. Der Grad der Zusammenziehung des inneren Teil 16 des Garnwickels wird durch Veränderung des Innendurchmessers des alten Wickelträgers 12 in bezug auf den Aussendurchmesser des neuen Wickelträgers 18 oder durch Veränderung der Wandstärke des alten Wickelträgers 12 eingestellt.
Nach dem Umstossvorgang, also nach dem Ersatz des alten Wickelträgers 12 durch den neuen Wickelträger 18, kann der Garnwickel zusammengedrückt und danach weiter stabilisiert werden, indem eine heisse Flüssigkeit durch den Wickel hindurchgeführt wird, wie dies noch später beschrieben wird.
Eine zufriedenstellend arbeitende Vorrichtung zur Einführung des neuen Wickelträgers in den alten Wickelträger und zum Entfernen des alten Wickelträgers aus dem Garnwickel ist in Fig. 3 bis 5 dargestellt. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, besteht die Vorrichtung aus einer kreisförmigen Grundplatte 20, die einen Distanzring 22 trägt, auf welchem der Garnwickel 10 ruht. Ein senkrechter zylindrischer Dorn 24 ist zentral in der Grundplatte 20 angebracht. Der Dorn 24 hat einen kleineren Durchmesser als der neue Wickelträger 18 und dient dazu, den neuen Wickelträger gegen axiale Bewegung während des Umstossvorganges zu halten.
Zwischen dem Distanzring 22 und dem Dorn 24 ist ein Ringraum 26 freigelassen. In diesen Ringraum können der alte und der neue Wickelträger während des Umstossvorganges eintreten. Der Dorn 24, der Distanzring 22 und der Ringraum 25 bilden eine feste Basis für den Garnwickel 10.
Eine ringförmige Deckplatte 28 hat einen grösseren Innendurchmesser als der alte Wickelträger 12 und ist in der Lage, den Garnwickel 10 während des Entfernens des alten Wickelträgers 12 gegen axiale Bewegung zu halten. Das physische Entfernen des alten Wickelträgers 12 aus dem Garnwickel 10 wird mit Hilfe einer senkrecht bewegbaren Klemmvorrichtung 30 bewirkt. Diese Klemmvorrichtung ist in der Lage, das vorstehende Ende 13 des alten Wickelträgers 12 mittels Klemmbacken 34 zu ergreifen und den Wickelträger 12 aus dem Garnwickel herauszuziehen. Wie in Fig. 4 und 5 gezeigt, ist während des Entfernens des halten Wickelträgers 12 der neue, aus einer Spiralfederhülse bestehende Wickelträger 18 auf den strichpunktiert eingezeichneten Dorn 24 aufgesetzt.
Der Garnwickel 10 sitzt auf dem Distanzring 22 auf und das Ende des alten Wickelträgers 12 liegt in dem Ringraum 25. Die Deckplatte 28 liegt auf dem Garnwickel 10 auf.
Die vertikal bewegliche Vorrichtung 30 wird nun betätigt und ergreift das vorstehende Ende 13 des alten Wickelträgers 12 mittels des Klemmrings 32 und der Klemmbacken 34. Dann wird die Vorrichtung 30 zurückgezogen, wobei der alte Wickelträger 12 aus dem Garnwickel 10 herausgezogen wird. Um dieses Herausziehen zu erleichtern, ist es zweckmässig, dass der neue Wickelträger etwas kürzer ist als der alte Wickelträger, so dass die Klemmbacken ausreichend Platz haben, um den alten Wickelträger zu ergreifen. Es ist ein wichtiger Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass beim Herausziehen des alten Wickelträgers 12 aus dem Garnwickel der neue Spiralfeder-Wickelträger 18, der in einem Abstand von dem alten Wickelträger liegt, keine Axialbewegung durchführt. Dadurch werden keine Garnlagen während des Umstossvorganges beschädigt oder verwirrt.
Um eine Axialbewegung des neuen Wickelträgers während des Entfernens des alten Wickelträgers auf jeden Fall zu verhindern, kann eine Klemmvorrichtung konzentrisch innerhalb der Klemmbacken angeordnet werden, die den neuen Wickelträger während des Umstossvorganges festhält. Diese Vorrichtung kann aus Klemmbacken oder anderen üblichen Greif- oder Klemmvorrichtungen bestehen.
Der derart modifizierte Garnwickel kann verschiedenen Behandlungen unterworfen werden, wie Zusammendrücken, Färben oder Hitzestabilisierung. Es ist bekannt, dass Garn die Tendenz hat, harte Stellen auf der Oberund Unterseite des Garnwickels zu bilden. Um diese harten Stellen in dem Wickel zu beseitigen und einen gleichmässigeren Dichtegrad zu erzielen, kann unmittelbar nach dem Umstossen ein Zusammendrücken erfolgen, für das die vertikal bewegliche Vorrichtung verwendet werden kann, um den Wickel zu komprimieren.
Nach dem Zusammendrücken kann der Wickel durch übliche Nass- oder Dampfbehandlungsmethoden stabilisiert werden. In der Praxis werden Garnwickel nach dem Zusammendrücken und/oder nach dem Umstossen wahlweise in üblichen Wickel-Färbemaschinen gefärbt, in welchen eine Vielzahl von Garnwickel auf einen Wickelständer aufgestapelt wird. Der Ständer wird in ein Beuchfass oder eine Druckfärbekammer abgesenkt und die Flotte wird durch die Garnwickel zirkuliert.
Durch Verwendung nachgiebiger Federhülsen-Färbe- Wickelträger kann die Aufnahmekapazität der üblichen Färbemaschinen um 30 bis 50% erhöht werden. Nach dem Färben oder Stabilisieren ist es oftmals erwünscht, den Garnwickel möglichst schnell zu trocknen, beispielsweise durch Hochfrequenz anstelle der üblichen mechanischen Wasserextraktoren, wie Zentrifugal-Extraktoren.
Metallische Färbe-Wickelträger sind jedoch aufgrund ihrer elektrischen Eigenschaften für eine Hochfrequenztrocknung wenig geeignet. Ausserdem haben metallische Wickelträger nur eine begrenzte Lebensdauer. Aus diesen und anderen Gründen ist es vorzuziehen, den nachgiebigen, perforierten Färbe-Wickelträger nach dem Färben durch einen Kunststoff-Wickelträger zu ersetzen.
Die Verwendung von nachgiebigen Kunststoff-Wickelträgern in Garnwickeln gestattet die Anwendung von sehr schnellen Hochfrequenz-Trockenverfahren. Ausserdem erleichtern nachgiebige Kunststoff-Wickelträger und insbesondere Kunststoff-Federhülsen ein gleichförmiges Abwickeln des Garnwickels auf Wickelkerne, da solche Hülsen besonders geeignet sind, jeden Durchhang im Inneren des Garnwickels aufzunehmen. Als besonders Vorteilhaft haben sich Kunststoff-Federhülsen erwiesen, die aus einem gewellten und zu einem Zylinder gewickelten Kunststoffdraht bestehen.
Solche Kunststoff-Wickelträger haben einen kleineren Durchmesser als die nachgiebigen Metall-Färbe- Wickelträger und sie werden in der vorher beschriebenen Weise in die mit Metallwickelträgern versehenen Garnwickel eingeführt. Der metallische Färbe-Wickelträger wird durch geeignete Greifermittel entfernt, wonach sich das Garn auf dem Kunststoff-Wickelträger zusammenziehen kann.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung:
Beispiel I
Ein gesponnenes Baumwollgarn wird auf einer Papphülse zu einem Wickel gewickelt, wobei die Papphülse einen Aussendurchmesser von 57 mm und eine Wandstärke von 2,3 mm hat. Ein Federstahl-Wickelträger, dessen Aussendurchmesser 49 mm beträgt, wird auf den Dorn einer Umstossvorrichtung aufgesetzt. Der Garnwikkel wird über diesen neuen Wickelträger geschoben. Die Papphülse wird mittels der Umstossvorrichtung aus dem Garnwickel entfernt. Danach wird der Garnwickel mit 60 bis 100% überlast axial zusammengedrückt. Der zusammengedrückte Garnwickel wird dann in eine Wickel-Färbemaschine gebracht und gefärbt. Der gefärbte und stabilisierte Garnwickel wird durch Druck extrahiert und in konventioneller Weise getrocknet.
Beispiel 11
Der Garnwickel gemäss Beispiel I wird entsprechend dem Verfahren von Beispiel I behandelt mit der Ausnahme, dass eine Kunststoff-Federhülse in den gefärbten Garnwickel eingeführt wird. Der Federstahlkern wird durch einen entsprechend modifizierten Umstossapparat entfernt. Danach wird der Garnwickel durch ein Hochfrequenz-Trocknungssystem getrocknet und für die weitere Verarbeitung auf einen Aufnahmekern aufgewikkelt.
Weitere Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen darin, dass mit dem Ersatz der ursprünglichen Papphülsen durch die nachgiebigen Wickelträger eine grössere Gleichmässigkeit beim Färben des Garnes erreicht wird. Individuelle Unterschiede in der Federspannung von nachgiebigen Wickelträgern können dadurch korrigiert werden, dass in der Färbemaschine ein ausreichender axialer Druck auf die Säule von nachgiebigen Wickelträgern ausgeübt wird, um die gleiche volumentrische Dichte in den Garnwickeln zu erhalten. Bei konventionellen starren Färbe-Wickelträgern können solche Unterschiede in der Dichte nicht derart kompensiert werden, wodurch Probleme hinsichtlich ungleicher Dichte oder Schrumpfung von Fäden oder gesponnenen Garnen auftreten.
PATENTANSPRÜCHE
I. Verfahren zum Auswechseln von Wickelträgern bei Garnspulen, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst in den alten Wickelträger ein neuer Wickelträger kleineren Durchmessers eingeführt und dann der alte Wickelträger entfernt wird, wobei eine Axialbewegung zwischen dem Garnwickel und dem neuen Wickelträger verhindert wird.
II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch a) Mittel zur Aufnahme der aus dem Garnwickel (10) und dem alten Wickelträger (12) bestehenden Garnspule, b) Mittel zum Einbringen des neuen Wickelträgers (18) in das Innere des alten Wickelträgers (12), c) Mittel zur Halterung des Garnwickels (10) gegen axiale Verschiebung, d) Mittel (30) zum Ergreifen des alten Wickelträgers (12) und e) Mittel zur axialen Verschiebung des Greifers, wobei nach Entfernen des alten Wickelträgers (12) aus dem Garnwickel (10) sich der innere Teil (16) des Garnwickels (10) um den neuen Wickelträger (18) zusammenzieht.
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The invention relates to a method and a device for exchanging winding carriers in yarn bobbins. Such a process, known as overturning, is necessary, for example, to replace the cardboard tube, which serves as a lap carrier when winding yarn from a twisting machine, with a perforated lap carrier, which is required for dyeing the yarn lap.
A long-standing problem in the textile industry concerns the treatment of yarn and in particular of fleece yarn, thermoplastic yarns such as yarns made of polyester, polyamide or cellulose triacetate, and spun yarns such as directly spun rayon with a residual shrinkage of up to 20%, if it is higher Exposed to humidity or immersed in an aqueous bath, or acrylic blended yarns with a high residual shrinkage due to the proportion of stretched, thermally unstable fibers. Such a yarn is normally wrapped around a cardboard tube in a roll, the outer region of the roll having approximately the desired degree of density, while the inner part of the roll is below this degree of density.
As described in US Pat. No. 3,425,110, the degree of density of the inner portion of the roll can be increased by removing the cardboard roll support and at the same time inserting a stiff, perforated metal roll support of smaller diameter. The inner part of the wrap made of considerably extensible yarn then contracts around the perforated core.
The lap is then axially compressed in order to obtain a more uniform density, whereupon the lap is usually treated with a hot liquid, which often contains a dye, in order to stabilize the entire thread lap with the desired degree of density. This treatment is carried out with a conventional lap treatment machine in which the liquor is circulated through the lap from the outside to the inside and vice versa. The machine is loaded with lap in layers. The stabilized roll is then dried and then mostly wound onto a spool for further processing.
The overturning process described in the cited patent has several disadvantages. Due to the fact. that the cardboard tube and the perforated roll carrier are moved simultaneously through the roll, with one exiting and the other entering, it has been found necessary to provide a paper or a knitted tube between the yarn and the cardboard tube, which provides protection during the knocking over form.
Without such a sleeve, it can happen that, during the knocking over, some layers of yarn become trapped between the ends of the cardboard tube and the perforated lap carrier, as a result of which the lap becomes tangled. This method thus requires additional operations and is expensive and time consuming. Furthermore, the capacity of the lap-dyeing machine is limited due to the rigidity of the usual dye-lap carriers, which cannot be compressed.
During the stabilization treatment and storage, it can happen with yarn packages with a rigid package that the package moves sideways.
This shifting is brought about by overly relaxed inner yarn layers and by the fact that such yarn packages are stacked at a distance from one another. Coils with a rigid lap carrier are separated from one another by a sealing intermediate disk. The yarn can move into the spaces between the yarn laps, which are generated by this intermediate disk, since yarn which is wound on rigid lap carriers does not completely cover these lap carriers. As a result of this displacement of the roll, holes are often exposed in the rigid, perforated roll carrier.
After the usual dyeing or stabilization process with perforated metal reel supports, it is difficult, because of their electrical properties, to dry the reel quickly with high frequency. In addition, an uneven unwinding of the dried yarn package is often caused by rigid colored winding carriers. Such lap carriers cannot compensate for changes in tension of the yarn in the inner part of the lap during unwinding.
The invention is based on the object of creating a simplified method for replacing lap carriers in yarn bobbins in which damage to the yarn lap is largely avoided when it is knocked over.
This object is achieved according to the invention in that first a new lap carrier of smaller diameter is inserted into the old lap carrier and then the old lap carrier is removed, an axial movement between the yarn lap and the new lap carrier being avoided.
The method according to the invention avoids damage to the yarn lap, since the lap is only shrunk onto the new lap carrier when the old lap carrier is removed. Because the lap carriers are not pulled out and inserted at the same time as in the known method, an intermediate layer made of paper or knitted fabric is unnecessary.
Preferably, the one lap carrier is formed by a rigid, impermeable sleeve and the other lap carrier is formed by a flexible, perforated sleeve. This resilient, perforated sleeve, which is used in place of the usual metallic dye lap carrier, can be compressed axially, whereby the capacity of lap-dye machines can be increased by 30 to 50% compared to machines that are loaded with yarn packages with rigid dye lap carriers .
In addition, the axial compressibility of this lap carrier allows thread laps to be stacked on top of one another without a gap, which prevents the thread layers from sagging or shifting and the stacked lap carriers can be completely covered by thread.
The invention also relates to an apparatus for carrying out the method according to the invention, which is characterized by means for receiving the thread spool consisting of the thread lap and the old lap carrier, means for introducing the new lap carrier into the interior of the old lap carrier, means for holding the thread lap against axial Displacement, means for gripping the old lap carrier and means for axially displacing the gripper, wherein after removing the old lap carrier from the thread package, the inner part of the thread package contracts around the new package carrier. In addition, means can be provided for gripping the new lap carrier during the removal of the old lap carrier from the thread package, in order to avoid an axial movement between the thread package and the new package carrier.
Further details emerge from the following description in conjunction with the drawings, in which a preferred exemplary embodiment of the overturning device according to the invention is shown in principle. It shows:
Fig. 1 is a side view in which the introduction of a new lap carrier is shown in the old lap carrier of a yarn package,
Fig. 2 is a plan view of a thread package with the old package carrier,
3 shows an exploded view, partly in section, of an overturning device, the new lap carrier already being arranged in the old lap carrier,
4 shows a longitudinal section of a yarn package in the overturning device shown in FIG. 3,
Fig. 5 shows a longitudinal section similar to Fig. 4, from which the removal of the old Wichel carrier can be seen from the Ganwickel,
Fig.
6 shows a longitudinal section of a yarn package that has contracted around the new package carrier, and
FIG. 7 is a plan view of the thread package shown in FIG.
In Fig. 1, the first step of the overturning process is shown. A spun yarn 10 is wound onto a rigid, impervious cardboard bobbin 12 by conventional methods. A typical winding process is described in U.S. Patent No. 3,425,110 and shown in Figure 1 of that patent. The yarn package produced by such a process does not have a uniform density. While the density of the yarn in the outer area 14 of the lap corresponds to the final desired value, the density in the inner area 16 of the lap is lower. This difference is due to the cardboard core 12 which prevents the inner portion 16 of the roll 10 from contracting. The bulk yarn, for which the present method is particularly suitable, has a strong tendency, because of its high extensibility, to contract after it has been wound into a package.
As a first process step, a perforated, flexible lap carrier 18 is inserted into the old lap carrier
12 introduced concentrically to this. The new lap carrier 18 thus has a smaller diameter than the old lap carrier 12 and allows sufficient inward expansion of the lap 10 in order to achieve the desired uniform degree of density. The difference in diameter changes with different types and strengths of the yarns.
The new bobbin carrier 18 is a perforated, compliant dye bobbin carrier, and preferably a resilient spring sleeve. The new lap carrier should allow a free flow of liquid through the yarn lap and through the lap carrier during the subsequent stabilization treatment. Furthermore, the core should allow axial compression in order to increase the capacity of a yarn winding dyeing machine.
A particularly suitable spring sleeve is described in US Patent No. 2,670,852 and consists of a coil spring provided with a sheath formed by a single wire which extends in the shape of a coil around adjacent turns of the coil spring, wherein the turns of the spiral wire, which extend between each three turns of the spiral spring, are arranged so that they alternate with one another in the middle turn of the three turns.
After the new lap carrier has been inserted coaxially into the old lap carrier, suitable means are employed to pull out the old lap carrier axially while the yarn package is held against axial movement relative to the new lap carrier.
As can be seen from FIGS. 6 and 7, the yarn package 10 contracts around the new package carrier 18 when the old package carrier 12 is removed. The degree of contraction of the inner part 16 of the yarn lap is adjusted by changing the inside diameter of the old lap carrier 12 in relation to the outer diameter of the new lap carrier 18 or by changing the wall thickness of the old lap carrier 12.
After the overturning process, i.e. after the replacement of the old lap carrier 12 with the new lap carrier 18, the yarn lap can be compressed and then further stabilized by passing a hot liquid through the lap, as will be described later.
A satisfactorily working device for introducing the new lap carrier into the old lap carrier and for removing the old lap carrier from the yarn package is shown in FIGS. 3 to 5. As can be seen from Fig. 3, the device consists of a circular base plate 20 which carries a spacer ring 22 on which the yarn package 10 rests. A vertical cylindrical mandrel 24 is mounted centrally in the base plate 20. The mandrel 24 has a smaller diameter than the new lap carrier 18 and serves to hold the new lap carrier against axial movement during the overturning process.
An annular space 26 is left free between the spacer ring 22 and the mandrel 24. The old and the new lap carrier can enter this annular space during the overturning process. The mandrel 24, the spacer ring 22 and the annular space 25 form a solid base for the yarn package 10.
An annular cover plate 28 has a larger inside diameter than the old lap carrier 12 and is able to hold the yarn lap 10 against axial movement during the removal of the old lap carrier 12. The physical removal of the old lap carrier 12 from the yarn lap 10 is effected with the aid of a vertically movable clamping device 30. This clamping device is able to grip the protruding end 13 of the old lap carrier 12 by means of clamping jaws 34 and to pull the lap carrier 12 out of the yarn package. As shown in FIGS. 4 and 5, the new winding carrier 18, consisting of a spiral spring sleeve, is placed on the mandrel 24 shown in dash-dotted lines while the holding winding carrier 12 is being removed.
The thread lap 10 sits on the spacer ring 22 and the end of the old lap carrier 12 lies in the annular space 25. The cover plate 28 rests on the thread lap 10.
The vertically movable device 30 is now actuated and grips the protruding end 13 of the old lap carrier 12 by means of the clamping ring 32 and the clamping jaws 34. The device 30 is then withdrawn, the old lap carrier 12 being pulled out of the yarn lap 10. In order to facilitate this pulling out, it is advisable that the new lap carrier is somewhat shorter than the old lap carrier so that the clamping jaws have sufficient space to grip the old lap carrier. It is an important advantage of the present invention that when the old lap carrier 12 is pulled out of the thread package, the new spiral spring lap carrier 18, which is at a distance from the old lap carrier, does not perform any axial movement. This means that no layers of yarn are damaged or confused during the overturning process.
In order to prevent any axial movement of the new lap carrier while the old lap carrier is being removed, a clamping device can be arranged concentrically within the clamping jaws that hold the new lap carrier during the overturning process. This device can consist of clamping jaws or other conventional gripping or clamping devices.
The yarn package modified in this way can be subjected to various treatments, such as compression, dyeing or heat stabilization. It is known that yarn has a tendency to form hard spots on the top and bottom of the yarn package. In order to eliminate these hard spots in the roll and to achieve a more uniform degree of density, compression can take place immediately after the knocking over, for which the vertically movable device can be used in order to compress the roll.
After the compression, the roll can be stabilized by conventional wet or steam treatment methods. In practice, after compression and / or after being knocked over, yarn laps are optionally dyed in conventional lap-dyeing machines in which a large number of yarn laps are stacked on a reel stand. The stand is lowered into a drum or a pressure dyeing chamber and the liquor is circulated through the yarn package.
By using flexible spring sleeve dyeing roll carriers, the capacity of conventional dyeing machines can be increased by 30 to 50%. After dyeing or stabilization, it is often desirable to dry the yarn package as quickly as possible, for example by high frequency instead of the usual mechanical water extractors, such as centrifugal extractors.
However, due to their electrical properties, metallic dye roll supports are not very suitable for high-frequency drying. In addition, metallic winding supports only have a limited service life. For these and other reasons, it is preferable to replace the resilient, perforated dye wrap carrier with a plastic wrap carrier after dyeing.
The use of resilient plastic bobbins in yarn bobbins allows the use of very fast, high-frequency drying processes. In addition, flexible plastic lap carriers and in particular plastic spring sleeves facilitate uniform unwinding of the thread lap on winding cores, since such sleeves are particularly suitable for absorbing any slack inside the thread lap. Plastic spring sleeves that consist of a corrugated plastic wire wound into a cylinder have proven to be particularly advantageous.
Such plastic lap carriers have a smaller diameter than the flexible metal dye lap carriers and they are introduced into the yarn lap provided with metal lap carriers in the manner described above. The metallic dye roll carrier is removed by suitable gripper means, after which the yarn on the plastic roll carrier can contract.
The following examples serve to further illustrate the invention:
Example I.
A spun cotton yarn is wound onto a cardboard tube to form a roll, the cardboard tube having an outside diameter of 57 mm and a wall thickness of 2.3 mm. A spring steel coil carrier, the outer diameter of which is 49 mm, is placed on the mandrel of an overturning device. The thread lap is pushed over this new lap carrier. The cardboard tube is removed from the thread package using the overturning device. Then the thread package is axially compressed with 60 to 100% overload. The compressed package of yarn is then placed in a package dyeing machine and dyed. The dyed and stabilized yarn package is extracted by pressure and dried in a conventional manner.
Example 11
The thread package according to Example I is treated according to the procedure of Example I with the exception that a plastic spring sleeve is inserted into the colored thread package. The spring steel core is removed by an appropriately modified overturning device. The yarn package is then dried by a high-frequency drying system and wound onto a take-up core for further processing.
Further advantages of the method according to the invention are that by replacing the original cardboard tubes with the flexible lap carriers, greater uniformity is achieved when dyeing the yarn. Individual differences in the spring tension of compliant winding carriers can be corrected by applying sufficient axial pressure to the column of compliant winding carriers in the dyeing machine in order to obtain the same volumetric density in the yarn packages. With conventional rigid dye package such differences in density cannot be compensated for in such a way that problems arise with regard to uneven density or shrinkage of threads or spun yarns.
PATENT CLAIMS
I. A method for replacing winding carriers in yarn bobbins, characterized in that a new winding carrier with a smaller diameter is first inserted into the old winding carrier and then the old winding carrier is removed, an axial movement between the yarn winding and the new winding carrier being prevented.
II. Device for carrying out the method according to claim I, characterized by a) means for receiving the thread package consisting of the thread package (10) and the old package carrier (12), b) means for introducing the new package carrier (18) into the interior of the old lap carrier (12), c) means for holding the yarn lap (10) against axial displacement, d) means (30) for gripping the old lap carrier (12) and e) means for axial displacement of the gripper, whereby after removing the old lap carrier (12) from the thread package (10) the inner part (16) of the thread package (10) contracts around the new package carrier (18).
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