CH683097A5

CH683097A5 - Verfahren zum Herstellen einer Kreuzspule und danach hergestellte Kreuzspule.

Info

Publication number: CH683097A5
Application number: CH614/91A
Authority: CH
Inventors: Gregor Gebald; Manfred Langen
Original assignee: Gregor Gebald Manfred Langen
Priority date: 1990-03-23
Filing date: 1991-02-28
Publication date: 1994-01-14
Also published as: ITMI910418A1; DE4009370A1; ITMI910418A0; IT1249645B; JPH04213562A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kreuzspule aus Garn, insbesondere Spinnfasergarn, mit Hilfe eines eine an die Mantelfläche der Kreuzspule heranreichende Öse aufweisenden Fadenführers, bei dem für das kreuzweise Ablegen des Garns die Fadenführeröse relativ zur Kreuzspule parallel zur Spulenachse changiert wird. Sie betrifft ferner eine nach dem Verfahren hergestellte Kreuzspule.

Der Aufbau von Kreuzspulen für Verarbeitungsprozesse beim Weben, Stricken, Doppeldraht-Zwirnen, Färben usw. ist auch für den Spinnfaserbereich so weit fortgeschritten, dass für die gängigen Spulenlängen von bis zu 10 Zoll (25,4 cm) und Spulendurchmessern von bis zu 320 mm grundsätzliche technische Aufbauprobleme zur Zeit grösstenteils gelöst sind. Schwierigkeiten können sich jedoch zum einen ergeben, wenn die Spulenkörper vergrössert, insbesondere mit grösserer Länge in Richtung der Spulenachse hergestellt werden sollen, um das Handling, vor allem bei automatischen Maschinen, zu verbessern, und zum anderen, wenn der bisherige Spulenaufbau die geschwindigkeitsbedingt gesteigerten Spulenablaufbedingungen nicht mehr optimal erfüllen kann, so dass entsprechende Ablauffehler auftreten. Durch den mit der Spulenlänge steigenden Spulenhub wird die Fadenbeanspruchung sowohl beim Spulen, also beim Herstellen der Kreuzspule, als auch beim Fadenabzug von der Kreuzspule in der Weiterverarbeitung zunehmend problematisch.

Beim Aufspulen des Garns wird dieses immer über den vollen Hub der Kreuzspule geführt, und zwar entweder von einer Nutentrommel oder mit Hilfe eines Fadenführers. Legt man beispielsweise eine Spulengeschwindigkeit von 1.800 m/min mit einem Spulenhub von 150 mm zugrunde, dann ist die Changierhäufigkeit des Garns bei einem üblichen Kreuzungswinkel der Fäden von 28° ca. 50 x pro Sekunde, das heisst der Faden wird ca. 25 x pro Sekunde hin- und hergeschleudert. Je grösser der Hub ist, um so kritischer verhält sich der Faden an den Unlenkstellen, also an den Flanken der Spule, und um so grösser ist die Beanspruchung des Fadens. Auch ein sauberes Aufbauen der Kanten bzw. Spulenflanken wird immer schwieriger, je grösser die Hubstrecke ist, über die der Faden von der Mitte nach links und rechts gehen muss. Die Folgen sind Überspringer, rillige Spulen, Spannungswechsel, beschädigte Fadenstücke an den Kanten und dergleichen.

Erhebliche Probleme ergeben sich auch bei Fadenabzug. Hierbei wird die von der Spule auf den Faden ausgeübte Flächenreibung mit der in Achsrichtung gemessenen Spule grösser. Aus der Praxis ist bekannt, dass es vor allem bei feineren Garnen immer kritischer für den Faden wird, sicher von der Spule abzulaufen, je grösser der Hub ist. Es gibt Verhedderungen, Verhakungen, abgezogene Fadenschlingen und Fadenbrüche.

Diese Probleme werden immer drastischer, je länger die Kreuzspule wird, und je schneller der Faden in den nachfolgenden Verarbeitungsprozessen abgezogen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Kreuzspule, vorzugsweise für den Spinnfaserbereich, zu schaffen, das es ohne Erhöhung der Fadenbeanspruchung sowohl beim Spulen als auch beim Abziehen des Garns erlaubt, die in Achsrichtung gemessene Spulenlänge über die heute üblichen Masse hinaus wesentlich zu vergrössern.

Für das Verfahren eingangs genannter Art, bei dem für das kreuzweise Ablegen des Garns eine Fadenführeröse relativ zur Spule parallel zur Spulenachse changiert wird, besteht die erfindungsge-mässe Lösung darin, dass das Changieren zum kreuzweisen Ablegen des Garns abschnittsweise jeweils nur auf einem Hub erfolgt, der relativ klein gegen die Spulenlänge ist, und dass dieser kurzperiodischen Changierbewegung ein insgesamt relativ langsamer Hin- und Hervorschub der Fadenführeröse in Richtung der Kreuzspulenachse überlagert wird.

Durch die Erfindung wird erreicht, dass die für das kreuzweise Ablegen des Garns wesentliche Changierbewegung auf einer gegenüber der Spulenlänge kleinen Amplitude ausgeführt wird und daher eine geringere Belastung auf das Garn ausübt als die beim herkömmlichen Spulen mit Nutentrommel oder Fadenführer jeweils über die ganze Spulenlänge geführte Changierbewegung. Statt eines Hubs von beipielsweise 150 mm bei einer üblichen Kreuzspule hat erfindungsgemäss die Changierbewegung nur noch einen Bruchteil der 150 mm, z.B. 10 bis 40 mm, inbesondere etwa 30 mm. Beim Ablauf des Garns über den relativ kleinen Changierhub entstehen entsprechend verhältnismässig geringe Fadenspannungssprünge, das heisst es sind ausserordentlich hohe Abzugsgeschwindigkeiten möglich, mit gleichmässigeren Fadenzugkräften als beim Ablaufen bisheriger Kreuzspulen, auf denen der Changierhub jeweils über die ganze Spuienlän-ge reicht.

Gemäss weiterer Erfindung kann der der zum kreuzweisen Ablegen des Garns dienenden, kurzperiodischen Changierbewegung überlagerte Hin- und Hervorschub kontinuierlich oder mit Schritten in der Grössenordnung der Amplituden der kurzperiodischen Changierbewegung ausgeführt werden:

a) In der ersten Alternative ist es möglich, die Fadenführerbewegung von rechts nach links und von iinks nach rechts ständig kontinuierlich so zu steuern, dass dünne Kreuzschichten nebeneinander und übereinander, vorzugsweise schuppenartig, aufgebaut werden. Das bedeutet, dass die enge Fadenführung von z.B. bei 30 mm kontinuierlich über den Gesamthub der Spule verschoben und durch wandernde, überlagernde Fadenschichten der Spulenkörper aufgebaut werden kann.

b) In der anderen Alternative wird der Faden in kleinen Bereichen mit der Amplitude der kurzperiodischen Changierbewegung, also z.B. etwa 30 mm, mittels Fadenführung verlegt, so dass stufenweise Spulenscheiben aufgebaut werden. Diese Spulenscheiben können in einer Ausgestaltung

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nacheinander bis zum vollen Spulendurchmesser gebildet werden. In einer noch weiteren Ausgestaltung der Erfindung soll die Kreuzung so verlegt werden, dass kleine Stufen nebeneinander gestellt werden und damit das gesamte Spulengefüge ergeben. Es kann dabei also eine schichtweise Windung um jeweils eine (Doppel) Amplitude der kurzperiodischen Changierbewegung über den Gesamthub der Spule versetzt werden.

Durch die erfindungsgemässe Verfahrensweise ist es möglich, die Kreuzungswinkel des Garns kleiner als bisher üblich zu wählen. Die Gefahr der Fadenüberspringer ist beseitigt, weil die Fadenschleuderbewegung sich wegen der kleinen Hübe nicht mehr störend auswirken kann. Es können auch verschiedene Kreuzungswinkel, z.B. beim Hartspulen für das Färben, auf der Länge der Spule vorgesehen werden. Innerhalb dieses Winkelbereichs wird dann der tatsächlich gelegte Winkel regelmässig oder unregelmässig geändert, um eine Blickstörung zu erzeugen. In jedem Fall kann durch den überlagerten Vorschub des Fadenführers jede beliebige Bildstörung erzeugt werden.

Gemäss weiterer Erfindung lässt sich auch die endgültige Spulenform durch Steuerung des überlagerten Hin- und Hervorschubs des Fadenführers bestimmen. Auf diese Weise können, wie gesagt, nicht nur Bildstörungen optimal herbeigeführt, sondern auch alle möglichen Spulenformen und -hübe hergestellt werden. Man kann durch Steuerung der überlagerten Vorschubbewegung des Fadensführers konische oder zylindrische Spulen herstellen, diese Steuerung des Fadenführers erlaubt es aber auch, knäuelförmige, pineapple-spulen-ähnliche Körper aufzubauen. Eine für die Strickerei häufig erwünschte Zusatzkonizität ist leicht herzustellen. Vom anwendungstechnischen Gesichtspunkt her betrachtet bietet das erfindungsgemässe Verfahren schliesslich die Möglichkeit, alle Variationen zu erfüllen, die betreffend Hub, Kantenaufbau, Durchmesser, Konizität, Zusatzkonizität und dergleichen in der Praxis gewünscht werden.

Der der kurzperiodischen Changierbewegung des Fadenführers überlagerte kontinuierlich oder diskontinuierlich ausgeführte, relativ langsame Hin- und Hervorschub kann entweder durch eine Bewegung des Fadenführers oder aber durch eine Bewegung des Spulenkörpers bewirkt werden. Da der überlagerte Hin- und Hervorschub relativ langsam ausgeführt wird, ist es ohne weiteres möglich, diese Bewegung von der relativ zum Fadenführer schweren Spule ausführen zu lassen.

Wichtig ist es jedoch erfindungsgemäss, einen Fadenführer mit an die Mantelfläche der wachsenden Spule herangeführte Öse zu verwenden, weil das Garn zwischen der Öse und der Mantelfläche nur auf einer sehr kurzen Strecke von z.B. 5 bis 10 mm frei läuft und einen vom Spulen über Nutentrommeln bekannten Ballon nicht bilden kann. Das ablaufende Garn lässt sich also auf dem erfindungsgemäss relativ kleinen Changierhub mit ausserordentlicher Genauigkeit ablegen, und der Fadenführer bzw. dessen Öse können mit hoher Geschwindigkeit fahren, weil nur ein kleiner Hub verlegt werden muss.

Zum Erzeugen des kleinen Hubs kann der Fadenführer auf sehr verschiedene Weise mit der jeweiligen Changierperiode hin- und herbewegt werden. In Frage kommen beispielsweise ein linearer Antrieb des Fadenführers in einer Schienenführung, ein Antrieb des Fadenführers (als Ganzes) nach Art der Garnchangierung mit Nutentrommel oder eine Befestigung der Fadenführeröse am freien Ende einer mechanisch, magnetisch, pneumatisch etc. erregten Federzunge.

Eine weitere Lösung der vorgenannten Aufgabe ist bei der nach dem Verfahren hergestellten Kreuzspulen dadurch gekennzeichnet, dass der in Richtung der Spulenachse gemessene Changierhub, also der Abstand zwischen je zwei Umkehrpunkten einer Garnspule, klein gegen die Spulenlänge ist. Eine solche Kreuzspule ist, wie dargelegt, nicht nur einfacher als bisherige Spulen herzustellen sondern auch problemloser abzuziehen. Wegen des kleinen Changierhubs schwankt die Fadenspannung des abgezogenen Garns kaum, und mitgerissene Garnlagen können nicht vorkommen, weil die nächste kleine Garnschicht auch nur auf dem kleinen Hub abläuft und dann zur folgenden Garnschicht wechselt. Wegen dieses Mikroaufbaus der erfindungsge-mässen Kreuzspule ist deren Gesamtgrösse, also der Makroaufbau, im Rahmen von Aufgabe und Lösung theoretisch unbeschränkt.

Eine erfindungsgemässe Kreuzspule besteht -wie gesagt - aus einzelnen Lagen, deren Changierhub in Richtung der Spulenachse klein gegen die Spulenlänge ist. Dieser Aufbau der Kreuzspule ermöglicht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dahingehend, dass die erste Lage bzw. die ersten Lagen an einer bestimmten Stelle der Hülse, vor-zusweise an einem Längsende der zum Aufwickeln der Spule vorgesehenen Hülse, als sogenannte Signalwicklung ausgebildet werden. Diese erste auf die Hülse aufgetragene Garnschicht bietet nämlich die Möglichkeit, in dem Moment ein Signal zu setzen, in dem begonnen wird, die Garnschicht abzuarbeiten. Dieses Signal kann den Hinweis geben, dass die Spule, nach einer bestimmten restlichen Garnlänge, von z.B. etwa 100 m, leergelaufen ist. Das Signal kann durch den leergelaufenen Hülsenteil vor dem letzten Garnbereich gegeben werden und kann beispielsweise Massnahmen zum Spulenwechsel oder andere Steuermassnahmen, z.B. langsamen Maschinenlauf oder die Positionierung irgendeines Geräts für besondere Aufgaben, einleiten.

Eine Signalwicklung der beschriebenen Art liegt beispielsweise auf einem elektrisch leitenden Metallstreifen unmittelbar auf der jeweiligen Spulenhülse. Im Metallstreifen kann ein Berührungskontakt, z.B. an einer die Spule antreibenden Treibwalze, gegenübergestellt werden, der bei Beginn des Ablaufs der Signalwicklung mit dem auf der Hülse befindlichen Kontaktstreifen in Berührung kommt und das jeweils gewünschte Signal auslöst. Die Art der Erzeugung des Signals ist dem Fachmann jedoch überlassen, anstelle der durch Berührungskontakt ausgelösten Signalgabe kann die jeweilige Schaltung auch berührungslos aktiviert werden. Es kommen Annäherungsschalter, aber auch kontinuierlich

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arbeitende Einrichtungen wie Potentiometer in Frage. Wesentlich ist allein, dass es bei der erfin-dungsgemässen Art der Wicklung erstmals möglich ist, bei einer Kreuzspule eine Signalwicklung vorzusehen, weil die erfindungsgemässen Wicklung immer nur über kleine Abschnitte in Spulenlängsrichtung hin und her geht, so dass auch die erste Wicklungslage aus einzelnen nebeneinanderliegenden oder geschuppten «Mikro-Wicklungen» besteht. Als Signalwicklung kann dann die beim Aufwickeln erste bzw. beim Abwickeln letzte Mikro-Wicklung herangezogen werden. Eine exakt arbeitende Signalwicklung konnte bei herkömmlichen Kreuzspulen nicht vorgesehen werden, weil der Faden immer über die ganze Länge der Hülse gelegt wurde.

Anhand der schematischen Darstellung von Ausführungsbeispielen werden Einzelheiten der Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine zylindrische Kreuzspuie mit schuppenartig übereinander liegenden, durch kurzperiodischen Changierbewegung hergestellte Garneinzellagen;

Fig. 2 eine aus Einzelscheiben aufgebaute konische Kreuzspule;

Fig. 3 das Prinzip einer Vorrichtung zum Ausführen des erfindungsgemässen Kreuzspuiverfahrens.

Die Kreuzspule nach Fig. 1 besitzt eine zylindrische Hülse 1 und einen darauf gewickelten zylindrischen Spulenkörper 2. Die Hülse 1 besitzt an einem Längsende einen Signalbereich 3, der z.B. aus einer Metalifolie bestehen kann und beim Ablaufen der Spule durch Kontakt, z.B. mit einer Auflage, ein Signal geben kann, das besagt, dass nur noch ein Rest von beispielsweise 100 m Garn auf der Hülse liegt.

Der erfindungsgemässe Aufbau des Spulenkörpers 2 nach Fig. 1 ist gekennzeichnet durch schuppenartig übereinanderliegende einzelne Garnlagen 4. Dieser schuppenartige Aufbau entsteht dadurch, dass der der kurzperiodischen, für das kreuzweise Ablegen des Garns vorgesehenen Changierbewegung überlagerte oder relativ langsame Hin- und Hervorschub kontinuierlich ausgeführt wird. Die das Garn automatisch der Spule zuführende Öse (in Fig. 1 nicht gezeichnet) führt dann gewissermassen eine Pilgerschrittbewegung aus. Da diese dem kurzperiodischen Changieren überlagerte Pilgerschrittbewegung sowohl beim Vorschub des Fadenführers von links nach rechts in Fig. 1 als auch von rechts nach links erfolgt, ergibt sich der schematisch dargestellte fischgrätenartige Schuppenaufbau der einzelnen durch die kurzperiodische Changierbewegung erzeugten Garnlagen.

In Fig. 2 wird eine konische Kreuzspule mit einer konischen Hülse 5 und einem konischen Spulenkörper 6 schematisch dargestellt. Der konische Spulenkörper nach Fig. 2 besteht aus einzelnen Spulenscheiben 7, die dadurch entstanden sind, dass der Hin- und Hervorschub des Fadenführers, der dessen kurzperiodischer Changierbewegung überlagert sein soll, mit Schritten in der Grössenordnung der Amplitude der Changierbewegung ausgeführt wird. In Fig. 2 werden dazu zwei Alternativen angedeutet. Entweder werden die Spuienscheiben 7 der Reihe nach, z.B. am linken Ende von Fig. 2 beginnend, ganz aufgebaut, oder die Spulen werden stufenweise allmählich gespult, indem zuerst die linke Spulenscheibe 7 bis zu dem angedeuteten Niveau 8, dann die nächste Spulenscheibe 7 bis zu dem angedeuteten Niveau 9 und danach erst das Niveau 8 und dann das Niveau 9 erhöht und dann mit dem Aufbau der dritten Spulenscheibe begonnen wird.

Schliesslich wird auf diese Weise die erste (in Fig. 1 linke) Spulescheibe ganz fertig, und die restlichen Spulenscheiben haben die in Fig. 2 mit 10 angedeuteten Niveaus. Diese Niveaus 10 werden nach dem bisherigen Prinzip stückweise allmählich aufgebaut, bis schliesslich der konische Spulenkörper 6 fertiggestellt ist.

Ein prinzipieller Aufbau einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens wird in Fig. 3 dargestellt. Darin läuft eine Kreuzspule 11 mit Hülse 12 auf einer einen Antrieb 13 aufweisenden Treibwalze 14. Grundsätzlich kann die Kreuzspule 11 auch einen Axialantrieb besitzen, der allerdings im allgemeinen so gesteuert werden soll, dass sich eine im wesentlichen konstante Umfangsgeschwindigkeit der im Durchmesser wachsenden Kreuzspule ergibt. Ein Axialantrieb empfiehlt sich beispielsweise dann, wenn das gewickelte Garn zu empfindlich für einen Umfangsantrieb ist.

Das von einer beliebigen Ablaufspule beispielsweise von einem Kops 15 kommende Garn 16 wird nach Fig. 3 mit Hilfe eines Fadenführers 17 über dessen Öse 18 auf die Mantelfläche 19 der Kreuzspule 11 aufgebracht. Der Fadenführer 17 kann im prinzip als Schlitten 20 auf einer parallel zur Spulenachse 21 verlaufenden Führung 22 in Pfeilrichtung 23 verfahrbar ausgebildet werden. Bei der Bewegung des Schlittens 20 in der Führung 22 erfolgt dann das kreuzweise Ablegen des Garns 16 nur auf dem durch die Führung 22 bestimmten Hub 24, der klein gegen die Spulenlänge 25 ist. Der kurzperiodischen Changierbewegung des Schlittens 20 in der Führung 22 wird erfindungsgemäss ein insgesamt relativ langer Hin- und Hervorschub des Fadenführers 17 insgesamt, beispielsweise mit Hilfe eines Schlittens 26, in einer parallel zur Spulenachse 21 liegenden Führung 27 überlagert. Je nachdem, ob der Schlitten 26 kontinuierlich oder diskontinuierlich in der Führung bewegt wird, entstehen die Spuienbilder nach Fig. 1 und 2. Ersichtlich kann durch Steuerung des Schlittens 26 jeder beliebige Spulenaufbau erzeugt werden.

Die Darstellung des Fadenführers 17 mit seinen Führungselementen nach Fig. 3 dient nur als Anschauungsbeispiel. Es kann selbstverständlich jede beliebige Ausführung des Fadenführers gerechnet werden, insbesondere kann die mit Hilfe des Schlittens 26 der kurzperiodischen Changierbewegung des Schlittens 20 überlagerte Bewegung auch durch einen entsprechenden Antrieb der Kreuzspule 11 selbst - z.B. auch über die Treibwalze 14 - erreicht werden. Wesentlich ist lediglich die unabhängige Überlagerung der beiden Bewegungen.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer Kreuzspule (11) aus Garn, insbesondere Spinnfasergarn, mit Hilfe eines eine an die Mantelfläche (19) der Spule heranreichende Öse (18) aufweisenden Fadenführers (17), bei dem für das kreuzweise Ablegen des Garns (16) die Fadenführeröse relativ zur Spule parallel zur Spulenachse (21) changiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Changieren zum kreuzweisen Ablegen des Garns (16) abschnittweise jeweils nur mit einem Hub (24) erfolgt, der klein gegen die Spulenlänge (25) ist, und dass dieser kurzperiodischen Changierbewegung ein insgesamt relativ langsamer Hin- und Hervorschub der Fadenführeröse (18) in Richtung der Spulenachse (21) überlagert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hin- und Hervorschub kontinuierlich ausgeführt wird (Fig. 1).

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hin- und Hervorschub diskontinuierlich gesteuert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je zwei Schritten eine Scheibenspule mit einer der Amplitude der kurzperiodischen Changierbewegung entsprechenden Länge zumindest teilweise aufgebaut wird (Fig. 2).

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hin- und Hervorschub mit Schritten in der Grössenordnung der Amplitude der kurzperiodischen Changierbewegung ausgeführt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die endgültige Spulenform durch Steuerung des langsamen Hin- und Hervorschubs bestimmt wird.

7. Kreuzspule, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der in Richtung der Spulenachse (21) gemessene Hub

(24) bzw. der Abstand zwischen zwei Umkehrpunkten einer Garnlage klein gegen die Spulenlänge

(25) ist.

8. Kreuzspule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine zwischen zwei Umkehrpunkten unmittelbar auf der Spulenhülse liegende Garnlage, insbesondere an einem der Längsenden der Hülse, als Signalwicklung ausgebildet ist.

9. Kreuzspule nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass unter der Signalwicklung ein elektrisch leitender Streifen unmittelbar auf der Spulenhülse liegt und dass dem elektrisch leitenden Metallstreifen ein Kontakt gegenübergestellt ist, der beim Ablaufen der auf dem Metallstreifen liegenden Garnwicklung mit dem Metallstreifen in Berührung kommt und ein Signal auslöst.

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