DE10045945A1 - Kern für eine Spinnspule und Verfahren zur Herstellung des Kerns - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kern (10) für eine Spinnspule und zur Aufnahme eines wickelfähigen Gutes. Der Kern (10) besteht aus gewickeltem Bandmaterial (11). Nebeneinanderliegende Abschnitte des Bandmaterials (11) überlappen einander. Die Herstellung erfolgt durch Wickeln auf einem Spuldorn (14).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kern für eine Spinnspule und zur Aufnahme eines wickelfähigen Gutes sowie ein Verfahren zum Her­ stellen des Kerns.

Garne, Gewebe, Fäden und dergleichen werden bei der Herstellung auf Spinnspulen gewickelt. Diese weisen einen festen Kern auf, um den das zu wickelnde Gut herumgewickelt wird. Die Erfindung befasst sich mit dem Aufbau und der Herstellung eines derar­ tigen Spinnspulenkerns. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Spinnspulenkern zu schaffen, der auf einfache Weise herstellbar ist.

Ein erfindungsgemäßer Kern für eine Spinnspule ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Insbesondere flaches Band­ material, etwa aus Kunststoff, wird auf geeignete Weise gewic­ kelt und bildet so den Kern. Das Bandmaterial, etwa ein Flachriemen, ist vorzugsweise schrauben- und/oder wendelförmig ge­ wickelt. Der Aufbau aus einem Bandmaterial ermöglicht eine ein­ fache und im Hinblick auf Durchmesser und Längen äußerst flexible Herstellung.

Vorteilhafterweise sind nebeneinander liegende Abschnitte des Bandmaterials - letzteres wird auch als Spulband bezeichnet - dauerhaft miteinander verbunden, etwa durch Schweißung oder Klebung. Bei schraubenförmiger Anordnung des Bandmaterials und Verschweißung desselben ergibt sich eine außerordentlich hohe Festigkeit, die der eines nahtlosen Rohres nicht nachsteht.

Nebeneinanderliegende Abschnitte des Bandmaterials überlappen einander vorzugsweise. Die Festigkeit und die Möglichkeit zur dauerhaften Verbindung der nebeneinanderliegenden Abschnitte wird so weiter erhöht.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind einander gegenüber­ liegende Ränder des Bandmaterials dünner ausgebildet als ein mittlerer Bereich desselben, wobei die dünnen Ränder nebenein­ anderliegende Abschnitte einander überlappen. Dadurch ist es möglich, den Kern trotz einander überlappender Bereiche mit kontinuierlicher Dicke auszubilden. Auch wird Gewicht einge­ spart. Eine gleichbleibende Dicke oder Wandstärke des Kerns er­ gibt sich insbesondere dann, wenn die einander überlappenden Ränder zusammengenommen eine Stärke entsprechend den nicht überlappenden Bereichen, etwa den mittleren Bereich, aufweisen.

Vorzugsweise weist das Bandmaterial einen flachen, rechteckigen Querschnitt auf. Insbesondere sind die Ränder gestuft ausgebil­ det, um eine Überlappung zu ermöglichen. Randseitige Absätze oder Stufen weisen eine Stärke auf, die der halben Stärke des Bandmaterials im Übrigen entspricht. Denkbar sind auch unter­ schiedliche Stärken im Bereich der einander gegenüberliegenden Ränder. Wichtig ist, dass die einander überlappenden Ränder zu­ sammengenommen eine Stärke entsprechend den nicht überlappenden Bereichen aufweisen.

Vorteilhafterweise ist das Bandmaterial armiert, etwa durch eingebettete Zugträger, insbesondere aus hochfesten Fasern wie beispielsweise Aramid oder Stahl. Die Zugträger sind auch im Bereich der Ränder des Bandmaterials angeordnet, zumindest im Bereich eines der einander gegenüberliegenden Ränder, so dass bei Überlappung der Ränder über die gesamte Länge des Kerns Ar­ mierungen vorhanden sind. Zwingend ist dies aber nicht.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist das Bandmaterial ringförmig gewickelt. Ein endloser Ring wird aus einem end­ lichen Abschnitt des Bandmaterials durch eine Wicklung mit nur einer Windung gebildet. Dabei werden aneinander anstoßende En­ den des Bandmaterials miteinander verbunden.

Ein Kern mit einer längeren Abmessung in Axialrichtung ist ge­ bildet durch dauerhafte Verbindung mehrerer Ringe.

Das erfindungsgemäße Verfahren ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 8, ggf. in Verbindung mit den anschließen­ den Unteransprüchen.

Vorteilhafterweise wird das Bandmaterial kontinuierlich schrau­ ben- und/oder wendelförmig gewickelt und bildet so den sich in Richtung einer Wickelachse erstreckenden Kern.

Vorzugsweise wird das Bandmaterial auf einen Spuldorn aufgewic­ kelt, etwa auf einen motorisch angetriebenen Spuldorn. Der ent­ stehende Kern ist hohl und kann nach Fertigstellung vom Spul­ dorn abgezogen werden.

Vorteilhafterweise wird das Bandmaterial in fester Position - relativ zur Richtung der Wickelachse - stationär zugeführt. Dabei wandert ein freies Ende des gewickelten Kerns kontinuier­ lich in Richtung der Wickelachse. Bei Verwendung eines Spul­ dorns endlicher Länge "wächst" das freie Ende über ein freies Ende des Spuldorns hinaus.

Nach einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wer­ den von dem freien Ende des gewickelten Kerns Abschnitte defi­ nierter Länge abgetrennt. Bei gleichbleibender Wickelgeschwin­ digkeit ist die Länge des gewickelten Kerns abhängig von der verstrichenen Zeit. In einer automatisierten Anlage ist dadurch auf einfache Weise eine programmierte Steuerung möglich.

Eine zum Abtrennen des Abschnitts definierter Länge vorgesehene Schneideinrichtung wandert während des Abtrennens in Richtung der Wickelachse bzw. wird parallel hierzu mitgeführt. Die Wan­ dergeschwindigkeit beträgt vorzugsweise 50 mm/min und ent­ spricht dabei dem durch Zufuhr und Wickeln des Bandmaterials bedingten Längenwachstums des Kerns. Auf diese Weise können äußerst exakte und gerade Schnitte ausgeführt werden. Möglich ist auch eine zeitweise Ankopplung der Schneideinrichtung an den Kern, etwa durch Greifelemente, die nach dem Abschneiden eines fertigen Kerns gelöst und nach einer Rückschubbewegung erneut am nachwachsenden Kern festhalten und mit diesem mitwan­ dern.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen gewickelten Kern in Seitenansicht,

Fig. 2 den Kern gemäß Fig. 1 im Querschnitt,

Fig. 3 einen Kern während der Herstellung in Seitenansicht,

Fig. 4 einen Querschnitt durch ein zur Herstellung des Kerns verwendetes Spulband mit Zugträgern,

Fig. 5 einen Kern aus einem einzelnen Ring, wobei dessen Enden noch nicht miteinander verbunden sind,

Fig. 6 eine auseinandergezogene Darstellung zweier Ringe auf einem Dorn zur Bildung eines Kerns,

Fig. 7 eine auseinandergezogene Darstellung zweier Ringe zur Bildung eines Kerns.

Ein Kern 10 für eine Spinnspule und zur Aufnahme eines wickel­ fähigen Gutes, etwa einer Faser oder eines Gewebes zeigt Fig. 1. Gut erkennbar ist ein Aufbau aus einem wendelförmig gewickelten Material. Dieses wird im vorliegenden Fall als Band­ material 11 bezeichnet.

Der Kern 10 ist nach Art eines Rohres hohl ausgebildet, siehe Fig. 2. Der Innendurchmesser beträgt bspw. 300 mm, die Länge des Kerns bspw. 350 bis 400 mm.

Das Bandmaterial nach Art eines Flachriemens besteht aus thermoplastischem Kunststoff und wird vorzugsweise durch Extru­ sion oder in einem anderen kontinuierlichen Verfahren herge­ stellt und kann armiert sein. Fig. 4 zeigt in das Bandmaterial 11 eingebettete Zugträger 12, die sich in Richtung des Band­ materials erstrecken und die vorzugsweise mit gleichen Ab­ ständen parallel nebeneinander verlaufen. Als Zugträger kommen Drähte, hochfeste Fasern und dergleichen in Betracht.

Eine Einrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Spinn­ spulenkerns ist in Fig. 3 skizziert. Das Bandmaterial 11 wird über eine stationäre bzw. ortsfeste Führungseinheit 13 einem Spuldorn 14 zugeführt und kommt an diesem zur Anlage. Der Spuldorn 14 sitzt auf einer Welle 15, die durch geeignete Lager 16 zur Aufnahme von Querkräften abgestützt und in nicht gezeig­ ter Weise angetrieben ist. Die Führungseinheit 13 befindet sich unmittelbar vor der Auflaufstelle des Bandmaterials 11 am Spul­ dorn 14.

Durch die Führungseinheit 13 wird das Bandmaterial 11 dem Spul­ dorn 14 nicht genau quer zur Wickelachse 17 zugeführt sondern unter einem kleinen Winkel hierzu. Der Winkel ist abhängig von der Breite des Bandmaterials 11 und gerade so gewählt, dass durch den Wickelvorgang auf dem Spuldorn 14 unmittelbar zuein­ ander benachbarte Abschnitte des Bandmaterials 11 ohne Zwischenräume nebeneinander zu liegen kommen. Dabei ist das Bandmaterial wendelförmig bzw. nach Art eines Schraubengewindes um den Spuldorn 14 herumgewickelt.

Ein dabei entstehender Wickel 19 wird durch das zugeführte Bandmaterial 11 kontinuierlich weitergeschoben und kann nahezu beliebig lang sein. Zweckmäßigerweise wird ein Kern 10 mit der gewünschten Länge durch eine verstellbare Schneidvorrichtung 18 vom Wickel 19 abgetrennt. Letzterer gleitet auf dem Spuldorn 14, so dass ein freies Ende 20 in Richtung der Wickelachse 17 wandert.

Der Spuldorn 14 kann mit in Richtung der Wickelachse 17 ange­ ordneten (nicht gezeigten) Vortriebseinrichtungen, beispiels­ weise Abzugsraupen, versehen sein, um die beschriebene Wander­ bewegung des Wickels 19 auf dem Spuldorn 18 zu ermöglichen.

Der Spuldorn 14 ersteckt sich nicht ganz bis zum Arbeitsbereich der Schneideinrichtung 18 und weist einen über seine Länge kon­ stanten Querschnitt auf. In einer nicht gezeigten Ausführung verjüngt sich der Querschnitt des Spuldorns 14 in Richtung auf die Schneideinrichtung 18. Dies verhindert einen festen Sitz des Wickels 19 auf dem Spuldorn 18 bei schrumpfendem Bandma­ terial 11. Vorzugsweise ist der Spuldorn 14 dann leicht kegel­ förmig ausgebildet.

Die Schneidvorrichtung 18 wird während des Schneidvorgangs mit dem wandernden freien Ende 20 mitgeführt, um Schnitte genau quer zur Wickelachse 17 zu ermöglichen.

Nach dem Schneiden werden das freie Ende 20 bzw. die hier um­ laufende Schnittfläche des Wickels 19 und/oder die korrespon­ dierende Schnittfläche des abgetrennten Kerns 10 nachbehandelt. Angestrebt ist eine Versiegelung und/oder Glättung der Schnitt­ flächen, insbesondere der ggf. vorhandenen Armierungen oder Zugträger 12. Hierzu werden die Schnittflächen mit Hitze beauf­ schlagt. Ein Verschweißen kann vorzugsweise als Spiegelschwei­ ßen, mit Heißluft oder als Ultraschall-Schweißen erfolgen.

Das auf dem Spuldorn 14 zu liegen kommende Bandmaterial 11 bzw. dessen zueinander benachbarte Windungen werden dauerhaft mit­ einander verbunden. Hierzu ist in Fig. 3 eine Schweißeinheit 21 etwa gegenüber der Führungseinheit 13 angeordnet. Seitliche Ränder 22, 23 des Bandmaterials 11 werden unmittelbar miteinan­ der verschweißt oder auf andere Weise dauerhaft miteinander verbunden. Dies erhöht die Festigkeit des entstehenden Kerns 10. Eine lösbare Verbindung ist vorteilhaft, wenn das Bandmaterial 11 wiederverwertet werden soll, etwa für Kerne anderer Durchmesser und/oder Längen.

Bevorzugt ist eine in Richtung der Wickelachse 17 ebene Ober­ flächengestaltung des Kerns 10. Gleichwohl sollen die zueinan­ der benachbarten Abschnitte des Bandmaterials 11 gut miteinan­ der verbunden sein. Hierzu ist der Querschnitt des Bandmateri­ als 11 (Fig. 4) in besonderer Weise gestaltet. Die Ränder 22, 23 sind jeweils dünner ausgebildet als das Bandmaterial 11 in einem mittleren Bereich 24, vorzugsweise jeweils halb so dick. Dadurch können die seitlichen Ränder 22, 23 einander überlappen und trotzdem eine ebene Oberfläche des Kerns 10 bilden.

Gemäß Fig. 4 weist das Bandmaterial 11 einen flachen, rechtec­ kigen Querschnitt mit randseitigen Absätzen 25, 26 auf. Diese kommen im gewickelten Kern 10 aufeinander zu liegen. Die Ver­ schweißung bzw. Verbindung durch die Schweißeinheit 21 erfolgt an dem das nachfolgende Bandmaterial 11 aufnehmenden seitlichen Rand 23 und zwar in einem Bereich, in dem die verringerte Stärke des seitlichen Randes 23 beginnt, in Fig. 4 an einer dem Absatz 26 zugewandten Stufenstirnfläche 27. An dieser kommt eine gegenüber dem Absatz 25 abgewinkelte äußere Stirnfläche 28 zu liegen.

Anstelle der in Fig. 4 gezeigten, gestuften Ausführung kann das Bandmaterial 11 auch einen seitlich jeweils spitz zulaufenden Querschnitt aufweisen. Wichtig ist die Eignung für eine mög­ lichst ebene Oberfläche des fertigen Kerns 10 bei vorzugsweise teilweiser Überlappung des Bandmaterials 11.

Die bereits beschriebene Armierung durch die Zugträger 12 ist vorzugsweise nicht über den gesamten Querschnitt des Bandmater­ ials 11 angeordnet. Vielmehr sind die Zugträger 12 nur im mitt­ leren Bereich 24 und in einem der beiden seitlichen Ränder 22, 23 vorhanden. In Fig. 4 sind im seitlichen Rand 23 keine Zug­ träger angeordnet. Im Ergebnis führt dies dazu, dass der fer­ tige Kern 10 über seine gesamte Länge Zugträger mit gleichen Abständen zueinander aufweist. Zur Erhöhung der Nahtstellen zwischen den benachbarten Windungen des Bandmaterials 11 können aber auch beide seitlichen Ränder 22, 23 mit Zugträgern 12 ausgestattet sein. Ebenfalls möglich ist eine Aussparung der seit­ lichen Ränder 22, 23 als Aufenthaltsort für die Zugträger 12. Insbesondere bei relativ dicken Zugträgern im Verhältnis zur Stärke der seitlichen Ränder kann dies angezeigt sein.

Das Bandmaterial hat vorzugsweise eine Breite von 120 mm. An Stelle eines einzelnen Flachriemens kann dieser auch geteilt sein, so dass mehrere nebeneinander geführte Teil-Riemen, etwa 3 Teilriemen mit je 40 mm Breite für die Herstellung des Kerns 10 verwendet werden. Es müssen dann auf dem Spuldorn 14 auch die nebeneinander zu liegen kommenden Teil-Riemen miteinander verschweißt werden. Die Herstellung mit Teil-Riemen verhindert eventuelle Verwindungen und Wölbungen eines ohne Teilung rela­ tiv breiten Riemens.

Ein zu einem Ring 29 gekrümmtes bzw. gewickeltes Bandmaterial zeigt Fig. 5. Freie Enden 30, 31 sind noch miteinander zu ver­ binden, vorzugsweise durch Schweißen oder Kleben. Im ein­ fachsten Fall bildet der Ring 29 den Kern 10. Dessen Erstrec­ kung in Axialrichtung ist dann abhängig von der Breite des ver­ wendeten Bandmaterials 11, hier vorzugsweise bis etwa 120 mm.

Zur Bildung längerer Kerne werden mehrere Ringe 29 in Axial­ richtung nebeneinander angeordnet und im Bereich von umlaufen­ den Stirnflächen 32, 33 miteinander verbunden. Auch dies er­ folgt vorzugsweise durch Schweißen oder Kleben. Besonders ge­ eignete Schweißmethoden sind das Spiegelschweißen und das Ul­ traschall-Schweißen.

Für das Verbinden zweier Ringe 34, 35 werden diese vorzugsweise auf einen Dorn 36 aufgezogen, der - analog der Darstellung in Fig. 3 - motorisch angetrieben sein kann. Vorteilhaft ist eine senkrechte Ausrichtung des Dorns 36. Der untere Ring 35 kommt dann auf einem umlaufenden Absatz 37 des Dorns zu liegen.

Zum Verbinden der Ringe 34, 35 ist eine Selbstzentrierung der­ selben vorteilhaft. Diese wird erzielt durch entsprechende Ge­ staltung der umlaufenden Stirnflächen 32, 33. Gemäß Fig. 6 sind die Stirnflächen relativ zu einer Mittelachse 38 abgeschrägt.

Sobald die Ringe 34, 35 aneinander anliegen, sind diese zuein­ ander zentriert ausgerichtet.

Fig. 7 zeigt eine Abwandung in der Gestaltung der umlaufenden Stirnflächen 32, 33 - etwa analog Fig. 4. Die Stirnflächen sind gestuft ausgebildet. Die "aufnehmende" Stirnfläche 32 weist ei­ nen inneren umlaufenden Absatz 39 mit benachbarter Innenfläche 40 auf. Demgegenüber ist die "eintretende" Stirnfläche 33 mit einem äußeren umlaufenden Absatz 41 und einer demgegenüber nach innen versetzten Außenfläche 42 versehen. Bei dieser Gestaltung können die Ringe 34, 35 ineinandergesteckt und anschließend dauerhaft miteinander verbunden werden. Gerade bei dieser Aus­ führung ist ein Dorn als Zentrierhilfe entbehrlich.

Bezugszeichenliste

10

Kern

11

Bandmaterial

12

Zugträger

13

Führungseinheit

14

Spuldorn

15

Welle

16

Lager

17

Wickelachse

18

Schneidvorrichtung

19

Wickel

20

freies Ende

21

Schweißeinheit

22

seitlicher Rand

23

seitlicher Rand

24

mittlerer Bereich

25

Absatz

26

Absatz

27

Stufenstirnfläche

28

äußere Stirnfläche

29

Ring

30

freies Ende

31

freies Ende

32

umlaufende Stirnfläche

33

umlaufende Stirnfläche

34

Ring

35

Ring

36

Dorn

37

Absatz

38

Mittelachse

39

innerer Absatz

40

Innenfläche

41

äußerer Absatz

42

Außenfläche

Claims (20)

1. Kern (10) für eine Spinnspule und zur Aufnahme eines wic­ kelfähigen Gutes, gekennzeichnet durch einen Aufbau aus gewic­ keltem Bandmaterial (11).

2. Kern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass neben­ einanderliegende Abschnitte des Bandmaterials (11) dauerhaft miteinander verbunden sind.

3. Kern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nebeneinanderliegende Abschnitte des Bandmaterials (11) einan­ der überlappen.

4. Kern nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einander gegenüberliegende Ränder (22, 23) des Bandmaterials (11) dünner ausgebildet sind als ein mittlerer Bereich (24) desselben und dass die dünnen Ränder (22, 23) nebeneinanderliegende Abschnitte einander überlappen.

5. Kern nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial (11) einen flachen, rechteckigen Querschnitt aufweist.

6. Kern nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial (11) armiert ist.

7. Kern nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial (11) überwiegend oder zumindest an seiner Oberfläche aus Kunststoff besteht.

8. Kern nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial (11) wendel- oder schraubenförmig gewickelt ist.

9. Kern nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial (11) ringförmig gewickelt ist.

10. Kern nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass meh­ rere Ringe (34, 35) aus Bandmaterial (11) axial nebeneinander­ liegend miteinander verbunden sind zur Bildung des Kerns (10).

11. Kern nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass be­ nachbarte Ringe (34, 35) formschlüssig ineinandergreifende um­ laufende Stirnflächen (32, 33) aufweisen, insbesondere gestufte oder abgeschrägte Stirnflächen, derart, dass Bereiche (Innenfläche 40) der Stirnfläche (32) des einen Rings in radia­ ler Richtung an Bereichen (Außenfläche 42) der Stirnfläche (33) des benachbarten Rings anliegen.

12. Verfahren zum Herstellen eines Kerns (10) für eine Spinn­ spule, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (10) im Wickelver­ fahren hergestellt wird, wobei ein flaches Bandmaterial (11) insbesondere wendel- und/oder schraubenförmig gewickelt wird und so den sich in Richtung einer Wickelachse (17) erstreckenden Kern (10) bildet.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial (11) auf einen Spuldorn (14) gewickelt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, dass das Bandmaterial (11) zum Wickeln in - relativ zu ei­ ner Wickelachsrichtung (17) - fester Position zugeführt wird und dass ein freies Ende (20) des gewickelten Kerns (10) in Richtung der Wickelachse (17) wandert.

15. Verfahren nach Anspruch 12 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von einem freien Ende ei­ nes durch das Wickeln entstehende Wickels (19) Abschnitte de­ finierter Länge zur Bildung der gewünschten Kerne (10) abge­ trennt werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneideinrichtung (18) zum Abtrennen der Kerne (10) defi­ nierter Länge während des Abtrennens in Richtung der Wickel­ achse (17) wandert.

17. Verfahren nach Anspruch 12 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial (11) mit zumindest teilweiser Überlappung benachbarter Abschnitte gewic­ kelt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bandmaterial (11) im Bereich der Überlappung verschweißt, verklebt oder auf andere Art miteinander verbunden wird.

19. Verfahren nach Anspruch 15 oder einem der weiteren An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Abtrennen eines Kerns (10) von einem Wickel (19) entstandene Schnittflächen versiegelt und/oder geglättet werden, insbesondere durch Ver­ schweißen der Schnittflächen.

20. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Ringe (34, 35) aus gewickeltem Bandmaterial (11) zur Bildung des Kerns (10) in Axialrichtung nebeneinanderliegend miteinander verbunden werden.