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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abziehen und Aufwickeln
einer Fadenschar gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Derartige
Vorrichtungen zum Abziehen und Aufwickeln einer Fadenschar sind
allgemein bekannt und werden bei der Herstellung von synthetischen Fäden
eingesetzt. Bei der Herstellung von synthetischen Fäden
ist es üblich, dass in einer Spinneinrichtung parallel
nebeneinander eine Mehrzahl von Fäden gleichzeitig aus
einer Polymerschmelze gesponnen und abgezogen werden. Die Fadenschar
wird nach einer Behandlung vorzugsweise einer Verstreckung gemeinsam
zu Spulen aufgewickelt.
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Eine
derartige Vorrichtung zum Abziehen und Aufwickeln einer Fadenschar
ist beispielsweise aus der
EP
0 845 550 A1 bekannt. Die bekannte Vorrichtung weist eine
antreibbare Spulspindel auf, um die Fäden der Fadenschar
parallel nebeneinander zu mehreren Spulen wickeln zu können.
Die Fäden der Fadenschar werden durch mehrere Kopffadenführer separiert
und den jeweiligen Spulstellen zugefürt.
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Bei
der bekannten Vorrichtung ist es erforderlich, dass die Fäden
der Fadenschar zu Separierung aufgespreizt werden, da der Fadenabstand
zwischen den einzelnen Fäden je nach Einrichtung unterschiedlich
groß ausgebildet ist. Um trotz der zum Teil erheblichen
Auslenkungen insbesondere der äußeren Fäden
gleiche Fadenspannungen in den Fäden zu erhalten, weist
die bekannte Vorrichtung zusätzliche Einrichtungen auf,
um eine Vergleichmäßigung trotz unterschiedlicher
Auslenkung an den Fäden ausführen zu können.
Derartige Zusatzeinrichtungen erfordern einen hohen apparativen
Aufwand, der insbesondere mit größerer Anzahl
der Fäden pro Fadenschar sehr ansteigt.
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Um
insbesondere eine Aufspreizung der Fadenschar zur Verteilung auf
die einzelnen Spulstellen möglichst schonend auszuführen,
ist aus der
WO 2004/015173 eine
weitere Vorrichtung zum Abziehen und Aufwickeln einer Fadenschar
bekannt, bei welcher die Verteilung der Fäden im wesentlichen
aus einer horizontalen Verteilebene heraus erfolgt. Zur Realisierung
eines derartigen Fadenlaufs wird die Fadenschar mehrfach um jeweils
90° umgelenkt. Die Vermeidung der Aufspreizung der Fäden
lässt sich hier nur auf Kosten zusätzlicher Fadenumlenkungen realisieren.
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Es
ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Abziehen und
Aufwickeln einer Fadenschar der gattungsgemäßen
Art derart weiterzubilden, dass die Fäden möglichst
in vorbestimmter Anordnung schonend und unter gleichen Bedingungen in
die Spulstellen überführt werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
dass die Spulspindel vertikal ausgerichtet ist und dass die Kopffadenführer
und die Spulstellen entlang der Spulspindel übereinander
gehalten sind.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen
der jeweiligen Unteransprüche definiert.
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Die
Erfindung war auch nicht durch das aus der
DE 29 38 281 bekannte Changierverfahren
nahegelegt, bei welchem der Faden in Richtung der Changierbewegung
eines Changierfadenführers zugeführt wird. Bei
diesem Verfahren wird das sogenannte Changierdreieck vermieden,
so dass die Zuführung des Fadens durch einen beweglichen
Fadenführer erfolgt. So werden auch bei Anordnung mehrerer Spulstellen übereinander
die Fäden gemeinsam über einen beweglichen Umlenkfadenführer
geführt.
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Die
Erfindung geht dagegen von einem ortsfesten Kopffadenführer
pro Spulstelle aus, so dass innerhalb des Changierdreiecks Fadenspannungsunterschiede
durch Längenabweichung zwischen dem Kopffadenführer
und den Changierfadenfüh rern entstehen. Genau diese Fadenspannungsschwankungen
und Längenabweichungen galten bisher als Vorbehalt, die
Spulstellen an einer vertikalen Spulspindel auszubilden, wie insbesondere
auch in der
DE 29 38 281 ausgeführt
ist. Es hat sich jedoch nun überraschenderweise herausgestellt,
dass die wesentliche parallel Führung der Fäden
bis zu den Spulstellen hin die in dem Changierdreieck auftretenden Fadenspannungsunterschiede
und Längenabweichungen im wesentlichen kompensiert. Durch
die vertikale Ausrichtung der Spulstellen und insbesondere der Changierebenen
wurden keine nachteiligen Einflüsse insbesondere auch beim
Spulenaufbau festgestellt. Die an den Changierhubenden unterschiedlich
einwirkenden Massekräfte blieben bei der Ablage des Fadens
zur Bildung der Spulen ohne Einfluss.
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Die
Fadenspannungsunterschiede innerhalb des Changierdreiecks konnten
insbesondere durch die Weiterbildung der Erfindung vermieden werden, bei
welcher die Kopffadenführer durch frei drehbare Umlenkrollen
gebildet sind, deren Achsen horizontal ausgerichtet sind und die
von jeweils einem der Fäden mit einem Umschlingungswinkel
von 90° umschlungen sind. Damit ist ein spannungsarmer
Einlauf der Fäden in die Spulstellen möglich.
Die je nach Stellung des Changierfadenführers unterschiedlichen
Umschlingungswinkel an den Umlenkrollen warn gegenüber
der Wickelspannung unbedeutend.
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Um
die Fäden ohne zusätzliche Aufspreizungen oder
Auslenkungen aus einem vorbestimmten Fadenabstand herausführen
zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt
ausgeführt, bei welcher die Umlenkrollen am Umfang jeweils
eine umlaufende Führungsnut aufweisen, wobei die Führungsnut
orthogonal oder schräg zur Achse der Spulspindel ausgebildet
ist. Somit können die Kopffadenführer unmittelbar
in einer Ablaufebene einer vorgeordneten Galetten angeordnet sein.
Die Fäden lassen sich aus der Ablaufebene heraus direkt
durch jeweils eine einzige Umlenkung um 90° in die Spulstellenüberführen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher besonders
für eine große Anzahl von Fäden geeignet.
Dabei können die Vielzahl der Spulen sicher an der Spulspindel gehalten
werden. Die Spulspindel wird bevorzugt mit einem freien Ende und
mit einem an einem Spindelträger gelagerten Ende ausgebildet,
so dass die Spulen zum Wechseln unmittelbar vom freien Ende der
Spulspindel abgestreift werden können. Selbst lang auskragende
Spulspindeln sind für die Aufnahme einer Mehrzahl von Spulen
unproblematisch, da die Gewichte der Spulen im wesentlichen in Achsrichtung
der Spulspindel wirken.
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Der
Spindelträger zur Lagerung der Spulspindel kann sowohl
an einer Maschinenunterseite als auch an einer Maschinenoberseite
angeordnet sein. So lässt sich bei einer von der Maschinenoberseite
her angetriebene Spulspindel das freie Ende unmittelbar mit einem
Transportband kombinieren, um die abgestreiften Spulen direkt abführen
zu können.
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Um
eine kontinuierliche Aufwicklung der Fadenschar zu ermöglichen,
ist der Spindelträger bevorzugt durch einen Spulrevolver
gebildet, an welchem eine zweite Spulspindel gehalten ist und durch welchen
die beiden Spulspindeln abwechselnd in einen Spulbereich und einen
Wechselbereich führbar sind.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Abziehen und Aufwickeln
einer Fadenschar zeichnet sich besonders durch eine schonende Fadenführung aus,
um eine unmittelbar in einem Spinnprozess hergestellte Fadenschar
am Ende des Prozesses zu Spulen aufwickeln zu können. Zur
Aufteilung und Separierung der Fäden werden diese entlang
ihrer Fadenlaufrichtung separiert, so dass keine zustätzliche Auslenkungen
und Umlenkungen erforderlich sind. Die Fäden werden dabei übereinander
zu den Spulen gewickelt.
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Bei
einer in Spinneinrichtungen üblichen Fadenführung
von oben nach unten lässt sich das erfindungsgemäße
Verfahren bevorzugt zum Schmelzspinnen multifiler Fäden
verwenden.
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Das
Separieren der Fäden zum Aufteilen auf die einzelnen Spulstellen
wird dabei bevorzugt durch Umlenkrollen ausgeführt, an
dessen Umfang die Fäden jeweils mit 90° geführt
sind. So lassen sich die von einer Galette ablaufenden Fäden
unmittelbar aus dem vorbestimmten Behandlungsabstand heraus auf die
Spulstellen verteilen.
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Die
Erfindung wird nun nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele
gemäß den beigefügten Figuren näher
erläutert.
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Es
stellen dar:
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1 schematisch
eine Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen
Vorrichtung
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2 schematisch
eine Draufsicht auf die Kopffadenführer der erfindungsgemäßen
Vorrichtung nach 1
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3 schematisch
eine Draufsicht auf eine alternative Anordnung der Kopffadenführer
des Ausführungsbeispiels aus 1
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4 schematisch
eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in einer Ansicht schematisch dargestellt. Das Ausführungsbeispiel weist
ein Maschinengestell 2 auf, in welchem mehrere Spulstellen 18.1 bis 18.4 übereinander
angeordnet sind. An einer Längsseite des Maschinengestells 2 sind
mehrere mit festem Abstand zueinander angeordnete Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 gehalten.
Jeder der Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 ist
einer der Spulstellen 18.1 bis 18.4 zugeordnet.
So ist der Kopffadenführer 7.1 der Spulstelle 18.1,
der Kopffadenführer 7.2 der Spulstelle 18.2 usw.
zugeordnet.
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Auf
der gegenüber liegenden Längsseite des Maschinengestells 2 ist
eine vertikal ausgerichtete Spulspindel 3 gehalten. Die
Spulspindel 3 weist ein freies Ende 14 und ein
Lagerende 15 auf. Das Lagerende 15 ist in einem
Spindelträger 11 drehbar gelagert und mit einem
Spindelantrieb 12 gekoppelt. Der Spindelträger 11 ist
innerhalb einer Schlittenrührung 13 an der Maschinenunterseite
beweglich gehal ten. Über einen hier nicht dargestellten
Aktor lässt sich der Spindelträger 11 innerhalb
der Schlittenführung 13 während des Wickelns
der Spulen zur Ausführung einer Ausweichbewegung verschieben.
Am Umfang der Spulspindel 3 sind mehrere Spulhülsen 19 aufgespannt.
Die Spulhülsen 19 werden hierzu über
das freie Ende 14 der Spulspindel 3 aufgeschoben.
Jede der Spulhülsen 19 ist einer der Spulstellen 18.1 bis 18.4 zugeordnet,
um innerhalb der Spulstelle 18.1 bis 18.4 einen
Faden der Fadenschar 1 zu einer Spule zu wickeln.
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Die
Spulstellen 18.1 bis 18.4 weisen hierzu eine Changiereinrichtung 6 auf,
die insgesamt vier Changiereinheiten 6.1 bis 6.4 aufweist.
Somit ist in jeder der Spulstellen 181. bis 18.4 eine
der Changiereinheiten 6.1 bis 6.4 angeordnet,
um eine über den Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 zugeführten
Faden innerhalb eines Changierhubes hin und her zu führen.
So wird an den Spulhülsen 19 bei angetriebener
Spulspindel 3 jeweils eine Kreuzspule gewickelt. Zur Ablage
des Fadens auf eine der Spulen ist eine Andrückwalze 4 vorgesehen,
die über die Walzenträger 5.1 und 5.2 gehalten
ist. Die Walzenträger 5.1 und 5.2 sind
durch Kolbenzylindereinheiten gebildet, die an dem Maschinengestell 2 angeordnet
sind und die Andrückwalze 4 mit einer vorbestimmten
Anpresskraft an die Oberflächen der gewickelten Spulen 16.1 bis 16.4 halten.
Die Andrückwalze 4 kann sowohl als frei drehbare
Walze ohne Antrieb oder als angetriebene Walze mit einem Antrieb
ausgeführt sein.
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Die
in 1 dargestellten erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Abziehen und Aufwickeln einer Fadenschar sind unmittelbar
zwei Galetten 17.1 und 17.2 vorgeordnet, die beispielsweise
unmittelbar einer Spinneinrichtung nachgeordnet sein könnten.
Die Galetten 17.1 und 17.2 werden von der Fadenschar 1 einfach
umschlungen, um die Fäden der Fadenschar 1 aus
der Spinneinrichtung abzuziehen und zu verstrecken.
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Die
Galetten 17.2 und die Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 spannen
eine gemeinsame Ablaufebene auf, in welcher die Fäden der
Fadenschar 1 geführt sind. Um die einzelnen Fäden
der Fadenschar 1 zu separieren sind die Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 durch jeweils
eine frei drehbare Umlenkrolle gebildet.
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In 2 ist
eine Draufsicht der Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 gezeigt.
Jeder der Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 wird
durch eine Umlenkrolle 8 gebildet, die an einer Achse 10 frei
drehbar gehalten ist. Am Umfang der Umlenkrolle 8 ist eine
Fadenführungsnut 9 angeordnet. Die Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 sind
in der Ablaufebene derart versetzt zueinander gehalten, dass jeder
der Fäden der Fadenschar 1 nach Ablauf von der
Galette 17.2 im geraden Fadenlauf in die Fadenführungsnut 9 der
Umlenkrolle 8 einläuft. Der Fadenabstand zwischen
zwei benachbarten Fäden bei Ablauf von der Galette 17.2 beträgt üblicherweise wenige
Millimeter. Die Galette 17.2 wird in dem Ausführungsbeispiel
nach 2 durch einen Galettenantrieb 20 angetrieben.
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Durch
die Anordnung der Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 in
der Ablaufebene werden die Fäden 1.1 bis 1.4 der
Fadenschar 1 nacheinander entlang der Fadenlaufrichtung
separiert. So wird an dem Kopffadenführer 7.1 der
Faden 1.1 mit einem Umschlingungswinkel von 90° geführt,
um in die Spulstelle 18.1 einzulaufen. Dementsprechend
werden der Faden 1.2 durch den Kopffadenführer 7.2,
der Faden 1.3 durch den Kopffadenführer 7.3 und
der Faden 1.4 durch den Kopffadenführer 7.4 nacheinander
aus der Ablaufebene um 90° umgelenkt und in die jeweiligen Spulstellen 18.2 bis 18.4 geführt.
Die Umlenkrollen 8 der Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 sind
bevorzugt mit einer sehr reibungsarmen Lagerung ausgebildet, so dass
die Umlenkung der Fäden 1.1 bis 1.4 reibungsarm
ohne wesentlichen zusätzliche Fadenspannungen zu erzeugen
erfolgt. Die nachfolgende Changiereinheiten 6.1 bis 6.4 sind
in einer gemeinsamen Changierebene angeordnet.
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Um
die Fäden 1.1 bis 1.4 der Fadenschar 1 möglichst
gemeinsam aus einer Ablaufebene in eine Zulaufebene zu überführen,
ist in 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer
möglichen Anordnung der Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 dargestellt.
Die Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 werden
wiederum jeweils durch eine Umlenkrolle 8 gebildet, die
an einer Achse frei drehbar gelagert ist. Am Umfang der Umlenkrolle 8 ist
eine Fadenführungsnut 9 vorgesehen. Die Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 sind
in diesem Ausführungsbeispiel in einer gemeinsamen Zulaufebene
angeordnet. Zur Separierung der Fäden 1.1 bis 1.4 ist
die Galette 17.2 mit einer leichten Neigung gegenüber
der Zulaufebene angeordnet, so dass die Fäden 1.1 bis 1.4 im
schrägen Lauf den Kopffadenführern 7.1 bis 7.4 zugeführt
sind. Zur Separierung der Fäden 1.1 bis 1.4 sind
die Achsen 10 der Umlenkrollen 8 ebenfalls mit
einer leichten Neigung gegenüber der Zulaufebene ausgeführt,
so dass die schräg anlaufenden Fäden 1.1 bis 1.4 tangential
in die Fadenführungsnuten 9 der Umlenkrollen 8 einlaufen.
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Die
in 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele
zur Separierung der Fäden der Fadenschar 1 sind
in ihrer Anordnung und Ausbildung beispielhaft. Grundsätzlich
können auch zusätzliche Fadenführungselemente
zwischen der Galette und den Kopffadenführern angeordnet
sein, um eine Separierung der Fäden auszuführen.
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An
dieser Stelle sei ausdrücklich erwähnt, dass die
Anzahl der Fäden der Fadenschar 1 sowie die Anzahl
der Spulstellen des Ausführungsbeispiels nach 1 beispielhaft
sind. So kann die Fadenschar zehn, zwölf oder sogar noch
mehr Fäden aufweisen, um diese gemeinsam an einer Spulspindel nebeneinander
zu Spulen aufzuwickeln. Die vertikal ausgerichtete Anordnung der
Spulspindel ist besonders geeignet, um eine große Anzahl
von Spulen zu wickeln. Die durch die Spulen erzeugten Gewichtsbelastungen
wirken im wesentlichen in axialer Richtung der Spulspindel.
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In 4 ist
eine weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch dargestellt. Das in 4 dargestellte
Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel
nach 1, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede
erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten
Beschreibung genommen wird.
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Bei
dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
der Spindelträger 11 an einer Maschinenoberseite
angeordnet. Der Spindelträger wird hierbei durch einen
Spulrevolver 21 gebildet, der drehbar in dem Maschinengestell 2 gehalten
ist. An dem Spulrevolver 21 sind zwei Spulspindeln 3.1 und 3.2 versetzt
zueinander gehalten und lassen sich durch Drehung des Spulrevolvers 21 abwechselnd
in einen Spulbereich und einen Wechselbereich führen. In
einem Spulbereich wirken die Spulspindeln 3.1 und 3.2 jeweils
mit einer Andrückwalze 4 und einer Changiereinrichtung 6 zusammen.
Die Changiereinrichtung 6, und die Andrückwalze 4 ist
identisch zu dem vorgenannten Ausführungsbeispiel ausgebildet, so
dass an dem Maschinengestell 2 insgesamt vier Spulstellen 18.1 bis 18.4 übereinander
gehalten sind. Jeder der Spulstellen 18.1 bis 18.4 ist
einer der Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 zugeordnet.
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Die
Spulspindeln 3.1 und 3.2 ragen mit ihren freien
Enden 14 zur Maschinenunterseite, wobei mit Abstand zu
den freien Enden der Spulspindeln 3.1 und 3.2 an
der Maschinenunterseite ein Förderband 22 ausgebildet
ist. Das Förderband 22 läßt
sich so beispielsweise in eine Vertiefung des Bodens aufnehmen,
um unmittelbar die im Wechselbereich der Spulspindel abgenommenen
Spulen kontinuierlich abzuführen.
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Jedem
der Spulspindeln 3.1 und 3.2 ist jeweils ein Spindelantrieb 12.1 und 12.2 zugeordnet. Die
Spindelantriebe 12.1 und 12.2 sind am Spulrevolver 21 gehalten
und direkt mit den Lagerenden der Spulspindeln 3.1 und 3.2 gekoppelt.
Zur Automatisierung lässt sich neben dem Förderband
ebenfalls ein Hülsenmagazin in dem Maschinenuntergestell
bzw. in dem Boden integrieren, so dass nach Abstreifen der Vollspulen
die Spulspindel bei fortschreitender Bewegung des Spulrevolvers
dem Hülsenmagazin zugeführt wird. Im Hülsenmagazin
lassen sich dann die Leerhülsen automatisiert an der Spulspindel
aufschieben und festspannen.
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Bei
dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den Kopffadenführern 7.1 bis 7.4 jeweils
zwei Galetteneinheiten 23.1 und 23.2 zugeordnet.
Die Galetteneinheiten werden von der Fadenschar 1 mehrfach umschlungen,
um beispielsweise einen voll verstreckten Faden herzustellen. Nach
Ablauf der Fadenschar 1 von der Galetteneinheit 23.2 erfolgt
die Separierung der Fäden durch die Kopffadenführer 7.1 bis 7.4 gemäß dem
Ausführungsbeispiel nach 1. Insoweit
wird hierzu keine weitere Erläuterung gegeben.
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Das
in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der
erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit insbesondere
für einen automatisierten Betrieb zum Abziehen und Aufwickeln
der Fäden geeignet.
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- 1
- Fadenschar
- 1.1,
1.2, 1.3, 1.4
- Faden
- 2
- Maschinengestell
- 3,
3.1, 3.2
- Spulspindel
- 4
- Andrückwalze
- 5.1,
5.2
- Walzenträger
- 6
- Changiereinrichtung
- 6.1,
6.2, 6.3, 6.4
- Changiereinheit
- 7.1,
7.2, 7.3, 7.4
- Kopffadenführer
- 8
- Umlenkrolle
- 9
- Fadenführungsnut
- 10
- Achse
- 11
- Spindelträger
- 12,
12.1, 12.2
- Spindelantrieb
- 13
- Schlittenführung
- 14
- freies
Ende
- 15
- Lagerende
- 16.1,
16.2, 16.3, 16.4
- Spulen
- 17.1,
17.2
- Galetten
- 18.1,
18.2, 18.3, 18.4
- Spulstellen
- 19
- Spulhülsen
- 20
- Galettenantrieb
- 21
- Spulrevolver
- 22
- Förderband
- 23.1,
23.2
- Galetteneinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 0845550
A1 [0003]
- - WO 2004/015173 [0005]
- - DE 2938281 [0009, 0010]