-
Die
vorliegende Erfindung betrifft das maschinelle Wickeln von Fadenknäueln, insbesondere Wollknäueln.
-
Ein
solches Verfahren ist beispielsweise aus der
DE 3890553 T1 bekannt. Das
dort beschriebene Verfahren beziehungsweise die dort beschriebene Maschine
sollen verschiedene Knäuelformen
herstellen können,
nämlich
herkömmliche
Knäuel
mit einer die mittlere Partie des Knäuels einschnürenden Banderole,
flache Knäuel
mit einem in der Mitte eingesteckten festen Einstecker und „Pullskeins”-Knäuel mit
einer zylindrischen Form und einer Zentralbanderole. Solche Fadenknäuel sind
hinlänglich
bekannt.
-
Es
kann daher als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, die
maschinelle Herstellung eines Fadenknäuels mit einer abgewandelten Form
bereitzustellen.
-
Diese
Aufgabe wird durch das Verfahren zum maschinellen Wickeln eines
kugelförmigen
Fadenknäuels
nach Patentanspruch 1 gelöst.
-
Zunächst wird
ein Wickeldorn mit einem Wickelkern bereitgestellt, dessen Längsachse
eine Wickelachse bildet. Zwischen der Wickelachse und einer Bezugsachse,
die vorzugsweise vertikal verläuft, wird
ein Dornanstellwinkel eingeschlossen. Zur Zuführung des Fadens während des
Wickeln des Knäuels
ist ein um eine Rotationsachse drehbarer Wickelflügel vorhanden.
Das Ende des Wickelflügels
läuft in angetriebenem
Zustand um den Wickeldorn beziehungsweise um den Wickelkern herum.
Zum Herstellen eines kugelförmigen
Knäuels
wird zunächst
das offene Fadenende, das vom Wickelflügel bereitgestellt wird, am
Wickeldorn befestigt. Dieses Fadenende bildet das innere Ende des
Fadenknäuels.
Bevor der Wickelflügel
angetrieben wird, wird ein erster Dornanstellwinkel eingestellt.
Anschließend
läuft der Wickelflügel mit
einer vorgegebenen Anzahl von Umläufen um den Wickeldorn beziehungsweise
den Wickelkern herum. Nachdem die vorgegebene Anzahl von Umläufen erreicht
ist, wird der Wickeldorn um seine Längsachse um einen vorgegebenen
Drehwinkel gedreht. Das Umlaufen des Wickelflügels und das anschließende Drehen
des Wickeldorns um einen Drehwinkel wird mehrmals wiederholt. Die
Anzahl der Wiederholungen hängt
insbesondere auch davon ab, was für ein Drehwinkel vorgegeben
ist. Nachdem unter verschiedenen Drehpositionen jeweils eine Mehrzahl
von Umwicklungen auf den Wickelkern aufgebracht wurden, wird der
Wickeldorn vom ersten Dornanstellwinkel in einen zweiten Dornanstellwinkel
verstellt. Anschließend
wird der Wickelflügel
wieder angetrieben und mehrere Wicklungen auf den Wickelkern aufgebracht.
Der Wickeldorn wird dann wieder um einen vorgegebenen Drehwinkel
gedreht und es werden erneut die vorgegebenen Zahl von Umwicklungen
durch Antreiben des Wickelflügels
auf den Wickelkern aufgewickelt, analog zur Vorgehensweise beim
Wickeln unter dem ersten Dornanstellwinkel.
-
Auf
diese Weise ist es möglich,
maschinell einen kugelförmigen
Fadenknäuel
zu wickeln, was seither ausschließlich durch Wickeln von Hand
erreicht werden konnte. Durch das Verschwenken des Wickeldorns zwischen
den beiden Dornanstellwinkeln und den jeweils unter verschiedenen
Drehpositionen des Wickeldorns aufgebrachten Wicklungen ergibt sich
die kugelförmige
Gestalt des Fadenknäuels. Vorzugsweise
wird mehrfach abwechselnd der erste und der zweite Dornan stellwinkel
eingestellt, wodurch die Kugelform optimiert werden kann.
-
Das
Ende des Wickelflügels
rotiert vorzugsweise um eine die Wickelachse schneidende Rotationsachse,
die beispielsweise horizontal ausgerichtet sein kann.
-
Eine
besonders gute Kugelform wird dann erhalten, wenn der erste Dornanstellwinkel
im Bereich von 10 Grad bis 30 Grad bezogen auf eine vertikal ausgerichtete
Bezugsachse liegt. Vorzugsweise beträgt der erste Dornanstellwinkel
im Wesentlichen 20 Grad. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der zweite Dornanstellwinkel
bezogen auf eine vertikale Bezugsachse im Bereich von 55 Grad bis
85 Grad liegt. Bevorzugt beträgt
der zweite Dornanstellwinkel in etwa 60 Grad.
-
Der
Drehwinkel, um den der Wickeldorn zwischen der vorgegebenen Zahl
von Umläufen
des Wickelflügels
jeweils gedreht wird, liegt im Bereich von 60 Grad bis 120 Grad.
Die Anzahl der Umläufe
des Wickelflügels
bei einer jeweiligen Drehposition des Wickeldorns kann abhängig vom
gewünschten
Knäuelgewicht
und/oder abhängig
von der Fadenstärke des
verwendeten Fadens vorgegeben werden. Weiterhin kann durch den gewählten Drehwinkel
das gewünschte
Kreuzungsmuster beeinflusst werden.
-
Die
Anzahl der Umläufe
des Wickelflügels bei
einer jeweiligen Drehposition des Wickeldorns kann unmittelbar vorgegeben
sein. Bei einigen Wickelmaschinen ist das unmittelbare Vorgeben
von einer Anzahl von Umläufen
des Wickelflügels
nicht möglich.
Hier kann die Anzahl der Umläufe
durch die Rotationsgeschwindigkeit des Wickelflügels und die Zeitdauer definiert
werden, in der der Wickeldorn in einer Drehposition bleibt.
-
Vorteilhafte
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich
aus den abhängigen
Patentansprüchen,
der Zeichnung, sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich
dabei auf wesentliche Merkmale der Erfindung und sonstiger Gegebenheiten.
Die Zeichnung ist ergänzend
heranzuziehend. Es zeigen:
-
1 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Wickeldorns
mit einem Wickelkern sowie eines Wickelflügels,
-
2 eine
schematische Darstellung des Wickelflügels und des Wickeldorns mit
einem ersten Dornanstellwinkel in einer Seitenansicht,
-
3a bis 3c jeweils
eine schematische Ansichts des Wickeldorns in Richtung seiner Längsachse
in unterschiedlichen Drehpositionen um seine Längsachse und
-
4 die
schematische Seitenansicht nach 2, wobei
der Wickeldorn seinen zweiten Dornanstellwinkel einnimmt.
-
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum maschinellen automatischen
Wickeln von kugelförmigen Fadenknäueln, insbesondere
Wollknäueln.
Für das automatische
Wickeln solcher Fadenknäuel
wird eine Wickelmaschine verwendet, von der in 1 lediglich
ein Wickeldorn 10 und ein Wickelflügel 11 dargestellt.
Der Wickeldorn 10 erstreckt sich entlang seiner Längsachse 12 und
ist an einem Ende 13 um seine Längsachse 12 drehbar
an einem Halteteil 14 der Wickelmaschine befestigt. Das
Halteteil 14 kann in seiner Neigung verstellt werden, sodass
die Längsachse 12 des
Wickeldorns 10 gegenüber
einer Bezugsachse 15, die beispielsgemäß vertikal verläuft, verschiedene
Dornanstellwinkel α einnehmen
kann. Beim Ausführungsbeispiel
können
ein erster Dornanstellwinkel α1
und ein zweiter Dornanstellwinkel α2 eingestellt werden. Eine Wickelmaschine
kann mehrere Paare von jeweils einem Wickeldorn 10 und
einem zugeordneten Wickelflügel 11 aufweisen,
so dass gleichzeitig mehrere Fadenknäuel gewickelt werden können.
-
Auf
dem Wickeldorn 10 sitzt ein Wickelkern 16, der
zwischen einem Wickelzustand mit maximaler radialer Ausdehnung im
Bezug auf die Längsachse 12 und
einem Lösezustand
mit minimaler radialer Ausdehnung mit Bezug auf die Längsachse 12 umschaltbar
ist. Das Umschalten erfolgt mittels eines entlang der Längsachse 12 verschiebbaren
Schiebers 17. Abhängig
von der Position des Schiebers 17 wird eine nicht näher dargestellte
Hebelgelenkanordnung radial von der Längsachse 12 aufgespreizt
oder aber an die Längsachse 12 angelegt.
Die Hebelgelenkanordnung funktioniert daher ähnlich wie die Mechanik eines
Regenschirms. Sie ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem flexiblen
Material bezogen, beispielsweise Stoff. Abhängig von der Anzahl der Hebelgelenke
ergibt sich in Draufsicht auf den Wickeldorn 10 eine im
Wesentlichen polygonale Kontur, die beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
in etwa achteckige Form aufweist.
-
Der
Wickelflügel 11 ist
von einem im Wesentlichen hohlzylindrischen Rohr gebildet, das an
einem Ende 20 koaxial zu einer Rotationsachse 21 drehbar an
der Wickelmaschine gelagert ist. Anschließend an das koaxial zur Rotationsachse 21 verlaufende
Ende 20 weist der Wickelflügel 11 einen schräg zur Rotationsachse 21 verlaufenden
Abschnitt 22 auf, der in ein freies Ende 23 des
Wickelflügels 11 übergeht.
Der Wickelflügel
ist motorisch antreibbar. In angetriebenem Zustand rotiert er um
die Rotationsachse 21. Der Abstand des freien Endes 23 von
der Rotationsachse 21 bestimmt den Radius der Umlaufbahn
des freien Endes 23, wenn der Wickelflügel 11 um die Rotationsachse 21 rotiert.
Das Zuführen
des aufzuwickelnden Fadens 25 erfolgt durch den Kanal im
hohlzylindrischen Wickelflügel 11.
-
Das
Verfahren zum Wickeln eines kugelförmigen Fadenknäuels läuft folgendermaßen ab:
Zunächst wird
der aufzuwickelnde Faden durch den Kanal des Wickelflügels 11 hindurchgeführt, an
dessen freiem Ende 23 herausgenommen und am Wickeldorn 10 befestigt.
Dieses offene Fadenende des Fadens 25 bildet beim fertig
aufgewickelten Knäuel das
innere Fadenende, das aus dem Knäuel
herausgezogen und zum Abwickeln des Knäuels während der Verarbeitung des
Fadens 25 verwendet werden kann.
-
Der
Wickeldorn 10 wird in seinen ersten Dornanstellwinkel α1 gebracht,
der im Bereich von 10° bis
30° liegen
kann und beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
in etwa 20 Grad beträgt.
Der Wickelkern 16 befindet sich während des gesamten Wickelverfahrens
in seinem Wickelzustand mit gro ßer
radialer Ausdehnung. Der Wickelflügel 11 wird angetrieben
und führt
eine vorgegebene Anzahl von Umläufen
um die Rotationsachse 21 durch, sodass auf den Wickelkern 16 mehrere
im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Umwicklungen aufgebracht werden.
Im Anschluss daran wird der Wickeldorn 10 um seine Längsachse 12 um
einen vorgegebenen Drehwinkel β gedreht,
wie dies in 3a schematisch dargestellt ist.
Der Drehwinkel β kann
im Bereich von 60 Grad bis 120 Grad liegen. Eine Drehwinkel β von 120° wurde in
den Darstellungen gemäß der 3a bis 3c vorausgesetzt.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann der Drehwinkel β = 70° betragen.
-
Nach
der Drehung des Wickeldorns 10 um den Drehwinkel β um seine
Längsachse 12 wird
der Wickelflügel 11 erneut
angetrieben und führt
die vorgegebene Anzahl von Umläufen
durch. Das Drehen des Wickeldorns 10 um den Drehwinkel β und das anschließende Aufwickeln
mehrer Wicklungen kann ein- oder mehrmals wiederholt werden. Die
Anzahl der Drehungen beziehungsweise der Wicklungen unter verschiedenen
Drehpositionen des Wickeldorns 10 ist vorgebbar und hängt insbesondere
vom Betrag des gewählten
Drehwinkels β ab.
Bei einem Drehwinkel von β =
120° nimmt
der Wickeldorn 10 drei verschiedene Drehpositionen an,
wie sie in den 3a bis 3c gezeigt
sind. In jeder der drei Drehpositionen werden jeweils mehrere Wicklungen
aufgebracht. Abhängig
vom gewünschten
Kreuzungsmuster des herzustellenden Knäuels kann der Drehwinkel β variiert
werden. Es ist dabei nicht notwendig, dass der Drehwinkel β als ganzzahliger
Teil von 360° gewählt wird.
-
Nach
dem in den verschiedenen Drehpositionen des Wickeldorns 10 jeweils
mehrere Wicklungen auf den Wickelkern 16 aufgebracht wurden,
wird der Wickeldorn 10 vom ersten Dornanstellwinkel α in seinen
zweiten Dornanstellwinkel α2
bewegt. Dieser zweite Dornanstellwinkel α2 liegt im Bereich von 55° bis 85° und wurde
beim bevorzugtem Ausführungsbeispiel
zu α2 =
60° gewählt. Unter
diesem zweiten Dornanstellwinkel α2
werden wieder bei sich jeweils durch den Drehwinkel β unterscheidenden
Drehpositionen des Wickeldorns 10 bezogen auf seine Längsachse 12 mehrere
Umläufe
des Wickelflügels 11 durchgeführt und
mithin mehrere Wicklungen auf den Wickelkern 16 aufgebracht.
Zur Vorgabe der Anzahl der Umläufe
werden ein oder mehrere der folgenden Parameter verwendet:
- – Fadenstärke des
verwendeten Fadens 25,
- – gewünschtes
Knäuelgewicht
bzw. Knäuelgröße des herzustellenden
Fadenknäuels.
-
Der
Ablauf ist hier analog zu dem im Zusammenhang mit dem ersten Dornanstellwinkel α1 beschriebenen
Verfahrensablauf. Nachdem sowohl unter dem ersten Dornanstellwinkel α1, als auch
unter dem zweiten Dornanstellwinkel α2 in den jeweils unterschiedlichen
Drehpositionen des Wickeldorns 10 mehrere Wicklungen aufgebracht
wurden, kann der Wickeldorn 10 vom zweiten Dornanstellwinkel α2 wieder
in den ersten Dornanstellwinkel α1
bewegt werden und das gesamte Verfahren nochmals durchgeführt werden.
Die Anzahl der auf diese Weise durchgeführten Verfahrenszyklen beträgt vorzugsweise
zumindest 3. Es ist möglich,
die Anzahl der Verfahrenszyklen im Bereich zwischen drei und acht vorzugeben.
Auf diese Weise wird eine optimale Kugelform erzielt.
-
Nachdem
die vorgegebene Anzahl von Verfahrenszyklen durchlaufen wurde, wird
der Wickelkern 16 in seinen Löszu stand umgeschaltet, wodurch er
seine radiale Ausdehnung bezogen auf die Längsachse 12 des Wickeldorns 10 deutlich
verringert. Anschließend
kann das kugelförmige
Fadenknäuel
vom Wickeldorn 10 abgezogen werden. Das zu Beginn am Wickeldorn 10 befestigte
freie Ende des Fadens ist zugänglich,
so dass das kugelförmige
Knäuel
von innen heraus gewickelt werden kann. Das äußere Fadenende kann an einer
beliebigen Stelle in das Knäuel
eingesteckt werden. Die Anzahl von Umläufen in einer jeweiligen Drehposition
des Wickeldorns 10 wird parameterabhängig vorgegeben.
-
Bei
einem Verfahren zum automatischen, maschinellen Wickeln eines kugelförmigen Fadenknäuels wird
ein Faden auf einen Wickeldorn 10 mit Wickelkern 16 aufgewickelt.
Die Längsachse 12 des Wickeldorns 10 nimmt
dabei mit einer Bezugsachse 15 zunächst einen ersten Dornanstellwinkel α1 ein. Bei
mehreren Drehpositionen des Wickeldorns 10 bezogen auf
seine Längsachse 12 werden
anschließend
jeweils mehrere Wicklungen auf den Wickelkern 16 aufgebracht.
Nachdem der Wickeldorn 10 alle vorgegebenen Drehpositionen
eingenommen und die jeweils vorgegebene Anzahl von Wicklungen aufgebracht
wurden, wird der Wickeldorn 10 in seinen zweiten Dornanstellwinkel α2 bewegt.
Dort werden wiederum unter den vorgegebenen Drehpositionen des Wickeldorns 10 um
seine Längsachse 12 jeweils
mehrere Wicklungen auf den Wickelkern 16 aufgewickelt.
Dieser beschriebene Zyklus wird zumindest dreimal wiederholt. Auf
diese Weise ergibt sich ein maschinell gewickelter Fadenknäuel, der
bislang nur durch Wickeln von Hand hergestellt werden konnte.