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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens zu einer Spule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine gattungsgemäße Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens ist aus der
DE 2 018 368 A1 bekannt.
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Beim kontinuierlichen Aufwickeln von synthetischen Fäden, beispielsweise in einem Schmelzspinnprozess ist es bekannt, eine Spule am Umfang einer Spulspindel zu wickeln, die zur Aufnahme der Spule eine Spulhülse trägt. Damit ein Spulenvorgang an einer Spulspindel gestartet werden kann, ist es erforderlich, einen laufenden Faden zu fangen und am Umfang der Spulhülse anzuwickeln. Die bekannte Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens weist hierzu am freien Ende der Spulspindel eine Fangeinrichtung auf, die unmittelbar einem Stirnende der Spulhülse zugeordnet ist. Der Fangeinrichtung ist an der Stirnseite der Spulhülse unmittelbar eine Aussparung zugeordnet, durch welche der zulaufende Faden zum Umfang der Spulhülse geführt wird.
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In Praxis haben sich derartige Vorrichtungen zum Aufwickeln von Fäden nicht durchgesetzt, da eine Aussparung an einer Stirnseite der Spulhülse zusätzliche Arbeitsschritte und somit zusätzliche Kosten bei der Herstellung der Spulhülse verursacht und andererseits das Aufspannen der Spulhülsen in Abstimmung zu den Fangeinrichtungen am Umfang der Spulhülsen erfolgen muss. So ist eine exakte Positionierung der Spulhülse am Umfang der Spulspindel erforderlich.
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Insoweit ist es üblich, möglichst unbearbeitete Spulhülsen mit glatten Stirnenden zu verwenden, wie beispielsweise aus der
DE 10 2009 033 099 A1 bekannt ist. Aufgrund der geringen Hülsenstärken der eingesetzten Spulhülsen ist das Auflaufen den Fadens nach dem Fangen am Umfang der Spulspindel als unproblematisch anzusehen. Das Anwickeln des Fadens am Umfang der Spulhülse erfordert daher keine besondere Ausgestaltung des Stirnendes der Spulhülse. In Praxis wurde jedoch beobachtet, dass bei fertig gewickelten Spulen eine neben der Spule am Umfang der Spulhülse gebildete Fadenreservewicklung sich oftmals löste aufgrund einer mangelnden Fixierung des losen Fadenendes.
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Insoweit war es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass ein Auflösen der Fadenreservewicklung am Umfang der Spulhülse neben der gewickelten Spule vermieden wird.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass beim Anwickeln des Fadens am Umfang der Spule ein Fadenstück, das das Stirnende der Spulhülse überquert, undefiniert entlang einer Hülsenkante rutschen kann. Somit bilden sich Fadenschlaufen am Ende der Spulhülse, die ein nachträgliches Auflösen der Fadenreserve begünstigen. Um das Abrutschen des Fadenstückes an dem Stirnende der Spulhülse zu vermeiden, weist das Stirnende der Spulhülse eine Vielzahl von Aussparungen auf, die durch eine über den gesamten Umfang der Spulhülse gleichmäßige Profilierung gebildet sind. Somit wird eine Fixierung des auf den Umfang der Spulhülse zulaufenden Fadens an dem Stirnende der Spulhülse realisiert. Ein nachträgliches Abrutschen ist nicht mehr möglich.
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Um derartige Stirnenden der Spulhülse kostenneutral herstellen zu können, ist die Weiterbildung der Erfindung besonders vorteilhaft, bei welcher die Profilierung an dem Stirnende der Spulhülse durch einen Wellenschnitt oder einen Zick-Zack-Schnitt gebildet ist. So können derartige Profilierungen direkt beim Ablängen der Hülsen hergestellt werden. So lassen sich spezielle Scheibenmesser mit einer Zick-Zack- oder Wellenkontur nutzen.
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In Abhängigkeit von dem jeweiligen Fadentiter ist es erforderlich, dass die Aussparungen der Profilierungen eine bestimmte Größenordnung aufweist. So ist vorgesehen, die Aussparungen der Profilierungen mit einer Teilung im Bereich von 4 mm bis 8 mm auszubilden. Die Teilung stellt dabei den Abstand zwischen zwei benachbarten Aussparungen dar.
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Um auch bei gewellten mit abgerundeten Aussparungen ein Rutschen des Fadenstückes zu vermeiden, ist desweiteren vorgesehen, die Aussparungen der Profilierungen an den Stirnenden der Spulhülse mit einer Tiefe im Bereich von 1 mm bis 5 mm auszubilden. Die Tiefe ist dabei in Abhängigkeit von der jeweiligen Kontur der Profilierung abhängig. Bei einer geriffelten Profilierung lassen sich auch geringe Profiltiefen an dem Stirnende der Spulhülse realisieren.
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Um den Faden zum Anwickeln sicher durch die Spulspindel übernehmen zu können, ist die Fadenfangeinrichtung durch mehrere am Umfang verteilt angeordnete Fangnasen gebildet. Diese wirken mit einem Klemmschlitz zusammen, so dass ein sicheres Fangen und Klemmen des zulaufenden Fadens am Umfang der Spulspindel gewährleistet ist.
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Die erfindungsgemäße Spulhülse zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Aufwickeln eines Fadens zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest eine Stirnende eine über den gesamten Umfang gleichmäßig erstreckende Profilierung mit einer Vielzahl von Aussparungen aufweist. So lässt sich das profilierte Stirnende der Spulhülse stets der Fangeinrichtung am Umfang der Spulspindel zuordnen.
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Grundsätzlich ist jedoch auch möglich, die Spulhülse an beiden Stirnenden mit jeweils einer Profilierung auszubilden. Wesentlich hierbei ist, dass die Profilierung an dem Stirnende durch einen Wellenschnitt oder ein Zick-Zack-Schnitt gebildet ist, so dass keine zusätzlichen Arbeitsschritte nach dem Längen der Hülsen erforderlich werden.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
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Es stellen dar:
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1 schematisch eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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2 schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus 1
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3 schematisch eine Teilansicht einer der Spulspindeln des Ausführungsbeispiels aus 1 und 2
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4 schematisch ein Stirnende der Spulspindel aus 3
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5 schematisch eine Ansicht einer erfindungsgemäßen Spulhülse zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
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In den 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln eines Fadens schematisch in mehreren Ansichten dargestellt. 1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Vorderansicht und in 2 ist das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht gezeigt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Figuren, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist.
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Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist einen drehbar gelagerten Drehteller 2 in einem Maschinengestell 1 auf. An dem Drehteller 2 sind an einer Seite zwei auskragend ausgebildete Spulspindeln 3.1 und 3.2 angeordnet. Die Spulspindeln 3.1 und 3.2 sind um 180° versetzt an dem Drehteller gehalten. An der gegenüberliegenden Seite des Drehtellers 2 sind zwei Spindelantriebe 4.1 und 4.2 angeordnet, die den Spulspindeln 3.1 und 3.2 zugeordnet sind. So wird die Spulspindel 3.1 durch den Spindelantrieb 4.1 und die Spulspindel 3.2 durch den Spindelantrieb 4.2 angetrieben. An dem frei auskragenden Abschnitt der Spulspindeln 3.1 und 3.2 ist jeweils eine Spulhülse 12.1 und 12.2 gehalten, um die Wicklung einer Spule aufzunehmen.
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Auf der Antriebsseite der Vorrichtung ist ein Drehtellerantrieb 5 vorgesehen, der über ein hier nicht näher dargestelltes Antriebssystem mit dem Drehteller 2 gekoppelt ist. Der Drehteller 2 lässt sich durch Aktivierung des Drehtellerantriebes 5 entgegen dem Uhrzeigersinn in dem Maschinengestell 1 antreiben, so dass die Spulspindeln 3.1 und 3.2 nach Beendigung eines Aufspulvorganges zwischen einem oberen Aufspulbereich und einem Wechselbereich geführt werden können.
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Die in dem Aufspulbereich gehaltene Spulspindel 3.1 oder 3.2 wirkt mit einer im Maschinengestell 1 drehbar gelagerte Andrückwalze 6 sowie einer Changiereinrichtung 7 zusammen. Die Andrückwalze 6 ist an einem beweglichen Walzenträger 9 gehalten. Die Changiereinrichtung 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel nur schematisch dargestellt und lässt sich vorzugsweise als eine Flügelchangierung ausbilden. Hierbei werden zwei rotierende Flügelpaare eingesetzt, um einen Faden innerhalb eines Changierhubes zum Ablegen auf eine Spule hin- und herzuführen.
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Oberhalb des Maschinengestells ist ein Kopffadenführer 8 angeordnet, um den Einlauf eines Fadens 10 zu führen.
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Wie in der Darstellung in 1 gezeigt ist, wird der Faden 10 zu einer Spule 13 an der Spulspindel 3.1 gewickelt. Während des Aufwickelns des Fadens 10 zu einer Spule 13 lässt sich der Drehteller 2 durch den Drehtellerantrieb 5 stufenweise oder kontinuierlich derart drehen, dass sich mit zunehmendem Spulendurchmesser der Spule 13 der Achsabstand zwischen der Andrückwalze 6 und der Spulspindel 3.1 vergrößert. Sobald ein Enddurchmesser der Spule 13 an der Spulspindel 3.1 erreicht ist, erfolgt ein Austausch der Spulspindeln 3.1 und 3.2. Hierzu wird der Drehteller 2 aktiviert, so dass die Spulspindeln 3.2 in den oberen Aufspulbereich und die Spulspindeln 3.1 in den unteren Wechselbereich geführt werden. In dieser Situation ist es erforderlich, dass der Faden von der Spulspindel 3.1 auf die Spulspindel 3.2 übergeben wird. Hierzu weisen die Spulspindeln 3.1 und 3.2 jeweils an ihren auskragenden Ende eine Fadenfangeinrichtung 11.1 und 11.2 auf, durch welche eine Fadenübergabe ermöglicht wird. Dabei wird die Fadenführung durch zusätzliche Hilfseinrichtungen ausgeführt, die in diesem Ausführungsbeispiel nicht gezeigt sind.
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Zur weiteren Erläuterung der Fadenfangeinrichtung 11.1 bzw. 11.2 an den Spulspindeln 3.1 und 3.2 wird zusätzlich zu den 3 und 4 Bezug genommen. Die 3 zeigt den auskragenden Teil der Spulspindel 3.2. In der 4 ist ein Aufsteckende der Spulspindel 3.2 nochmals vergrößert dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren. Die Spulspindel 3.2 trägt an ihrem Umfang eine Spulhülse 12.2. Die Spulhülse 12.2 ist bis zu einem Anschlag 14 auf die Spulspindel 3.2 geschoben und wird durch eine Klemmeinrichtung am Mantel der Spulspindel 3.2 geklemmt (hier nicht dargestellt). Die Spulspindel 3.2 ist an einem Antriebsende in dem Drehteller 2 drehbar gelagert und mit dem zugeordneten Spindelantrieb 4.2 gekoppelt. An einem gegenüberliegenden Aufsteckende 21 weist die Spulspindel 3.2 eine Fadenfangeinrichtung 11.2 und eine Fadenklemmeinrichtung 16 auf.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in 4 hervorgeht, wird die Fadenfangeinrichtung 11.2 durch mehrere axial hervorragende Fangnasen 15 gebildet. Insgesamt sind an dem Umfang der Spulspindel 3.2 vier gleichmäßig am Umfang der Spulspindel 3.2 verteilte Fangnasen 15 ausgebildet, wobei in den Figuren nur jeweils die sichtbaren Fangnasen dargestellt sind. Die Fangnasen 15 sind unmittelbar am Umfang der Spulspindel 3.2 einem Stirnende 17 der Spulhülse 12.2 vorgeordnet. Die Fangnasen 15 weisen eine in Drehrichtung der Spulspindel gerichtete Neigung auf, so dass sich zwischen der Fangnase 15 und einer Stirnseite der Spulspindel 3.2 eine Fangnut 20 bildet. Jede der Fangnasen 15 ist identisch an der Spulspindel 3.2 ausgebildet.
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An dieser Stelle sei ausdrücklich gesagt, dass die Spulspindeln 3.1 und 3.2 aus mehreren Bauteilen gebildet sind, die an dieser Stelle nicht näher erläutert werden. So tragen die Spulspindeln 3.1 und 3.2 jeweils eine Klemmeinrichtung, um die Spulhülsen 12.1 und 12.2 am Umfang der Spulspindeln 3.1 und 3.2 zu fixieren. Desweiteren sind im Innern der Spulspindeln 3.1 und 3.2 jeweils eine Antriebswelle vorgesehen, die unmittelbar mit den Spindelantrieben 4.1 und 4.2 verbunden sind. Insoweit ist es üblich, die Fangnasen 15 der Fadenfangeinrichtungen 11.1 und 11.2 jeweils an einer Buchse auszubilden, die an dem Aufsteckende 21 mit den übrigen Teilen der Spulspindeln fest verbunden ist.
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An dem Aufsteckende 21 der Spulspindel 3.2 ist die Fadenklemmeinrichtung 16 durch einen Klemmschlitz 23 gebildet, der sich zwischen den Fangnasen 15 und einem freien Ende der Spulspindel 3.2 erstreckt. Somit ergeben sich am Umfang der Spulspindel 3.2 in diesem Ausführungsbeispiel vier Fangnasen 15 mit vier zugeordneten Klemmschlitzen 23.
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Das der Fadenfangeinrichtung 11.2 zugewandte Stirnende 17 der Spulhülse 12.2 weist eine am Umfang gleichmäßig verteilte Profilierung 18 auf. Die Profilierung 18 ist durch eine Vielzahl von Aussparungen 19 gebildet, die in diesem Ausführungsbeispiel dreieckförmig ausgebildet sind. Eine derartige Zick-Zack-förmige Profilierung 18 lässt sich vorteilhaft mit einem Zick-Zack-Schnitt eines Scheibenmessers herstellen.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in 4 hervorgeht, weisen die Aussparungen 19 eine Profiltiefe auf, die mit dem Kennbuchstaben T gekennzeichnet ist. Die Profiltiefe T der Aussparungen 19 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1 mm bis 5 mm. Die Profiltiefe wird dabei im wesentlichen durch die Profilform, ob eckig oder rund ausgeführt ist, bestimmt. Neben der Profiltiefe ist die Teilung der Aussparungen 19 mit dem Kennbuchstaben A in der 4 gekennzeichnet. Die Teilung A stellt dabei den Abstand zwischen zwei benachbarten Aussparungen 19 dar. Die Größe der Teilung ist in Abhängigkeit vom Fadentiter derart gewählt, dass ein Zusammenhalt der Filamentstränge innerhalb des Fadens gewährleiste ist und somit kein Aufspreizen des Fadens passieren kann. Die Teilung der Aussparungen innerhalb der Profilierung liegt vorzugsweise im Bereich von 4 mm bis 8 mm.
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Im Fall der Fadenübergabe wird durch die Drehbewegung des Drehtellers 2 bei dem in 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel das freie Ende der Spulspindel 3.2 in den Fadenlauf des zulaufenden Fadens 10 geschwenkt. Dabei wird der Faden durch eine hier nicht dargestellte Hilfseinrichtung geführt, um ein Abfallen des an der Spule 13 gewickelten Fadens zu verhindern. Sobald der Faden durch eine Fangnase 15 der Fadenfangeinrichtung 11.2 erfasst ist, wird an dem Fadenstück zwischen der Spulspindel 3.2 und der gewickelten Spule 13 an der Spulspindel 3.1 eine hohe Fadenspannung erzeugt, die zu einem Fadenriss führt. Der zulaufende Faden wird dabei gleichzeitig durch den Klemmschlitz 23 an der Spulspindel 3.2 fixiert und gelangt bei Drehung der Spulspindel 3.2 vor der Fadenfangeinrichtung 11.2 auf die Spulhülse 12.2. Dabei überläuft der Faden 10 das profilierte Stirnende 17 und wird am Umfang der Spulhülse 12.2 nach Bildung einer Fadenreservewicklung zu einer Spule gewickelt. Über das Stirnende 17 der Spulhülse 12.2 geführte Fadenstück bleibt dabei in einer der Aussparungen 19 der Profilierung 18 liegen, so dass ein Abrutschen entlang der Hülsenkante nicht möglich ist.
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Das in 3 und 4 dargestellte profilierte Stirnende 17 der Spulhülse 12.2 ist in der Formgebung des Profils beispielhaft. Grundsätzlich können die Aussparungen 19 der Profilierungen eckig oder rund ausgeführt sein. So ist in 5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Spulhülse gezeigt, wie sie in dem Ausführungsbeispiel nach 1 und 2 einsetzbar wäre. Die Spulhülse ist in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Bezugskennzeichen 12 gekennzeichnet. Die Spulhülse weise ein profiliertes Stirnende 17 und ein glattes Stirnende 24 auf. Das profilierte Stirnende 17 zeigt eine wellenförmige Profilierung 18, bei welchen die Aussparungen 19 durch halbkreisförmige Einschnitte gebildet sind. Die Wellenkontur der Profilierung 18 lässt sich dabei vorteilhaft mit einem Wellen-Scheibenmesser beim Ablängen der Hülsen herstellen. Derartige Herstellungsverfahren sind nahezu kostenneutral bei der Herstellung von Spulhülsen einsetzbar, so dass keine zusätzlichen Arbeitsschritte nötig sind. Die Spulhülse 12 wird dabei bevorzugt aus einer Pappe oder einem Papiermaterial gebildet. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass beide Stirnenden 17 und 24 mit einer Profilierung ausgeführt sind, um eine beliebige Bestückung der Hülsen vornehmen zu können.
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Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispielen nach 1 und 2 sind an den Spulspindeln 3.1 und 3.2 jeweils nur eine Spulhülse gehalten, um jeweils einen Faden zu einer Spule zu wickeln. Grundsätzlich sind derartige Spulspindeln auch geeignet, um mehrere Fäden gleichzeitig parallel nebeneinander zu mehreren Spulen zu wickeln. Die Erfindung erstreckt sich daher auch auf derartige Vorrichtungen zum Aufwickeln mehrerer Fäden, bei welcher an einer Spulhülse mehrere Fäden gleichzeitig zu Spulen gewickelt sind. Die jeweiligen Fadenfangeinrichtungen sind den profilierten Stirnenden der aufgesteckten Spulhülsen zugeordnet. Die Fixierung und Stabilisierung der jeweiligen Fadenreserven am Umfang der Spulhülsen wird dabei durch die profilierten Stirnenden sichergestellt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2018368 A1 [0002]
- DE 102009033099 A1 [0005]
