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Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine zum Aufwickeln einer Fadenschar zu mehreren Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei der Herstellung von synthetischen Fäden in Schmelzspinnanlagen ist es üblich, dass am Ende des Herstellungsprozesses die Fäden zu Spulen aufgewickelt werden. Zur Aufwicklung werden Aufspulmaschinen verwendet, die eine Mehrzahl von Wickelstellen zum parallelen Aufwickeln einer Fadenschar aufweisen. Die Wickelstellen sind entlang einer auskragenden Spulspindel angeordnet, an welcher die Spulen gewickelt werden. In jeder der Wickelstellen wird ein Faden innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt und mittels einer Andrückwalze am Umfang der Spule abgelegt. Dabei erstreckt sich die Andrückwalze über die gesamte Länge der Spulspindel, um alle Fäden der Fadenschar an den zu wickelnden Spulen ablegen zu können. Die Andrückwalze kontaktiert die Spulenoberfläche mit einer bestimmten Anpresskraft, die beispielsweise über eine Gewichtskraft der Andrückwalze oder über zusätzliche Kraftgeber erzeugt wird. Diese Anpresskraft wird im wesentlichen über die gesamte Spulreise konstant gehalten, um gleichmäßige Fadenablage und Spulenaufbau zu erhalten.
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Im Stand der Technik sind nun zwei unterschiedliche Typen von Aufspulmaschinen bekannt, die sich grundsätzlich in der Lage der Andrückwalze relativ zur Spulspindel unterscheiden. Bei einer ersten Variante, wie beispielsweise aus der
EP 0 602 554 A1 bekannt, ist die Andrückwalze unterhalb der Spulspindel angeordnet. Bei dieser Gattung von Aufspulmaschinen, von der die Erfindung ausgeht, wird die zwischen den Spulen und der Andrückwalze wirkende Anpresskraft maßgeblich durch eine Gewichtskraft der komplette Spulspindel mit Spulen beeinflusst, so dass insbesondere zum Ende hin bei hohen Spulgewichten ein überproportionaler Anstieg der Anpresskraft zwischen der Andrückwalze und den Spulenoberflächen auftritt.
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Bei einer zweiten Gattung von Aufspulmaschinen, wie beispielsweise aus der
WO 2004/015173 bekannt ist, ist die Andrückwalze oberhalb der Spulspindel angeordnet, so dass die Anpresskraft der Andrückwalze unbeeinflusst von der Gewichtskraft der Spulspindel ist. Insoweit hat sich die Gattung mit oben liegender Andrückwalze relativ zur Spulspindel bisher in Praxis durchgesetzt.
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Die Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gemacht, die gattungsgemäße Aufspulmaschine mit einer unterhalb der Spulspindel angeordneten Andrückwalze derart weiterzubilden, dass möglichst konstante Anpresskräften während der gesamten Spulreise realisierbar sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine drehbar gelagerte Trägerwalze unterhalb der Spulspindel parallel zur Andrückwalze angeordnet ist, die zumindest zweitweise die Spulen an der Spulspindel kontaktiert.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die mit zunehmenden Wickelpaketen ansteigende Gewichtskraft vollständig kompensierbar ist, so dass eine zwischen den Spulen und der Andrückwalze eingestellte Anpresskraft hiervon unbeeinflusst ist. Zudem besteht die Möglichkeit, besonders lang auskragende Spulspindeln zu realisieren, um möglichst viele Spulen gleichzeitig am Umfang der Spulspindel zu wickeln. Die Trägerwalze gewährleistet eine Abstützung der Spulspindel, so dass beispielsweise Durchbiegungen und Absenkungen der freien auskragenden Enden der Spulspindel vermieden werden. Die Trägerwalze erstreckt sich parallel zur Andrückwalze und lässt sich ortsfest in einem Maschinengestell der Aufspulmaschine drehbar gelagert halten. Die Lage der Trägerwalze relativ zur Spulspindel kann dabei derart gewählt werden, dass ein ständiger Kontakt zwischen den wachsenden Spulen und der Trägerwalze vorherrscht. Die Lage der Trägerwalze ist jedoch auch derart zu wählen, dass erst bei einem bestimmten Aussendurchmesser der Spulen ein Kontakt zur Trägerwalze entsteht.
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Eine hohe Flexibilität zur Abstützung der Spulspindeln ist jedoch durch die Weiterbildung der Erfindung gewährleistet, bei welcher die Trägerwalze mit gegenüberliegenden Lagerenden an einem beweglichen Walzenträger gelagert ist, durch welchen die Trägerwalze in einen Stützbereich mit Kontakt zu den Spulen oder in einen Ruhebereich ohne Kontakt zu den Spulen führbar ist. So lässt sich die Beweglichkeit der Trägerwalze dazu nutzen, um eine definierte Stützkraft auf die Spulen auszuüben. Innerhalb des Stützbereichs lässt sich die Trägerwalze sogar vorteilhaft einer Bewegung der Spulspindel anpassen.
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Damit die Fäden in den Wickelstellen kontinuierlich zu Spulen gewickelt werden können, ist die Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, bei welcher die Spulspindel an einem drehbaren Spulrevolver gehalten ist, durch welchen die Spulspindel zum Wickeln der Spulen führbar ist und welcher in einem Winkelversatz von 180° eine zweite Spulspindel trägt. So ist ein abwechselnder Einsatz der Spulspindeln zum Wickeln der Spulen möglich.
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Um möglichst eine kompakte Anordnung aller Aggregate innerhalb der Aufspulmaschine zu erhalten, ist desweiteren vorgesehen, dass die Changiereinheiten an einem Changierträger gehalten sind, der sich unterhalb der Spulspindel erstreckt.
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Zur Fadenführung sind dabei bevorzugt den Changiereinheiten mehrere Umlenkrollen zugeordnet, die jeweils mittig zu einer der Changiereinheiten gehalten sind. Damit können die Fäden unmittelbar im unteren Bereich der Aufspulmaschine seitlich zugeführt werden.
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Die Integration in einer Schmelzspinnanlage kann durch die Weiterbildung der Erfindung verbessert werden, bei welcher eine quer zur Spulspindel ausgerichtete Galette vorgesehen ist, die auf der Antriebsseite der Spulspindel angeordnet ist. Die Integration der Galette in der Aufspulmaschine ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise. Insbesondere die Anordnung der Galette auf der Antriebsseite der Spulspindel besitzt den besonderen Vorteil, dass ein automatisiertes Abnehmen der Spulen von der Spulspindel und Aufsteckung der leeren Spulhülsen auf die Spulspindel ohne Probleme möglich ist.
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Bei einer Anordnung von zwei parallel angeordneten Galetten lässt sich die erfindungsgemäße Aufspulmaschine direkt zum Abziehen und Aufwicklen von sogenannten POY-Fäden nutzen. Durch eine versetzte Anordnung können Aufspulmaschine und Spinneinrichtung überlappend zueinander angeordnet werden. Damit lassen sich die Einbauhöhen von kompletten Schmelzspinnanlagen erheblich reduzieren.
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Die erfindungsgemäße Aufspulmaschine wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher beschrieben.
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Es stellen dar:
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1 schematisch eine Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine
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2 schematisch eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels aus 1
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3 schematisch eine weitere Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus 1
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4 schematisch eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine
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5 schematisch eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels aus 4
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6 schematisch eine weitere Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus 4
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In den 1 bis 3 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine dargestellt. Die 1 und 3 zeigen jeweils die Längsseiten der Aufspulmaschine und in 2 ist eine Vorderansicht dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
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Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine weist ein Maschinengestell 1 auf, das aus einem Gehäuse 1.1 und einem länglichen sich entlang mehrerer Wickelstellen erstreckenden Changierträger 1.2 gebildet ist. Dieses Ausführungsbeispiel ist mit insgesamt sechs Wickelstellen 5.1 bis 5.6 ausgebildet. Zu jeder Wickelstelle 5.1 bis 5.6 wird ein Spule 6 an einer lang auskragenden Spulspindel 2 gewickelt. Die Spulspindel 2 erstreckt sich oberhalb des Changierträgers 1.2 und ist auf einer Antriebsseite 7 in einem beweglichen Spindelträger 3 gehalten. Der Spindelträger 3 ist in dem Gehäuse 1.1 angeordnet und könnte beispielsweise als ein Schlitten ausgebildet sein. An einem Antriebsende der Spulspindel 2 ist ein Spindelmotor 4 vorgesehen, der die Spulspindel 2 antreibt.
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Am Umfang der Spulspindel 2 sind mehrere Spulhülsen 18 hintereinander aufgesteckt, um jeweils eine Spule aufnehmen zu können.
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Wie insbesondere aus den Darstellungen in 1 und 2 hervorgeht, erstreckt sich unterhalb der Spulspindel 2 eine Trägerwalze 9. Die Trägerwalze 9 ist mit ihren Lagerenden 10.1 und 10.2 an dem Changierträger 1.2 drehbar gelagert. Die Trägerwalze 9 hat in der dargestellten Betriebssituation Kontakt zu den Spulen 6, die an der Spulspindel 2 gewickelt werden. Die Trägerwalze 9 ist ortsfest an dem Changierträger 1.2 gehalten und stützt die Spulspindel 2 über die gesamte Länge ab. Dadurch lässt sich insbesondere eine Biegung der Spulspindel 2 aufgrund hoher Gewichte der Spulen 6 vermeiden.
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Wie aus der Darstellung in 2 und 3 hervorgeht, ist parallel zur Trägerwalze 9 eine Andrückwalze 11 vorgesehen. Die Andrückwalze 11 erstreckt sich über alle Wickelstellen 5.1 bis 5.6 und ist mit ihren Lagerenden 12.1 und 12.2 an dem Maschinengestell 1 drehbar gelagert.
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Die entlang der Spulspindel 2 und de Andrückwalze 11 ausgebildeten Wickelstellen 5.1 bis 5.6 sind in ihrem Aufbau identisch. So weist jede Wickelstelle 5.1 bis 5.6 jeweils eine Changiereinheit 13 und eine Umlenkrolle 14 auf. Die Umlenkrolle 14 ist mittig zu der jeweiligen Changiereinheit 13 angeordnet. Die Umlenkrolle 14 ist frei drehbar an dem Changierträger 1.2 gehalten. Die Changiereinheit 13, die beispielsweise durch eine Flügelchangiereinheit gebildet sein kann, weist Mittel zum Hin- und Herführen des Fadens in der Wickelstelle auf.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in 3 hervorgeht, werden die Fäden als eine Fadenschar 19 über eine Galette 15 zugeführt. Die Galette ist in diesem Ausführungsbeispiel auf der Antriebsseite 7 neben der Aufspulmaschine angeordnet. Die Galette 15 erstreckt sich mit ihrer Achse quer zur Spulspindel 2, so dass die Fadenschar aus einer im wesentlichen horizontalen Verteilebene heraus den Umlenkrollen 14 der Wickelstellen 5.1 bis 5.6 zugeführt werden. Zur Fadenführung ist an dem Gehäuse 1.1 ein Durchlass oder ein Ausschnitt gebildet, so dass keine zusätzlichen Fadenumlenkungen erforderlich sind.
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Das in 1 bis 3 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine ist in Betrieb dargestellt, in welcher in den Wickelstellen 5.1 bis 5.6 jeweils eine Spule 6 gewickelt wird. Die Fadenschar 19 wird aus einer Spinneinrichtung abgezogen und nach einer weiteren Behandlung durch die Galette 15 den Umlenkrollen 14 der Wickelstellen 5.1 bis 5.6 zugeführt. Innerhalb der Wickelstellen 5.1 bis 5.6 wird jeweils ein Faden durch die Changiereinheiten 13 hin- und hergeführt und über die Andrückwalze 11 an die Oberfläche der Spulen 6 abgelegt. Zwischen der Andrückwalze 11 und den Spulen 6 ist jeweils eine Anpresskraft eingestellt, die sich in diesem Ausführungsbeispiel im wesentlichen aus einer anteiligen Gewichtslast der Spulspindel 2 ergibt. Um den Anteil der Gewichtslast, der mit der Andrückwalze 11 zu einer vordefinierten Anpresskraft führt, während der Spulreise konstant zu halten, ist die Trägerwalze 9 vorgesehen. Die Trägerwalze 9 stellt eine Abstützung der Spulspindel 2 dar, in dem die Trägerwalze 9 am Umfang der Spulen 6 anliegt. insbesondere lässt sich damit eine Absenkung der Spulspindel 2 am freien Ende verhindern.
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Bei dem in 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Andrückwalze 11 und die Trägerwalze 9 ortsfest angeordnet. Die Ausweichbewegung während des Aufwickelns der Spulen 6 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch den beweglichen Spindelträger 3 ausgeführt, der beispielsweise als Schlitten vertikal innerhalb des Gehäuses 1 verfahrbar sein könnte.
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Um einen kontinuierlichen Prozess beim Schmelzspinnen der Fäden zu erhalten, werden bevorzugt jedoch Aufspulmaschinen eingesetzt, die möglichst einen kontinuierlichen Wickelprozess ausführen. Hierzu ist in den 4 bis 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine gezeigt. In 4 und 6 sind schematisch Seitenansichten des Ausführungsbeispiels und in 5 eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
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Das Ausführungsbeispiel nach den 4 bis 6 ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 1 bis 3, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten zu der vorgenannten Beschreibung Bezug genommen wird.
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Bei den in 4 bis 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulmaschine ist der Spindelträger durch einen drehbaren Spulrevolver 16 gebildet. Der Spulrevoler 16 ist in dem Gehäuse 1.1 drehbar gelagert und trägt zwei Spulspindeln 2.1 und 2.2. Die Spulspindeln 2.1 und 2.2 sind um 180° versetzt an dem Spulrevolver 16 angeordnet. Jedem der Spulspindeln 2.1 und 2.2 ist auf einer Antriebsseite 7 jeweils ein Spindelmotor 4.1 und 4.2 zugeordnet.
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Bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Betriebssituationen hält der Spulrevolver 16 die Spulspindel 2.1 in einen unteren Wickelbereich und die Spulspindel 2.2 in einen oberen Wechselbereich. Innerhalb des Wickelbereiches wirkt die Spulspindel 2.1 mit einer Andrückwalze 11 und einer Trägerwalze 9 zusammen.
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Wie insbesondere aus der Darstellung in 4 und 5 hervorgeht, ist die Trägerwalze 9 mit ihren Lagerenden 10.1 und 10.2 an einem beweglichen Walzenträger 17 frei drehbar gelagert. Der Walzenträger 17 ist an einem Changierträger 1.2 beweglich gehalten, so dass die Trägerwalze 9 zwischen einem Stützbereich und einem Ruhebereich hin- und hergeführt werden kann. Im Stützbereich liegt die Trägerwalze 9 mit Kontakt an den Spulen 6 der Spulspindel 2.1 an und bildet eine Abstützung der Spulspindel 2.1 – wie in 4 dargestellt. Die Trägerwalze 9 lässt sich hierzu erst nach Erreichen eines bestimmten Aussendurchmessers der Spule 6 aus einer Ruheposition in den Stützbereich führen.
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Die übrigen Komponenten der Wickelstellen 5.1 bis 5.6 sind identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach 2 und 3 ausgeführt. Insoweit wird zu der vorgenannten Beschreibung zum Aufbau der Wickelstellen 5.1 bis 5.6 Bezug genommen.
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Auf der Antriebsseite ist im unteren Bereich des Gehäuses 1.1 eine erste Galette 15.1 und eine zweite Galette 15.2 angeordnet, die von einer Fadenschar 19 einfach umschlungen ist. Die Galetten 15.1 und 15.2 sind an dem Gehäuse 1.1 gehalten und bilden den Fadeneinlauf der Fadenschar 19 in die Wickelstellen 5.1 bis 5.6. Hierzu ist zwischen der Galette 15.2 und den Umlenkrollen 14 eine im wesentlichen horizontale Verteilebene aufgespannt, in welcher die Fäden geführt und selektiert werden.
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Im Betrieb wird die Ausweichbewegung der Spulspindel 2.1 zum Wickeln der Spulen 6 durch den Spulrevolver ausgeführt. Die Andrückwalze 11 bleibt dabei mit einer im wesentlichen konstanten Anpresskraft am Umfang der Spulen, wobei zur Regulierung der Anpresskraft die bewegliche Trägerwalze 9 genutzt wird.
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Die erfindungsgemäße Aufspulmaschine ist besonders geeignet, um eine Vielzahl von Fäden gleichzeitig am Umfang einer Spulspindel zu Spulen zu wickeln. Hierbei lassen sich vorteilhaft automatisierte Hilfseinrichtungen zum Abnehmen der Spulen und zum Aufstecken von Spulhülsen an der Spulspindel nutzen. Ebenso besteht die Möglichkeit, automatisierte Anlegehilfseinrichtungen einzusetzen, um bei einem Prozessbeginn die Fadenschar in der Aufspulmaschine zu führen und auf die Wickelstellen zu verteilen. Desweiteren besteht auch die Möglichkeit, dass die beim Wickeln der Spulen anliegende Andrückwalze beweglich gehalten ist, um über Kraftgeber eine definierte Anpresskraft an den Spulen einstellen zu können. Dabei wird das Gewicht der Spulspindel mit den Spulen vollständig durch die Trägerwalze kompensiert.
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Für die Integration in einer Schmelzspinnanlage ist das Ausführungsbeispiel nach 4 bis 6 besonders geeignet. So lässt sich die Aufspulmaschine mit integrierten Galetten nutzen, um direkt einen sogenannten POY-Faden herzustellen. Ein Abzug der Fadenschar und die Verteilung der Fadenschar werden durch die am Maschinengestell der Aufspulmaschine angeordneten Galetten ausgeführt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0602554 A1 [0003]
- WO 2004/015173 [0004]
