DE102015222045B3

DE102015222045B3 - Fadenverlegevorrichtung

Info

Publication number: DE102015222045B3
Application number: DE102015222045.1A
Authority: DE
Inventors: Marcel Christe
Original assignee: SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Current assignee: SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2015-11-10
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2035-11-11
Also published as: CN107922139B; CN107922139A; EP3374305A1; EP3374305B1; WO2017080719A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Flügelrad-Fadenverlegung zum Aufspulen eines Fadens (14) auf einer Spule (16), bei der die eine Steuereinrichtung (38) für ein Positionieren des Fadens (14) an einer vorgegebenen Axialposition (70) entlang der Changierachse (62) programmiert ist, a) die Elektromotoren (30) der beiden Flügelräder 26, 28 derart anzusteuern, dass eines der beiden Flügelräder (26, 28) den Faden (14) mit der Flügelvorderseite (56) eines seiner Flügel (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) in seiner Changierdrehrichtung (60) in die vorgegebene Axialposition (70) bewegt, und das jeweils andere der beiden Flügelräder (26, 28) soweit um seine Drehachse (32, 34) bewegt wird, bis der Faden (14) in der vorgegebenen Axialposition (70) zwischen der Flügelvorderseite (56) des Flügels (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) des einen Flügelrads (26, 28) und der Flügelvorderseite (56) eines Flügels (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) des anderen Flügelrads (26, 28) geführt ist; oder b) den Elektromotor (30) eines der beiden Flügelräder (26, 28) derart anzusteuern, dass das Flügelrad (26, 28) den Faden mit der Flügelrückseite (58) eines seiner Flügel (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) entgegen seiner Changierdrehrichtung in die vorgegebene Axialposition (70) bewegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fadenverlegevorrichtung für Fadenspulprozesse.
In der Textilbranche werden bei Fadenspulprozessen Spulmaschinen mit z. T. dutzenden Spulstellen eingesetzt, die jeweils eine Fadenverlegevorrichtung aufweisen. Derlei Fadenverlegevorrichtungen dienen dazu, einen auf einer rotierenden Spule bzw. Garnspule aufzuspulenden Faden in Richtung der Spulenlängsachse mittels einer hochfrequenten Changierbewegung hin- und herzubewegen. In der Praxis haben sich dabei sogenannte Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen nicht zuletzt aufgrund ihres einfachen konstruktiven Aufbaus und ihrer Zuverlässigkeit bewährt. Derlei Fadenverlegevorrichtungen zeichnen sich durch zwei Flügelräder aus, die um ihre jeweilige Drehachse gegenläufig antreibbar sind. Die Flügelräder weisen üblicherweise jeweils zwei oder drei Flügel auf, die sich von der Drehachse des jeweiligen Flügelrads in radialer Richtung wegerstrecken. Der auf der Garnspule aufzuspulende Faden ist während des Spulprozesses im ständigen Wechsel an den Flügeln des einen und des anderen Flügelrads geführt und wird dadurch im Sinne einer Changierbewegung gegenüber der Spule in Richtung deren Spulenlängsachse in schneller Folge hin- und herbewegt. Der Faden ist zumeist an einer Bogenscheibe bzw. -platte, d. h. an einem sogenannten Fadenführungslineal, geführt, aus dessen Kontur die Flügel der Flügelräder im Betrieb hervortreten und in welche sie im Bereich von Eintauchpunkten wieder eintauchen. Eine Fadenübergabe zwischen den Flügelrädern sowie eine daraus folgende Hubumkehr der Changierbewegung des Fadens erfolgt dabei jeweils im Bereich der Eintauchpunkte der Flügel der Flügelräder, die in axialer Richtung der Spule mit den Umkehrpunkten der Changierbewegung des Fadens zusammenfallen. Eine solche Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung ist beispielsweise aus der DE 33 02 962 A1 , der DE 697 04 009 T2 sowie auch der WO 2015/007339 A1 bekannt.
Bei industriellen Spulprozessen mit z. T. vollautomatisiertem Spulenwechsel muss auf der mit dem Faden zu bewickelnden Spule eine sogenannte Fadenreserve angelegt werden. An diese Fadenreserve wird im Spulgatter der Spulmaschine eine zweite Spule geknüpft, die als Reservespule bezeichnet wird. Für den laufenden Verarbeitungsprozess steht nun nebst der zu bewickelnden ersten Spule eine weitere Spule zur Verfügung. Dadurch kann nach dem Verarbeiten der ersten Garnspule ohne Unterbrechung zur Reservespule gewechselt werden. Eine zuständige Bedienperson kann die leere Spule durch eine neue Reservespule ersetzen und anknüpfen. Die Fadenreserve muss spultechnisch zwingend zu Beginn des Spulprozesses erstellt werden. Die Fadenreserve muss in der Regel außerhalb der gerätespezifischen Grund- oder Normalhubbreite der Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung auf der Spule angeordnet werden. US 6 045 081 A offenbart eine weitere Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung, bei der der Faden mittels eines motorisch verstellbaren Fadenführers außer Eingriff mit den gegenläufig antreibbaren Flügelrädern gebracht werden kann, um außerhalb des vorgesehenen Changierbereichs des Fadens auf der mit dem Faden zu bewickelnden Spule eine Fadenreserve anzulegen. Der Fadenführer ist durch eine Steuereinheit gesteuert. DE 100 22 376 A1 offenbart eine Weiterentwicklung der vorgenannten Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung, bei der der motorisch angesteuerte Fadenführer zum Anlegen der Fadenreserve mit unterschiedlichen Führungsgeschwindigkeiten gegenüber der zu bewickelnden Spule hin- und herbewegbar ist. Aus der DE 10 2011 008 971 A1 ist bekannt, den Faden zum Bilden der Fadenreserve an einem motorisch ansteuerbaren Führungsblech mit einer Führungsnut zu führen, dem ein Stiftfadenführer mit einem Führungsschaft zugeordnet ist.
Bei den genannten Faden-Spulprozessen ist es darüber hinaus häufig erforderlich, zur Markierung der fertiggestellten Garnspule sogenannte Abschlusswickel, beispielsweise Bauchbinden, zu erstellen, die im Gegensatz zur vorstehend erläuterten Fadenreserve innerhalb der der Flügelrad-Fadenverlegung innewohnenden Grundhubbreite anzuordnen sind. Die mit dem Faden bewickelte Garnspule kann nachfolgend entweder von Hand durch eine neue, leere Garnspule ersetzt werden oder aber die Garnspule wird von der Spulmaschine automatisch durch eine leere Garnspule ersetzt.
Aus der DE 36 16 753 A1 ist eine Fadenverlegevorrichtung bekannt geworden, bei der der aufzuwickelnde Faden mittels eines Fadenführers aus dem Rotationsbereich der Flügelräder herausbewegt und mit einer Kehrgewindewelle oder dergl. in Eingriff gebracht werden kann, um den Faden mit geringer Hubweite relativ zur Spule oszillierend hin- und herzubewegen, um so auf der fertigen Spule einen sogenannten Abbindewulst zu bilden.
Für das Erstellen der Fadenreserve wie auch der Abschlusswickel weisen die am Markt verfügbaren Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen eine komplexe Zusatzmimik auf, durch die der Faden – statisch – an einer vorgegebenen axialen Position relativ zur Längsachse der Spule positionierbar ist. Derlei Zusatzmimiken sind steuerungstechnisch aufwändig, störanfällig und wartungsintensiv.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung für eine Spulmaschine sowie eine Spulmaschine anzugeben, die ohne eine vorgenannte komplexe Zusatzmimik auskommt.
Die die Fadenverlegevorrichtung betreffende Aufgabe wird durch eine Fadenverlegevorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die erfindungsgemäße Spulmaschine weist die in Anspruch 8 angegebenen Merkmale auf. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die erfindungsgemäße Fadenverlegevorrichtung umfasst ein erstes und ein zweites Flügelrad mit jeweils mehreren Flügeln, die sich von einer Drehachse des jeweiligen Flügelrads in einer radialen Richtung wegerstrecken. Die Flügelräder können jeweils zwei, drei oder auch mehr Flügel aufweisen. Jedem Flügelrad ist ein Elektromotor zugeordnet, wobei die beiden Flügelräder mittels der beiden Elektromotoren um ihre Drehachsen in einer jeweiligen Changierdrehrichtung gegenläufig antreibbar sind, um einen auf einer rotierenden Spule aufzuspulenden Faden längs einer Changierachse hin- und herzubewegen. Im Praxiseinsatz ist die Changierachse der Fadenbewegung in an sich bekannter Weise zur Längsachse der mit dem Faden zu bewickelnden Spule parallel verlaufend ausgerichtet. Zur Führung des auf der Spule aufzuwickelnden und mittels der Flügelräder im schnellen Wechsel hin- und herzuführenden Fadens dient ein Fadenführungslineal.
Die Elektromotoren sind durch eine Steuereinrichtung angesteuert. Die Steuereinrichtung ist zum Positionieren des Fadens an einer vorgegebenen Axialposition entlang der Spulenlängsachse bzw. der dazu parallel verlaufend angeordneten Changierachse erfindungsgemäß dazu programmiert,

a) die Elektromotoren der beiden Flügelräder derart anzusteuern, dass eines der beiden Flügelräder den Faden mit der Flügelvorderseite eines seiner Flügel in seiner Changierdrehrichtung in die vorgegebene Axialposition bewegt, und das jeweils andere der beiden Flügelräder soweit um seine Drehachse bewegt wird, bis der Faden in der vorgegebenen Axialposition zwischen der Flügelvorderseite des Flügels des einen Flügelrads und der Flügelvorderseite eines Flügels des anderen Flügelrads geführt ist; oder
b) den Elektromotor eines der beiden Flügelräder zur Positionierung des Fadens an der vorgegebenen Axialposition entlang der Changierachse derart anzusteuern, dass der Faden von zu mindestens einem Flügelrad anhand einer zur Changierdrehrichtung des einen Flügelrads gegensinnigen Drehbewegung des Flügelrads mit der Flügelrückseite eines Flügels in die vorgegebene Axialposition bewegt wird.

Die erfindungsgemäße Fadenverlegevorrichtung ermöglicht die Positionierung des Fadens an einer vorbestimmten Axialposition längs der Changierachse der Fadenbewegung, ohne dass hierzu eine eingangs genannte komplexe Zusatzmimik erforderlich ist. Diese kann vielmehr vollständig entfallen. Ungeachtet dessen ermöglicht die Fadenverlegevorrichtung wichtige Sonderfunktionen bei Spulprozessen, wie beispielsweise das Anlegen einer Fadenreserve, eines Abschlusswickels sowie einen automatischen Spulenwechsel mit automatisiertem Abtrennen des Fadens, für die der Faden jeweils an einer vorgegebenen Axialposition in Richtung der Changierachse der Fadenverlegevorrichtung bzw. der mit dem Faden zu bewickelnden Spule, vorzugsweise lagefixiert, positioniert werden muss. Die Fadenverlegevorrichtung kann dabei insgesamt mit einem einfacheren konstruktiven Aufbau und auf kostengünstigere Weise bereitgestellt werden. Aufgrund des Wegfalls der bislang erforderlichen komplexen Zusatzmimik für die axiale Fadenpositionierung ergibt sich ein nochmals weniger störanfälliger Betrieb der Fadenverlegevorrichtung bei insgesamt reduzierten Ausfallzeiten und Wartungskosten. Die vorgenannten Vorteile werden gleichermaßen durch die erfindungsgemäße Spulmaschine erreicht.
Gemäß der vorstehend genannten Ausführungsvariante a) ist der Faden in der vorgegebenen Axialposition beiderseitig zwischen den Flügelvorderseiten der Flügel beider Flügelräder geführt und so gegenüber einem unerwünschten axialen Abrutschen aus der vorgegebenen Axialposition gesichert. Der Faden ist mit anderen Worten zu beiden Seiten durch die Flügel der beiden Flügelräder geschient bzw. in der vorgegebenen Axialposition gehalten. Der Faden liegt bevorzugt an den jeweiligen Flügelvorderseiten beider Flügelräder an. Es versteht sich, dass der Faden dabei zwischen den Flügelvorderseiten zweier Flügeln der Flügelräder nicht geklemmt (gehalten) sein darf, um einen freien und störungsfreien Fadenlauf in Richtung der zu bewickelnden Spule zu ermöglichen und gleichzeitig eine übermäßige Beanspruchung des Fadens zu vermeiden. Zwecks eines besonders zügigen und energieeffizienten Betriebs der Fadenverlegevorrichtung ist die Steuereinrichtung dabei vorzugsweise dazu programmiert, dass das den Faden bereits führende Flügelrad stets direkt, d. h. über eine minimal erforderliche Winkelstrecke, in eine mit der vorgegebenen Axialposition korrespondierende Drehposition zu bewegen. Dadurch können unnötige Stellbewegungen der Flügelräder vermieden werden. Ist die vorgegebene Axialposition des Fadens beispielsweise in Changierdrehrichtung des den Faden führenden Flügelrads vor dem den Faden führenden Flügel des Flügelrads angeordnet, wird dieses Flügelrad mit seinem den Faden führenden in Changierdrehrichtung gedreht, bis der Faden in der vorgegebenen Axialposition angeordnet ist. Für den Fall, dass die vorgegebene Axialposition in Changierdrehrichtung des den Faden führenden Flügels hinter diesem Flügel des Flügelrads angeordnet ist, so wird das den Faden (noch) führende Flügelrad mit seinem den Faden führenden Flügel entgegen seiner Changierdrehrichtung in eine mit der vorgegebenen Axialposition des Fadens korrespondierende Drehstellung bewegt bzw. gedreht. Der Faden wird in diesem Fall vom anderen Flügelrad in dessen Changierdrehrichtung in die vorgegebene Axialposition bewegt.
Gemäß der vorstehend genannten Ausführungsvariante b) kann der Faden an einer vorgegebenen Axialposition innerhalb sowie insbesondere auch außerhalb eines gerätespezifischen maximalen Changierhubs der Fadenverlegevorrichtung positioniert werden. Der Faden liegt dabei in jedem Falle an einer Flügelrückseite, d. h. der von der in Changierdrehrichtung führenden Flügelvorderseite wegweisenden Seite bzw. Kante des den Faden führenden Flügels, an. Der Faden kann mit der Flügelrückseite weiter vom Hubzentrum der Fadenverlegevorrichtung entfernt positioniert werden, weil das betreffende Flügelrad mit seiner Drehachse in Richtung der Längsachse näher an der vorgegebenen Axialposition des Fadens angeordnet ist, als das jeweils andere Flügelrad. Darüber hinaus kann gegenüber einer Fadenführung an der Flügelvorderseite des Flügels zusätzlich die Breite des Flügels für eine Positionierung des Fadens jenseits des maximalen Changierhubs der Fadenverlegevorrichtung ausgenutzt werden. Aufgrund der nur einseitigen Führung und Abstützung des Fadens ist diese Ausführungsform für ein exaktes Positionieren des Fadens im Bereich des Hubzentrums der Fadenverlegevorrichtung weniger gut geeignet. Bei Spulmaschinen wird der Faden der Fadenverlegevorrichtung jedoch in der Regel von einem zentralen Fadenzuführungspunkt aus (fächerförmig) zugeführt. Durch diesen räumlichen Fixpunkt der Fadenführung sowie die beim Spulprozess erforderliche Fadenspannung ist der Faden jedoch trotz seiner nur einseitigen Führung an der Flügelrückseite nur eines Flügelrads in der vorgegebenen Axialposition für das Anlegen einer Fadenreserve, Abschlusswickels etc. mit einem entsprechendem axialen Abstand zum Hubzentrum ausreichend sicher geführt.
Für eine nochmals weiter verbesserte Führung und Lagesicherung des Fadens in der vorgegebenen Axialposition kann die Steuereinrichtung erfindungsgemäß dazu programmiert sein, den Elektromotor des jeweils anderen Flügelrads derart anzusteuern, dass dieses anhand einer zu seiner Changierdrehrichtung gegensinnigen Drehbewegung soweit gedreht wird, bis der Faden zwischen der Flügelrückseite des einen Flügels des einen Flügelrads und der Flügelrückseite eines Flügels des jeweils anderen Flügelrads geführt ist. Der Faden ist in diesem Fall mithin durch die Flügelrückseiten zweier Flügel in der vorgegebenen Axialposition gehalten. Zu beachten ist, dass der Faden in diesem Fall nur an einer vorgegebenen Axialposition innerhalb des gerätespezifischen maximalen Changierhubs der Fadenverlege-vorrichtung positioniert werden kann.
In den beiden vorstehend erläuterten Fällen, in denen der Faden in der vorgegebenen Axialposition längs der Changierachse zwischen den Flügeln der beiden Flügelräder hindurchgeführt und von diesen seitlich in der vorgegebenen Axialposition gehalten ist, kann die Fadenverlegevorrichtung erfindungsgemäß eine weitere Sonderfunktion erfüllen. So kann die Steuereinrichtung erfindungsgemäß dazu programmiert sein, die Elektromotoren der beiden Flügelräder nach dem Positionieren des Fadens an der vorgegebenen Axialposition derart anzusteuern, dass diese den Faden oszillierend um die vorgegebene Axialposition bewegen. Dadurch können breitbasigere Fadenreserven bzw. Abschlusswickel/Bauchbinden auf der Spule erzeugt werden, wodurch der Faden vereinfacht und störungsärmer von der Spule abgezogen werden kann. Es versteht sich, dass die Oszillationsbewegung des Fadens im Gegensatz zur Changierbewegung des Fadens beim Erzeugen des Fadenwickels einen nur geringen axialen Oszillationshub von wenigen (ungefähr zwei bis fünf) Millimetern aufweist.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die Fadenverlegevorrichtung einen Antrieb auf, mittels dessen das Fadenführungslineal und die Drehachsen der beiden Flügelräder relativ zueinander bewegbar sind. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise dazu programmiert, das Fadenführungslineal und die Drehachsen zum Positionieren des Fadens an der vorgegebenen Axialposition entlang der Changierachse aufeinander zuzustellen. Dadurch kann ein maximaler Überstand der Flügel beider Flügelräder über das Fadenführungslineal und somit eine maximale Hubbreite der Fadenverlegevorrichtung realisiert werden.
Das Fadenführungslineal ist vorzugsweise als eine Bogenplatte ausgeführt, d. h. weist eine gebogene Fadenführungskontur, auf.
Die erfindungsgemäße Spulmaschine umfasst vorzugsweise mehreren Spulstellen zum Aufspulen eines Fadens auf eine Spule, wobei jede Spulstelle eine Spulenhalterung mit einem Antrieb bzw. Motor zum umlaufenden Antereiben der mit dem Faden zu bewickelnden Spule und eine vorstehend erläuterte Fadenverlegevorrichtung aufweist. Es versteht sich, dass der Antrieb ein Reibrad bzw. eine Reibwalze umfassen kann, die an der mit dem Faden zu bewickelnden Spule anliegt, um diese umlaufend anzutreiben. Die erfindungsgemäße Spulmaschine weist aufgrund der erfindungsgemäßen Fadenverlegevorrichtung einen vereinfachten konstruktiven Aufbau auf und ermöglicht einen insgesamt weniger stör- und wartungsanfälligen Betrieb. Dies bietet nicht zuletzt Kostenvorteile.
Die Spulmaschine kann eine zentrale Maschinensteuerung aufweisen, die den Steuereinrichtungen der Fadenverlegevorrichtungen der Spulstellen übergeordnet ist oder die die Steuerungsvorrichtungen der Fadenverlegevorrichtungen bildet. Im erstgenannten Fall kann die Maschinensteuerung sowie die einzelnen Steuerungseinrichtungen der Spulstellen beispielsweise für einen sogenannten Master-Slave-Betrieb eingerichtet sein. Im letztgenannten Fall wird die Gesamtheit der Spulstellen mitsamt ihrer Fadenverlegevorrichtungen durch die Maschinensteuerung der Spulmaschine gesteuert.
Zwecks eines möglichst wirtschaftlichen Betriebs der Spulmaschine weisen die Spulstellen bevorzugt einen Spulwechselautomaten auf. Dadurch können fertiggestellte Garnspulen mit minimalem Zeitaufwand vollautomatisiert gegen eine Leerspule ausgetauscht werden. Die Spulwechselautomaten können durch die Steuerungseinrichtung bzw. die Maschinensteuerung gesteuert sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1 eine Spulmaschine mit einer Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung mit zwei gegenläufig antreibbaren Flügelrädern und einer Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, einen auf einer Spule aufzuspulenden Faden ohne eine komplexe Zusatzmechanik an einer vorgegebenen Axialposition längs der Changierachse des Fadens zu positionieren, in einer Seitenansicht;
2 eine Detaildarstellung der Fadenverlegevorrichtung aus 1, in einer Draufsicht;
3 eine erste Ausführungsform eines Verfahrens zum Positionieren des Fadens mittels der Fadenverlegevorrichtung an einer vorgegebenen Axialposition;
4 eine ausschnittsweise Detaildarstellung der Fadenverlegevorrichtung aus 1 mit in der vorgegebenen Axialposition angeordnetem Faden, in einer Draufsicht;
5 eine weitere Ausführungsform eines Verfahrens zum Positionieren des Fadens in einer vorgegebenen Axialposition, die außerhalb eines maximalen Changierhubs der Fadenverlegevorrichtung angeordnet sein kann;
6 eine ausschnittsweise Detaildarstellung der Fadenverlegungsvorrichtung aus 1 mit einem in einer vorgegebenen Axialposition angeordneten Faden, in einer Draufsicht; und
7 eine ausschnittsweise Detaildarstellung der Fadenverlegungsvorrichtung aus 1 mit einem in einer vorgegebenen Axialposition innerhalb eines maximalen Changierhubs der Fadenverlegevorrichtung angeordneten Faden, in einer Draufsicht;
1 zeigt ausschnittsweise eine Spulmaschine 10 mit einer Fadenverlegevorrichtung 12 zum Aufspulen eines Fadens 14 auf eine Spule 16. Der auf der Spule 16 aufzuspulende Faden 14 kann beispielsweise auf einer In 1 nicht näher wiedergegebenen Vorlagespule bereitgestellt sein. Die Spule 16 ist auf einer Spulenhalterung 18 angeordnet und mittels eines Motors 20 um ihre Spulenlängsachse 22 in Pfeilrichtung 24 umlaufend antreibbar.
Die Fadenverlegevorrichtung 12 ist als eine sogenannte Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung ausgebildet und weist jeweils zwei Flügelräder 26, 28 auf. Die beiden Flügelräder 26, 28 sind voneinander unabhängig mittels jeweils eines Elektromotors 30 um ihre jeweilige Drehachse 32, 34 gegenläufig antreibbar. Die Elektromotoren 30 sowie die Flügelräder 26, 28 sind an einem Tragrahmen 36 angeordnet. Zum Steuern der Elektromotoren 30 der beiden Flügelräder 26, 28 sowie vorzugsweise auch des Motors 20 der Spulenhalterung 18 dient eine Steuereinrichtung 38.
Die Flügelräder 26, 28 dienen dazu, den auf der Spule 16 aufzuspulenden Faden 14 in Richtung der Spulenlängsachse 22 gegenüber der rotierenden Spule 16 in schneller Folge hin- und her zu bewegen, um während des Aufspulprozesses einen mit 40 bezeichneten Fadenwickel auf der Spule zu bilden.
Der Tragrahmen 36 umfasst vorliegend zwei zueinander parallel verlaufend angeordnete Längsprofile 42, die in nicht näher gezeigter Weise miteinander verbunden sind. An den beiden Längsprofilen 42 des Tragrahmens 36 ist ein (Lager-)Schlitten 44 angeordnet, der mittels eines Verstellantriebs 46 entlang einer mit 48 bezeichneten Stellachse relativ zum Tragrahmen 36 verschiebbar gelagert ist. Die beiden Flügelräder 26, 28 sind am Lagerschlitten 44 drehbar gelagert. Der Verstellantrieb 46 kann als ein Elektromotor ausgeführt sein.
Zur Führung des Fadens 14 dient ein Fadenführungslineal 50. Das Fadenführungslineal 50 kann gemäß 1 als eine Bogenscheibe mit einer bogenförmigen (konvexen) Führungskontur 52 ausgebildet sein, an der der aufzuspulende Faden 14 beim Spulprozess allzeit unter Spannung anliegt und geführt ist.
Am Tragrahmen 36 ist ein Anschlagmittel 54 für einen Nullabgleich der Drehposition der beiden Flügelräder angeordnet. Das Anschlagmittel 54 ist durch ein Verschieben des Lagerschlittens 44 in Richtung auf das Anschlagmittel 54 in einen von den beiden Fügelrädern 26, 28 überstrichenen Rotationsbereich bewegbar und dient der Kalibrierung der Steuereinrichtung 38 auf eine durch das Anschlagmittel 54 definierte Drehlage der Flügelräder 26, 28. Dadurch können die Flügelräder 26, 28 vor Beginn des Spulprozesses in ihrer jeweiligen Drehstellung um ihre Drehachse 32, 34 auf einfache Weise exakt synchronisiert werden.
2 zeigt die Fadenverlegevorrichtung 12 aus 1 in einer freigestellten Draufsicht. Die beiden Flügelräder 26, 28 weisen beispielhaft jeweils drei Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c auf. Die Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c weisen jeweils eine Flügelvorderseite 56 und eine Flügelrückseite 58 auf. Die Drehachsen 32, 34 der beiden Flügelräder 26, 28 sind in Richtung der in 1 gezeigten Spulenlängsachse 22 zueinander seitlich versetzt angeordnet.
Der aufzuspulende Faden 14 ist beim Aufspulprozess im schnellen Wechsel an den Flügelvorderseiten 56 der Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c der zueinander in ihrer jeweiligen Changierdrehrichtung 60 gegenläufig rotierenden Flügelräder 26, 28 in Richtung der mit 62 bezeichneten Changierachse geführt.
Die Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c der Flügelräder 26, 28 treten dabei jeweils an jeweiligen Auftauchpunkten A₁, A₂ aus der Führungskontur 52 des Führungslineals hervor und treten in die Führungskontur 52 des Fadenführungslineals 50 im Bereich von Eintauchpunkten E₁, E₂ wieder ein. Eine Fadenübergabe zwischen den Flügelrädern erfolgt beim Betrieb der Fadenverlegevorrichtung 12 jeweils im Bereich bzw. an den Eintauchpunkten E₁, E₂. Die Auftauchpunkte A₁, A₂ und die Eintauchpunkte E₁, E₂ der beiden Flügelräder 26, 28 fallen aufgrund der zueinander (in Richtung der Spulenlängsachse 22) in Richtung der Changierachse 56 versetzt angeordneten Drehachsen 32, 34 der Flügelräder 26, 28 nicht zusammen. Der vorstehend erläuterte Rotationsbereich der beiden Flügelräder 26, 28 ist in 2 mit R₁, R₂ bezeichnet.
Ein mit den in Changierdrehrichtung 60 gegensinnig bewegten Flügelrädern 26, 28 realisierbarer maximaler Changierhub ist in 2 mit 64 bezeichnet. Dessen Maß ergibt sich u. a. aus dem Durchmesser der Flügelräder 26, 28, der Anzahl Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c, dem Abstand der Führungskontur 52 des Fadenführungslineals 50 zu den Drehachsen 32, 34 der Flügelräder 26, 28 und dem Drehachsenabstand der Flügelräder 26, 28. Die Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c weisen jeweils Fadenführungsabschnitte 66 gleicher Breite 68 auf.
In der Praxis muss der Faden 14 für das Anlegen einer Fadenreserve oder eines Abschlusswickels auf der Spule (1) an einer vorgegebenen Axialposition 70 relativ zur Spulenlängsachse (1) bzw. der Changierachse 62, vorzugsweise in axialer Richtung lagestabil, positioniert werden. Die Steuereinrichtung 38 ist hierfür nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung zur Ausführung des in 3 gezeigten Verfahrens 100 programmiert:
Die Steuereinrichtung 38 steuert die Elektromotoren 30 der beiden Flügelräder 26, 28 derart an, dass in einem Schritt 102 eines der beiden Flügelräder 26, 28 den Faden 14 mit der Flügelvorderseite 56 eines seiner Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c in seiner Changierdrehrichtung in die vorgegebene Axialposition 70 bewegt, und das jeweils andere der beiden Flügelräder 26, 28 in einem zweiten Schritt 104 soweit um seine Drehachse 32, 34 bewegt wird, bis der Faden 14 in der vorgegebenen Axialposition 70 zwischen der Flügelvorderseite 56 des Flügels 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c des einen Flügelrads 26, 28 und der Flügelvorderseite 56 eines Flügels 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c des anderen Flügelrads 26, 28 geführt gehalten angeordnet ist, wie dies in 4 beispielhaft gezeigt ist.
Ist die vorgegebene Axialposition 70 des Fadens 14 in Changierdrehrichtung 60 des den Faden 14 führenden Flügelrads 26, 28 beispielsweise vor dem den Faden 14 führenden Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c des Flügelrads 26, 28 angeordnet, wird in Schritt 102 dieses Flügelrad 26, 28 mit seinem den Faden 14 führenden Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c in Changierdrehrichtung 60 gedreht, bis der Faden in der vorgegebenen Axialposition 70 angeordnet ist.
Für den Fall, dass die vorgegebene Axialposition 70 in Changierdrehrichtung 60 dem den Faden 14 führenden Flügels 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c hinter diesem Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c des Flügelrads 26, 28 angeordnet ist, wird das den Faden (noch) führende Flügelrad 26, 28 mit seinem den Faden führenden Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c entgegen seiner Changierdrehrichtung 60 bewegt bzw. gedreht.
Insgesamt kann das den Faden 14 führende Flügelrad 26, 28 mit seinem fadenführenden Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c somit immer auf direktem Wege (= kleinstes Winkelmaß seiner Drehbewegung) in die mit der vorgegebenen Axialposition 70 des Fadens 14 korrespondierende Drehstellung um seine Drehachse 32, 34 bewegt werden.
Die Steuereinrichtung 38 kann dazu programmiert sein, die beiden Schritte 102, 104 zeitlich nacheinander, in umgekehrter Reihenfolge oder auch gleichzeitig auszuführen.
Nach einer alternativen Ausführungsform der Fadenverlegevorrichtung 12 ist die Steuereinrichtung 38 zur Ausführung des in 5 gezeigten Verfahrens 200 programmiert:
In einem ersten Schritt 202 wird der Faden 14 durch Ansteuerung des Elektromotors 30 eines Flügelrads 26, 28 mit der Flügelrückseite 58 eines seiner Flügel 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c in einer der Changierdrehrichtung 60 des Flügelrads 26, 28 gegensinnigen Drehrichtung in die vorgegebene Axialposition 70 bewegt. In der vorgegebenen Axialposition 70 des Fadens 14 liegt der Faden 14 dadurch allein an der Flügelrückseite 58 des einen Flügels 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c an. Der Faden 14 kann mit der Flügelrückseite 58 des einen Flügels 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c weiter vom Hubzentrum H_C der Fadenverlegevorrichtung 12 entfernt positioniert werden, weil das betreffende Flügelrad 26, 28 mit seiner Drehachse 32, 34 in axialer Richtung von der vorgegebenen Axialposition 70 des Fadens 14 weniger weit beabstandet angeordnet ist, als das jeweils andere Flügelrad 26, 28. Darüber hinaus kann die Breite 68 des Fadenführungsabschnitts 66 des jeweiligen Flügels 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c zur Positionieren des Fadens 14 an einer außerhalb des maximalen Changierhubs 64 der Fadenverlegevorrichtung 12 angeordneten Axialposition 70 ausgenutzt werden, was insbesondere für das Anlegen eines Fadenwickels bzw. einer Fadenreserve auf der mit dem Faden 14 zu bewickelnden Spule 16 (1) Vorteile bieten kann.
Im letztgenannten Fall kann die Steuereinrichtung 38 (1) dazu programmiert sein, den Elektromotor 30 des jeweils anderen Flügelrads 26, 28 in einem weiteren Schritt 204 derart anzusteuern, dass dieses anhand einer zu seiner Changierdrehrichtung 60 gegensinnigen Drehbewegung soweit gedreht wird, bis der Faden 14 zwischen der Flügelrückseite 58 des Flügels 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c des einen Flügelrads 26, 28 und der Flügelrückseite 58 eines Flügels 26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c des jeweils anderen Flügelrads 26, 28 geführt ist, wie dies in 7 gezeigt ist. Die beiden den Faden 14 führenden/haltenden Flügel der beiden Flügelräder 26, 28 überkreuzen in diesem Falle einander, so dass der Faden 14 durch die beiden Flügel 26c, 28c sowie die Fadenführungskontur 52 des Fadenführungslineals 50 allseits umgriffen und in seiner vorgegebenen Axialposition 70 sicher gehalten ist. Dies ist insbesondere bei größeren Fadenmanipulationen, wie sie beispielsweise bei einem manuellen oder automatisierten Austausch der Spule (1) unvermeidbar sind, von Vorteil. Zu beachten ist, dass die vorgegebene Axialposition 70 des Fadens 14 hierfür innerhalb des maximalen Changierhubs 64 der Fadenverlegevorrichtung 12 angeordnet sein muss.
Sobald der Faden 14 in der vorstehend erläuterten Weise in seine vorgegebene Axialposition 70 bewegt ist, kann der Antrieb bzw. Motor der Spulenhalterung 18 durch die Steuereinrichtung 38 (1) gestartet werden, während die Positionierung des Fadens 14 in seiner vorgegebenen Axialposition 70 nicht geändert wird. Nach Erreichen der gewünschten Anzahl an Windungen der Fadenreserve wird die Spule 16 wieder gestoppt. Die Flügelräder 26, 28 werden nachfolgend für den eigentlichen Spul- bzw. Wickelprozess in ihre vorgegebene Arbeitshöhe und Startwinkelstellung gebracht. Nach Fertigstellung des Garnwickels kann optional in der vorstehend beschriebenen Weise ein Abschlusswickel erstellt werden. Anschließend wird die mit dem Faden 14 bewickelte Spule 16 entweder von Hand durch eine neue, leere Garnspule ersetzt oder aber die Garnspule wird von der Spulmaschine 10 in einer in der Zeichnung nicht näher gezeigten Weise automatisch ausgewechselt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Steuereinrichtung 38 dazu programmiert sein, die Elektromotoren 30 der beiden Flügelräder 26, 28 nach dem Positionieren des Fadens 14 an der vorgegebenen Axialposition 70 in einem weiteren Schritt (106 in 3; 206 in 5) derart anzusteuern, dass die Flügelräder 26, 28 um ihre jeweilige mit der vorgegebenen Axialposition 70 des Fadens 14 korrespondierende Drehstellung gleichsinnig oszillieren. Dadurch kann eine etwas breitbasigere Fadenreserve bzw. ein breitbasigerer Abschlusswickel (bzw. Bauchbinde) auf der Spule 16 erzeugt werden. Dies ermöglicht ein insgesamt einfacheres, gleichmäßigeres und weniger störanfälliges Abziehen des Fadens von der Spule 16.
Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise dazu programmiert, das Fadenführungslineal 50 und die Drehachsen 32, 34 der Flügelräder 26, 28 zum Positionieren des Fadens 14 an der vorgegebenen Axialposition 70 mittels des Verstellantriebs 46 (1) in Abhängigkeit von der vorgegebenen Axialposition 70 des Fadens 14 relativ zueinander derart zu positionieren, dass eine allzeit zuverlässige Führung des Fadens 14 am Fadenführungslineal 50 gewährleistet ist.

Claims

Fadenverlegevorrichtung (12) für das Aufspulen eines Fadens (14) auf einer Spule (16), umfassend: – zwei Flügelräder (26, 28) mit Flügeln (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c), die sich von einer Drehachse (32, 34) des jeweiligen Flügelrads (26, 28) in einer radialen Richtung wegerstrecken und die jeweils eine Flügelvorderseite (56) und eine Flügelrückseite (58) aufweisen; – einen Elektromotor (30) für jedes Flügelrad (26, 28), wobei die beiden Flügelräder (26, 28) mittels der Elektromotoren (30) um ihre jeweilige Drehachse (32, 34) in einer jeweiligen Changierdrehrichtung (60) gegenläufig antreibbar sind, um den aufzuspulenden Faden (14) längs einer Changierachse (62) hin- und herzubewegen; – ein Fadenführungslineal (50) für den Faden (14); und – eine Steuereinrichtung (38) zum Ansteuern der Elektromotoren (30), wobei die Steuereinrichtung (38) für ein Positionieren des Fadens (14) an einer vorgegebenen Axialposition (70) entlang der Changierachse (62) programmiert ist, a) die Elektromotoren (30) derart anzusteuern, dass eines der beiden Flügelräder (26, 28) den Faden (14) mit der Flügelvorderseite (56) eines seiner Flügel (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) in seiner Changierdrehrichtung (60) in die vorgegebene Axialposition (70) bewegt, und das jeweils andere der beiden Flügelräder (26, 28) soweit um seine Drehachse (32, 34) bewegt wird, bis der Faden (14) in der vorgegebenen Axialposition (70) zwischen der Flügelvorderseite (56) des Flügels (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) des einen Flügelrads (26, 28) und der Flügelvorderseite (56) eines Flügels (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) des anderen Flügelrads (26, 28) geführt ist; oder b) den Elektromotor (30) eines der beiden Flügelräder (26, 28) derart anzusteuern, dass das Flügelrad (26, 28) den Faden mit der Flügelrückseite (58) eines seiner Flügel (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) entgegen seiner Changierdrehrichtung (60) in die vorgegebene Axialposition (70) bewegt.
Fadenverlegevorrichtung nach Anspruch 1, Alternative a), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) dazu programmiert ist, stets das den Faden (14) führende Flügelrad (26, 28) mit seinem den Faden (14) führenden Flügel (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) auf direktem Wege in seine mit der vorgegebenen Axialposition (70) des Fadens (14) korrespondierende Drehstellung zu bewegen.
Fadenverlegevorrichtung nach Anspruch 1, Alternative b), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) dazu programmiert ist, den Elektromotor (30) des jeweils anderen Flügelrads (26, 28) derart anzusteuern, dass dieses entgegen seiner Changierdrehrichtung (60) gedreht wird, bis der Faden (14) zwischen der Flügelrückseite (58) des einen Flügels (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) des einen Flügelrads (26, 28) und der Flügelrückseite (58) eines Flügels (26a, 26b, 26c; 28a, 28b, 28c) des jeweils anderen Flügelrads (26, 28) geführt ist.
Fadenverlegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) dazu programmiert ist, die Elektromotoren (30) der beiden Flügelräder (26, 28) nach dem Positionieren des Fadens (14) in der vorgegebenen Axialposition (70) derart anzusteuern, dass der Faden (14) durch die Flügelräder (26, 28) um die Axialposition (70) oszillierend hin- und herbewegt wird.
Fadenverlegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenverlegevorrichtung (12) einen Verstellantrieb (46) aufweist, mittels dessen das Fadenführungslineal (50) und die Drehachsen (32, 34) der beiden Flügelräder (26, 28) relativ zueinander bewegbar sind.
Fadenverlegevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (38) dazu programmiert ist, das Fadenführungslineal (50) und die Drehachsen (32, 34) in Abhängigkeit von der vorgegebenen Axialposition (70) des Fadens (14) relativ zueinander zu positionieren.
Fadenverlegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fadenführungslineal (50) als eine ein- oder mehrteilige Bogenplatte ausgeführt ist.
Spulmaschine (10), umfassend: – eine Spulenhalterung (18) mit einem Motor (20) zum rotierenden Antreiben einer auf der Spulenhalterung angeordneten Spule (16) um ihre Spulenlängsachse (22); und – eine der Spulenhalterung (18) zugeordnete Fadenverlegevorrichtung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.