Derartige Kreuzspulen werden beispielsweise
auf Kreuzspulautomaten hergestellt.
Das heißt, auf den Arbeitsstellen
dieser Textilmaschinen werden relativ kleinvolumige Spinnkopse,
die vorzugsweise auf Ringspinnmaschinen gefertigt wurden, zu großvolumigen
Kreuzspulen umgewickelt.
Während
dieses Umwickelprozesses wird das Garn außerdem auf Unregelmäßigkeiten
hin überprüft, wobei
Garnfehler eliminiert werden.
Um derartige Kreuzspulen in einem
nachfolgenden Arbeitsprozeß ordnungsgemäß verarbeiten zu
können,
sollten die Kreuzspulen unter anderem ein gutes Ablaufverhalten
aufweisen.
Das Ablaufverhalten der Kreuzspule
ist dabei beispielsweise über
die Art der Fadenverlegung bei ihrer Herstellung beeinflußbar.
Bei der Art der Fadenverlegung unterscheidet
man insbesondere zwischen zwei Kategorien, der sogenannten „Wilden
Wicklung" und der „Präzisionswicklung".
Die vorgenannten Wicklungsarten sind
seit langem Stand der Technik und in zahlreichen Literaturstellen
ausführlich
beschrieben.
Bei der „Wilden Wicklung" besteht bekanntlich
ein festes Verhältnis
zwischen der Umfangsgeschwindigkeit der Kreuzspule und der Geschwindigkeit
der Fadenchangierung.
Hierdurch wird der Kreuzungswinkel
des Fadens auf der Oberfläche
der Kreuzspule konstant gehalten, während das Windungsverhältnis, das
heißt, die
Anzahl der Spulenumdrehungen pro Doppelhub, mit zunehmendem Kreuzspulendurchmesser
kleiner wird.
Die Vorteile dieser Wicklung liegen
darin, daß große, stabile
Garnkörper
erzeugt werden können,
die außerdem
eine relativ gleichmäßige Dichte aufweisen.
Nachteilig bei dieser Wicklungsart
ist allerdings, daß,
wenn keine zusätzlichen
Maßnahmen
ergriffen werden, sogenannte Bildwickelzonen auftreten, die das
Ablaufverhalten derartiger Kreuzspulen höchst negativ beeinflussen.
Bei der „Präzisionswicklung" besteht ein konstantes
Verhältnis
zwischen der Spulendrehzahl und der Geschwindigkeit der Fadenchangierung
und damit ein festes Windungsverhältnis während der gesamten Spulenreise.
Bei dieser Wicklungsart treten keine
Bildwickelzonen auf, so daß derartig
gewickelte Kreuzspulen ein gutes Ablaufverhalten besitzen.
Außerdem weisen Kreuzspulen,
die in der Wicklungsart „Präzisionswicklung" hergestellt sind, eine
hohe Packungsdichte auf.
Bedingt durch den während der
Spulenreise immer kleiner werdenden Fadenkreuzungswinkel ist die
Stabilität
des Spulenkörpers
derartig gewickelter Kreuzspulen allerdings eingeschränkt.
Außerdem verursacht die zunehmende
Verkleinerung des Fadenkreuzungswinkels eine Zunahme der Wickeldichte
nach außen
hin, was sich beispielsweise durch sogenanntes „Auswachsen" der darunterliegenden
Fadenschichten an den Spulenflanken der Kreuzspule sehr negativ
bemerkbar macht.
Um die Vorteile der beiden vorgenannten Wicklungsarten
zu kombinieren und gleichzeitig deren Nachteile zu eliminieren,
wurde die sogenannte „Stufen-Präzisionswicklung" entwickelt. Bei
der „Stufen-Präzisionswicklung" wird die Kreuzspule
fertigungstechnisch in radial übereinander
angeordnete Einzelspulen unterteilt, wobei jede Einzelspule in der Wicklungsart „Präzisionswicklung" erstellt ist, das heißt, der
Kreuzungswinkel abnimmt.
Am Übergang zur nächsten Einzelspule
wird der Kreuzungswinkel des Fadens vorzugsweise jeweils wieder
auf die vorherige Gradzahl zurückgeführt.
Obwohl die „Stufen-Präzisionswicklung" die Vorteile der „Präzisionswicklung" und der „Wilden Wicklung" vereinigen soll,
stellen insbesondere die zwischen den Einzelspulen vorhandenen,
zum Teil erheblichen Sprünge
des Spulverhältnisses
eine Diskontinuität
im Spulenaufbau derartiger Kreuzspulen dar.
Durch die CH-PS 611 236 ist des weiteren ein
Verfahren zum Herstellen sogenannter bikonischer Kreuzspulen Stand
der Technik.
Bikonische Kreuzspulen finden in
der Textilindustrie insbesondere im Zusammenhang mit relativ glatten
Synthetikgarnen Verwendung, da derartige Kreuzspulen im Bereich
der Spulenflanken relativ stabil sind.
Insbesondere beim Transport derartiger
Synthetikspulen wird dadurch die Gefahr gemindert, daß die glatten
Fäden über die
Spulenflanken abrutschen.
Wie in der Ch-PS 611 236 beschrieben,
werden solche bikonische Spulen dadurch hergestellt, daß während der
Spulenreise fortlaufend die Verlegebreite des auf die Spule auflaufenden
Fadens verkürzt
wird.
Das Verkürzen der Verlegebreite des
Fadens erfolgte in der Vergangenheit dabei meistens durch eine mechanische
Steuereinrichtung, die dafür
sorgte, daß während der
Spulenreise ständig
der Changierhub des Fadenführers
verkürzt
wurde. Derartige mechanische Steuereinrichtungen sind aufgrund ihrer
großen
bewegten Massen für
moderne Spulmaschinen, bei denen die Fadenführer mit sehr hohen Changiergeschwindingkeiten
bewegt werden, allerdings nicht mehr geeignet.
Bei dem in der CH-PS 611 236 beschriebenen
Verfahren zur Herstellung bikonischer Spulen macht man sich die
Erkenntnis zu nutze, daß der
auf die Spule auflaufende Faden gegenüber dem Fadenführer stets
etwas nachgeschleppt wird und daß diese Schleppwirkung mit
zunehmender Changiergeschwindigkeit des Fadenführers größer wird.
Das heißt, gemäß CH-PS 611 236 wird eine bikonische
Kreuzspule dadurch erstellt, daß während der
Spulenreise fortlaufend die Changiergeschwindigkeit des Fadenführers gesteigert
und dabei kontinuierlich die Verlegebreite des Fadens auf der Spule verringert
wird.
Nachteilig bei solchen bikonischen
Kreuzspulenspulen ist allerdings ihr deutlich vermindertes Aufnahmevolumen.
Das heißt, eine bikonische Kreuzspule
enthält
gegenüber
einer Kreuzspule mit senkrecht zur Spulenachse verlaufenden Spulenflanken
signifikant weniger Fadenmaterial.
Ausgehend vom vorgenannten Stand
der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zu schaffen, das die Herstellung von in ihrem Spulenaufbau weitestgehend
gleichmäßigen Kreuzspulen
ermöglicht,
die außerdem
ein hohes Aufnahmevolumen aufweisen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren gelöst,
wie es im Anspruch 1 beschrieben ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des
erfindungsgemäßen Verfahrens
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat einerseits
den Vorteil, daß auf
einfache Weise eine in ihrem Spulenaufbau relativ gleichmäßige Kreuzspule gefertigt
werden kann, bei der nicht die Gefahr besteht, daß es zu
einem „Auswachsen" der Spulenflanken
kommt und daß andererseits
trotzdem eine Kreuzspule mit maximalem Fassungsvermögen hergestellt
wird. Das heißt,
die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
hergestellten Kreuzspulen überzeugen
nicht nur durch ihren guten optischen Eindruck und ihr gutes Ablaufverhalten
sondern auch durch ihre Ablaufzeit.
Da auch die Härte des Spulenkörpers definiert
steuerbar ist, eignen sich Kreuzspulen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
gefertigt werden, außerdem
hervorragend als Färbespulen.
Wie im Anspruch 2 dargelegt, erfolgt
die Vergrößerung des
Fadenkreuzungswinkels vorzugsweise gleichmäßig über die gesamte Spulenreise.
Auf diese Weise lassen sich Diskontinuitäten im Spulenaufbau,
die beispielsweise das Färbeverhalten
derartiger Kreuzspulen negativ beeinflussen, weitestgehend vermeiden.
Vorteilhafterweise weist der Kreuzungswinkel,
wie im Anspruch 3 beschrieben, zu Beginn der Spulenreise einen Anfangswert < 20 Grad auf.
Zum Abschluß der Spulenreise liegt der
Wert des Kreuzungswinkels dann vorzugsweise zwischen 25 und 35 Grad
(Anspruch 4).
Durch den kleinen Kreuzungswinkel
zu Beginn der Spulenreise wird dabei zunächst für einen verhältnismäßig stabilen
Spulenkern gesorgt und damit sichergestellt, daß die Belastungen durch die nachfolgenden
Wicklungslagen nicht zu einem „Auswachsen" der Spulenflanken
führen.
Ein solches „Auswachsen" der Spulenflanken
wird außerdem
durch die gleichmäßige Vergrößerung des
Kreuzungswinkels während
der Spulenreise verhindert.
Das heißt, durch die ständige Vergrößerung des
Kreuzungswinkels wird jede folgende Fadenlage etwas weicher gewickelt
als die darunter liegenden Fadenlagen.
Auf diese Weise wird eine unzulässig hohe Belastung
der inneren Fadenlagen vermieden, was sich positiv sowohl auf den
Spulenaufbau als auch auf das Ablaufverhalten derartiger Kreuzspule
auswirkt.
Mit einem Endwert des Kreuzungswinkels
in einem Bereich, wie er in Anspruch 4 beschrieben ist, sind dabei
außerdem
relativ große
und stabile Kreuzspulen herstellbar.
Die kontinuierliche Vergrößerung des
Kreuzungswinkels während
der Spulenreise kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen.
In vorteilhafter Ausführungsform
ist beispielsweise, wie im Anspruch 5 dargelegt, vorgesehen, daß die Umfangsgeschwindigkeit
der Kreuzspule unverändert
beibehalten, die Changiergeschwindigkeit der Fadenverlegeeinrichtung
jedoch kontinuierlich erhöht
wird.
Ein solches Verfahren hat den Vorteil,
daß während der
gesamten Spulenreise mit einer relativ hohen Fadenabzugsgeschwindigkeit
gearbeitet werden kann.
In einer alternativer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist es allerdings auch möglich,
die Changiergeschwindigkeit der Fadenverlegung konstant zu halten
und gleichzeitig kontinuierlich die Umfangsgeschwindigkeit der Kreuzspule
zu senken (Anspruch 6).
Ein solches Verfahren ist insbesondere
aufgrund seines verhältnismäßig geringen
gerätetechnischen
Aufwandes relativ günstig.
Wie im Anspruch 7 beschrieben, ist
es selbstverständlich
auch möglich,
gleichzeitig sowohl die Changiergeschwindigkeit als auch die Umfangsgeschwindigkeit
der Kreuzspule gegenläufig
zu ändern
und damit den Kreuzungswinkel definiert im Sinne „Vergrößern" zu beeinflussen.
In vorteilhafter Ausgestaltung der
Erfindung ist außerdem
vorgesehen, die Dichte der Kreuzspule über die Fadenspannung zu unterstützen.
Das heißt, bei der Erstellung des
relativ harten Spulenkernes wird nicht nur mit einem kleinen Fadenverlegewinkel
gearbeitet, sondern auch mit einer erhöhten Fadenspannung (Anspruch
8).
Entsprechend wird die Fadenspannung gleichzeitig
mit der Vergrößerung des
Kreuzungswinkels reduziert und damit sichergestellt, daß die Spulenflanken
nicht auswachsen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend
anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
erläutert.
Es zeigt:
1 eine
Seitenansicht einer Arbeitsstelle einer Kreuzspulen herstellenden
Textilmaschine mit einer Spulvorrichtung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
arbeitet,
2 schematisch
eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
herzustellende Kreuzspule zu Beginn ihrer Spulenreise,
3 schematisch
eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
herzustellende Kreuzspule im Verlauf der Spulenreise,
4 schematisch
eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
herzustellende Kreuzspule am Ende der Spulenreise.
In 1 ist
schematisch, in Seitenansicht, eine insgesamt mit der Bezugszahl 1 gekennzeichnete
Kreuzspulen herstellende Textilmaschine, im Ausführungsbeispiel ein Kreuzspulautomat,
dargestellt.
Derartige Kreuzspulautomaten besitzen üblicherweise
zwischen ihren (nicht dargestellten) Endgestellen eine Vielzahl
gleichartiger Arbeitsstellen 2, auf denen, wie bekannt
und daher nicht näher
erläutert,
die auf Ringspinnmaschinen gefertigten Spinnkopse 9 zu
großvolumigen
Kreuzspulen 11 umgespult werden.
Die Kreuzspulen 11 werden
nach ihrer Fertigstellung, zum Beispiel durch Verschwenken des Spulenrahmens 18 um
die Schwenkachse 19, auf eine maschinenlange Kreuzspulen-Transporteinrichtung 21 überführt und
zu einer maschinenendseitig angeordneten (nicht dargestellten) Spulenverladestation
oder dergleichen transportiert.
Solche Kreuzspulautomaten 1 weisen
außerdem
oft eine Logistikeinrichtung in Form eines Spulen- und Hülsentransportsystems 3 auf.
Innerhalb dieser Logistikeinrichtung
laufen, auf Transporttellern 8 in vertikaler Ausrichtung
festgelegt, Spinnkopse 9 beziehungsweise Leerhülsen 34 um.
Von diesem bekannten Spulen- und
Hülsentransportsystem 3 sind
in 1 lediglich die Kopszuführstrecke 4,
die reversierend antreibbare Speicherstrecke 5, eine der
zu den Spulstellen 2 führenden Quertransportstrecken 6 sowie
die Hülsenrückführstrecke 7 dargestellt.
Die angelieferten Spinnkopse 9 werden
dabei in einer Abspulstellung 10, die sich im Bereich der Quertransportstrecken 6 befindet,
umgespult.
Wie bekannt, verfügen die einzelnen Arbeitsstellen 2 zu
diesem Zweck über
verschiedene Einrichtungen, die ein ordnungsgemäßes Umspulen ermöglichen.
In 1 ist
der vom Spinnkops 9 zur Kreuzspule 11 laufende
Faden mit der Bezugszahl 30 gekennzeichnet.
Der Faden 30 durchläuft auf
seinem Weg zur Kreuzspule 11 beispielsweise einen Unterfadensensor 22,
eine Fadenspanneinrichtung 14, einen Fadenreiniger 15 mit
einer Fadenschneideinrichtung 17, einen Fadenzugkraftsensor 20 sowie
eine Paraffiniereinrichtung 16.
Solche Arbeitsstellen 2 verfügen außerdem jeweils über eine
Spleißeinrichtung 13,
eine Saugdüse 12 sowie
ein Greiferrohr 27.
Die insgesamt mit der Bezugszahl 24 gekennzeichnete
Spulvorrichtung weist unter anderem einen Spulenrahmen 18 auf,
der um eine Schwenkachse 19 beweglich gelagert ist.
Der Spulenrahmen 18 kann
zur Fertigung konischer Kreuzspulen außerdem um eine (schematisch
dargestellte) Schwenkachse 25 gedreht werden.
Zur Changierung des Fadens
30 während des
Spulprozesses ist des weiteren eine Fadenchangiereinrichtung
28 vorgesehen.
Eine solche in
1 nur
angedeutete und beispielsweise in der
DE 199 60 024 A1 relativ
ausführlich
beschriebene Fadenchangiereinrichtung
28 besteht im wesentlichen
aus einem fingerartig ausgebildeten Fadenführer
29, der, durch
einen elektromechanischen Antrieb
31 beaufschlagt, den
Faden
30 zwischen den beiden Stirnflächen der rotierenden Kreuzspule
11 traversiert.
Der Faden 30 gleitet während seiner
kreuzweisen Verlegung durch den Fadenführer 29 auf einem
Führungslineal 32.
Während
des Spulprozesses liegt die über ihre
Hülse 23 zwischen
Hülsenaufnahmetellern
des Spulenrahmens 18 gehaltene Kreuzspule 11 auf
einer Walze 26.
Die Walze 26 ist dabei entweder
als einzelmotorisch angetriebene Antriebswalze ausgebildete, die
die Kreuzspule 11 über
Reibschluß mitnimmt
oder als antriebslose Stützwalze.
Im zweiten Fall wird die Kreuzspule 11 durch einen
(nicht dargestellten) zum Beispiel in den Spulenrahmen 18 integrierten,
drehzahlregelbaren Elektromotor angetrieben und nimmt dann über Reibschluß die Stützwalze
mit.
Die 2, 3 und 4 zeigen die Kreuzspule 11 zu
verschiedenen Zeitpunkten ihrer Spulenreise.
In 2 ist
beispielsweise die Situation zu Beginn der Spulenreise dargestellt.
Der Faden 30 wird zu diesem
Zeitpunkt unter einem relativ kleinen Kreuzungswinkel, der in diesem Fall
als α1 bezeichnet wird, auf die Hülse 23 aufgewickelt.
Ein solcher Kreuzungswinkel α1 von
vorzugsweise < 20
Grad führt,
unterstützt
durch eine relativ hohe Fadenspannung, zu einem verhältnismäßig harten
Spulenkern.
Zu einem späteren Zeitpunkt der Spulenreise,
der in 3 angedeutet
ist, beträgt
der Kreuzungswinkel, der jetzt als α2 bezeichnet
wird, zum Beispiel 25 Grad.
Das bedeutet, die Wicklungslagen
werden jetzt etwas weicher als die bereits auf die Spule aufgewickelten
Wicklungslagen.
Die 4 zeigt
die Situation am Ende der Spulenreise. Der Kreuzungswinkel des Fadens 30, hier
als α3 bezeichnet, beträgt zu diesem Zeitpunkt zum
Beispiel 30 Grad.
Wie vorstehend bereits angedeutet,
kann die kontinuierliche Vergrößerung des
Kreuzungswinkels α durch
entsprechende Verringerung der Fadenzugkraft zusätzlich unterstützt werden.
Auf diese Weise lassen sich relativ weiche Kreuzspulen mit gutem
Ablaufverhalten herstellen, die außerdem keine „Auswachsungen" im Bereich ihrer
Spulenflanken aufweisen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf
die in den Zeichnungen beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere
nicht auf das Umspulen von Spinnkopsen mittels eines Kreuzspulautomatem,
beschränkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit
gutem Erfolg beim Umspulen von Kreuzspulen oder beim Zwirnen eingesetzt
werden. Auch ein Einsatz bei Offenend-Spinnmaschinen kann vorteilhaft sein.
In allen Fällen ist anstelle einer kontinuierlichen
Vergrößerung des
Kreuzungswinkels prinzipiell auch eine Vergrößerung des Kreuzungswinkels
in kleinen Stufen möglich.
Da in einem solchen Fall jedoch zumindest kleine
Unregelmäßigkeiten
im Aufbau des Spulenkörpers
nicht ganz zu vermeiden sind, stellt ein solcher Verfahrensschritt
allerdings nur eine zweitbeste Lösung
dar.