DE1435340B2 - Vorrichtung zum aufspulen von kunstfaeden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufspulen von Kunstfäden, welche zu Spulen mit kegelförmigen Enden aufgewickelt werden, bestehend aus einer Changier- und einer Umkehreinrichtung zur Verlegung des Fadens.

Beim Aufspulen von Kunstfäden werden die Spulen und der Wickelaufbau im wesentlichen vom Zustand des Aufwickelgutes, von dessen Anlieferungsgeschwindigkeit und Weiterverarbeitungsgang bestimmt. Dabei ist man hinsichtlich der Wickelbildung, insbesondere was die Spulengewichte bzw. Wicklungsvolumen anbetrifft, nahezu an die Grenzen der Leistungssteigerung gelangt, obwohl sich Ausstoß und Anlieferung des Aufwickelgutes von der Lieferseite her ohne weiteres erhöhen ließen und hierfür auch ein allgemeines Bedürfnis vorliegt. Andererseits ist man mit Rücksicht auf die Weiterverarbeitung bestrebt, das mit hoher Liefergeschwindigkeit anfallende Aufwickelgut zunächst ungedreht zu großen Vorratsspulen aufzuwinden, welche der Weiterverarbeiter ohne weitere Umformung benutzen kann. Hierfür eignen sich vor allem solche Wickelformen, welche kegelförmige Enden aufweisen.

Zum Aufbau von Spulen mit kegelförmigen Enden bedient man sich gewöhnlich eines Changiersystems, nach welchem der Faden mittels eines hin- und hergehenden Fadenführers unter einem bestimmten oder veränderlichen Winkel auf die rotierende Spule abgelegt wird. Hierbei'handelt es sich im wesentlichen um die beiden grundsätzlichen Möglichkeiten, bei denen während eines Wickelvorganges entweder nur der Fadenführerhub stetig oder periodisch verändert und beispielsweise von einem Höchstmaß zu einem Mindestmaß gebracht wird, oder bei denen das Fadenführerhubfeld mit konstantem oder veränderlichem Hub stetig bzw. periodisch auswandert und beispielsweise abwechselnd nach der einen und nach der anderen Seite verlagert wird. Oft werden diese beiden Verlegungsarten auch miteinander kombiniert.

Ein derartiger Spulenaufbau setzt entweder eine variable Fadenanlieferung voraus, welche sich der jeweiligen, von Changierweg und örtlichem Spulenumfang abhängigen Aufwickelgeschwindigkeit anpaßt, oder bedingt bei konstanter Anlieferung und konstanten oder veränderlichen Spindeldrehzahlen besondere Maßnahmen bzw. Mittel, durch welche die Unterschiede in der Aufwickelgeschwindigkeit, wie beispielsweise beim Ringzwirnen mittels variabler Läufergeschwindigkeit, ausgeglichen werden. Die Anwendung dieser Methode stößt aber beim Spulen auf erhebliche Schwierigkeiten, und es treten deshalb hier während des Wickelaufbaus Unterschiede in der Fadenspannung auf, welche durch den raschen Wechsel des Fadens von Auflaufstellen geringeren zu solchen größeren Abstandes von der Wickelachse und umgekehrt (Außen-Innen- Effekt) oder durch Änderungen des Verlegungswinkels oder allein schon bei längeren Spulkörpern und größerem Bewegungshub des Fadenführers (Changierdreieck) hervorgerufen werden und sich auf das Aufwickelgut und dessen Gefüge ungünstig auswirken und insbesondere im Stadium des Entstehens der Fäden untragbare Titerschwankungen verursachen. Die in vielen Variationen bekannten Aufwickelvorrichtungen sind deshalb für empfindliches Aufwickelgut, insbesondere Kunstfäden aus thermoplastischem Material, geschmolzenem Glas u. dgl., mangelhaft oder führen wegen der zu erwartenden Titerschwankungen zwangläufig zu Spulen mit verhältnismäßig geringem Wickelvolumen.

Während man sonst beim Aufspulen von mit konstanter Geschwindigkeit angelieferten Fäden zur Erzielung einer konstanten oder annähernd konstanten Umfangsgeschwindigkeit des an Dicke und Umfang zunehmenden Spulenkörpers und damit einer konstanten Fadenspannung Treibtrommeln verwendet, welche mit konstanter Drehzahl umlaufen und den

ίο Spulkörper an seinem Umfang durch Friktion antreiben, läßt sich dieses Prinzip für das Aufspulen von empfindlichem Aufwickelgut nicht ohne Schädigung des Materials anwenden. Es ist auch nicht mehr neu, die Aufwickeldrehzahl des an seiner Achse angetriebenen Spulenkörpers so zu regeln, daß sich im Wickel eine konstante Fadenspannung ergibt. Die für diesen Zweck vorgesehenen Regeleinrichtungen, welche den Wickel oder den Faden mittels eines als Impulsgeber angeordneten Organs abtasten oder bei welchen der Faden als solcher der Impulsgeber ist, wirken jedoch mechanisch mehr oder weniger stark durch Anpreßdruck, Fadenumlenkung od. dgl.,-auf den Faden ein und vermögen deshalb schon aus diesem Grunde höheren Ansprüchen an die Qualität des Fadens beim Aufspulen empfindlichen Gutes zu Spulen mit kegelförmigen Enden nicht zu genügen. Es ist weiterhin bekannt, die Aufwickeldrehzahl in Abhängigkeit —yom Anwachsen des Wickeldurchmessers so zu steuern, daß sich eine konstante Fadenspannung ergibt. Die hierzu notwendigen Abtastorgane wirken jedoch" in'ähnlicher Weise wie die Regeleinrichtungen schädigend auf den Faden bzw. Wickel ein. Es sind aber auch Drehzahlsteuerungen für die Aufwickeldrehzahl bekannt, die — ohne den Faden oder den Wickel zu berühren — die Spulendrehzahl in Abhängigkeit von einem mit dem Fortschreiten des Aufwickelvorganges ablaufenden Programm herabmindern, um eine angenähert konstante Aufwickelgeschwindigkeit und damit konstante Fadenspannung zu erzielen. Bei den hierbei verwendeten Steuerungseinrichtungen besteht jedoch die Gefahr der Fehlersummierung zwischen programmierter und vom jeweiligen Wickeldurchmesser her erforderlicher Drehzahl, je größer der Durchmesser des Fertigwickels ist, so daß erhebliche Änderungen der Fadenspannung auftreten können. Außerdem müssen für jede Fadensorte oder Wickelform gesonderte Steuerprogramme bevorratet werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

empfindliche Kunstfäden zu dicken Wickeln mit kegelförmigen Enden bei gleichmäßiger Fadenspannung unter äußerster Fadenschonung in freier Aufwicklung, d. h. ohne mechanische Einwirkung auf Wicklung oder Faden, aufzuwinden. Das Problem der freien Aufwicklung von mit hoher Liefergeschwindigkeit anfallenden, empfindlichen Fäden hat bis heute, . trotzdem es an Vorschlägen hierfür nicht mangelt, keine befriedigende Lösung gefunden.

Die Erfindung benutzt zur berührungslosen Drehzählsteuerung ein jedem Wickel anhaftendes charakteristisches Merkmal, nämlich den Böschungswinkel der Wickelenden. Dem beispielsweise nach Gesichtspunkten des späteren Fadenablaufes gewählten Böschungswinkel entspricht bei einer aus mehreren Fadenlagen bestehenden, nach dem noch zulässigen Fadenspannungsunterschied gewählten Fadenschichtdicke im Wickel eine ganz bestimmte Verlagerung des Changierhub-Umkehrpunktes. Da für jede dieser

Schichtdicken die jeweils zugehörige Aufwickeldrehzahl ohne Schaden für das Aufwickelgut konstant sein kann, genügt es, an den Hubumkehrstellen der Schichtgrenzen die Aufwickeldrehzahl stufenförmig zu verändern, derart, daß mit wachsendem Schichtabstand von der Wickelachse die Wickeldrehzahl im abnehmenden Sinne verstellt wird. .

In Erkenntnis dieser Zusammenhänge wird deshalb für das Aufspulen empfindlicher Kunstfäden, welche in freier Aufwicklung zu dicken Spulen mit kegelförmigen Enden aufgewunden werden sollen, erfindungsgemäß eine Vorrichtung vorgesehen, bei der die Steuereinrichtung für den Umkehrantrieb aus zwei im Abstand voneinander angeordneten und mittels einer motorgetriebenen Gewindespindel mit Rechts- und Linksgewinde gegenläufig bewegbaren Schaltschlitten gebildet ist, die auf ihrer Bewegungsbahn während des Aufwickelvorganges ein- und verstellbar angeordnete Frequenzschalter für die stufenweise Drehzahlminderung des Spulenantriebsmotors betätigen und die je einen Endschalter für die Umsteuerung der Chahgierhubbewegung aufweisen, wobei zum gewünschten Zeitpunkt der Umsteuerung ein hin- und hergehendes Glied der Changiereinrichtung mit den Endschaltern in Eingriff gelangt und diese bestätigt. Auf diese Weise können Wickel von beliebiger Dicke und Größe bei gleichmäßiger Fadenspannung in freier Aufwicklung, d. h. ohne Berührung von Faden und Wickel durch ,die Steuerung, hergestellt werden. Um den Böschungswinkel der Wickelenden konstant zu halten bzw. zum endgültigen Wickelumfang hin abzuflachen, muß die Changierhubgeschwiridigkeit an die auftretende Changierhubverkürzung oder die Schaltschlittenverstellgeschwindigkeit an die verkürzte Zeitdauer eines Changierhin- und -rückhubes angepaßt werden. Zu diesem Zweck ist in Weiterführung der Erfindung die die Changierhublänge bzw. Spulendrehzahl verändernde Steuereinrichtung zusätzlich zu den Frequenzumschaltern für die stufenweise Drehzahlminderung der Aufwickelspule auf ihrer Schaltleiste mit Schaltmitteln zur Änderung der Changierhubgeschwindigkeit des Umkehrantriebes der Changiereinrichtung versehen, welche von den Schaltschlitten bei deren Transport ebenfalls betätigt werden. Dabei kann der Umkehrantrieb für die Hin- und Herbewegung beispielsweise durch mechanische, hydraulische oder pneumatische Einrichtungen und die Steuerung der Drehzahlminderung bzw. Changierhubgeschwindigkeit der Spule unter anderem durch elektrische Mittel ausführbar angeordnet sein. Die erfindungsgemäße Steuerung erfolgt somit entweder und vorzugsweise für die Geschwindigkeit des Spulenumlaufs in Abhängigkeit von der Minderung des axialen Spulenhubweges oder umgekehrt für diese Hubminderung in Abhängigkeit von der sich in diesem Falle programmgemäß verringernden Umlaufdrehzahl der Spule. Daneben kann die Geschwindigkeit der Hubbewegung gleichzeitig in Abhängigkeit von der Hubminderung der axialen Spulenbewegung verändert werden. Da gleichzeitig mit jeder Lage oder Schicht in Abhängigkeit von deren Länge, bzw. von der Hubminderung der axialen Spulenbewegung die Spulendrehzahl in der ersten der vorgeschlagenen Möglichkeiten so weit reduziert wird, daß sie der Anlieferungsgeschwindigkeit entspricht und das anfallende Aufwickelgut mit nahezu gleichbleibender Fadenspannung auf den Wickel gelangt, werden die sonst üblichen Fadenspannungs-Schwierigkeiten und Titerschwankungen vermieden bzw. auf ein kaum nennenswertes, tragbares Maß verringert. Darüber hinaus, und darin ist der besondere Vorteil dieser Maßnahmen zu erblicken, lassen sich auf diese Weise selbst bei erhöhter Anlieferungsgeschwindigkeit des Aufwickelgutes hiervon Aufwickelspulen mit kegelförmigen Enden von beliebigem Volumen bei gleichbleibender Fadengüte bilden. Dies gilt für die anderen vorgeschlagenen Möglichkeiten sinngemäß.

ίο Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an einem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel einer Aufwickelvorrichtung mit Doppelchangierung erläutert.

Wie schematisch in dem Fadenverlegungsbild gemaß F i g. 1 dargestellt ist, erfolgt die Verlegung des Aufwickelgutes zu Spulen mit kegelförmigen Enden in sich stetig oder stufenweise nach beiden Enden hin verkürzenden Lagen bzw. Schichten von Lagen, deren jede nachfolgende kürzer als die voraufgegangene ist.

In der F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Spulvorrichtung gemäß der Erfindung in seiner Gesamtanordnung schematisch dargestellt.
Die eigentliche Aufwickelvorrichtung, bestehend aus der Spule 1, dem Spulhülsenträger bzw. Spannfutter 2 mit Antriebswelle 3 und deren Lagerbock 4, sowie dem Antriebsmotor 5, sitzt auf dem Tragschlitten 6, welcher auf den in ortsfesten Ständern oder Tragarmen 7 - sitzenden Führungszylindern 8 und 9 beispielsweise mittels einer Kugelführung verschieblich gelagert ist.

Der von einem eigenen Motor 10 angetriebene Fadenführer 11, welcher als Schlitz- oder Nutentrommel, als Kurvenbügel od. dgl. ausgebildet ist, kann, wie in der Zeichnung dargestellt, ortsfest oder aber auch, z. B. an einem Schwenkarm, radial zur Spule bewegbar angeordnet sein. Der Tragschlitten 6 mit Aufwickelvorrichtung ist mittels einer an seinem Fortsatz 12 angreifenden Kolbenstange 13 bewegbar, welche in bekannter Weise mittels eines im Zylinder 14 des hydraulischen oder pneumatischen Umkehrantriebes 15 geführten Kolbens nach rechts oder nach links gedrückt wird, wobei der Zylinder 14 über entsprechende Zu- und Abflußleitungen für die Druckflüssigkeit oder -luft, und gegebenenfalls über eine zwischengeschaltete Pumpe 16 mit dem Behälter 17 ■ . verbunden ist.

.... .'!Der..Umkehrantrieb 15 ist mit einer Steuervorrichtung verbunden, welche im wesentlichen aus einer die Schaltschlitten 18 und 19 gegenläufig führenden Gewindespindel 20, aus den beiden Endschaltern 21 und 22 sowie aus der die Schalter 23,24 und 25 tragenden Halterungsleiste 26 besteht. Die mit Rechts- und Linksgewinde versehene Gewindespindel 20 ist in den beiden Böcken 27 und 28 drehbar gelagert und wird vom Motor 29 über ein Getriebe 30 angetrieben. Die Schlitten 18 und 19 sind mittels der zwischen den Böcken 27 und 28 angeordneten Führungsstange 31 gegen Verdrehung gesichert. Die beiden auf den Schlitten 18 und 19 angeordneten Endschalter 21 und 22 werden durch den Steuernocken 32 betätigt und dienen dazu, Steuerimpulse an den hydraulischen oder pneumatischen Umkehrantrieb 15 abzugeben. Die auf der Halterungsleiste 26 in beliebiger Anzahl ver- und einstellbar angeordneten Schalter 23, 24 und 25 werden durch den Schlitten 18 bzw. 19 oder durch beide betätigt und dienen dazu, die Frequenz des Hauptantriebsmotors 5 zu

verändern. Die Schalter 23, 24 und 25 können auch zur Steuerung der Hubgeschwindigkeit des Umkehrantriebes 15 verwendet werden, indem sie auf die Pumpenleistung oder besondere Ventile einwirken und hierdurch die Strömungsenergie verändern.

Die Arbeitsweise dieser Aufwickelvorrichtung ergibt sich aus deren besonderer Anordnung. Der mit konstanter Geschwindigkeit gelieferte, zumeist aus einer Vielzahl einzelner Kapillaren bestehende empfindliche Faden 33 wird von dem mit hoher, gleichbleibender Drehzahl rotierenden Fadenchangierorgan 11 mit konstantem geringem Hub an der gleichen Stelle hin- und hergeführt und in dieser Weise auf der Spule 1 abgelegt. Dabei wird die Spule mit den sie tragenden und antreibenden Einrichtungen 2, 3, 4, 5, 6 im Takt der Kolbenbewegung des hydraulischen oder pneumatischen Umkehrantriebes 15 mittels der Kolbenstange 13 mit größerem und sich über den Wickel Vorgang minderndem Hub langsam hin- und herbewegt. Das Umsteuern der Bewegungsrichtung wird durch den Steuernocken 32 beim Betätigen der auf den langsam zueinander hin wandernden Schlitten 18 und 19 befindlichen Schalter 21 und 22 ausgelöst. Jede Hin- oder Herbewegung der Spule ergibt auf dieser durch ihre Überlagerung mit der Fadenchangierung eine Lage von Windungen, wobei jede nachfolgende Lage kürzer als die vorhergehende ist. Gleichzeitig wird mit jeder Lage oder aus mehreren Lagen bestehenden .Schicht die Drehzahl der Spule in dem Maße gemindert, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Spule der Anlieferungsgeschwindigkeit des Fadens entspricht. Zu diesem Zweck sind die Schlitten 18 und 19 derart ausgebildet, daß sie bei ihrer Bewegung die Frequenzumschalter 23,24,25 und gegebenenfalls weitere solche Schaltmittel überfahren und hierdurch die Drehzahl des Motors 5 sowie die Hubgeschwindigkeit des Tragschlittens 6 entsprechend vermindern. Im Antriebsaggregat der Gewindespindel kann eine Einrichtung vorgesehen sein, die bei Abschalten der Spulvorrichtung zum Zwecke des Spulenwechsels die Gewindespindel in umgekehrtem Drehsinn und solange mit höherer Drehzahl antreibt, bis die Schlitten 18,19 in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrt sind.

Auf diese einfache Weise läßt sich empfindliches Aufwickelgut zu Spulen mit kegelförmigen Enden auch größten Volumens aufwinden, wobei die Aufwickelgeschwindigkeit derart auf die konstante Anlieferung abgestimmt ist, daß sich etwaige Titerschwankungen in den unschädlichen, beliebig engen Grenzen bewegen. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Fadenverlegung besteht darin, daß der Kreuzungswinkel der einzelnen, sich gegenläufig kreuzenden Fadenwindungen von Lage zu Lage wechselt, wodurch bekanntlich der Wickelaufbau als solcher verbessert und eine Nachbehandlung erleichtert wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufspulen von Kunstfäden, welche zu Spulen mit kegelförmigen Enden aufgewickelt werden, bestehend aus einer Changier- und einer Umkehreinrichtung zur Verlegung des Fadens, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung für den Umkehrantrieb (15) aus zwei im Abstand voneinander angeordneten und mittels einer motorgetriebenen Gewindespindel (20) mit Rechts- und Linksgewinde gegenläufig bewegbaren Schaltschlitten (18,19) gebildet ist, die auf ihrer Bewegungsbahn während des Aufwickelvorganges ein- und verstellbar angeordnete Frequenzschalter (23, 24, 25) für die stufenweise Drehzahlminderung des Spulenantriebsmotors betätigen und die je einen Endschalter (21,22) für die Umsteuerung der Changierhubbewegung aufweisen, wobei zum gewünschten

··■ Zeitpunkt der Umsteuerung ein hin- und hergehendes Glied (32) der Changiereinrichtung (6) mit den Endschaltern (21, 22) in Eingriff gelangt und diese betätigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Changierhublänge bzw. Spulendrehzahl verändernde Steuereinrichtung zusätzlich zu den Frequenzumschaltern (23, 24, 25) für die stufenweise Drehzahlminderung der Aufwickelspule (1) auf ihrer Schaltleiste (26) mit Schaltmitteln zur Änderung der Changierhubgeschwindigkeit des Umkehrantriebes (15) der Changiereinrichtung versehen ist, welche von den Schaltschlitten (18,19) bei deren Transport ebenfalls betätigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen