DE1685868A1 - Verfahren zum UEberkopfwickeln von Garnen - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE ηΜΓΗΡΝ Κ DR.-ING. H. FINCKE OLLERSTR₃I DIPL-ING. H BOHR .OLLERSTR. 31

DlPL-ING S.STAEGER 1685868

Mappe 21572 - Dr .K/He Case No. PC.19586

Beschreibung zur Patentanmeldung

der IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LTD., London, Grossbritannien

betreffend:

"Verfahren zum überkopfwickeln von Garnen" Priorität: 1. September 1966 - Qrossbrltannien

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum überkopfwickeln von Garnen.

Das übertcopfwlckeln von Garnen, beispielsweise auf der wohlbekannten Ringspindelmaschine, wird dann angewendet, wenn es erwünscht ist, dem Garn während des Aufwickeins eine Verdrehung oder eine Zwirnung zu erteilen.

Ein bekannter Fall eines solchen Oberkopfwickeine 1st das Streckzwirnen synthetischer Polymerfäden; die Erfindung soll im folgenden anhand einer solchen Streekzwirnuog näher beschrieben werden, obwohl die Erfindung selbstverständlich nicht darauf beschränkt ist.

109838/0431

-2- 163 5.868

Eine Streckzwirnraaschine besteht im wesentlichen aus einer Cap- oder Ringzwirnmaschine, welche einen Rollenmechanlsmus zum Verstrecken unverstreckten Garns aufweist, üblicherweise bestehen solche Mechanismen aus Quetschwalzen, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit in Drehung versetzt werden und als Zulieferrollen dienen, sowie aus einer Kombination aus einer Verstreckrolle und Seperatorrrolle, wobei die erstere Rolle mit der erforderlichen höheren Geschwindigkeit gedreht wird, um eine Verstreckwirkung auf die fraglichen Fäden ausssuUben. Von der Verstreckrolle laufen die

verstreckten Fäden Im wesentlichen abwärts zu einer Fadenführung, die axial oder nahezu axial zur Spindel eines Rlng-und Läufer-Ringspinnmechanismus angeordnet ist. Diese Fadenführung wird gewöhnlich als Ballonführung bezeichnet« da das Garn unterhalb dieser aufgrund d«s Umlaufs des Läufers wa den Ring einen Ballon bildet* Die Fäden werden dann auf einer auf der sich drehenden Spindel befestigten Spule aufgewickelt» indem sie durch den Läufer geführt werden, der seinerseits um den Ring läuft, und indem der Ring in seiner Schiene* Führung oder einem sonstigen Träger in Axialrichtung sur Spindel hin- und herbewegt wird» und zwar entsprechend der Aufbaubewegung» die für den jeweils auf der Spule aufzuwickelnden Garnkörper erforderlich 1st.

Ein bekannter Kunstgriff besteht darin, den Ring des Ringspinnmechanisraus zu neigen, damit die Fäden auf der Spule oder dem Garnkörper in spiralenförmigen Wicklungen mit welliger Bahn und nicht

BAD ORIGINAL

109838/0431

flachschraubenförmig abgelegt werden. Ein Neigungswinkel zwischen 5 und 6° ist Üblich, aber selbst ein Winkel von nur etwa 1° kann Jbentitzt werden und erteilt der Ablegebahn des Garns eine bet rächt* liehe Wellenkomponente. Die Ringe werden im allgemeinen nicht mit einer höheren Genauigkeit ale ungefähr t 1/2° eingestellt«

Eine derartige Ringneigung ist zumindest ein Hauptfaktor» für die Bildung von Musterungsbereichen bei bestimmten Radii des Wickelaufbaus, die aufgrund eines synchronen Verlaufs benachbarter Windungen entstehen. Das Auftreten dieser verschiedenen Musterungsbereiche - diese Musterbildung ist sowohl vom technischen Standpunkt der Oarnspulenatabllltät und der Garnabzugselgensehaften als auch vom Standpunkt des Aussehens unbedingt zu vermeiden - kann, beispielsweise auf einem Analogrechner» fur Jedes bestimmte Verfahren, bei dem eine Streckzwlmaufspulung stattfindet» berechnet werden. Ss 1st also möglich, somit die Wicklungsbedingungen so zu programmleren» daß die Musterbildungsbereiche» die normalerweise auftreten wurden, verhindert werden.

Eine andere oder auch gleichzeitig anwendbare Maßnahme zur Verminderung oder Vermeidung einer Musterbildung» ob sie nun natürliche oder selbst"induzuierte Ursachen hat» besteht in einer raschen Hinderung ein oder mehrerer AufwlokeLparamefeer» um ein "Fluktuieren" der Aufwickelbedingungen während der gesamten Aufspulung Su erzeugen, so daß dl« Wellenform der Garnwindungen bei

10 9 8 3 8/0431 BA&

der Ablage auf den Wickel kontinuierlich modifiziert wird.

So kann die Spindelgeschwindigkeit rasch verändert werden, beispielsweise 10 % um den gewünschten Mittelwert; diese rasche Veränderung oder "Fluktuierung" der Spindelgeschwindigkeit dient dazu, die Kusterbildung zu stören, wenn sie bei vorberechneten Aufspulbedingungen während der Herstellung des Wickels auftritt, Die Veränderung findet in cyclischer Weise um die mittlere Spindel» geschvilndigkeit statt, und die Anzahl je Zeiteinheit auftretender Cyclen wird hler als "Frequenz¹' bezeichnet.

Es wurde Jedoch festgestellt» daß bei einer fixen Frequenz der Änderung der Spindelgeschwindigkeit der Nachteil auftritt - insbesondere bei Traversbewegungen mit konstanter Geschwindigkeit daß sich die Bedingungen während des Aufspulens wiederholen, wenn das Verhältnis a<sv Spi.ndelgeechtilnäigkeitsänderungafrequenz zur equci!* ein fcfh&ifcntß von kleinen Ganszahlen 1st, was

ch ία ftoitei MldiingsfcereiQhen durch einen Großteil des di*?3 Wickel-·; Γ8ΐίΓ*, *

Öle Yorüe&viräf y_rfw ;du.ig b&*:i?rt" ttuf der Erkenntnis, daß mehr ala el«t SpUiÄel^_swV-^*iJrtlejkeii*liii4cw2ng'5.fj'«Qaei» während der Aufr;,_t5 ^t»«;eietfi»äet ««vd^n aoll_? '*obei die Mahl der Frequenzen und -iiesnmg i-hri-K* An««ndt.ng «o ^tarchgeföhrt nird» daß »iin mm l^fti^ttsgffr^titr^ ?>ur 7ϊ^ν«ι»ββοίγ«ςΐο9η« während

10983Π/0/31 BAD ORIGINAL

-5- 1 68d868

der gesamten Aufspulung vermieden wird, welches ein Verhältnis von kleinen Ganzzahlen 1st, das seinerseits zu einer Husterbildung führen wUrde.

So betrifft die Erfindung ein Verfahren zum überkopfwickeln eines Garns auf einen Garnwickel mit Hilfe einer rotierenden Spindel und eines Traversiermechanismus, bei welchem die Drehgeschwindigkeit der Spindel cyclisch um Mittelwerte, die so ausgewählt sind, daß sie zu gegebenen Zeiten während der Aufwicklung des Garnwickels wirkend sind, oder um einen solchen während der gesamten Aufspulung konstant gehaltenen Mittelwert verändert wird, und bei welchem die Frequenz einer derartigen cyclischen Änderung der Spindelgeschwindigkeit während der Aufspulung zwischen mindestens 2 Werten verändert wird, und zwar gemäß einem berechneten Programm von Änderungen, um ein Verhältnis der genannten Frequenz zur Traversierfrequenz von kleinen Ganzzahlen {d.h. iia3 keine kleiner als 5 1st) zu vermeiden, welches Verhältnis zu einer Musterbildung bei gegebenen Radii des Wickels während der Aufapulung führen würde.

Zwar ist as möglich, durch dia Verwendung von zwdl solchen Cyoluszelten im Vttrgiu'löh zu elnar tlrizlgen Splndelge«iehMlnäigkeitaänila· rung eine Verbejaarung zu ar&iolaa, aber os i.ifc nl3ht icißier iujglioh, ilftrluruh die Musterüsigsb&Feiüli;» volLat-itiiU-; a ifj5ülJ:iHiK Dlss kommt daher, ttafl dia Vnrsohletmng einer sai^hen Hnderun^afrt;quenz *

103838/0431

6 3 zwar ermöglicht, kleine Ganzsahlenverhältnisse von Anderungsfrequenz zu Traverafraquenz au vermeiden, aber trotzdem hat sie auch den Effekt einer Änderung der Breite und des Abotandes der dadurch verursachten Mustsrbildungsberelehe, wodurch es schwierig 1st, zwei Frequenzen derart zu verändern, daß eine Verschiebung von einer zur anderen nicht auch eine Verschiebung In einen Teil eines Muaterblldungsbereiehs ergibt.

Deshalb wird es gemäO Uer Erfindung \ evorzugt, mehr als zwei Anderungsfrequenzen zu vor-wendsn, wodurch die Chance einer Programmierung der VeraohUlnuigan, daras ^, da3 Muster!) I Idungsbed Ingungen vollständig vermlsdon werden, 3bark erhöht wird,

Die Einrichtung zur Programmierung kinm die 7«rscui«dliohsten Formen aufweisen5 die geiutuu iirkuiigsv/tiio^ lerüülben kann davon abhänä gen, ob die Traver$enböw«giin^ der Βΐ,ι tckmilViMiasotilne eine solche ist, rite mit konstanter aciaihiilntilg^i-r. o-?<?.■;■ konstanter Seit abläuft .

Die Pragrammiörung Jurch einen Analogrechner- fttr altgemein© Zwecks 1st eine t^olahö iiiiinahiay^ wabel de^ Rüi;;m»i^! aazu dient;» die Aazahl van i'üitlfcruivj-.-ii .Ui Ί-i· fi

dia w:inr«ttiti des Äai;ipal«i^i; « g

ζ α st'iutm '.Uli zwar darm -CvUt-InUlArLi.--.?;'^ i'ii;»a?üig

«lektroni j^iier Eiiirijhtnn^ und durch

·) η 3 a / ο 4 ζ 1

BAD ORIGiMAL

1 6 3 b 8 6 8

Steuerung der Verschiebungen von einer Frequenz zu einer anderen, derart, dߣ kritische Verhältnisse dieser Snderungsfrequenz zur Traversenfrequenz vermieden werden.

Des spezielle Verfahren zur Verschiebung der Spindelgeschwindigkeitoycluszeltcn gemäß der Erfindung, beispielsweise durch Regulierung eines Servomotors im Spindelantriebsmechanismus, kann mit anderen Maßnahmen zur Vermeidung und zur Reduktion einer MusterbiXdung in Uberkopf gespulten Garnwickelη kombiniert werden.

So kann die Erfindung mit einer anderen durchgreifenderen Programmierung der SpindelgesöhKindlgkeit kombiniert werden, wobei z.B. Musterbildungsbereiche nufgrund von Ringneigung vermieden werden können« (HeIchfalls kann die Erfindung mit einer gesteuerten oder Kllltcttrllcli.cn Änderung der Ii&uff-r£C£c!K*indi-.gkeit und der GarnsufUhrgEfe0hi;in<SigltG5fc Isoabiniert weiösn.

Zwar 1st die Erfindung auf dßß Aufspulen von Gamwiekeln aller Art auf Spulen otter Rohre EnKeKaIiPr_x ß!?er ee let dcrruf hlxizuuei* sen, daß des Jeweils euszuv«SIi!,ende Fk'CGrcnan durch öle Vor-1 dis Rohrs beeinflußt, wird, beispielsweise davon, ob'es kegel hupfförmlg oder sylindrisoh ist.

Zur ErlSuterL-iif. der Erfindung werden (Sr folgenden Einzc ^!τ J< mi eines VerftViVeus xur Strecksrirnung ; ?cs Q&tob von 70-*f ,uvi

1 0 3 Π 3 8 / 0 /ι 3 1

1665868

30 Fäden aus Polyhexamethylenadipamld (Nylon 66) bei einem Verstreckverhältnis von 2*36 und bei einer Verstreckgeschwindigkeit von 702 m/mln angegeben. Das Garn wurde mit einem Ringspindelmechanismus aufgewickelt, wobei die Ringneigung 3° zur Horizontalen betrug. Das Garn wurde mit einem Lang-Kurz-Traversenaufbau aufgewickelt und zwar mit einer konstanten Traversengaschwlndigkeit. Die Spindiegeschwindigkeit wurde so programmiert« daß sie von einer Anfangsgeschwindigkeit von 9 750 U/min auf eine Endgeschwindigkeit von 7 350 U/mln fiel.

Zusätzlich zur obigen Programmierung wurde eine rasche Veränderung der Spindelgeschwindigkeit mit 3 Verschiebungen auf den Spindelantriebsmechanismus durch einen Analogrechner programmiert, und zwar mit einer Amplitude von 10 % der Jeweiligen Geschwindigkeit, wobei die Änderungsrate der Spindelgeschwindigkeit gemäß mit einen* raschen Veränderungsprogramm mit drei Verschiebungen variiert wurde, die so gestaltet war, daß die Verschiebungen der Spindelgeschwindigkeit eintraten, wenn das Verhältnis von Änderungsfrequenz zur Traversenfrequenz bei einer der Änderungsfrequenzen sich einem Verhältnis kleiner Ganszahlen näherte, d.h., daß mindestens eine der Ganzzahlen kleiner als 5 war.

In einem zweiten, aber weniger vorteilhaften erfindungsgemäßen Beispiel wurde ein Garn aus Polyhexamethylenadlpamid von 100 den und 34 Fäden mit 8o6,5 m/nln aufgespult, nachdem es auf einer

1 0 9838/0 A3 1

BAD ORIGINAL.

Streckzwirnmasohine verstreckt worden war. Das Oarn wurde mit einem Ringspinnmechanismus aufgespult, und zwar mit einer Ringneigung von 3° zur Horizontalen; und der Garnwickel wurde mit einem Lang-Kurz-Traversenaufbau mit einer konstanten Traversengeschwindigkeit von 58,4 cm/min aufgewickelt. Die mittlere Spindelgeschwindigkeit wurde hei 6 850 U/min konstant gehalten; diese Geschwindigkeit wurde ± 10 % um den Hittätwert bei zwei diskreten Frequenzen verändert, und eine Änderung wurde von einer zur anderen gemacht, und zwar bei der Länge des Traversenhubs, wie in der folgenden Tabelle gezeigt:

SpindeIgeschwindigke its-	Traversenhublänge
änderungsfrequenz	(am)
(Cyclen/sec)
0,0384	311,0 - 279,6
0,048	279,6 - 226,0
0,0384	226,0 - 165,1
0,048	165.1 - 127

Zm obigen Fall wurde der hohe Wert von 0,048 Cyclen/seo gewählt um das 1:!-Verhältnis von Änderungsfrequenz zu Traversenfrequenz gerade außerhalb des Bereichs des Garnwickelaufbaus zu verlegen. Dann wurde die niedrigere Frequenz von 0,0384 Cyolen/see gewählt, um das Auftreten eines unverstellten Must erber e ions in der Nähe der Spulenoberfläche zu vermelden, wo die Drücke innerhalb des Garnwickels am größten sind.

109838/043 1

Zwar wurde oben eine Amplitude von 10 % fUr die Veränderung der Splndelgeschwindlgkeit angewendet· aber für einen Fachmann 1st es klar, daß» weil die Stärke der Musterbildung In den verschiedenen Bereichen Über den Wickel nicht gleichmäßig ist, eine kleinere Amplitude« beispielsweise 3 - 4 % ausreichen kann, um die Musterbildung in den einzelnen Bereichen zu zerstreuen. Wenn deshalb der Wickel in einer solchen Weise aufgespult wird, daß das Auftreten einer Musterbildung der stärksten Art verhindert wird» dann kann es gemäß der Erfindung möglich sein, eine geringere Amplitude der Spindelgeschwindigkeitsänderung anzuwenden.

Es liegt gleichfalls innerhalb des Bereichs der Erfindung, die Amplitude gemäß einem Programm zu ändern, wobei die höheren Amplituden su den Zeiten während des Aufspulens, für die durch eine Berechnung ein Bereich starker Musterbildung gefunden wurde, ausgewählt werden und die niedrigen Amplituden für die anderen berechneten Bereiche ausgewählt werden.

Das Prinzip, soweit es die Amplituden betrifft« besteht darin, die niedrigsten Amplituden zu wählen, die zur Erreichung einer wirksamen Zerstreuung der Musterungen notwendig sind, so daß Amplituden von mehr als beispielsweise 15 % wahrscheinlich nicht nötig und auch unerwünscht sind.

109838/0431 BAD ORIGINAL

Claims (3)

1635868 PATENTANSPRÜCHEϊ

1. Verfahren zum tlberkopfaufwickeln von Garnen auf einen Garnwickel mit Hilfe einer Vorrichtung mit rotierender Spindel und TraversiermechanIsmus, bei welchem Verfahren die Drehgeschwindigkeit der Spindel cyclisch während der Aufspulung des Wickele um einen bestimmten mittleren Wert verändert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der cyclischen Veränderung der Spindelgeschwind igkeit zwischen mindestens zwei Werten gemäß einem vorberechneten Änöerungsprogrammjä variiert wird, um ein Verhältnis der genannten Frequenz zur Traversierfrequenz aus kleinen Ganzzahlen, von denen auch nur eine kleiner als 5 1st, zu vermelden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude der genannten cyclischen Veränderung der Splndelgeschwindlgkeit Ewischsn 3 und 15 $ der Jeweiligen mittleren Spindelgeschwind iglnsit llogfc,

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplitude selbst gemiß einem Programm während der Aufspulzeit verändert wird.

DI«G.S.STAE6H(

109838/0431