DE2124447A1

DE2124447A1 - Verfahren zum Formen eines Garnkörpers auf einer Spule sowie Ringwickel vorrichtung hierfür

Info

Publication number: DE2124447A1
Application number: DE19712124447
Authority: DE
Inventors: Irby Ennis Chattanooga Tenn. Hartley jun. (V.StA.). DOIh 13-14
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1970-05-18
Filing date: 1971-05-17
Publication date: 1971-12-09
Also published as: US3702528A; GB1349380A

Description

Dr. Ing. V; ait-.r / b'.tz
Dr. Di2-cr F. i.lorf
Dr. H ar" - ^- Brauns
München 86, Pi«z»naue«tr.«

17. Mai I97I

RD-1711

E. I. DU PONT DE NEMOURS AND COMPANY

lOth and Market Streets, Wilmington, Del. I9898,

V.St.A,

Verfahren zum Formen eines Garnkörpers auf einer Spule sowie Ringwickelvorrichtung hierfür

Die Erfindung betrifft das Aufwickeln von Garn auf eine Spule. Im Desonderen ist die Erfindung auf Verbesserungen für Garnkörper, die auf Ringzwirnmaschinen hergestellt werden, und auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zum Wickeln solcher Garnkörper gerichtet.

Ein Beispiel dieser Wickelart ist das Ringzwirnen nacn dem Verstrecken von Fäden, die aus synthetischen Polymeren auf einer Einrichtung gesponnen worden sind, unter Verwendung einer Spindel, die sich um eine vertikale Achse drent und eine Spule trägt, und eines Ringes sowie eines Laufers, die in einer auf- und abbeweglichen Ringschiene bzw. Ringbank angeordnet sind. Es sind mehrere Ringe in der Ringbank angeord-

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net, die sich langsam auf- und abbewegt, um das Garn längs der Spule zu verteilen. Beim normalen Wickeln eines Garnkörpers in einer Ringzwirnmaschine sind die Ringe während des ganzen Wickelzyklus entweder ständig waagrecht oder ständig zur Waagrechten geneigt. Die resultierenden Wickelschemata können als parallel bzw. als kompound bezeichnet werden. Der beim Ringzwirnen gebildete Garnkörper ist gewöhnlich doppeltkegelig, d.h. er besitzt einen im wesentlichen zylindrischen Mittelabscnnitt und sich kegelig verjüngende En,dabschnitte. Parallel gewickelte Garnkörper haben ein gefälliges Aussehen, da die Garnwindungen einen parallelen Verlauf haben. Bei dieser Art von Wickelschema ist jedoch für das Garn an den sich verjüngenden Endabschnitten des Garnkörpers nur ein. .geringer Schutz gegen eine Einrollschädigung während der nachfolgenden Fadenlieferung des Garnkörpers. Wenn der Ring geneigt wird, wird dem Wickelvorgang eine kleine, jedoch sehr rasche Hin- und Herbewegung mitgeteilt, wodurch ein kompoundgewickelter Garnkörper mit einem kreuzgewickelten 'Wickelsenema erhalten wird, das Einrollschäden Widerstand leistet. Ein solches Wickelschema an der Oberfläche des zylindrischen Mittelabschnitts des Garnkörpers kann jedoch zur Folge haben, daß die äusserste Garnhülle vom Garnkörper bei Unterbrechungen in der Fadenlieferung abfällt, so daß das Garn beim nachfolgenden Wiederanlaufen bricht. Das Aussehen der Gesamtpackung ist weniger gefällig als bei der Parallelwicklung und es kann das Problem des Entstenens von Bändern und die hieraus resultierende Rippenbildung auftreten, wenn aufeinanderfolgende Garnhüllen synchron liegen oder nahezu synchron liegen. Ein Garnkörper, der sowohl die Vorteile der Parallelwicklung als aucri der Kompoundwicklung ohne deren Nachteile aufweist, ist bis jetzt nicht bekannt

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geworden *

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren zum Formen eines Garnkörpers auf einer Spule durch Ringwicklung wird das Garn einem sich drehenden Garnkörper über einen Läufer zugeführt, der frei um einen Ring herumlaufen kann, und wird der Ring mit aufeinanderfolgenden Hüben längs des Garnkörpers vor und zurückbewegt, wobei sicn das erfindungsgemässe Verfahren dadurcn unterscheidet, daß die Ebene des Ringes während der Bildung des Garnkörpers wiederholt aus einem bestimmten Verhältnis zur Achse des Garnkörpers heraus und zu diesem zurück verschwenkt wird.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird ein Garnkörper mit Lagen von Garnwindungen erhalten, die auf eine Spule aufgewickelt sind, wobei sich der erfindungsgemässe Garnkörper dadurch unterscheidet, daß die Windungen im Mittelteil der Spule zueinander im wesentlichen parallel sind, während die Windungen in den Endteilen jeder Lage ein kreuzgewickeltes Wickelschema mit schneckenförmigen Windungen haben.

Die erfindungsgemässe Ringwickelvorrichtung besitzt eine längliche getriebene Spindel, einen Garnkörperträger auf dieser Spindel, einen Fadenführer, der frei mit einem Ring zum Umlauf um diesen gekuppelt ist, welcher zur Spindel konzentrisch ist und durch Vielehen Garn zum Träger gefünrt ist, und eine Einrichtung, die mit dem Ring zur Hin- und Herbewegung in der Achsrichtung des Garnkörper:» in aufeinanderfolgenden Aufwärts- und Abwärtshüben gekuppelt ist, wobei die Ebene des Ringes im wesentlichen senkrecht zur Spindelachse gehalten wird, wobei sicn die erfindungsgemässe Vorrichtung dadurch unterscheidet, daß ein Gestängemechanismus den Ring an

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der Hin- und Herbewegungseinrichtung zur Neigungsbewegung des Ringes in eine und aus einer Ebene senkrecht zur Spindelachse lagert, und eine Antriebseinricntung mit dem G'estängemechanismus gekuppelt ist, und durch die Hin- und Herbewegungseinrichtung betätigt wird, um die Neigungsbewegung mitzuteilen, welche Antriebseinrichtung während eines bestimmten Zeitraums während der Hübe wirksam ist.

In den beiliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Neigung einer Ringschiene bzw. Ringbank einer Mehrspindel-Ringzwirnmas chine;

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorricntung, welche andere Methoden zur Regelung der Ringneigung zeigt;

Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zum Neigen einer Ringbank; .

Fig. H - 6 zeigen das Aussehen der Garnwindungen auf dem oberen Teil eines typischen doppelkegeligen Garnkörpers gemäß der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik.

Aus Fig.l - 3 ergibt sich, daß eine herkömmliche Ringzwirnmaschine in der erfindungsgemässen Weise abgeändert zur Erläuterung der Erfindung gewählt wurde, welche Ringzwirnmaschine eine Ringschiene bzw. Ringbank 12,

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einen Zwirnring 16, der einen frei umlaufenden Zwirnläufer 17 trägt, durch welcnen das Garn 11 zu dem sich drenenden Garnkörper 15 geführt ist, der auf eine von der Spindel 10 getragene Hülse 13 aufgewickelt ist.

Wie in Fig. 1 angegeben, wird eine Vielzahl von Wickelstellungen normalerweise durch die Ringbank 12 eingenommen, der eine vertikale Hin- und Herbewegung zum Aufbau des Garnkörpers mittels einer Hubstange 44 durch an sich bekannte Mittel mitgeteilt wird, um den Ring längs des Garnkörpers mit aufeinanderfolgenden Hüben zur Bildung des Garnkörpers 15 vor- und zurückzubewegen.

Jeder Ring 16 ist in die Schiene 12 waagrecht eingesetzt und die Schiene wird um eine Längsachse 14 während jeder Hubumkehrung geneigt, wie schematisch durch die beiden Stellungen der gezeigten Schiene dargestellt. Die untere Stellung der Schiene 12 zeigt das Wickeln einer Anfangslage des Garnkörpers 15 an.

Fig. 2 zeigt die Ringbanklagerung 4 2 am oberen Ende der Hubstange 44 einer herkömmlichen Ringzwirnmaschine, die zur Durchführung des Prinzips einer programmierten Ringneigung abgeändert ist. Der Mechanismus, durch welchen eine Schwenk- oder Neigungsbewegung der Ringbank 12 herbeigeführt werden kann, besitzt einen Druckluftzylinder 34, der mittels eines Zapfens 67 an der Ringbanklagerung 42 angelenkt ist, und ein Kurvenelement, das starr an der Lagerung 4 2 befestigt ist. An einem Block 38 sind Rollen 40 drehbar gelagert, die dem Kurvenelement 46 folgen. Die Ringbank 12, welche die Ringe 16 enthält, ist am Block 38 befestigt, der seinerseits mit dem Kolben 36 des Druckluftzylinders 34 durch einen Zapfen gelenkig verbunden ist.

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Bei einer typischen Ringzwirnmaschine kann eine Herzscheibe 18 von der in Fig. 2 dargestellten Art vorgesehen sein, die mit der Hubstange 44 zur Regelung der Geschwindigkeit und Beschleunigung einer Ringbank • 12 für die Bildung eines Garnkörpers verbunden ist. Die Arbeitsweise dar Erfindung erfordert die Verwendung einer Einrichtung zur Steuerung der Folge, des Betrags und der Dauer der Neigung und der Rückführung in eine waagrechte Stellung. Das Neigen des Zwirnringes soll in der Nähe der Ringbank-Umkenrsteilen erfolgen, damit der verbesserte erfindungsgemässe Garnkörper erhalten wird. Das Signal zum Neigen des Ringes kann von der Herzscheibe 18 oder deren Welle 2 2 oder von irgendeinem anderen mit der Herzscheibendrenung gekuppelten Bauelement abgeleitet werden.

Zur Verwendung der sich drehenden Steuerwelle 22 als Quelle für das Neigungssignal, sind an der Steuerwelle kleine Nasen 20 befestigt und so angeordnet, daß sie mit den Kurvenumkehrpunkten 24, 26 zusammenfallen. Ein Schalter 28 in der Stromversorgungsleitung einer Magnetspule 52 wird'geschlossen, wenn sein Arm 30 durch die umlaufenden Nasen verlagert wird. Jedesmal, wenn der Schalter 2.8 während einer Ringbankumkehrung schließt, wird ein Druckluft-Regelventil 32 durch die Magnetspule 5 2 betätigt, was zur Folge hat, daß der Kolben 36 des DruckluftS^lindars 34 auf der Ringbank lagerung 4 2 sich aufwärts bewegt» sodaß die Ringbank 12 durch die Aufwärtsbewegung des Führungsblocks 38 geneigt wird, welcher der gekrümmten Kontur des Kurvenelements 46 mittels der Kurvenfolgerollen 40 zwangsläufig folgt. Dei Grad der Neigungsbewegung wird durch den Hub des Kolbens 36 bestimmt. Durch die Neigungswirkung des Ringes wird der Ringbankhub etwas verlängert, so daß das Garn im

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Umkehrbereich, der bei der vorangehenden Hin- und Herbewegung mit einem verringerten Hub gewickelt worden ist, durch das sich rasch hin- und herbewegte Garn bedeckt und geschützt wird, das mit einer schneckenförmigen Bahn durch die Auf- und Abbewegung des Läufers während seines Umlaufs um den geneigten Ring geführt wird. Die Zeitdauer der Neigungsperiode wird durch ein verstellbares verzögertes Relais 50 an sich bekannter Art so geregelt, daß die schneckenförmigen Windungen vorzugsweise auf eine maximale Bandbreite von etwa 3,2 mm (etwa 1/8 ") bei jeder Umkehrung beschränkt werden. Nach Ablauf der Scnaltverzögerung wird der Stromkreis zum Druckluftventil 32 geöffnet und die Ringbank 12 in eine waagrechte Stellung zurückgeführt, bis sicn die Ringbank dem entgegengesetzten Umkehrpunkt annähert, worauf sich der Neigungszyklus wiederholt.

Die Arbeitsweise eines Ringbank-Neigungsprogramms bei Ringzwirnmaschinen mit hydraulischer Hubvorrichtung ist der vorangehend beschriebenen im wesentlichen identisch mit der Ausnahme, daß, wie in Fig. 2 gezeigt, das Neigungssignal von einem elektriscnen Relais 68 abgeleitet wird,das zur Umkehrung des hydraulisch gesteuerten Ringbank-Antriebssystems dient.

Die resultierenden Wickelschemata an dem verjüngten Ende 5 6 und an dem zylindrischen (oder sich geringfügig verjüngenden) Teil 58 eines erfindungsgemässen Garnkörpers 15 sind in Fig. 6 dargestellt. Durch Vergleichen mit dem in Fig. 4 und 5 dargestellten Stand der Technik ergibt sich, daß der erfindungsgemässe Garnkörper sowohl das kreuzgewickelte als auch das parallelgewickelte Wickelschema der bekannten Garnkörper 15' und 15" ohne deren Nachteile aufweist. Der zylindrische Abschnitt 5 der Wicklung ist parallelgewickelt und daher ohne

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Bänder und Rippen und hat ein ästhetisches bzw. gefälliges Aussehen. Die Stabilität des kegeligen Endes 56 des Garnkörpers ist durch die gekreuzte Wicklung mit schneckenförmigen 'Windungen verbessert, so daß der Garnkörper ein wesentlich verringertes Nachrutschen von der Art zeigt, die .sich aus einer Einrollstörung ergibt, welche durch die Bewegung der Fadenwindungen auf den Garnkörperkegeln zu den Enden der Hülse verursacht wird, die durch äussere Mittel, beispielsweise von Hand oder durch die Fadenlieferung vom Garnkörper herbeigeführt werden kann. Hierbei ist zu erwähnen, daß das Ausmaß des kreuzgewickelten Wickelschemas mit schneckenförmigen Windungen in einer gegebenen Lage der Wicklung nur in dem Garn, vorhanden ist, das gelegt worden ist, während der Ring geneigt ist, was bei der bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung in der Nähe der Umkehrstellen der Fall ist, an welchen die Ringbank die Richtung ihrer Hin- und Herbewegung ändert, welche durch die Herzscheibe oder durch die hydraulische Ringbanksteuereinrichtung nach Fig. 2 gesteuert wird* Die Zeitdauer der Neigungsperiode kann durch eine beliebige geeignete Einrichtung gesteuert werden, die ein Signal liefert, durch welches eine Magnetspule 5 2 betätigt wird, um das Druckluftregelventil 32 .zu öffnen, so daß Druckluft dem Zylinder 34 zugeführt wird. Bei der in Fig. 2 gezeigten bevorzugten Ausführungsform werden die Ringe 16 mit rascher Kippfolge um eine Linie geneigt, die bei m angegeben ist und die Achsen der Spindeln schneidet. Diese Bewegung wird durch die Kontur eines Kurvenelements 4 6 gesteuert, dessen bogenförmige Krümmung den Punkt 14 als Mittelpunkt hat. Eine weitere Anordnung zum Neigen der Ringe ist in Fig. 3 gezeigt, bei welcher der Punkt, an welchem die Ringbank verschwenkt wird, mit dem Zapfon 4 8 zusammenfällt, der die den Ring 16 enthaltende Ring-

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schiene 12 mit dem festen Schienenteil 6 2 gelenkig verbindet. Der letztere wird starr von der Hubstange 44 getragen. Der Druckluftzylinder 34', der auf dem festen Schienenteil 6 2 angeordnet ist, verschwenkt die Schiene 12, wie durch den Pfeil gezeigt, wenn ihr Kolben 36', der durch einen Zapfen 64 mit einer stehenden Rippe 66 gelenkig verbunden ist, durch Druckluft von einem Druckluftventil von Störungssystemen beispielsweise von der in Fig. 2 dargestellten Art, betätigt wird.

Eine andere Einrichtung zur Steuerung des Neigungszeitpunktes und der Neigungsdauer bei einer Ringzwirnmaschine mit kurvengesteuertem Hub weist Endschalter auf, welche durch das bestehende Hubsystem entweder direkt von der primären Hubkurve betätigt werden kann oder von einer Scheibe, welche von diesem Kurvenelement aus durch einen Zannriemen angetrieben wird. Die Dauer des Neigungssignals kann durch die Form der Kontakte geregelt werden, die zum Drücken der Endschalter verwendet werden, und durch eine verstellbare Anordnung dieser Kontakte. Die genaue zeitliche Steuerung der Neigung kann dadurch erreicht werden, daß die Drehung der Scheibe mit einer genauen 2 : 1 Drehzahlerhöhung z.ur primären Hubkurve so gekuppelt ist, daß die Neigungsbetätigung mit genauen Abständen von 180° voneinander sichergestellt ist. Die Richtung der Neigung, beispielsweise abwärts am unteren Umkehrpunkt und aufwärts am oberen Umkehrpunkt oder wie gewünscht, kann durch die Verwendung eines Druckluftzylinders mit drei Stellungen gesteuert werden, der eine aufwürtsgericntete, waagrechte bzw. abwärts gerichtete Ringjtcllung ergibt. Die Dauer des WicKlungsvorgangs in der· geneigten Stellung hängt zum Teil von der Arbeits-

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geschwindigkeit der verwendeten Maschine at), soll jedoch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten der Maschine ein Minimum betragen, das einen weichen Neigungsvorgang ermöglicht. Das Aussehen des Garnkörpers wird dadurch verbessert, daß der Betrag der kreuzgewickelten Abschnitte so gering wie möglich gehalten wird. Der gewöhnlich gewünschte Neigungswinkel beträgt zwischen 2° und 4°, vorzugsweise bis zu einem Maximum von etwa 6°.

Die Erfindung wird am häufigsten zur Herstellung von " Garnkörpern mit nach unten verlaufendem Fadenweg

mit zylindrischen Mittelabscnnitten (cylindrical barrels) ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein, verwendet. Der Mittelabschnitt kann verjüngt gestaltet werden, was durch an sich bekannte Mittel erreicht werden kann, beispielsweise dadurch, daß die GEschwindigkeit der Ringbank bei ihrem Aufwärtshub von ihrem unteren Umkehrpunkt allmählich erhöht und dann die GescnwindigKeit der Ringbank in reziproker Weise bei ihrem ADwärtshub allmählich verringert wird, wobei die Länge jedes Hubes der Ringbank inkrementell verringert wird, während das Garn auf den Garnkörper aufgewickelt wird. Die Vorteile der

Garnkörperbildung mit programmiertem Neigungsring können aucn am unteren Kegel von Garnkörpern mit Schußgarnwicklungen oder in irgendeiner anderen Kombination von Wicklungen ausgenutzt werden, bei welchen das Oberflacnengarn am Kegel einer äusaeren Beschädigung ausgesetzt ist und nicht ohne weiteres von der Packung abgestreift werden kann. Die Erfindung ist mit sehr grossem Vorteil im Betrieb einer Streckzwirnmaschine anwendbar, jedoch nicnt hierauf beschränkt«

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Claims

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P atentansprüche

Verfahren zum Formen eines Garnkörpers auf einer Hülse durch Ringwickeln, bei welchem das Garn einem sich drehenden Garnkörper über einen Zwirnläufer zugeführt wird, der. frei um einen Zwirnring umlaufen kann, und der Zwirnring mit aufeinanderfolgenden Hüben längs des Garnkörpers vor und zurück bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene des Zwirnringes während der Bildung des Garnkörpers wiederholt aus einem bestimmten Verhältnis zur Achse des Garnkörpers heraus und zu diesem zurück verscnwenkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erwähnte bestimmte Verhältnis ein im wesentlichen senkrechtes Verhältnis ist und die Ebene des Zwirnringes während einer bestimmten Zeit während jedes der aufeinanderfolgenden Hübe verschwenkt wird, welche Schwenkbewegung eingeleitet wird, wenn der Zwirnring durch eine Hubumkehrung hindurchtritt.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte Schwenkbewegung durch eine Neigungsbewegung der Ebene des Zwirnringes nach oben während der Aufwärtsnubumkehrung, dann nach einer bestimmten Zeit durch die Rück-

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führung der Ebene des Zwirnringes in sein bestimmtes Verhältnis zur Achse des Garnkörpers und durch eine Neigungsbewegung der Ebene des Zwirnringes nach unten während der Abwärtshubumkehrung und sodann, nach einem bestimmten Zeitraum, durch die Rückführung der Ebene des Zwirnringes in sein bestimmtes Verhältnis zu der erwähnten Achse gebildet wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung der Ebene des Zwirnringes aus dem erwähnten bestimmten Verhältnis von etwa 2 bis etwa 6 beträgt.
5. Garnkörper mit Lagen von Garnwindungen, die auf eine Hülse aufgewickelt und nachdem in den Ansprüchen 1 bis H gekennzeichneten Verfahren hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen im Mittelteil der Hülse zueinander im wesentlichen parallel sind und die Windungen in den Endteilen jeder Lage ein kreuzgewickeltes Schema mit schneckenförmigem Verlauf haben.
6. Garnkörper nach Anspruch S, dadurch gekennzeichnet, daß dieser aufeinanderfolgend einen kegeligen, einen zylindrischen und einen kegeligen Abschnitt aufweist, wobei die Windungen über die zylindrische Länge im wesentlichen parallel sind, während sie in den kegeligen Abschnitten ein Kreuzwicklungsschema mit schneckenförmigem Verlauf haben.

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7. Ringwickelvorrichtung, mit einer langgestreckten getriebenen Spindel,einem Garnkörperträger, der auf dieser Spindel angeordnet ist, einem Fadenführer, der mit einem Ring und zum Umlauf um diesen frei gekuppelt ist, v/elcher Ring zur Spindel konzentrisch ist und durch welchen Garn zum Träger geführt wird, und einer Einrichtung, die mit dem Ring zur Hin- und Herbewegung in der Achsrichtung des Garnkörpers mit aufeinanderfolgenden Aufwärts- und Abwärtshüben gekuppelt ist, wobei die Ebene des Ringes zur Spindelachse im wesentlichen senkrecht gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gestängemechanismus den Ring an der Hin- und Herbewegungseinrichtung zur Neigungsbewegung des Ringes in eine und aus einer Ebene senkrecht zur Spindelachse lagert, und eine Antriebseinrichtung mit dem Gestängemechanismus gekuppelt und durch die Hin- und Ilerbewegungseinrichtung betätigbar ist, um die Neigungsbewegung mitzuteilen, welche Antriebseinrichtung während eines bestimmten Zeitraums während der Hübe wirksam ist.

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