DE2310202C3 - Auflaufspulstelle mit Antrieb der Spule am Umfang - Google Patents

Description

die Reibwalze ausgelöste Luftbewegung sowie Pressung

und Eindrückung der Wicklung durch die Reibwalze

verantwortlich sind. Zur Begrenzung der Luflbewegung 25 und Verhinderung von Luftstauungen sowie zur

Die Erfindung betrifft eine Aiiflaufspulstelle nach dem Verminderung der Pressung und Eindrückung werden Oberbegriff des Anspruchs 1 dieser Anmeldung. nach dieser Erfindung Grenzwerte für die Durchmesser

In Spinnmaschinen. Streckmaschinen und Streck- und Kontaktlängen der Endteile der Reibwalze spinnmaschinen zur Herstellung von Chemiefasern vorgeschlagen. Dabei wurde als überraschender Effekt werden heute konstante Fadengeschwindigkeiten von 30 gefunden, daß eine Verkürzung der Kontaktlänge ohne mehr als 3000 m/min erreicht Zum Aufspulen dieser Beeinträchtigung des durch Reibung übertragbaren Chemiefasern sind Spuleinrichtungen zu verwenden, die Drehmoments möglich ist, weil sich einmal in den trotz des wachsenden Spulendorchmessers eine erfahrungsgemäß sehr hart ausgebildeten Kantenbereikonstante, der Fadengeschwindigk>?it entsprechende chen höhere Pressungen aufbringen lassen und weil es Oberflächengeschwindigkeit der Sp-ile gewährleisten. 35 zum anderen gelungen ist, durch die Verminderung der Herkömmlicherweise werden hierzu Spulmaschinen mit Luftbewegungen und Verhinderung der Luftstauungen Reibwalzen eingesetzt. Die als Treibwalzen dienenden in dem Berührungsspalt zwischen Reibwalze und Spule Reibwalzen werden durch einen Synchronmotor ange- den Reibungskoeffizienten insbesondere bei höchsten trieben und stehen im reibflüssigen Kontakt mit der Fadenlaufgeschwindigkeiten von mehr als 3000 bis Wickeloberfläche. Sie gewährleisten auf diese Weise 40 4000 m/min zu erhöhen, indem die Luftfilmbildung den Antrieb der Spule mil stets konstanter, der zwischen Reibwalze und Spule verhindert wird.
Fadengeschwindigkeit entsprechender Oberflächenge- Bei diesem Lösungsweg mußte nach der Erfindung

schwindigkeit. besonderer Wert darauf gelegt werden, daß die Spule

Unabhängig vom Verwendungszweck derartiger aus hoch empfindlichem frischgesponnenem Chemie-Reibwalzen in Spulmaschinen, z. B. als Meßwalzen ist 45 fasermaterial keinen übermäßigen Deformationen undas Problem entstanden, daß bei der eingangs terworfen sind.

erwähnten hohen Fadengeschwindigkeit und Oberflä- Die Erfindung hat sich zur besonderen Aufgabe

chengeschwindigkeit der Spule eine ganz erhebliche gemacht, ein Optimum in der geometrischen Auslegung sirenenartige Lärmbelästigung entsteht. der Reibwalze und Spulenhülse bzw. Wicklung zu

So ist z. B. nach der US-PS 33 93 879 eine als 50 finden, indem einerseits der Wunsch nach möglichst Nutenwalze für die Fadenchangierung ausgebildete kleinem Durchmesser der Reibwalze, welcher eine Reibwalze bekannt, welche in der Hauptsache die schon geringe Luftbewegung gewährleistet, mit den Erforderhäufig an Spulmaschinen gestellte Aufgabe hat, nissen in Einklang gebracht werden, die an die Pressung Wulstbildung in den Stirnbereichen des Wickelkörpers und Eindrückung zwischen Wicklung und Reibwalze zu vermeiden. Gerade diese Aufwickeleinrichtung 55 gestellt werden,
bringt den vorerwähnten, unerwünschten Lärm hervor. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel an Hand der

Eine Reibwalze mit beidseitig gleichgroßen zylindri- Zeichnung beschrieben. In dieser zeigen
sehen Endteilen, deren Durchmesser größer als der des F i g, 1 die Ansicht einer Spulmaschine zum Aufwik-

Mittelsteiis ist, wird in der CH-PS 1 32 287 beschrieben. kein von Chemiefasern,

Die Endteile dieser Reibwalze stehen jedoch nicht mit 60 F i g. 2 die schematische Darstellung einer Reibwalze dem Wickelkörper selbst in Reibkontakt, sondern nach dieser Erfindung mit der anliegenden Wicklung,
greifen neben dem Wickelkörper an der Spindel bzw. F i g. 3a und 3b die graphischen Darstellungen von

am Spulenträger oder an den Stirnscheiben der Spule Changierkurven.

an. Dabei wird die Spule — wenn nicht eine besondere Die Spulmaschine nach F i g. 1 besteht aus dem

Steuereinrichtung vorgesehen wird — mit gleicher 65 Maschinengestellt 20, in welchem eine Spannfutterwelle Drehzahl angetrieben, so daß demnach keine konstante 10 drehbar gelagert ist. Mit der Spannfutterwelle 10 ist Fadenlaufgeschwindigkeit vorliegt das Spannfutter 9 auskragend verbunden. Auf dem

Nach DT-AS ti 44 163 ist eine Reibwalze bekannt. Spannfutter 9 kann eine Hülse 8 eingespannt werden.

Auf der Hülse 8 wird der Faden 17 aufgespult. Zur Verlegung des Fadens 17, der über den ortsfesten Fadenführer 19 anläuft, dient der Changierfadenführer 11. der in der Geradführung 13 geführt und Jurch eine nicht dargestellte Kehrgewindewalze mit Kehrgewinde j angetrieben wird. Die Kehrgewindewalze wird synchron zu der Umlenkwalze 15 durch einen nicht dargestellten gemeinsamen Motor angetrieben. D:e Umlenkwalze 15 ist auf der Welle 16 gelagert. Die Umlenkwalze JS trägt in einer Ausführung, welche zur Herstellung exakt gewickelter zylindrischer Kreuzspulen mit großem Gewicht geeignet ist, die Fadenführungsnuten 23. Diese Fadenführungsnuten 23 können sich entweder über den gesamten Hubbereich des Changierfadenführers 11 erstrecken oder aber nur in den Endbereichen der zylindrischen Wicklung angeord net sein. In jedem Falle übernehmen die Fadenführungsnuten 23 die Verlegung des Fadens in den Kantenbereichen 7. Der Fadenführer 11 hat die Funktion, den Faden sicher in die Fadenführungsnuten zu geleiten und — sofern die Fadenführungsnuten sich nicht über die gesamte Changierlänge erstrecken - den Faden im mittleren Changierbereich zu verlegen.

Die Leerhülse 8 bzw. die Wicklung 6 steht mit einer Walze 1 in reibschlüssigem Kontakt. Die Walze 1 ist auf der Welle 5 gelagert und weist zylindrische Endstücke 2 und 3 auf, welche einen größeren Durchmesser als der Mittelteil haben und daher allein in Kontakt mit der Wicklung stehen.

Wie Fig. 1 zeigt, sind die Kehrgewindewalze mit dem zugehörigen Fadenführer 11 und der Geradführung 13, die Umlenkwalze 15 sowie die Reibwalze 1 auf einem Schlitten 18 gelagert. Dieser Schlitten ist in Führungen 21 in senkrechter Richtung derart beweglich, daß die zylindrischen Endstücke 2 und 3 der Reibwalze 1 stets in Reibkontakt mit der wachsenden Wicklung 6 stehen und vor dem wachsenden Durchmesser der Wicklung 6 ausweichen können. Dabei ist besonderer Wert darauf gelegt, daß die Linie 25, auf der der Faden, von der Umlenkwalze 15 kommend, auf die Wicklung 6 aufläuft, während der gesamten Spulreise vor der Kontaktlinie zwischen Reibwalze 1 und Wicklung 6 liegt.

F i g. 2 stellt in schematischer Anordnung die Reibwalze 1 mit zylindrischen Endteilen 2 und 3, Mittelteil 4 und Welle 5 sowie die Wicklung 6 mit Hülse 8, Spannfutter 9 und Spannfutterwelle 10 dar. Die Kontaktlänge zwischen den zylindrischen Endteilen 2 und 3 und der Wicklung ist jeweils mit 22 bezeichnet. Die Kantenbereiche der Wicklung tragen die Bezeichnung 7.

Die Kantenbereiche sind von dem übrigen Wickelkörper dadurch unterschieden, daß dort Verdickungen und/oder Verhärtungen auftreten.

Zur Verdeutlichung der Beziehungen, welche nach dieser Erfindung zwischen den Kantenberoichen 7 und den Kontaktlängen 22 zu herrschen haben, wird im folgenden auf die F i g. 3a und 3b verwiesen.

Die F i g. 3a und 3b zeigen zwei unterschiedliche Changierkurven. Diese Changierkurven stellen die Abwicklung des Kehrgewindes oder aber, sofern die Umlenkwalze 15 Fadenführungsnuten 23 aufweist, die Abwicklung dieser Fadenführungsnuten dar. Dabei sei bemerkt, daß es im folgenden lediglich auf die Ausbildung der Changierkurven in den Hubumkehrbereichen ankommt, da der Verlauf der Changierkurven in den Hubumkehrbereichen für die Ausbildung der Kantenbereiche 7 der Wicklung 6 wesentlich verantwortlich ist.

Das Diagramm nach F i g. 3a zeigt in den Umkehrbereichen drei verschiedene Kurvenzüge. Der Kurvenzug 28 stellt die ideale Fadenverlegungskurve dar. Er zeichnet sich durch einen scharfen Knick in den Umkehrpunkten aus. Diese ideale Fadenverlegungskorve mit scharfen Kehrpunkten wird angestrebt, ist jedoch praktisch aus zwei Gründen nicht zu erreichen. Der erste Grund ist, daß die Changierkurve 27 nicht in einem, der idealen Fadenverlegungskurve 18 entsprechenden scharfen Winkel umkehren kann. Denn ein Changierfadenführer 11. wie er in Fig. 1 dargestellt ist, würde die entsprechenden Massenkräfte nicht aushalten. Sofern die Fadenverlegung in den Umkehrberei chen durch Fadenführungsnuten 23 (siehe F i g. 1) ausgeführt wird, würde durch eine zu scharfe Ausbildung der Umkehrbereiche die Gefahr entstehen, daß der Faden aus den Fadenführungsnuten herausspringt. Der zweite Grund dafür, daß die ideale Fadenverlegungskurve 28 nicht erreicht werden kann, ist dann zu sehen, daß der Faden gegenüber seiner Unterlage — sei es Spulenhülsen, sei es das bereits abgelegte Fadenmaterial — nur einen geringen Reibungskoeffizienten besitzt. Der Faden wird daher unter der Zugspannung, mit der er auf der Spule abgelegt wird, die Tendenz besitzen, sich in den Umkehrbereichen bogenförmig abzulegen. Aus diesen Gründen ist die Länge der Wicklung bei Ausführung der Changierkurve 27 nach F i g. 3a geringer a's die Länge des Changierhubes (H).

Die Changierkurve 27 nach F i g. 3b ist in den Hubumkehrpunkten so ausgebildet, daß sie über die iedeale Fadenverlegungskurve 28 hinausläuft und sodann mit einer größeren Steigung umkehrt. Hierdurch kann die reale Fadenverlegung der idealen Fadenverlegungskurve weiter angenähert werden.

Der hervorstechende Kennwert für die Changierkurven nach F i g. 3a und 3b und die Ausbildung der Kantenbereiche insbesondere die axiale Erstreckung der Kantenbereiche ist die Bogenhöhe Sc

Die Bogenhöhe Bc beträgt in ausgeführten Changiereinrichtungen zwischen 0.1 mm und 3 mm. Durch die Wahl der Bogenhöhe ß_t wird die Ausbildung der Kantenbereiche 7 beeinflußt. Die Bogenhöhe Bc ist daher eine geeignete Grundlage für die Bemessung der Kontaktlänge 22 zwischen Wicklung und Reibwalze. Eine andere Bezugsgröße für die Bemessung der Kontaktlänge ist die Bogenhöhe Br mit der der Faden auf der Spule abgelegt wird. Durch die Bogenhöhe Bf kann die Ausbildung der Kantenbereiche unter Berücksichtigung aller wesentlichen Einflußfaktoren beschrieben werden. Die Bogenhöhe ß^ist daher als Bezugsgröße für die Kontaktlänge 22 besonders geeignet und wird als solche durch Versuch ermittelt. Die Kontaktlänge 22 sollte mindestens der dreifachen Bogenhöhe Bf entsprechen.

Wird die Kontaktlänge 22 kürzer als die dreifache Bogenhöhe gewählt, so besteht die Gefahr, daß die zylindrischen Endteile 2,3 der Kontaktwalze die Kanten der Wicklung zerquetschen. Dabei ist berücksichtigt, daß die Verdickung bzw. Verhärtung der Wicklung in der Umkehrbereichen — von der Mitte her gesehen — zunächst zunimmt, dann aber auf einer Strecke, die bei gut ausgeführter Changierung ungefähr der dreifachen Bogenhöhe entspricht, zur Kante hin wieder abnimmt, so daß dieser Teil des Kantenbereiches zum Eingreifen für die Reibwalze nicht geeignet ist. Ferner muß die Kontaktlänge 22 deswegen länger als die dreif&che Bogenhöhe gewählt werden, damit der auf die Spule auflaufende Faden die Kanten der zylindrischen

Endstücke 2, 3 unter seinem Verlcgungswinkel kreuzt und nicht bei zu den Umkehrpunkten hin abnehmendem Verlegungswinkel vor den zur Mitte der Reibwalze hinweisenden Kanten der zylindrischen Endstücke 2, 3 hängen bleibt.

Die Kontaktlängc 22 sollte ferner so gewählt werden, daß eine lineare Belastung der Spule von 0,2 kp/cm nicht unterschritten und von 2 kp/cm nicht überschritten wird. Der Minimalwert ist abhängig von der Reibung zwischen Reibwalze und aufzuspulendem Material sowie von den aufzubringenden Reibkräften. Der Wert von 2 kp/cm soll nicht überschritten werden, damit Zerstörungen und Zerquetschungen des aufzuspulenden Fadenmaterials vermieden werden. Zur Erreichung dieser Werte sind die Kontaktlängc und die Anpreß- ij kräfte aufeinander abzustimmen.

Die Übergänge zwischen den zylindrischen Endleilen 2 und 3 und dem Mittelteil 4 der Reibwalze 1 können kegelstumpfförmig oder als Scheiben einer Kugei eines Paraboloids oder ähnlichem ausgebildet sein. Dabei sind ie die Übergänge zwischen diesen Scheiben und den Endteilen so bearbeitet, daß keine Kanten gebildet werden. Die Durchmesserminderung der Schcibenstükke sollte auf die Härte der herzustellenden Wickel und das aufzuspulende Material durch Versuch bestimmt jj und so gewählt werden, daß sich in den Bereichen' zwischen den Kontaktbcreichen 22 der Wicklung und den kontaktlosen Bereichen der Wicklung keine deutlichen, das empfindliche Fadenmaterial schädigende Übergänge zeigen.

Die Durchmesser der zylindrischen Endteile 2, 3 sollten auf den Durchmesser der leeren Spulenhülse 8 abgestimmt werden. Zu Beginn der Spulenreist· bestehen besonders günstige Kontaktverhälinissc zwischen den zylindrischen F.ndtcilcn 2, 3 und der Hülse bzw. den wenigen Fadcnlagen auf der Hülse 8.

Um insbesondere in diesem Zustand eine Schädigung des Fadenmaterial durch zu hohe Pressung zu vermeiden, sollten die Summe der Durchmesser der zylindrischen Endteile 2, 3 der Reibwalze 1 und der Lecrhülsc 8 den Wert von 50 mm nicht unterschreiten. Andererseits darf die Summe der Durchmesser auch nicht zu groß werden, da von der Größe des Durchmessers die Lärmbelästigung abhängt. Es wurde nämlich gefunden, daß die Lärmbelästigung durch Luftumwälzung und ähnliches mit steigendem Durchmesser wachst. Der Maximalwert der Summe der Durchmesser sollte bei 250 mm liegen. Als besonders vorteilhafter Wert für die Summe der Durchmesser wurde der Bereich von 150 bis 200 mm gefunden, da hier ein günstiger Kompromiß zwischen maximal aufiretender Pressung und minimaler Lärmentwicklung gefunden wurde. Da der Durchmesser der Hülse in einer Normung festgelegt ist, wurde für eine Spulenhülse mit einem Durchmesser von 50 mm ein Durchmesser der zylindrischen Endstücke 2, 3 von 100 bis 200 mm. vorzugsweise 150 mm ermittelt.

Die Reibwalze, welche in F i g. 2 gezeigt ist, weis! einen zylindrischen Mittelteil auf. Es kann auch ein Mittelteil verwendet werden, dessen Durchmesser zur Mitte der Reibwalze 1 hin abnimmt. Das hat den Vorteil, daß in dem zwischen dem Mittelteil und der Spule entstehenden Spalt ein Druckabfall zur Mitte der Reibwalze hin entsteht. Durch diesen Druckabfall strömt die von der Oberfläche des Mittelteils ergriffene Luft zur Mitte des Mittelteils ab, ohne — wie es bei zylindrischen Walzen sonst der Fall ist - mehrere Umläufe mitzumachen und hierdurch auf höhere Geschwindigkeiten zu kommen.

Im übrigen sollte in allen Ausgestaltungen der Erfindung der größte Durchmesser des Mittelteils der Reibwalze mindestens 20 mm kleiner als der Durchmesser der zylindrischen Endteile sein. Durch diese vorgeschlagene Maßnahme wird gewährleistet, daß die von der Spule einerseits und dem Mittelteil andererseits mitgeführte Luft geräuschlos zwischen Spule und Mittelteil entweichen kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. die über ihre gesamte Länge einen gleichmäßigen

   Patentanspruch: Durchmesser und einen aufgerauhten Mittelteil aufweist. Diese Reibwalze ist dadurch besonders lärminten-Auflaufspulstelle für zylindrische Spulen an siv.

   Spinn«, Streck-und Streckspinnanlagen mit konstan- 5 Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine ter Fadenlaufgeschwindigkeit, wobei jeder Spule Reibwalze zu schaffen, durch die auch bei hohen eine Reibwalze zugeordnet ist, welche mit der Fadengeschwindigkeiten und Oberflachengeschwindig-Wickeloberfläche in Reibkontakt steht und beidsei- keiten der Wicklung derartige sirenartige Geräuschbetig gleich große zylindrische Endteile mit größerem lästigungen vermieden werden, ohne daß dadurch die Durchmesser als der Mittelteil besitzt, dadurch io Funktionsfähigkeit der Reibwalze als Treibwalze oder gekennzeichnet, daß der Mittelteil (4) der Meßwalze vermindert wird.

   Reibwalze (1) über seine gesamte Länge gegenüber Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Aufspulstelle den zylindrischen Endteilen (2, 3) eine derartige der eingangs beschriebenen Art mit den kennzeichnen-Durchmesserdifferenz aufweist, daß die Reibwalze den Merkmalen des Anspruchs i vorgeschlagen.
   (1) lediglich mit ihren zylindrischen Endtetlen (2, 3) 15 Hiermit setzt sich die Erfindung in bewußten die Kantenbereiche (7) der Wicklung berührt und Gegensau zu der Lehre des US-Patentes 33 93 879, das daß die Kontaktlänge (22) jedes zylindrischen zwar auch eine Reibwalze mit durchmesservergrößer-Endteiles (2,3) mit der Wicklung (6) mindestens der ten Endteilen aber einen Kontakt über die gesamte dreifachen Bogenhöhe (BF) entspricht, welche Wickellänge vorschlägt. Die Erfindung macht sich die Bogenhöhe der abgelegte Faden in den Hubumkehr- 20 Erkenntnis zunutze, daß für die Lärmentwicklung neben bereichen aufweist. anderen Gründen insbesondere die durch die Spule und