DE3014069A1

DE3014069A1 - Verfahren zum aufspulen des kegeligen endes einer spule und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3014069A1
Application number: DE19803014069
Authority: DE
Inventors: Jacques Le Chatelier
Original assignee: Alsacienne de Constructions Mecaniques SA
Current assignee: Alsacienne de Constructions Mecaniques SA
Priority date: 1979-05-17
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1980-11-27
Also published as: FR2456795A1; IT8021414A0; CH636135A5; GB2048966A; IT1141279B; US4316357A; FR2456795B1

Description

Verfahren zum Aufspulen des kegeligen Endes einer Spule und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufspulen des kegeligen Endes einer Spule auf einer von einer Spindel getragenen Hülse und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Es ist bekannt, daß bei Spinn- und Zwirnmaschinen der von den Ausgangszylindern, beispielsweise eines Streckwerks herangeführte Faden auf die Hülse, die auf eine Spindel aufgesteckt ist, aufgewickelt wird, indem der Faden oder die Lunte durch einen Läufer geführt wird, welcher auf einem Ring angeordnet ist, der die Spindel umgibt. Zum Wickeln des kegelförmigen Endes der Spule sind die Ringe einer Spindelbank auf einer Platine angeordnet, welche eine relativ rasche Auf- und Abwärtsbewegung ausführt, die überlagert ist durch eine kontinuierliche langsame Aufwärtsbewegung.

Bei allen Maschinen dieser Art hat man versucht, die Produktion zu erhöhen durch Erhöhen der Geschwindigkeit der Spindeln, jedoch

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sind dem Grenzen gesetzt infolge der Erhöhung der auf den Faden ausgeübten Spannung und infolge des Verschleisses des Läufers auf dem Ring. Eine weitere Schwierigkeit tritt auf infolge der zyklischen Veränderungen der Fadenspannung beim Wickeln eines Kegels. Der Kötzerdurchmesser verändert sich zwischen der Kegel spitze und der Kegelbasis in der Größenordnung von etwa 1:2, was zu einer zyklischen Veränderung des Antriebsmoments beim Läufer führt, und somit zu einer entsprechenden Veränderung der Fadenspannung. Diese periodischen Spannungsveränderungen wirken sich nachteilig auch auf den Ballon und die Homogenität der Spule und führen zu Luntenrissen.

Um die Fadenspannungen zu verringern ist es bekannt, bei Verwendung eines feststehenden Rings die Drehgeschwindigkeit der Spindeln periodisch zu verändern, wenn der Ringläufer zwischen der Kegelbasis und der Kegelspitze sich bewegt. Die Periode der Geschwindigkeitsveränderung der Spindeln ist hierbei gleich mit der Periode der die Ringläufer tragenden Platine.

Um jedoch eine annehmbare Fadenspannung erreichen zu können, ist es erforderlich, rasche Drehzahländerungen bei der Spindel zu bewirken, beispielsweise eine Geschwindigkeitsänderung von 20 bis 35 % bei einer Drehzahl in der Größenordnung von 6000 oder 8000 UpM mit einer Periodendauer der Größenordnung von 5 bis 15 Sekunden. Dies ist jedoch schwer zu verwirklichen. Falls man geringere Geschwindigkeitsänderungen ausführt, ist die Wirkung bezüglich der Vergleichmäßigung der Fadenspannung sehr gering und rechtfertigt nicht den hohen Aufwand für die Drehzahländerung der Spindeln. Diese Lösung wurde deshalb ganz allgemein verlassen und kam auch praktisch nur zur Ausführung bei solchen Maschinen, bei denen sich die Spindeln mit relativ geringer Drehzahl drehen. Bei Maschinen mit hoher Spindeldrehzahl stehen raschen Geschwindigkeitsänderungen die zu beschleunigenden und zu verzögernden Drehmassen entgegen.

Um die Drehzahlen der Spindeln erhöhen zu können, ohne daß dabei

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eine unzulässig hohe Fadenspannung entsteht, ist es bekannt, anstelle eines feststehenden Rings drehbewegliche Ringe zu verwenden, insbesondere solche Ringläufer, bei denen der Ring von einem pneumatischen Lager gelagert wird. Infolge der großen Beweglichkeit, die ein pneumatisches Lager mit sich bringt, nimmt der Läufer, der seinerseits vom Faden in Drehung versetzt wird, infolge Reibung den sich drehenden Ring mit. Dies führt dazu, daß die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Läufer und dem Ring sehr gering oder gar Null ist, so daß der Verschleiß zwischen dem Ring und dem Läufer demgemäß gering ist. Dies ermöglicht die Verwendung von sehr leiten Läufern und führt zu einer geringen Reibung, so daß auf den Faden eine geringe Spannung ausgeübt wird. Beispield erartiger sich drehender Ringe sind beschrieben in den französischen Patentanmeldungen 78 08 635 vom 24. März 1978 und 78 13 614 vom 9. Mai 1978.

Infolge derartiger sich drehender Ringe, insbesondere bei Verwendung von pneumatisch gelagerten Ringen ist es möglich, die Spindeldrehzahl auf 12000 oder 15000 UpM zu erhohen, wobei die Werte der Fadenspannung akzeptabel bleiben.

Das Problem der zyklischen Veränderung der Fadenspannung bleibt jedoch beim Wickeln des Kegels auch bei Verwendung eines drehbaren Rings bestehen. Es gilt, dieses Problem zu lösen.

Es ist hierbei nochmals in Erinnerung zu rufen, daß eine zyklische Veränderung der Geschwindigkeit der Spindeln synchron zur Auf- und Abwärtsbewegung der Platine zu keinen zufriedenstellenden Resultaten führte bei den üblichen Spindeldrehzahlen, beispielsweise bei 8000 UpM.

Die Anmelder in hat erkannt, daß es jedoch durchaus möglich ist, das System der zyklischen Veränderung der Geschwindigkeit der Spindeln mit der zyklischen Auf- und Abwärtsbewegung des Ringläufers zu kombinieren bei Verwendung sich drehender Ringe und hierbei eine zufriedenstellende Einstellung der Fadenspannung zu

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erhalten, wenn nur geringe Geschwindigkeitsänderungen bei den Spindeln ausgeführt werden, beispielsweise Änderungen in der Größenordnung von 2 bis 10 %.

Es besteht also die Aufgabe, das Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, daß beim Wickeln der Kegel eine möglichst gleichmäßige Fadenspannung herrscht, wobei die Geschwindigkeitsänderungen nur gering sein sollen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des oberen Teils der Spindel mit kegelförmigem Kötzer und einem Ringläufer;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den oberen Teil der Spindel und des Ringläufers;

Fig. 3 ein Diagramm des zeitlichen Ablaufs der Höhenveränderung des Ringläufers und der zeitlichen Geschwindigkeitsänderungen der Wickelspindel und

Fig. 4 eine schematische Darstellung der verschiedenen Organe der Wickelvorrichtung.

In Fig. 1 trägt die Platine 2 einen sich drehenden Ring 4, auf welchem gleitbar ein Läufer 6 angeordnet ist, durch den das Garn 8 läuft, das von den Ausgangszylindern 10 der Maschine zugeführt wird. Bei den Zylindern 10 handelt es sich beispielsweise um die Ausgangszylinder eines Streckwerks. Nachdem das Garn den Läufer 6 passiert hat, wird es auf eine Spule 12 aufgewickelt, deren Hülse 14 auf eine nicht dargestellte Spindel der Maschine

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aufgesteckt ist.

Bei dem sich drehenden Ring 4 handelt es sich vorzugsweise um einen luftgelagerten Ring, der von einem Luftpolster eines Stators 16 getragen wird. Dieser Stator 16 ist in die Platine 2 starr eingelassen und umschließt einen Kanal 18, in welchen Druckluft zugeführt wird. Die im Kanal 18 zugeführte Druckluft kann über Bohrungen 20, 22 nach oben und seitlich ausströmen und erzeugt in Bezug auf die Teile 24 und 26 des Rings ein Luftkissen, das den Ring trägt und zentriert. Der Ring wird in Drehung versetzt durch die Reibung des Läufers am Ring, wobei der Läufer seinerseits in Drehung versetzt wird durch den Faden 8 bzw. das Garn 8.

Um das kegelförmige Ende 28 der Spule 12 erzeugen zu können, führt die Platine 2 relativ rasch Auf- und Abwärtsbewegungen aus, beispielsweise mit einer Periode von 5 bis 20 Sekunden. Die Amplitude dieser Auf- und Abwärtsbewegungen ist mit H bezeichnet. Der Teil A von Fig. 3 zeigt das Diagramm der Bewegung der Platine in Bezug auf die Zeit auf.

Die den Ringläufer tragende Platine führt zur gleichen Zeit eine langsame Auf- und Abwärtsbewegung aus und zwar über die gesamte Höhe der Hülse 14 der Spule 12, wodurch der Faden im Mittelbereich der Spule gleichmäßig aufgewickelt wird.

Aus den Fig. 1 und 2 ist zu entnehmen die Beziehung zwischen der Spannung T des Fadens 8 und dem Antriebsmoment C des Läufers in Abhängigkeit vom Radius r des Kötzerdurchmessers, d.h. diese Beziehung ändert sich in Abhängigkeit von der Höhe h des Läufers und damit von der Höhe der den Ringläufer tragenden Platine.

Falls R der Radius des Ringes ist und r der Radius des Kötzers für die Höhe h dann gelten die Beziehungen

C = T cos oc R cos oc = £ C =

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Der Kötzerdurchmesser r kann hierbei sich um 1:2 oder um 1:3 zwischen der Kegelbasis und der Kegelspitze sich verändern.

Die zyklisch sich verändernde Spannung des Fadens beim Wickeln des Kegels kann wesentlich vermindert werden durch zyklische Veränderung der Geschwindigkeit der Spindel in Abhängigkeit von der Höhenstellung der den Ringläufer tragenden Platine, wie dies dem Teil B der Fig. 3 zu entnehmen ist, der ein theoretisches Diagramm der Spindelgeschwindigkeit in Abhängigkeit mit der Zeit zeigt.

Bei diesem theoretischen Diagramm ist die Periode T der Geschwindigkeitsveränderung der Spindel gleich der Periode T der Höhenbewegung des Rings gemäß Diagramm A, wobei diese beiden zyklischen Veränderungen in Phase zueinander sind, d.h. der Zeitpunkt der Maximaigeschwindigkeit der Spindel entspricht im wesentlichen der Stellung des Ringläufers beim Wickeln der Kegelbasis, während die geringste Geschwindigkeit der Spindel auftritt beim Wickeln der Kegelspitze.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß gemäß dem Diagramm C der Fig. 3 eine Phasenverschiebung T zwischen diesen beiden Veränderungen eingeführt wird, derart, daß die Periode der Geschwindigkeitsveränderung der Spindel phasenverzögert ist in Bezug auf die Periode der Höhenveränderung des Ri nglaufers.

Diese Phasenverschiebung y ist vorzugsweise einstellbar in Abhängigkeit der verschiedenen Faktoren des Fadens oder Garns und kann beispielsweise zwischen dem 0,05 und dem 0,35-fachen der Periodendauer T betragen. Bei dem Diagramm C in Fig. 3 beträgt diese Phasenverschiebung etwa 0,17 T.

In überraschenderweise Weise hat sich gezeigt, daß die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Minimal- und Maximaigeschwindigkeit der Spindel weitaus geringer sein kann, wie dies notwendig ist im

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Falle eines Aufwickeins mit einem feststehenden Ring. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß dem Diagramm C in Fig. 3 beträgt die Nominalgeschwindigkeit der Spindel 12000 UpM, während die Minimalgeschwindigkeit 11750 UpM und die Maximalgeschwindigkeit 12500 UpM betragen kann, was bedeutet, daß die Maximal geschwindigkeit lediglich das 1,065-fache der Minimalgeschwindigkeit ist. In Abhängigkeit verschiedener Faktoren, wie beispielsweise der Nominalgeschwindigkeit der Spindel, der Qualität des Fadens usw. werden zufriedenstellende Ergebnisse erreicht in einem Bereich der Drehzahländerung vom 1,02-bis 1,10-fachen.

Vergleicht man hierzu den Fall eines feststehenden Rings, so ergibt sich, daß bei gleicher mittlerer Geschwindigkeit und bei gleichen Spindeln dort das Drehzahlverhältnis dem Faktor 3 entspricht um gleiche bzw. vergleichbare Resultate zu erzielen.

In Fig. 4 sind die verschiedenen Elemente zur Durchführung des Verfahrens dargestellt.

In Fig. 4 ist wiederum die den Ringläufer tragende Platine 2 gezeigt, ebenso der sich drehende Ring 4 und die Spule 12, deren Hülse 14 angetrieben wird durch die Spindel 30, welche eine Riemenscheibe 32 trägt, die sich beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von über 8000 UpM dreht. Eine Geschwindigkeitsveränderung wird erreicht durch eine kinematische Antriebskette zum Antrieb der Spindel 30, wobei diese kinematische Kette schematisch dargestellt ist durch einen Konus 34, der von einem Motor 36 angetrieben wird, wobei zwischen dem Konus 34 und der Riemenscheibe ein Antriebsriemen 38 verläuft.

Das Bauteil zum Verändern der Geschwindigkeit wird gebildet durch eine Gabel 40,welche von einem Arm 42 getragen wird. Es ist hierbei anzumerken, daß die Geschwindigkeitsänderung gleichzeitig bei allen Spindeln der Maschine durchgeführt wird. Die_ Geschwindigkeitsveränderung kann in Praxis durch verschiedene Mittel bewirkt

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werden, beispielsweise durch einen drehzahlveränderbaren Motor.

Die zyklische Auf- und Abwärtsbewegung der Platine 2 sowie die langsame Aufwärtsbewegung dieser Platine wird durch die üblichen Mechanismen der Spulenwickelmaschine bewirkt. In Fig. 4 ist dieser Mechanismus schematisch dargestellt. Die vorbeschriebenen Bewegungen werden gesteuert durch einen Nocken 44, der auf einer Welle 46 angeordnet ist, welche durch einen Motor 36' in Drehung versetzt 'wird, wobei es sich bevorzugt um den Hauptantriebsmotor 36 der Maschine handelt.

Die Mechanismen für die Auf- und Abwärtsbewegung sind bekannt,d.h. der Nocken 44 bewegt einen Stössel 48 auf- und abwärts, welcher angeordnet ist an einem bewegten Teil 50, an welchen ein oder mehrere Kabel 52, 52' befestigt sind, deren Enden 54, 54' befestigt sind an der Platine 2. Auf dem bewegten Teil 50 ist das Kabel 52 aufgewickelt auf einer Rolle 56, welche gesteuert wird durch einen Klinkenmechanismus 58. Auf diese Trommel 56 wird das Kabel langsam aufgewickelt, wodurch die langsame Aufwärtsbewegung der Platine erzeugt wird, welche deren raschen Auf- und Abwärtsbewegung zugeordnet ist.

Gemäß der Erfindung ist das Steuerorgan 42 zur Veränderung der Geschwindigkeit gekoppelt mit den Steuerorganen für die Auf- und Abwärtsbewegung der den Ring tragenden Platine. Gemäß der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform ist das Organ 42 mit dem Nocken 44 gekoppelt, der die Bewegung der Platine bewirkt.

Zu diesem Zweck ist auf der Welle 46, welche den Nocken 44 trägt, ein zweiter Nocken 60 angeordnet, der mit einem Stössel 62 zusammenwirkt, welcher vom Arm 42 getragen wird und zwar an dem der Gabel 42 gegenüberliegenden Seite in Bezug auf die Schwenkachse 64 des Armes.

Der Bereich der Geschwindigkeitsveränderung mitbestimmt durch die

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Konizität des Konus 34 wird mittels der Erfindung vermindert auf einen Bereich von 1:1,1.

Die Wirkverbindung zwischen den Steuerorganen zur Veränderung der Geschwindigkeit und zur Auf- und Abwärtsbewegung der Platine ist so gestaltet, daß eine Phasenverschiebung auftritt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 besteht das Mittel zur Erzeugung einer Phasenverschiebung in einer Einstellmöglichkeit des Nockens 60 in Bezug auf die Welle 46, beispielsweise mittels einer Hülse 66, welche eine relative Winkeleinstellung zwischen den beiden Nocken 60 und 44 ermöglicht, wobei der PhasenverschiebungswinkeloC beispielsweise etwa 120° betragen kann. Dies ermöglicht eine Phasenverschiebung zwischen den Zyklen der Auf- und Abwärtsbewegung der Platine und der Veränderung der Geschwindigkeit der Spindel, wobei diese Phasenverzögerung etwa das 0,35-fache der Zyklendauer T betragen kann.

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Claims

30Η0β9 Dipl.-Ing. Rolf Charrier Patentanwalt Rehlingenstraße 8 ■ Postfach 260 D-8900 Augsburg 31 Telefon 0821/36015 +36016 \ ■■ Telex 533275 PiM'iihi.-i.lkkunU): Muiu-fien Nr 154?&ν-!λΐ1 '' - 8109/06/Ch/Gr Augsburg, 10. April 1980 Anm.i SOCIETE ALSACIENNE.. Patentansprüche

1. Verfahren zum Aufspulen des kegeligen Endes einer Spule auf einer von einer Spindel getragenen Hülse, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden durch den Läufer eines sich drehenden Rings geführt ist, der Ring im Bereich des Kegels zyklische Auf- und Abwärtsbewegungen ausführt und die Drehzahl der Spindel mit der gleichen Periode, jedoch mit einer Phasenverschiebung zyklisch verändert wird, wobei die Minimal geschwindigkeit auftritt, wenn der Faden die Spitze des Kegels und die Maximalgeschwindigkeit, die das 1,02-1,1-fache der Minimalgeschwindigkeit ist, auftritt, wenn der Faden die Basis des Kegels wickelt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Geschwindigkeit der Spindel im Normalbetrieb oberhalb von 8000 UpM liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung des Zyklusses der Geschwindigkeitsveränderung der Spindel in Bezug auf die zyklische Auf- und Abwärtsbewegung des Ringes eine Phasennacheilung der Zeitdauer t vom 0,05-0,35-fachen der Zyklendauer T ist.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der An-

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sprliche 1 bis 3 unter Verwendung eines die Spule umgebenden Ringläufers, der auf einer Auf- und Abwärtsbewegungen ausführenden Platine angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring drehbar ausgebildet ist, daß eine Geschwindigkeitsveränderung an der kinematischen Kette zum Drehantrieb der Spindel vorgesehen ist, daß die Steuerorgane zum Verändern der Geschwindigkeit mit der Platine gekoppelt sind und der Spindel eine Maximaldrehzahl geben, wenn der Ring sich im Bereich der Basis des Kegels befindet und eine Minimalgeschwindigkeit, wenn der Ring sich im Bereich der Kegelspitze befindet, wobei der Bereich der Geschwindigkeitsänderung zwischen 1:1,02 und 1:1,1 liegt und daß die Kopplungsmittel zwischen der Platine und den Steuerorganen eine Phasenverschiebung zwischen den Extremstellungen der Platine und den Extremeinstellungen der Steuerorgane bewirkt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der sich drehende Ring von einem Luftkissen getragen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring frei drehbar von einem Luftlager getragen wird und in Drehung versetzt wird durch die Reibung zwischen dem Ring und dem Läufer.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenverschiebung zwischen dem 0,05 und dem 0,3-fachen der Zyklendauer der Veränderung beträgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß Einstellmittel vorgesehen sind zum Einstellen einer Phasenverschiebung zwischen den Zyklen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch g e -

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kennzeichnet, daß die mittlere Geschwindigkeit der Spindel im Normalgetrieb höher als 8000 UpM liegt.

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