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Verfahren zum Aufwickeln eines
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synthetischen Fasergarnes und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln eines synthetischen Fasergarnes
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und bezieht sich insbesondere
auf ein Verfahren zum Aufwickeln eines synthetischen Fasergarnes ohne Zwirnen, während
das Erzeugen von Bändern (oder Zerreißen zu Fetzen. vermieden wird, sowie auf eine
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Bei bekannten Verfahren zum Aufwickeln von Fasergarnen auf einer Hülse
über eine oszillierende bzw. hin- und hergehende Traversierbewegung werden die Traversierbewegungen
in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung gewöhnlich so ausgewählt, daß sie gleich sind.
Bei einem solchen Verfahren besteht jedoch die Tendenz der Entstehung einer lokalen
Verdickung des auf der Hülse aufgewickelten Garnes, die im allgemeinen als "Band"
bezeichnet wird,und zwar infolge eines Synchronismus der Bewegung einer Traversierführung
mit der Drehung der Hülse, wodurch die Qualität der Packungsform verschlechtert
wird. Wenn das Garn von einer solchen Packung oder Wicklung mit einer verschlechterten
Form abgewickelt wird,wird die Spannung im Garn in unerwünschter Weise zum Schwanken
gebracht,
wodurch eine Ungleichmäßigkeit des Garnes oder ein Garnbruch
hervorgerufen werden kann. Insbesondere erscheint die Garnungleichmäßigkeit als
eine ausgeprägte kreuzweise oder Quer- ttngleichmäßigkeit, wenn das Garn zum Weben
von Taft großer Breite benutzt wird. Die laufende Tendenz des Anstieges der Wickelgeschwindigkeit
fördert den Garnbruch infolge des vorhandenen Bandes.
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Als Gegenmaßnahme zum Ausschalten oder Unterdrücken der Bandbildung
ist vorgeschlagen worden, die Drehgeschwindigkeit der Traversiernocke zu verändern,
damit die hin- und hergehende bzw. pendelnde Bewegung der Traversierführung die
örtliche Verdickung des auf der Hülse aufgewickelten Garnes vermeidet. Diese Gegenmaßnahme
erfordert jedoch eine teure Vorrichtung, wie z. B. einen Inverter bzw. eine Umkehrvorrichtung
zur Veränderung der Geschwindigkeit der Traversiernocke mit dem Ergebnis erhöhter
Kosten der Einrichtung und der komplizierten Konstruktion derselben. Da außerdem
ein Traversierstück, z. B. ein Schmiede- oder Gußstück, längs der Nockennut mit
verschiedenen Geschwindigkeiten läuft, wird eine unpassende mechanische Kraft auf
das Schmiede- oder Gußstück aufgebracht, wodurch der Abrieb gefördert und die Lebensdauer
dieses Schmiede- oder Gußstückes verkürzt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zum
Aufwickeln eines Fasergarnes auf eine Hülse ohne Drall bzw. Zwirnung sowie eine
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei die Erzeugung eines Bandes
vermieden wird.
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Erfindungsgemäß wird nun die Erzeugung des Bandes durch eine einfache
Verbesserung des Traversiermechanismus mit einer Traversierrolle und der Traversiernocke
verhindert.
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Mit Vorteil wird ferner das Fasergarn in einer zylindrischen Form
ohne Drall bzw. Zwirnung auf einer Hülse aufgewickelt.
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Zweckmäßig können die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch auf das Wickelverfahren
zum schnellen Drehen oder Spinnen eines synthetischen Fasergarnes angewendet werden.
Erfindungsgemäß wird auch ein Traversieren mit niedriger Geschwindigkeit ermöglicht,
um die Beschädigung des Fasergarnes zu unterdrükken.
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Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Fasergarnpackung
oder -wicklung vorgesehen, die eine verbesserte Abwickeleigenschaft hat und gegen
Garnbruch frei ist.
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Die vorstehenden Merkmale und Vorteile werden erfindungsgemäß erreicht
durch ein Verfahren zum Aufwickeln eines Fasergarnes, wobei das Fasergarn auf einer
Hülse in zylindrischer Form aufgewickelt wird, ohne daß eine Zwirnung mitgeteilt
wird, während ein hin- und hergehendes bzw. pendelndes Traversieren bewirkt wird,
wobei die Geschwindigkeit des Vorwärtstraversierens anders als die des Rückwärtstraversierens
ist.
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Nach einer weiteren anderen vorteilhaften Ausbildung der Erfindung
ist eine Wickelvorrichtung vorgesehen zum Aufwickeln
eines Fasergarnes
in zylindrischer Form auf einer Hülse, mit einer Traversierrolle oder einer Traversiernocke
bzw. Traversierhebenocke, in deren Umfang eine kontinuierliche Führungsnut vorgesehen
ist zum pendelnden Traversieren des Garnes direkt oder indirekt längs der Hülse,
wobei der Winkel der Führungsnut für das Vorwärtstraversieren bezüglich der Drehachse
anders ist als der der Führungsnut für das Rückwärtstraversieren.
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Zweckmäßig ist es gemäß der Erfindung ferner, wenn eine Fasergarnpackung
oder -wicklung vorgesehen ist, mit einer Hülse und auf dieser in zylindrischer Form
aufgewickelten Schichten synthetischen Fasergarnes derart, daß Garnwindungen benachbarter
Schichten in entgegengesetzten Richtungen zueinander bezüglich der Axialrichtung
der Hülse geneigt sind, wobei der Neigungswinkel von Garnwindungen in einer Richtung
in Bezug auf die Hülsenachse unterschiedlich ist vom Neigungswinkel der Garnwindungen
in der anderen Richtung und zwar über alle Schichten.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
in Verbindung mit den Zeichnungen.
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Es zeigen: Fig. 1 eine abgewickelte Ansicht der Umfangsoberfläche
einer Traversiernocke in einer Fasergarnwickelvorrichtung, die mit einer Ausführungsform
gemäß der Erfindung aufgebaut ist, Fig. 2 die perspektivische Ansicht der in Fig.
1 gezeigten Traversiernocke,
Fig. 3A und 3B perspektivische Vorderansichten
und Rückansichten eines Traversier-Echmiede- oder-gußstückes in Eingriff mit der
Nockennut der oben gezeigten Traversiernocke, Fig.4 die perspektivische Ansicht
einer Fasergarnwickelvorrichtung mit der Traversiernocke und dem oben gezeigten
Schmiede- oder Gußstück zum Traversieren, auch Traversierstück genannt, Fig.5 eine
Kurve mit der Zeitfolge der Traversiergeschwindigkeit der oben gezeigten Traversiernocke,
Fig.6 die Vorderansicht einer erfindungsgemäß gebildeten Fadenpackung oder Fadenwicklung,
Fig.7 die Abwicklung der Umfangsoberfläche der Traversierrolle bei einer anderen
Ausführungsform der Erfindung, Fig.8 die perspektivische Ansicht einer Fadenwickelvorrichtung
mit der in Fig.7 gezeigten Traversierrolle und Fig.9 eine teilweise im Schnitt dargestellte
Vorderansicht einer Fadengarnwicklung bzw. -packung.
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Fig.1 zeigt in der Abwicklung die Umfangsoberfläche einer Traversiernocke
1 für die Erzeugung der hin- und hergehenden bzw. Pendeltraversierbewegung des Fasergarns.
Nockennuten 2,2' sind in der Umfangsoberfläche der Traversiernocke 1 gebildet und
haben eine Umfangslänge L sowie einen Querhub W, wobei sie einander kreuzen. Die
Nockennute 2 ist nach links um einen Winkel e bezüglich der Drehachse der Nocke
1 geneigt, während.
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die andere Nockennut 2' nach rechts um einen Winkel e g bezüglich
derselben Achse geneigt ist. Die Winkel e und e w sind von einander verschieden.
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Fig. 2 zeigt die Traversiernocke 1, welche durch Drehen der Ebene
der Fig.2 in eine dreidimensionale zylindrische Form derart gebildet ist, daß die
Punkte A, B und C die Punkte A', B' und C' überlappen. Bei diesem dreidimensionalen
Aufbau bilden die einander kreuzenden Nuten 2 und 2' in Kombination eine endlose
Nut.
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In den Fig. -3A und 3B ist ein Traversierstück oder ein traversierendes
Schmiede- oder Guß stück 3 mit einem Schuhhalter bzw. Gleitstückhalter 31 gezeigt.
Ein schiffsförmiger Schuh 32 ist an einer Seite des Schuhhalters 31 befestigt, während
eine Gabelgarnführung 33 an der anderen Seite des Schuhhalters 31 angebracht ist.
Aus Fig. 4 sieht man, daß das Traversierstück 3 derart angebracht ist, daß der schiffsförmige
Schuh 32 in der endlosen Nut 2 (2') eingepasst ist,während der Schuhhalter 31 zwischen
das Paar paralleler Führungsschienen 4, 4' eingepasst ist. Sobald die Traversiernocke
1 in Pfeilrichtung gedreht wird, vollführt das Traversierstück eine Traversierbewegung
nach rechts und links längs der Führungsschienen 4,4 und folgen der Nockennut 2
(2'), so daß das mit der Garnführung 33 des Traversierstückes in Eingriff stehende
Fasergarn Y eine Traversierbewegung nach recht und links durchführt und in Schichten
auf einer Hülse 5 aufgewickelt wird, die von einem Motor 6 in Drehung versetzt wird.
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Unter nochmaliger Bezugnahme auf Fig.1 mit der Abwicklung: sobald
sich die Traversiernocke 1 in Pfeilrichtung dreht, läuft das Traversierstück 3 an
den Punkten P, A (A'), B (B'), Q,
C,(C') und P nach einander vorbei,
um einewiederholte Traversierbewegung durchzuführen.
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Setzt man hier voraus, daß das Traversieren zum Punkt Q vom Punkt
P das Vorwärtstraversieren ist und das Traversieren zum Punkt P vois Punkt Q das
Rückwärtstraversieren ist, dann ist der Winkel 6 der Neigung der Nockennut 2 für
das Vorwärtstraversieren so ausgewählt, daß er gröser ist als der Winkel #' der
Nockennut 2' für das Rückwärtstraversieren, so daß die Geschwindigkeit v des Vorwärtstraversierens
größer ist als die Geschwindigkeit v' des Rückwärtstraversierens.
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Fig. 5 zeigt ein Modell der Zeitfolge der Traversiergeschwindigkeit.
Die Ordinatenachse bzw. die Abszissenachse stellt die Traversiergeschwindigkeit
V bzw. die Zeit t dar. In dem Bereich, wo der Neigungswinkel e größer ist als die
Winkel #',ist ist die Geschwindigkeit v kleiner als die als die Geschwindigkeit
v', so~daß~ die Zeit jt, die für das VorwärLstraversieren erforderlich ist, größer
ist als die Zeitt' für das Rückwärtstraversieren.
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Die Differenz zwischen der Vorwärtstraversiergeschwindigkeit und der
Rückwärtstraversiergeschwindiqkeit ist vorzugsweise so ausgewählt, daß das Traversierzeitverhältnis
TR:ausgedrückt durch die folgende Gleichung, 10% oder größer ist:
Sobald das Fadengarn oder Fasergarn Y auf der Hülse 5 durch die
oben beschriebene wiederholte hin-und hergehende Traversierbewegung aufgewickelt
ist, erhält man eine in Fig. 6 gezeigte Packung oder Wicklunq 7. Die Windungen des
während des Vorwärtstraversierens aufgewickelten Garns sind unter einm Winkel db
zur Hülsenachse in der Richtung nach links geneigt, während die Windungen des Garns,
die während des Rückwärtstraversierens aufgewickelt sind, unter einem Winkel £ zur
Hülsenachse in Richtung nach rechts geneigt sind.
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Die Winkel &und (' haben ein im wesentlichen konstantes Verhältnis
zueinander in einer einzigen oder einheitlichen Schicht, das Verhältnis wird aber
geändert, um größere Winkel vorzusehen, sobald der Durchmesser der Schichten vergrößert
wird. Der Unterschied bzw. die Differenz zwischen diesen Winkeln wird jedoch über
die ganzen Schichten der Wicklung so aufrecht erhalten, daß das Band in der somit
gebildeten Wicklung 7 nicht auftreten kann bzw. dessen Entwicklung verhindert wird.
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Erfindungsgemäß ist es ferner möglich, das Fasergarn aufzuwikkeln,
ohne daß man die Erzeugung des Bandes hervorruft, selbst bei einer Traversiergeschwindigkeit,
die kleiner als die der herkömmlichen Vorrichtung ist. Beispielsweise kann die Traversiergeschwindigkeit,
die bei der herkömmlichen Vorrichtung als Norm etwa 420 Umdrehungen pro Minute beträgt,
auf 300 Umdrehungen
pro Minute erfindungsgemäß abgesenkt werden.
Die reduzierte Traversiergeschwindigkeit verringert entsprechend die Reibung des
Fasergarns und vermindert den Bruch des Garnes infolge Reibung.
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Die oben beschriebene Fasergarnwicklung 7 erbringt eine überragende
Abwicklungseigenschaft, denn sie hat nicht mehr das Band (ribbon), bzw. die Wicklung
7 ist ohne Band. Deshalb ist auch die Garnungleichmäßigkeit oder der Garnbruch,
der während des Abwickelns infolge Spannungsschwankungen auftritt, gut vermieden.
Ferner ist die kreuzweise Ungleichmäßigkeit von Taft, der aus der Wicklung gemäß
der Erfindung gewebt ist, sehr reduziert im Vergleich zu der bei Taft, der nach
herkömmlichem Verfahren gewebt ist.
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Fig. 7 zeigt die Abwicklung des Umfanges einer Traversierrolle 101
einer Traversiervorrichtung bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Führungsnuten
102 (102') für das direkte Führen des Fasergarns Y sind in der Umfangsoberfläche
der Traversierrolle 101 gebildet. Die Führungsnut 102 ist geeignet derart ausgestaltet,
daß sie ein Vorwärtstraversieren für das Führen das Fasergarns Y von einem Punkt
P zu einem Punkt Q hervorruft, während die Führungsnut 102' geeignet derart ausgestaltet
ist, daß sie ein Rückwärtstraversieren für das Führen des Garns von dem Punkt Q
zu dem Punkt P bewirkt. Die Winkel e und e w der Neigung der Führungsnuten 102 und
102' zur Drehachse sind von'^ einander unterschiedlich. Z.B. ist der Winkel e größer
ausgewählt als der Winkel e', so daß eine Vorwärtstraversiergeschwindigkeit
v
kleiner als die Rückwärtstraversiergeschwindigkeit v' erhalten wird.
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Fig. 8 zeigt eine Wickelvorrichtung mit der Traversierrolle 101 mit
dem beschriebenen Aufbau. Insbesondere vollführt das Fasergarn Y eine hin-undhergehende
Traversierbewegung nach links und nach rechts, während es direkt von den Führungsnuten
102 (102') geführt ist, und es wird auf der Hülse 5 aufgewickelt, die vom Motor
6 gedreht wird. Wie im Falle der ersten Ausführungsform wird hier keine Erzeugung
von Band in der Wicklung 7, die auf diese Weise gebildet wird, beobachtet.
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Wie man aus der vorstehenden Beschreibung versteht, ist erfindungsgemäß
die unerwünschte Konzentration des Fasergarns an einem örtlichen Punkt vermiedenXund
folglich gibt es keine erhebliche Bandbildung, denn die Vorwärtstraversierzeit unterscheidet
sich von der Rückwärtstraversierzeit bei jedem Traversierzyklus.
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Folglich wird der Garnbruch selbst im Betrieb des Aufwickelns mit
hoher Geschwindigkeit unterdrückt. Außerdem wird das Fasergarn gleichmäßig aufgewickelt,
um eine gute Wicklung zu bilden und eine gleichmäßige Spannung im Garn während es
Abwickelns sicherzustellen, so daß Garnbruch und Garnungleichmäßigkeit vermieden
sind.
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Erfindungsgemäß ist es deshalb möglich, die Erzeugung von Band (ribbon)
zu unterdrücken, welches seinerseits in wirksamer Weise zur Verbesserung der Garnqualität
und zur Verbesserung des Ertrages bzw. der Förderleistung beiträgt.
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Beispiel Bei einem Aufwickelverfahren für ein Schmelzspinnen eines
Polyamidfasergarns erfolgte ein Aufwickeln durch eine Vorrichtung, wie sie in Fig.
4 gezeigt ist, ohne Aufbringen von Drall, und zwar in einer zylindrischen Form auf
einer Hülse als ein ungezogenes Fasergarn. Eine später zu definierende Endoberflächenüberhängrate
ER wurde ebenso gemessen wie die Zahl der Garnbrüche. Das Garn wurde dann von der
somit gebildeten Wicklung abgewickelt und gezogen. Die Anzahl der Garnbrüche wurde
auch während des Ziehens gemessen. Die Drehgeschwindigkeit der Traversiernocke wurde
auf 300 Umdrehungen pro Minute eingestellt.
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Die oben erwähnte "Endoberflächenvorstehrate" ER ist eine Rate oder
Geschwindigkeit, ausgedrückt durch die folgende Gleiwird chung undelverwendet als
Wertanzeige der Qualität der Wicklungsform. Insbesondere bedeutet der kleinere Wert
oder die geringere Größe dieser Rate ein geringeres Vorstehen der Endoberfläche
und folglich eine bessere Qualität der Wicklungsform (siehe Fig.9).
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ER = Wmax - W x 100 (%), W wobei W die Breite der endgültigen Wicklung
nach dem Wickeln darstellt und Wmax die maximale Wicklungsbreite darstellt.
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Die Ergebnisse der Messungen sind in der folgenden Tabelle gezeigt:
Tabelle
Wickelge- Traversier- ER Anzahl der Garn- Anzahl der Garnschwindig- zeitverhält-
(%) brüche während brüche während des keit(m/min) nis (%) des Spinnens Ziehens (Zeiten/
(Zeiten/Traver- 1,5 kg) siernocke Tag) 850 0 5.0 0.027 2.6 5 4.8 0.023 2.4 " 10
2.2 0.012 1.0 l5 2.2 0.008 1.0 20 2.1 0.008 0.9 900 0 5.3 0.038 4.9 5 5.0 0.029
4.5 " 10 2.3 0.014 1.4 15 2.3 0.010 1.2 " 20 2.2 0.009 0.8 1000 0 6.0 0.101 9.5
" 5 5.5 0.075 7.8 " 10 2.6 0.016 1.6 " 15 2.5 0.012 1.4 " 20 2.5 0.011 1.0 Aus der
vorstehenden Tabelle sieht man, daß die Endoberflächenvorstehrate ER klein ist und
die Anzahl der Garnbrüche während des Spinnens und Ziehens reduziert ist, und zwar
unabhängig von der Wickelgeschwindigkeit, wenn das Traversierzeitverhältnis 10%
oder größer ist.