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Verfahren und Vorrichtung zur Verbindung fadenförmiger
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Materialien Die Erfindung betrifft ein programmgesteuertes Verfahren
und eine programmgesteuerte Vorrichtung zur Verbindung fadenförmiger Materialien,
insbesondere Filamentgarne.
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Vorrichtungen zur Verbindung von zwei Fäden werden in sehr großem
Umfang bei der Verarbeitung von Garnen und Zwirnen verwendet. Ein weiteres Anwendungsgebiet
ist die Prüfung von Fäden im Rahmen der Qualitätskontrolle.
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Eine wichtige Prozeß stufe bei der Verarbeitung von Garnen und Zwirnen
ist bekanntlich die Spulerei, bei der ein Faden von einer Spule auf eine andere
umgespult wird. Dabei kann es zum Fadenbruch kommen. Weiterhin kann der Faden durch
einen Garnreiniger beim Auftreten einer Dickstelle zerschnitten werden. In diesen
beiden Fällen ebenso wie beim Leerlaufen der vorgelegten Spule und Zuführung einer
neuen Vorlagespule ergibt sich die Notwendigkeit, zwei Fadenenden miteinander zu
verbinden, um den Spulprozeß fortsetzen zu können. An solchen Maschinen werden automatische
Knoter, in neuerer Zeit zunehmend auch Luftsplicer oder auch mechanische Splicer
eingesetzt. Die Fadenverbindung erfolgt grundsätzlich bei ruhendem Fadentransport.
Neben solchen fest an der Produktionsmaschine installierten Vorrichtungen sind weiterhin
tragbare Ceräte zum Verknoten oder Spleißen von Fadenenden bekannt, die meist zur
Behebung von Fadenbrüchen an garnverarbeitenden Maschinen verwendet werden. Auch
hier wird die Verbindung bei ruhendem Fadentransport vorgenommen.
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Bei Prüfgeräten für Fäden werden die zu prüfenden Fadenmaterialien
in der Regel in Form von Spulen vorgelegt, wobei je Spule eine bestimmte Fadenmenge
entnommen und geprüft wird.
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Bei automatischen Prüfgeräten ergibt sich die Notwendigkeit eines
automatischen Wechsels von einer gerade geprüften Spule zur nächsten. Dies gilt
z.B. für automatische Zugprüf-
geräte für Fäden, bei denen von jeder
zu prüfenden Spule nacheinander eine vorgegebene Zahl von Fadenabschnitten entnommen
und in die Prüfzone des Gerätes eingeführt werden muß. Bei verschiedenen bekannten
Geräten wird der Wechsel vom Faden der einen zu dem der nächsten Spule durch einen
Hilfsmechanismus bewirkt, der den neuen Faden der Zuführvorrichtung vorlegt, welche
wiederum die Einführung in die Prüfzone vornimmt. Bei derartigen absatzweisen Prüfungen
fällt der Wechsel in die Ruhephase nach einem Zugversuch; die Unterbrechung des
Prüfprozesses durch den Wechsel ist in zeitlicher Hinsicht unerheblich. Eine andere
Situation ergibt sich bei Apparaturen, denen der Faden kontinuierlich, unter Umständen
mit hoher Geschwindigkeit zuläuft. Beim Wechsel ist zur Einführung des Fadens der
neuen Spule in das Prüfgerät oder zum Anknoten des neuen Fadens an den alten eingangs
des Gerätes ein Abstoppen der Prüfung erforderlich. Durch das Abstoppen und folgende
Wiederhochfahren der Geschwindigkeit ergibt sich ein erheblicher Zeitverlust.
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Weiterhin kann bei Prüfgeräten mit einer Heizstrecke während des Stillstandes
infolge der thermischen Einwirkung Fadenbruch eintreten. Hieraus resultiert die
Forderung, den Fadenwechsel bei laufendem Prüfgerät und somit am laufenden Faden
vorzunehmen. Bekannt ist ein Verfahren zur Verbindung von zwei Fäden am laufenden
Faden unter Verwendung eines Knoters und eines Speicherfournisseurs (Zeitschrift
Melliand Textilberichte 55 (1974), S. 123). Ein bei diesem Verfahren im Fadenlauf
vor dem Speicherfournisseur angeordneter Knoter ist so gesteuert, daß das Anknoten
des einen an den nächsten Faden in der Ruhephase des Fournisseurs erfolgt, der Fadenlauf
also nicht gestoppt zu werden braucht. Nachteile des Verfahrens sind mögliche Rückwirkungen
des Speicherfournisseurs auf den Faden, die zum Beispiel zu erhöhten Fadenzugkräften
oder zur Erteilung einer unerwünschten Zusatzdrehung im Faden führen können. Außerdem
kann der Knoten selbst beim nachfolgenden Durchlaufen durch das Prüfgerät, z.B.
bei einer Verstreckkraftprüfung, reißen, da die Knotenfestigkeit von
Fäden
häufig weit unterhalb der normalen Faden festigkeit liegt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Vorrichtung
zur Verbindung fadenfdrmiger Materialien - insbesondere Filamentgarne - zu schaffen,
die es ermöglicht, den Wechsel von einem laufenden Faden zu einem anderen, zunächst
ruhenden Faden so vorzunehmen, daß einerseits der Fadentransport nichtunterbrochen
wird, andererseits aber die Nachteile des oben beschriebenen Verfahrens unter Verwendung
eines Speicherfournisseurs vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine programmgesteuerte Vorrichtung
mit einer Verwirbelungseinrichtung, einer Schneid- oder Trennvorrichtung und Führungs-
und Einzugseinrichtungen für einen ersten und zweiten Faden gelöst, die es ermöglicht,
daß ein erster ruhender Faden von einer ersten Spule mit einem zweiten laufenden
Faden von einer zweiten Spule unter Beibehaltung der Förderung des zweiten Fadens
fest verbunden werden kann, wobei der erste Faden unmittelbar die Geschwindigkeit
des zweiten Fadens annimmt.
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Nach erfolgter Verbindung wird der zweite Faden abgeschnitten oder
abgetrennt, so daß nunmehr nur noch der erste, ursprünglich ruhende Faden läuft.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen zunächst darin, daß der Wechsel
von einer Spule zur anderen ohne Unterbrechung des Fadentransports mit vernachlässigbar
geringem Zeitaufwand vorgenommen werden kann. Weiterhin ist es möglich, die Verbindung
zwischen den beiden Fäden über eine größere Fadenlänge herzustellen, so daß eine
höhere Festigkeit der Verbindung und Sicherheit gegen Zerreißen als bei einem Knoten
gewährleistet ist. Eine Veränderung der Fadendrehung und der Fadenzugkraft tritt
bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung - abgesehen von dem Fadenabschnitt, in dem
die beiden Fäden verbunden sind - nicht ein.
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Der Verwirbelungseinrichtung, die zweckmäßig ein Luftsplicer ist,
kann eine zweite, gleichartige Verwirbelungseinrichtung nachgeschaltet werden, die
in der Regel gleichzeitig mit der ersten Verwirbelungseinrichtung in Funktion gesetzt
wird.
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Daraus ergibt sich der Vorteil einer noch intensiveren Verwirbelung
der beiden Fäden und einer noch höheren Festigkeit der Verwirbelungsstelle.
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Die Erfindung sieht weiterhin Fadenführungs- und Fadenklemmelemente
vor, in welche die Fadenanfänge weiterer Spulen eingelegt werden. Mit Hilfe der
Führungs- und Einzugseinrichtungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden diese
Fäden programmgesteuert nacheinander in die Verwirbelungseinrichtung eingeführt
und mit dem jeweils vorhergehenden Faden in der beschriebenen Weise verbunden. Dadurch
ist es möglich, der Vorrichtung eine große Zahl von Spulen vorzulegen, die dann
den Wechsel von der ersten zur zweiten, von der zweiten zur dritten usw. oder auch
bei entsprechender Programmsteuerung Wechsel zwischen den Spulen in beliebiger Reihenfolge
automatisch vornimmt. Die Gegenwart von Bedienungspersonal ist dabei nicht erforderlich,
so daß sich eine erhebliche Einsparung an Arbeitszeit des Bedienungspersonals erzielen
läßt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt ferner Fadenhalteorgane,
durch welche die beim Fadenwechsel abgetrennten Fadenenden festgehalten werden.
Damit läßt sich vermeiden, daß diese Fadenenden mit anderen Fäden unkontrolliert
in Kontakt kommen und evtl. den Prozeßablauf stören.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigen die Fig. 1 eine Gesamtansicht
der Vorrichtung zur Verbindung fadenförmiger Materialien in der Anwendung als Spulenwechsler
für ein kontinuierlich arbeitendes Fadenprüfgerät, einschl. Spulenvorlage und Prüfgerätlin
der Sicht von oben, Fig; 2 eine Ansicht senkrecht zur Bildebene in Fig. 1. Eine
Splicerdüse 1 mit dem nach oben offenen nutförmigen Fadenkanal 2 und der Luftaustrittsöffnung
3, eine elektrische Schere 4 und ein Niederzieher 5 sind auf einem Schlitten 6 angeordnet.
Fig. 3 zeigt den Niederzieher 5 in vergrößerter Darstellung und gegenüber Fig. 1
um 9 gedreht, zusammen mit zwei Fäden. Der Niederzieher 5 besteht im wesentlichen
aus einem Schaft und einem widerhakenförmig ausgebildeten Kopf. Links und rechts
von der Splicerdüse 1 bzw.
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in Fadenlaufrichtung vor und hinter dieser befinden sich -in der Ansicht
der Fig. 2 nach oben offene - Schlitzfadenführer 7 und 8. Die Splicerdüs 1 zusammen
mit Schlitzfadenführern 7 und 8, die Schere 4 und der Niederzieher 5 können unabhängig
voneinander durch Pneumatikelemente, die in den Fig.
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1 - 3 nicht eingezeichnet sind, in einer Richtung senkrecht zur Bildebene
der Fig. 1 bzw. in Auf- und Ab-Richtung (Fig.
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2, 3) bewegt werden. Bei der Aufwärtsbewegung legt sich die Splicerdüse
1 an eine federgelagerte Gegenplatte 9 so an, daß der nutförmige Fadenkanal 2 geschlossen
wird. Die Gegenplatte 9 ist an einem Rahmen lo montiert, der fest mit dem Schlitten
6 verbunden ist. Dieser Rahmen lo trägt auch einen weiteren, in Fig. 2 nach unten
offenen Schlitzfadenführer 11. Der Schlitten 6 kann von einer motorisch angetriebenen
Welle 12 über ein Reibradgetriebe (nicht abgebildet) mit konstanter Geschwindigkeit
bewegt werden. Die Bewegung des Schlittens 6 erfolgt in Richtung der Achse von Welle
12, und zwar entweder in Richtung auf den oberen Bildrand oder den unteren Bildrand
in Fig. 1. Auf dem Schlitten ist eine weitere Splicerdüse 13 mit einem ebenfalls
nutförmigen, jedoch nach oben geschlossenen Fadenkanal 14 angeordnet. Die Splicerdüsen
1 und 13 werden
von einem Kompressor 15 über Ventile 16 und Schlauchverbindungen
17 mit Druckluft versorgt.
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Fäden 18 - 21 von zur Prüfung vorgelegten Spulen 22 - 25 sind durch
Fadenösen 26 - 29 in die Vorrichtung eingezogen und werden mit ihren Enden in Klemmstellen
30 - 33 gehalten. Die Klemmstellen 30 - 33 werden durch Bolzen gebildet, die durch
Federdruck gegen eine Auflagefläche gepreßt werden. Die Fadenenden werden zwischen
den Bolzen und den Auflageflächen festgehalten. Diejenige Klemmstelle, deren Position
mit der jeweiligen Stellung des Schlittens 6 übereinstimmt, kann durch ein weiteres,
ebenfalls nicht eingezeichnetes Pneumatikelement so geöffnet werden, daß das darin
gehaltene Fadenende freigegeben wird. Die vorgelegten Fäden 18 - 21 von den Spulen
22 - 25 sind in den Abschnitten zwischen den Fadenösen 26 - 29 und den Klemmstellen
30 - 33, wie Fig. 2 zeigt, schräg nach unten geführt, so daß bei der Bewegung des
Schlittens ,6 keine Kollision zwischen den Fäden 18 - 21 einerseits und einem mit
dem Schlitten 6 mitbewegten Faden 32 sowie dem Schlitten 6 selbst entsteht.
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Faden 32 von einer Spule 33 läuft durch eine Fadenführungsöse 34,
den Schlitzfadenführer 11 sowie eine Fadenführungsöse 35, die Splicerdüse 13 und
eine weitere Fadenführungsöse 36 zum Prüfgerät 37. Fäden 38 - 40 von Spulen 41 -
43 sind bereits geprüft, ihre Enden sind in Klemmstellen 44 - 46 festgehalten. Die
Klemmstellen 44 - 46 sind anders als die Klemmstellen 30 - 33 in Form von Tellerbremsen
ausgebildet, deren Klemmebenen in Fig. 1 senkrecht zur Bildebene und parallel zur
Fadenlaufrichtung angeordnet sind.
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Der Funktionsablauf beim Wechsel kann wie folgt beschrieben werden:
Der Wechselbefehl wird entweder von Hand über eine Drucktaste oder einen Schalter,
wahlweise von dem angeschlossenen Prüfgerät 37 oder von einem mit Prüfgerät und
der
erfindungsgemäßen Vorrichtung (Wechsler) zusammengeschalteten Computer ausgelöst.
Nach Erteilung des Befehls fährt der Schlitten 6 zu der von der Programmsteuerung
vorgewählten Position. Dies kann die der gegenwärtigen gerade benachbarte oder auch
eine beliebige andere Position sein. Dabei wird der in diesem Zeitpunkt durch die
Vorrichtung hindurch dem Prüfgerät 37 zulaufende Faden 32 durch den Schlitzfadenführer
11 und die Fadenösen 35 und 36 so mitgenommen, daß er zwischen dem Fadenführer 34
und dem Schlitzfadenführer 11 einen schrägen Verlauf annimmt. Diese Phase zeigt
Fig. 1. Nunmehr bewegt sich die Splicerdüse 1 nach oben bis zur Gegenplatte 9, wobei
sich der neue Faden 21 in die Schlitzfadenführer 7, 8 und 11 einführt. Sobald die
Splicerdüse 1 die Gegenplatte 9 erreicht hat, sind der laufende Faden 32 und der
neue Faden 21 auch in den nutförmigen Fadenkanal 2 der Splicerdüse 1 eingeführt.
Gleichzeitig oder danach wird die den neuen Faden 21 bisher fixierende Klemmstelle
33 geöffnet. Über die automatische Programmsteuerung wird nunmehr die Druckluftzufuhr
eingeschaltet, die Luft durch die Luftaustrittsöffnung 3 in den Fadenkanal 2 der
Splicerdüse 1 einströmen läßt. Dadurch wird der neue Faden 32 so verwirbelt, daß
ersterer sofort die Geschwindigkeit des letzteren annimmt.
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Im weiteren Verlauf kann die kontinuierliche Verwirbelung der beiden
nebeneinander durchlaufenden Fäden 21 und 32 zunächst fortgesetzt oder wieder abgebrochen
werden. Mit der Druckluftzufuhr zur Splicerdüse 1. wird auch die Druckluftzufuhr
zur Splicerdüse 13 ein- und ausgeschaltet.
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Letztere bewirkt eine noch intensivere Verwirbelung der beiden Fäden
und insbesondere eine Verwirbelung des freien Fadenendes des neuen Fadens 21, der
durch Splicerdüse 1 nicht verwirbelt werden kann.
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Mit Einsetzen der Verwirbelung fährt der Schlitten 6 in die Ausgangsposition
des ursprunglich allein laufenden
Fadens 32 zurück. Hier bewegt
sich der Niederzieher 5 nach oben (in der Ansicht der Fig. 2) und wieder zurück
und zieht dabei den Faden 32 in die Klemmstelle 47. Der Faden 32 wird dadurch gestrafft
und dann von der elektrischen Schere 4, die sich dazu wie vorher der Niederzieher
nach oben bewegt, abgeschnitten. Das in Fig. 1 linke Fadenende des Fadens 32 verbleibt
in der Klemmstelle 47. Nunmehr bewegt sich die Slicerdüse 1 wieder in ihre in Fig.
2 eingezeichnete Ausgangsposition zurück, und der Schlitten 6 fährt erneut in die
ursprüngliche Position des neuen jetzt allein laufenden Fadens 21 vor.