DE4119827A1 - Spulenaustauschvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum auto­ matischen Austausch einer vollen Spule gegen eine Leerspu­ le bzw. -hülse bei einer Spulmaschine zum Aufspulen von Mo­ no- oder Multifilen und Bändchen, wobei jede Spule auf ei­ ner angetriebenen Welle angeordnet und in einem gewissen Abstand zur Spule ein Fadenführungselement vorgesehen ist.

Es ist bekannt, bei Spulmaschinen den Spulenwechsel von Hand vorzunehmen. Um dies zu erleichtern, werden in der Re­ gel eine bestimmte Anzahl von Reserve-Spulstellen pro Spul­ maschinenseite vorgesehen. Beim manuellen Spulenwechsel ist es jedoch unvermeidlich, daß die Lauflänge des Produk­ tes auf den einzelnen Spulen ungleich ist. Dieser Nachteil führt bei einer Reihe von Weiterbearbeitungsprozessen zu erheblichen Schwierigkeiten. So wird beispielsweise bei technischen Textilien bei der Webereivorbereitung (Bäumen, Schären, Zetteln) von Spulengattern abgearbeitet, die meh­ rere tausend Spindeln umfassen. Werden nun Spulen mit un­ terschiedlicher Lauflänge eingesetzt, so werden die einzel­ nen Spulen eines Gatters nicht gleichzeitig leer, so daß die betreffende Zettelmaschine gestoppt werden muß, sobald auch nur eine der zahlreichen Spulen abgearbeitet ist. Dies führt zu einem entsprechenden Zeitaufwand und auch zu einem Materialaufwand, da die auf den übrigen Spulen ver­ bleibenden Garnreste nicht weiter verwendet werden können. Könnten Spulen mit gleicher Lauflänge eingesetzt werden, so wäre eine bedeutende Material- und Zeitersparnis mög­ lich.

Grundsätzlich sind Lösungen für automatischen Spulenwech­ sel bekannt. Diese Lösungen sind auf dem Prinzip des Wende­ wicklers aufgebaut. Beim Prinzip des Wendewicklers schwenkt die gefüllte Spule mit dem laufenden Produkt (al­ so während des Spulvorgangs) aus der Produktionsebene aus. Gleichzeitig schwenkt eine Leerspule in die Produktionsebe­ ne ein. Eine mitlaufende Andrückwalze drückt die Warenbahn gegen den Kern der Leerspule. Anschließend wird die Waren­ bahn durch eine geeignete Vorrichtung gekappt. Die Mitnah­ me der Warenbahn auf der eingeschwenkten Leerspule wird da­ bei durch die Andrückrolle bewirkt. Sobald die Haftung der Warenbahn auf der Leerspule groß genug ist, um ihre Mitnah­ me selbsttätig zu bewirken, schwenkt die Andrückrolle wie­ der aus, wodurch der Spulenwechsel erfolgt ist.

Das Funktionsprinzip des Wendewicklers erfordert jedoch ein Spülenmaterial von geringer Steifheit. Ein Spulenmate­ rial von größerer Eigensteifheit hat die Tendenz, sich der Krümmung der Leerspule zu widersetzen und somit den Mit­ nahmeeffekt zu vereiteln. Das hat zur Folge, daß für ein Spulgut von hoher Eigensteifheit, wie dies beispielsweise bei einer Vielzahl von Monofilen, die vorzugsweise in der technischen Weberei eingesetzt werden, der Fall ist, keine Wendewickler eingesetzt werden können. Außer der relativ hohen Eigensteifigkeit von Monofilen, insbesondere aus den Werkstoffen Polyester und Polyamid, steht der Verwendung des Prinzips des Wendewicklers auch die geringe Oberflä­ chenberührung zwischen einem im Regelfall runden Monofil und der mitnehmenden Leerspule entgegen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der die Übernahme und die Übergabe von vollgewickelten Flanschspulen bzw. Spulenhülsen, insbesondere für Spulgut von hoher Eigensteifigkeit, mit der jeweils gewünschten, et­ wa gleichbleibenden Fadenlänge durch den Einsatz von Ma­ schinen vereinfacht und optimiert wird.

Mit einer Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß sie mit einer antreibbaren Spulen-/Hubeinheit zum fluchtenden Ankoppeln an die Spulenwelle der Spulenmaschine und mit ei­ nem Fadenumlenkarm zur Übernahme des Fadens von der vollen Spule auf die rotierende Leerspule bzw. -hülse ausgerüstet ist.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß der Austausch der fer­ tiggewickelten Spule gegen die Leerspule-/hülse und die Auffädelung des Fadens auf die Leerspule-/hülse automa­ tisch mit etwa gleichbleibender Fadenlänge erfolgen kann.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Re­ servespulstellen an den Spulmaschinen nicht mehr vorgehal­ ten werden müssen, um ein Umfädeln zu ermöglichen, d. h. die Kapazität der Spulmaschinen läßt sich mit der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung in einfacher Weise vervielfachen.

Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Vorrichtung das Problem der Mitnahme eines in sich steifen Spulgutes durch die Leerspule dadurch gelöst, daß der über den Faden­ umlenkarm auf die Leerspule übergeführte Faden so lange von der Vollspule mitgenommen wird, bis die Fadenhaftung auf der Leerspule groß genug geworden ist, um die Mitnahme auf der Leerspule zu bewirken. Dies wird dadurch bewerkstel­ ligt, daß der Fadenumlenkarm über der Leerspule mehrere Leerspule bewirken. Soweit auf diese Weise eine genügend große Haftung des Spulgutes auf der Leerspu­ le erreicht und somit seine Mitnahme auf ihr gesichert ist, erfolgt die Trennung des Fadens zwischen Voll- und Leerspule.

In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Spu­ len-/Hubeinheit zur Anfahrt eines jeden beliebigen Punk­ tes im Raume ausgebildet ist. Die Steuerung der Vorrich­ tung soll dabei so erfolgen, daß nicht nur die drei Raum­ achsen überstrichen werden können, sondern auch kombinier­ te Bewegungen durchführbar sind, derart, daß die Spulen-/ Hubeinheit der Vorrichtung möglichst rasch an die jeweilig benötigte Position an der Spulmaschine verfahren kann.

Vorteilhaft ist es insbesondere, wenn die Spulen-/Hubein­ heit mit einer Einrichtung zur Aufnahme bzw. Übergabe der Leerspule bzw. -hülse oder der vollen Spule versehen ist. Diese Einrichtung zur Aufnahme bzw. Übergabe kann aus einem am freien Ende der Spulen-/Hubeinheit angeordne­ ten Greifereinrichtung bestehen. Die Greifereinrichtung kann beispielsweise in ihrer Mitte ein Zentrierelement auf­ weisen und bzw. oder zum formschlüssigen Umgreifen eines Randbereiches der Leerspule bzw. -hülse und der vollen Spu­ le ausgebildet sein. Natürlich ist es auch möglich, daß die Greifereinrichtung aus mindestens einem beweglichen Element zum Greifen der Leerspule bzw. -hülse und der vol­ len Spule besteht.

Die Erfindung sieht insbesondere vor, daß die Vorrichtung wenigstens aus zwei Spulen-/Hubeinheiten und wenigstens ei­ nem Fadenumlenkarm besteht.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Vorrichtung mit einem Trennelement zum Durchtrennen der Fa­ denverbindung zwischen der vollen Spule und auf der Leer­ spule bzw. -hülse versehen.

Zweckmäßig ist es auch, wenn die Vorrichtung mit einem Schlitten ausgerüstet ist.

Die Erfindung sieht auch vor, eine frei programmierbare Steuerungsanlage einzusetzen, die den Füllzustand der Spu­ len an den Maschinen überwacht und das Anfahren und Arbei­ ten der erfindungsgemäßen Vorrichtung steuert. So kann der Rechner über die Wickelgeschwindigkeit, d. h. die Fixierge­ schwindigkeit der Monofile den Füllgrad der Spule ermit­ teln und bei Erreichen einer vorgegebenen Menge die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung zum Spulentausch positionieren. Die Steuerung ist dabei so programmiert, daß die Vorrich­ tung auch die volle Spule in einem Lagermagazin ablegen kann und aus dem gleichen oder ggf. einem anderen Magazin Leerspulen/-hülsen entnimmt, um diese dann dem Wickelplatz an der Aufspulmaschine zuzuführen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 eine Ansicht auf eine Vorrichtung und den Kopfbe­ reich einer Spulmaschine in stark vereinfachter Darstellung sowie in

Fig. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung in Arbeitsstel­ lung.

Die allgemein mit 1 bezeichnete Vorrichtung besteht aus zwei Spulen-/Hubeinheiten 2a und 2b. Diese weisen an ihren freien Enden je eine Greifereinrichtung 7 mit einem Zen­ trierelement 20 auf, die formschlüssig den Randbereich ei­ ner Spule bzw. Hülse 8 umgreift, wobei das Zentrierelement in eine in der Zeichnung nicht sichtbare Aufnahmebohrung der Spule 8 eingreift.

Die beiden Spulen-/Hubeinheiten 2a und 2b sind in einer Ebene angeordnet, wobei ihr Abstand etwa eine Spulentei­ lung beträgt.

Die Spulen-/Hubeinheit 2a wird durch einen Servomotor ange­ trieben und ist außerdem axial verschiebbar im Gegensatz zur Spulen-/Hubeinheit 2b, die nur eine Bewegung in axia­ ler Richtung ausführen kann.

In Position der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1 fluchtet die Achse der Spulen-/Hubeinheit 2a, die die Leerspule 8 trägt, exakt mit der Welle 4 der Spulmaschine.

Die Vorrichtung 1 ist weiterhin mit einem Fadenumlenkarm 9 ausgerüstet und axial zur Welle 4 verfahrbar.

Weiter zeigt Fig. 1 ein als Trennarm ausgebildetes Trenn­ element 12, das zur Trennung der Fadenverbindung 10 zwi­ schen der vollen Spule 13 und der neu zu bewickelnden Spu­ le 8 vorgesehen ist.

Die komplette Vorrichtung 1 ist auf einem Schlitten 17, der parallel in x- und y-Richtung zur Spulenmaschinenwand 19 verfahrbar ist, montiert.

Fig. 2 zeigt im wesentlichen dieselben Elemente wie Fig. 1, nur aus einer anderen Perspektive. Der Fadenumlenkarm 9 ist in einer Ebene zwischen der vollen Spule 13 und der Leerspule 8 und dem Fadenführungselement 11 der Spulmaschi­ ne 6 angeordnet. Mit dem winkelförmigen Endstück des Faden­ umlenkarmes umgreift er den Faden 10.

Die Funktions- bzw. Wirkungsweise der Vorrichtung wird nachfolgend erläutert:

Ist die über einen Rechner vorgegebene Lauflänge des Fa­ dens 10 auf einer Spule 13 erreicht, fährt die Vorrichtung mit Schlitten 17 parallel zur Spulmaschine 6 mit der Leer­ spule-/hülse 8 die volle Spule 13 so an, daß die Achsen der Spulen-/Hubeinheit 2a und die Achse 3 der angetriebe­ nen Welle 4 übereinstimmen.

Ist die Übernahmeposition erreicht, so startet der Leerspu­ lenantrieb und die Leerspule-/hülse 8 läuft auf die Produk­ tionsgeschwindigkeit hoch. Der Fadenführer 9 fährt unter dem laufenden Faden 10 zwischen der vollen Spule 13 und dem Fadenführungselement 11 durch, dreht sich um einen ge­ wissen Winkel um seine eigene Achse und fährt wieder in seine Ausgangslage zurück, wobei er den Faden 10 auf die Leerspule 8 mitnimmt. Auf der Leerspule 8 changiert der Fa­ denumlenkarm 9 den Faden 10 um ein bestimmtes Maß. Dann trennt das Messer 18 des Trennarmes 12 die Fadenverbindung zwischen der vollen Spule 13 und der Leerspule-/hülse 8.

Anschließend fährt die Vorrichtung mit Schlitten 17 in der waagerechten Ebene in etwa um eine Spuleneinheit weiter und die Hubeinheit 2b mit Greifereinrichtung 7 zieht die volle Spule 13 von der Antriebswelle 4 ab. Jetzt fährt die Vorrichtung mit Schlitten 17 wieder in ihre vorherige Aus­ gangslage zurück und schiebt die im Greifer 7 mit Hubein­ heit 2a in Produktion befindliche Spule 8 auf die leere an­ getriebene Welle 4 auf. Dann fährt die Vorrichtung mit Schlitten 17 mit der vollen Spule 13 das Spulenmagazin an, gibt die volle Spule 13 ab, übernimmt eine Leerspule bzw. -hülse 8 und wartet auf ihren erneuten Einsatzstart.

Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Er­ findung noch in vielfacher Weise abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. Die Greifereinrichtungen der Spulen-/Hubeinheiten können von der dargestellten Form ab­ weichende Gestaltungen aufweisen. Es ist auch möglich, daß in Abhängigkeit von der Spulenhülse andere Klemmelemente oder Elemente mit einer entsprechenden Wirkung als Greifer verwendet werden.

Claims (12)

1. Vorrichtung zum automatischen Austausch einer vollen Spule gegen eine Leerspule bzw. -hülse bei einer Spulmaschine zum Aufspulen von Mono- oder Multifilen und Bändchen, wo­ bei jede Spule auf einer angetriebenen Welle angeordnet ist und in einem gewissen Abstand zur Spule ein Fadenfüh­ rungselement vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer antreibbaren Spulen-/Hubeinheit (2) zum fluchtenden Ankoppeln an die Spulenwelle (4) der Spulma­ schine (6) und mit einem Fadenumlenkarm (9) zur Übernahme des Fadens (10) von der vollen Spule (13) auf die rotieren­ de Leerspule bzw. -hülse (8) ausgerüstet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1m dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen-/Hubeinheit (2) zur Anfahrt eines jeden be­ liebigen Punktes im Raum ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen-/Hubeinheit (2) mit einer Einrichtung zur Aufnahme bzw. Übergabe der Leerspule bzw. -hülse (8) oder der vollen Spule (13) ausgerüstet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Aufnahme bzw. Übergabe der Leerspu­ le bzw. -hülse (8) oder der vollen Spule (13) aus einem am freien Ende der Spulen-/Hubeinheit (2) angeordneten Grei­ fereinrichtung (7) besteht.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifereinrichtung (7) in ihrer Mitte ein Zentrier­ element (20) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifereinrichtung (7) zum formschlüssigen Umgrei­ fen eines Randbereiches der Spule bzw. Hülse (8) und der vollen Spule (13) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifereinrichtung (7) aus mindestens einem beweg­ lichen Element zum Greifen der Leerspule bzw. -hülse (8) und der vollen Spule (13) besteht.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Spulen-/Hubeinheiten (2) und wenigstens einen Fadenumlenkarm (9).

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trennelement (12) zum Durchtrennen der Fadenverbin­ dung (10) zwischen der vollen Spule (13) und der neu zu be­ wickelnden Leerspule/-hülse (8) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einem Schlitten (17) ausgerüstet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Überwachung des Füllzustandes der Spulen und der Positionierung der Vorrichtung in die Spulenwechselstel­ lung eine frei programmierbare Steuerungsanlage vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorrichtung eine von der Steuerungsanlage ge­ steuerte Einrichtung vorgesehen ist zur Abgabe/Übernahme der vollen Spulen aus den Maschinen in ein Lagerungsmaga­ zin und der Leerspulen/-hülsen aus einem Magazin auf die Wickelmaschinen.