DE60119382T2

DE60119382T2 - Garnwickel

Info

Publication number: DE60119382T2
Application number: DE60119382T
Authority: DE
Inventors: Erik Gilbos; Christian Van Hautte; Emiel Rubbrecht
Original assignee: Textielmachinefabriek Gilbos NV
Current assignee: Textielmachinefabriek Gilbos NV
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2021-12-22
Also published as: DE60119382D1; EP1349804A1; WO2002051736A1; ATE325072T1; EP1349804B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Garnwickel bzw. einen Garnpacken, der auf einem Garnpackenhalter, wie z.B. einer Hülse, bereitgestellt wird, ein Verfahren zum Aufwickeln eines Garns auf einer Hülse, zum Erzeugen eines Garnpackens und die Garnpackenherstellungsvorrichtung.
Der gewünschte Einsatz des Garns bestimmt üblicherweise das angewendete Packverfahren. Der Packenhalter besteht im Wesentlichen beispielsweise aus Holz, Hartkarton oder Kunststoffkernen, auf welchen die Garne gewickelt werden und die normalerweise Löcher in der Mitte haben, was deren Befestigung auf Spindeln oder anderen Haltevorrichtungen ermöglicht. Mehrere Formen und Abmessungen stehen zur Verfügung. Spulen sind zylindrisch mit Endflanschen. Kegel besitzen einen kegelartig geformten Kern, und produzieren einen Packen mit kegelförmiger Form; Hülsen mit zylindrisch geformten Kernen erzeugen zylindrisch geformte Packen. Kreuzwickel sind zylindrische auf eine Hülse gewickelte Garnpacken und haben im Gegensatz zu den meisten anderen Packen einen größeren Durchmesser als Höhe. Knäuel sind Wickel aus Garn, die ohne Stützkern gewickelt sind. Garnpacken werden oft in einer Abwickelmaschine, wie z.B. einem Gatter, in angenähert horizontaler Position platziert. Garn ist ein aus Fasern, Filamenten (einzelnen Fasern extremer Länge) und anderen Materialien, entweder natürlichen oder künstlichen zusammengesetzter Strang, der zur Verwendung bei der Herstellung von Stoffen wie z.B. gewebter, gewirkter oder getufteter Art verwendet wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann der Strang bestehen aus: einer Anzahl miteinander verzwirnter Fasern; einer Anzahl miteinander verzwirnter Filamente; einem einzelnen verzwirnten Filament, das als Monofilament bezeichnet wird; oder einem oder mehrere verzwirnten Bändern, die durch unter Unterteilen eines Materialblattes wie z.B. Papier oder Metallfolie erzeugt werden. Die Eigenschaften des verwendeten Garns beeinflussen stark das Aussehen, die Textur und das Verhalten des fertig gestellten Gewebes.
Ein Prozess und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines gleichmäßig Wechseldrehungszwirn ist aus WO 95/25190 bekannt. Diese Offenlegung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen abwechselnder S- und Z-gedrehten Garns aus einzelnen Garnfäden mit den Schritten: Spannen der Garnfäden, während sie sich in einem Pfad durch das Verfahren bewegen, Drehen der einzelnen Garne entweder in einer S- oder Z-Richtung, Beibremsen des Garns, um die Verzwirnung zu begrenzen, so dass sich die Drehung in den Garnfäden selbst ausgleichen kann, Anhalten der Vorwärtsbewegung des Garns, dann Verbinden der verzwirnten Garne an einem Knoten unter Anwendung einer Drehung, Beenden des Drehvorgangs und dann Wiederholen der Prozedur unter Drehen in die entgegengesetzte Richtung.
Ein Wechseldrehungszwirn ist einer, in welchem die Fadenstränge in derselben Richtung gedreht und zusammengebracht werden und sich spontan verdrillen dürfen, bis das Drehmoment der Einzelfäden durch das Verdrillungsdrehmoment ausgeglichen wird. Die einzelnen Stränge werden in den Bereich miteinander verbunden, in welchem sich die Einzelfadendrehung umkehrt und sie können dann in dem verdrillten Garn verbunden werden, bevor die Drehung der Einzelfäden umgekehrt wird.
Das US Patent Nr. 4,873,821 beschreibt einen Prozess, in welchem die Wechseldrehungszwirne in dem verzwirnten Zustand verbunden werden, bevor sich die Drehung der Einzelfäden umkehrt ist. Beide Offenlegungen geben ein Beispiel eines verzwirnten Garns, und sind hiermit durch Bezugnahme beinhaltet.
Insbesondere wird der Drehvorgang durch eine abwechselnde Drehung erreicht, wobei für eine bestimmte Garnlänge für eine bestimmte Anzahl von Windungen in einer Richtung verzwirnt wird und dann für eine weitere nachfolgende Richtung in der entgegengesetzten Richtung verzwirnt wird. Die Art der abwechselnden Drehung ist so, dass die Gesamtanzahl der Windungen in der einen Richtung minus der Gesamtanzahl der Windungen in der entgegengesetzten Richtung über die gesamte Garnlänge Null ist. Das Verfahren, mehrere verzwirnte Garne zu nehmen, und diese durch Verdrehen miteinander zu kombinieren, um ein mehrsträngiges Garn zu erzeugen, ist bereits seit Jahren bekannt.
Typischerweise zeigt ein Wechseldrehungszwirn so genannte Knoten, welche auch als Heftzonen bezeichnet werden. Diese befinden sich zwischen den S-Drehungs- und Z-Drehungszonen oder zwischen den Z-Drehungs- und den S-Drehungszonen. Die Knoten oder Heftzonen weisen im Wesentlichen eine Nulldrehungsverzwirnung (zero twist plied auf; im Falle der Heftzonen sind die Fasern oder Filamente miteinander verwirbelt.
Stabile Wechseldrehungszwirne sind im Fachgebiet bekannt: Wenn man eine Zugspannung auf den Wechseldrehungszwirn ausübt, hat dieses Garn die Tendenz, sich über die Knoten zu entdrehen; wenn jedoch die Zugspannung abnimmt, dreht sich der stabile Wechseldrehungszwirn wieder angenähert in seine ursprünglichen Verzwirnungsgrad zurück.
Ein in der herkömmlichen Technik auftretendes Problem mit Wechseldrehungszwirnpacken ist der Umstand, dass diese bekannten Garne dazu neigen, Unterbrechungen bei dem Abwickelvorgang zu verursachen, sobald das Garn für eine weitere Verarbeitung von dem Spule abgewickelt wird. Es wurde erkannt, dass sie zum Reißen oder Brechen beim Abwickeln neigen, oder wenigstens Zugspannungsspitzen in dem abgewickelten Garn zeigen. Diese unerwünschte Bewegung des Garns wird durch einen Zugspannungsrest innerhalb des auf die Spule aufgewickelten Garns bewirkt. Ein Lösen des Garns bewirkt eine Abnahme in der Zugspannung und ruft eine Rollbewegung des Wechseldrehungszwirns hervor. Dieses unerwünschte Verhalten kann eine Unterbrechung und sogar einen Produktfehler beim Aufwickeln bewirken.
Die Erfindung stellt einen Garnpacken bereit, bei dem dieses Problem gelöst ist.
Während des Aufwickelns dieses Garns auf der Wickelmaschine führt die Garnwickelspannung zu einem Aufdrehen oder Rückdrehen des Garns auf beiden Seiten der Knoten. Während des Abwickelns, welches bei geringer Geschwindigkeit erfolgen kann, nimmt die Garnzugspannung in dem Garn ab. Diese Zugspannungsabnahme führt zu einer selbst verdrehenden Rotation des Garns. Wenn die Zugspannung eines Wechseldrehungszwirns abnimmt, dreht sich ein S-Z-Knoten für wenigstens einige Rotationen im Uhrzeigersinn, während das Umgekehrte bei einem Z-S-Knoten auftritt, d.h., eine Rotation für einige Rotationen gegen den Uhrzeigersinn. Die Intensität der Rotationen hängt von mehreren unter schiedlichen Aspekten, wie z.B. der Art und der Dicke des Garns, des Verzwirnungsgrades usw. ab.
Aufgrund dieser selbst-drehenden Rotationsbewegung des Garns könnte es möglich sein, dass das Garn auf die Rückseite der Spule rollt und sogar über die Kante des Garnpackens in die entgegengesetzte Richtung zur Abwicklungsrichtung fällt, so dass eine weitere Abwicklung unmöglich wird. In der Abwickelvorrichtung wird die Garnzugspannung für das Garn destruktiv, welches letztendlich bricht. Diese unerwünschten Situationen bewirken nicht nur eine Beschädigung des Garns, sondern schädigen den gesamten Abwicklungsprozess, was zu einem Produktionsverlust führt. Eine Reparatur durch Verknoten der gebrochenen Enden miteinander ist zeitaufwändig und eine arbeitsintensive Arbeit und muss im Allgemeinen von Hand durchgeführt werden.
Um dieses Problem zu lösen, wird ein Garnpacken auf einem Garnpackenhalter, beispielsweise einer Hülse bereitgestellt, wobei das Garn Knoten umfasst, die Bereiche darstellen, die zwischen S-Drehungs- und Z-Drehungsbereichen oder zwischen Z-Drehungs- und S-Drehungsbereichen des Garns gelegen sind, wobei die Knoten im Wesentlichen eine Nulldrehungsverzwirnung (zero twist plied) aufweisen, und wobei das Garn wenigstens zum Teil instabil ist, so dass eine Schwankung der Garnspannung während des Abwickelns von dem Garnpackenhalter zu dessen Rotationsbewegung führt, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Knotens in dem Garnpacken durch die Drehrichtung des Garns bestimmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Garnpackens ist das Garn ein Wechseldrehungszwirn.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Garnpackens fuhrt eine Abnahme in der Garnspannung zu einer Rotation eines Z-S-Knotens gegen den Uhrzeigersinn und zu einer Rotation eines S-Z-Knotens im Uhrzeigersinn.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Garnpackens werden die Position des Z-S-Knotens und die Position des S-Z-Knotens in dem Garnpacken bestimmt.
P- und Q-Wickeln wird für Packen verwendet, welche durch Ziehen des Garns durch eine Abwickelgarnführung und über eine spezifische Seite der Packen abgewickelt werden.
Im Falle von zylindrischen Packen mit Anhängerende (tag ending) wird das Garn immer über die gegenüberliegende Seite statt der Anhängerendenseite abgewickelt. Während dieser Abwicklung steht der Packen still, und das Garn, das gerade abgewickelt wird, bildet einen sich um den Packen drehenden Ballon zwischen der Abwicklungsgarnführung und der Packenoberfläche.
Ein P-gewickelter Packen ist ein Packen, dessen Abwicklungsballon sich in einer Uhrzeigersinnrichtung von der Abwickelgarnführung aus gesehen dreht. Wenn man von der Abwickelgarnseite auf diese Packen sieht, kann man einen Buchstaben "P" mit dem losen Garnende in Kombination mit dem Umfang des Packens machen (siehe 2c).
Ein Q-gewickelter Packen ist ein Packen, dessen Abwicklungsballon sich in einer Richtung gegen den Uhrzeigersinn von der Abwickelgarnführung aus gesehen dreht. Wenn man von der Abwickelgarnseite auf diese Packen sieht, kann man einen Buchstaben "Q" mit dem losen Garnende in Kombination mit dem Umfang des Packens machen.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Garnpackens weist der Garnpacken ein erstes Bandende und ein entgegengesetztes zweites Bandende auf, wobei das zweite Bandende das Anhängerende (tag ending) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bandende im Wesentlichen frei von Z-S-Knoten im Falle eines P-gewickelten Packens ist, und im Wesentlichen frei von S-Z-Knoten im Falle eines Q-gewickelten Packens ist.
In einer weiteren Ausführungsform des Garnpaketes gemäß der Erfindung ist das erste Bandende im Wesentlichen frei von S-Z-Knoten im Falle eines P-gewickelten Packens und im Wesentlichen frei von Z-S-Knoten im Falle eines Q-gewickelten Packens.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Garnpackens haben die Bandenden eine Breite, die zwischen etwa 0 bis etwa 60%, bevorzugt 50%, bevorzugter 40%, 30% oder 20% der Gesamtbreite des Garnpackens beträgt.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Garnpackens ist die Längserstreckung der sicheren Bänder 10% Prozent oder weniger als die Gesamtbreite des Garnpackens.
In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Aufwickeln eines Garns auf einem Garnpackenhalter, beispielsweise auf eine Hülse, so dass ein Garnpacken gebildet wird, wobei das Garn Knoten umfasst, die Bereiche darstellen, die zwischen den S-Drehungs- und Z-Drehungsbereichen oder zwischen Z-Drehungs- und S-Drehungsbereichen des Garns gelegen sind, wobei die Knoten im Wesentlichen eine Nulldrehungsverzwirnung (zero twist plied) aufweisen, und wobei die Position der Knoten in dem Garnpacken durch die Drehrichtung des Garns bestimmt wird.
In einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung für die Herstellung eines Wechseldrehungszwirns und für die Erzeugung eines Garnpackens durch Aufwickeln des Wechseldrehungszwirns auf einen Garnpackenhalter, beispielsweise auf eine Hülse, wobei die Vorrichtung ein Mittel zur Herstellung von Wechseldrehungszwirn besitzt, der Knoten umfasst, die Bereiche darstellen, die zwischen den S-Drehungs- und Z-Drehungsbereichen oder zwischen den Z-Drehungs- und S-Drehungsbereichen des Garns gelegen sind, wobei die Knoten im Wesentlichen eine Nulldrehungsverzwirnung (zero twist plied) aufweisen, und ein Mittel besitzt, um den Wechseldrehungszwirn entlang der Längsachse des sich bildenden Packens zu führen, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Herstellung des Wechseldrehungszwirns solchermaßen mit dem Mittel zur Führung des Wechseldrehungszwirns entlang der Längsachse des Packens synchronisiert ist, dass die Position der Knoten in dem Garnpacken durch die Verdrillungsrichtung des Garns bestimmt wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung detektiert ein Sensor oder mehr als nur ein Sensor die genaue Position der Fadenführung und ein Steuermittel steuert den Zeittakt des abwechselnden Drehprozesses.
In einer bevorzugteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung detektiert ein Sensor auf dem hergestellten Garn die genaue Position der Knoten in dem Garn und ein Steuermittel steuert die Geschwindigkeit und möglicherweise die Position des Mittels für die Führung des Wechseldrehungszwirns entlang der Längsachse der herzustellenden Packen.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden mehrere Ausführungsformen der Erfindung im Detail erläutert. In den Zeichnungen ist bzw. sind:
1 eine Erläuterungsdarstellung, die schematisch stabile Wechseldrehungszwirne und deren Selbstdrehungswirkung zeigt, wenn die Garnspannung verringert wird;
2 eine Erläuterungsdarstellung, die die axiale Bewegung entlang der Achse eines P-gewickelten Packens eines Wechseldrehungszwirns aufgrund der Selbstwicklungsaktion zeigt;
3 und 5 Draufsichten auf bevorzugte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Garnpacken;
4 eine grafische Darstellung, die anzeigt, wie die Länge eines S-Drehabschnittes bzw. eines Z-Drehabschnittes eines Garns in Abhängigkeit von dem Aufwickelwinkel variieren können; und
6 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Wechseldrehungszwirns.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
In einem Garn mit Wechseldrehungszwirnen treten Knoten auf, die den Übergang eines S-Drehungsgarns und einen Teil eines Z-Drehungsgarns usw. bilden.
In dieser Beschreibung nehmen wir als Konvention an, dass bei einer Angabe eines Garnstückes die Bezeichnung aufeinander folgender Teile von Drehungen in der Reihenfolge ihrer Aufwicklung auf einen Packen erfolgt: Im Falle eines S-Z-Knotens wird ein Garnabschnitt mit einer S-Drehung zuerst aufgewickelt, gefolgt von dem Knoten selbst, gefolgt von einem Abschnitt des Garns mit einer Z-Drehung; im Falle eines Z-S-Knotens wird ein Garnabschnitt mit einer Z-Drehung zuerst aufgewickelt, gefolgt von dem Knoten Z, gefolgt von einem Abschnitt des Garns mit einer S-Drehung.
Wir nehmen ferner als Konvention an, dass wir immer auf den Packen in einer horizontalen Position mit einem Anhängerende nach rechts weisend, sehen.
1a und 1b stellen einen Wechseldrehungszwirn dar. Es werde angenommen, dass das obere Ende des Garns mit dem gerade herzustellenden Garnpacken verbunden ist. Der obere Teil des Garns (1a) ist Z-verzwirnt, wobei dieser Z-verzwirnten Zone eine S-verzwirnte Zone mit dem Zwischenteil eines Knotens folgt, wobei die Drehung im Wesentlichen Null ist. Der Wechseldrehungszwirn von 1b ist an dem oberen Teil mit einer S-Zwirnzone versehen, welcher wiederum eine Z-Zwirnzone über einen Knoten folgt. Der Knoten von 1a wird als ein Z-S-Knoten bezeichnet und als eine logische Folge wird der Knoten von 1b als ein S-Z-Knoten bezeichnet.
Wenn ein derartiger Wechseldrehungszwirn ein stabiler Wechseldrehungszwirn ist, drehen sich die verdrehten Garnabschnitte bei Aufgingen einer Spannung auf das Garn auf, drehen sich jedoch auf den ursprünglichen Drehungsgrad, wenn die Garnspannung verringert wird, durch eine Selbstdrehwirkung zurück.
Wenn man in die Richtung des Packens blickt, fuhrt diese Selbstdrehung eines Z-S-Knotens (1a) gemäß Darstellung durch einen ringförmigen Pfeil zu einer Rotation gegen den Uhrzeigersinn. Demzufolge führt eine Verringerung der Garnspannung in dem S-Z-Knoten von 1b gemäß Darstellung durch den Pfeil in 1b zu einer Rotation im Uhrzeigersinn gemäß Darstellung durch den Pfeil in 1b.
2a und 2b stellen einen P-gewickelten Packen in Vorderansicht mit einem nach rechts zeigenden Anhängerende (1) dar.
2c ist eine Seitenansicht mit dem Anhängerende (1) an dem hinteren Ende des Packens, wodurch das Garnende (2) von dem Packen abgewickelt wird und dasselbe über 180° (3) auf den Packen gewickelte Garnende ist.
In 2a ist dargestellt, dass die "Selbst-Drehung im Uhrzeigersinn" des Garns zum Rollen einer Garnspirale, welche um den Packen gewickelt ist, nach rechts führt. 2b stellt dar, dass die "Selbst-Drehung im Uhrzeigersinn" des Garns zum Rollen einer Garnspirale, welche um den Packen gewickelt ist, nach links führt.
Demzufolge neigt ein Z-S-Knoten nach rechts zu rollen, während ein S-Z-Knoten dazu neigt, nach links zu rollen, wenn die Garnspannung abnimmt. Dieses bedeutet, dass ein Z-S-Knoten auf der Seite des Anhängerendes von dem Spule während der Abwicklung rollen kann. Die Abwicklungsvorrichtung zieht immer noch in der entgegengesetzten Richtung zu diesem falsch positionierten Garn. Die Abziehkraft der Abwickelvorrichtung wird größer als die Zugfestigkeit des Garns. Demzufolge bricht das Garn und unterbricht den gesamten Vorgang.
Um heruntergefallene Fäden und deren negativen Konsequenzen zu vermeiden, müssen die Knoten in einer gut definierten Position in dem Garnpacken platziert sein.
Der Z-S-Knoten muss insbesondere ausreichend weit von dem Anhängerende entfernt sein, so dass die Rollbewegung als Folge der Selbst-Drehung dieser Zone so ist, dass er nicht von der Spule fällt. Durch Sammeln der Knoten in einer so genannten "sicheren Zone" wird das Problem vollständig gelöst.
Daher wird gemäß Darstellung in 3 die Gesamtbreite des P-gewickelten Garnpackens in ein Band 4, welches ein für Z-S-Knoten sicheres Band ist und in ein Band 5, welches für S-Z-Knoten sicher ist, unterteilt. Die Rotationspfeile zeigen die Richtung an, in welcher das Garn aufgrund einer Abnahme in der Garnspannung während der Abwicklung wandert.
Dasselbe gilt für einen Q-gewickelten Packen; in diesem Falle müssen die S-Z-Knoten ausreichend weit von der Seite des Anhängerendes entfernt sein.
Die gewünschte Breite der sicheren Zone hängt von dem Betrag der Drehung in dem Garn ab. Als ein Beispiel des Verfahrens zur Ermittlung der Position des Knotens zu dem Zeitpunkt, an dem das Garn mit einer Luftverzwirneinheit erzeugt wird, wird im Detail erklärt. Es ist selbstverständlich, dass Nachstehendes lediglich eine bevorzugte Ausführungsform ist. Weitere Knotenpositionierungsmittel sind ebenfalls möglich, um dasselbe Ergebnis, das die Positionierung von Knoten in einem Garnpacken ist, zu erzielen.
Im Allgemeinen wird ein Garn auf einen Packen gewickelt, indem der Packen gedreht wird, während eine Fadenführung das Garn entlang der Längsachse des Packens hin und her führt. Die Position des Knotens in dem Garn muss mit der Bewegung der Garnfadenführung auf der Aufwickelvorrichtung gemäß der Erfindung synchronisiert werden, während das Garn aufgewickelt wird, um im Wesentlichen alle Knoten in einer "sicheren Zone" in dem Garnpacken zu positionieren.
Die einfachste Ausführung dieser Lösung kann für Garne verwendet werden, für welche die S- und Z-Verzwirnungszonen eine gleiche Länge besitzen, und bei denen die Knoten immer an derselben Längsstelle auf dem Packen platziert sind.
Die Luftverzwirneinheit, welche das Garn produziert, hat was die Länge der S- und Z-Verzwirnungszonen betrifft, keine freie Wahl mehr. Die Länge der S- und Z-Verzwirnungszonen wird durch den Wicklungswinkel in Kombination mit der Breite (oder Querlänge) des zu erzeugenden Packens bestimmt, und ist von dem Durchmesser des Packens sowie von der Aufwickelgeschwindigkeit unabhängig.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Garnwinkel der Aufwicklung nicht konstant, sondern variiert, um einen Bandeffekt zu vermeiden, bevorzugt etwa 30 Mal pro Minute nach oben um 3 bis 10%, beispielsweise 6% und nach unten um 3 bis 10%, beispielsweise 6%.
Die Folge dieser Veränderung besteht darin, dass die Knoten immer auf derselben Stelle auf dem Spule platziert werden, aber über einer Zone von angenähert 3 bis 10% in unserem Beispiel 6% der Breite der Spule unterteilt werden.
Ein praktisches Beispiel ist schematisch in den 4a und 4b erläutert.
X ist die Länge des gerade auf die Spule aufgewickelten Garns nach einem Hub (z.B. 254 mm) des Garnfadenführers. Die horizontale Komponente gibt die Geschwindigkeit des Garnfadenführers an; die vertikale Komponente ist die Tangentialgeschwindigkeit des Packens. Unterschiedliche Winkel α führen zu unterschiedlichen Längen X aufgrund der Gleichung X = (Breite der Packen (z.B. 254 mm)/sin α.
Mehrere Beispiele sind in der Tabelle 1 enthalten. Tabelle 1 Aufwickelwinkel α [°] X [mm]

13 1129

15,4 956

17 869

19,5 761

22 678
Um ein Garn mit einer festen und gleichen Länge für die S- und Z-Verzwirnungszonen zu erzeugen, von welchem die Knoten zusätzlich immer in einer sicheren Zone positioniert sind, kann man beispielsweise zwischen Zonen mit einer Länge 2 × X, X oder X/2 wählen.
Hierin nachstehend werden fünf unterschiedliche Ausführungsformen, die sichere Zonen oder sichere Bänder mit einer bestimmten Breite anzeigen, exemplarisch dargestellt.
Wenn die Verzwirnungszonen eine Länge X haben, wird der resultierende Garnpacken schematisch in den 5a oder 5b dargestellt.
Wenn die Verzwirnungszonen eine Länge X/2 haben, wird der resultierende Garnpacken schematisch in 5c dargestellt.
Wenn die Verzwirnungszonen eine Länge 2 × X haben, wird der resultierende Garnpacken schematisch in den 5d oder 5e dargestellt.
Bevorzugt ist die Breite dieser Bänder minimal, wobei aber alle Breiten, welche die Anforderung "nicht herunterfallen" erfüllen, zugelassen.
Die hierin nachstehend folgende Beschreibung betrifft eine Ausführungsform der Vorrichtung, die in der Lage ist, eine Spule gemäß der Erfindung zu produzieren, insbesondere einen Spule gemäß 5A, in welcher im Wesentlichen alle Z-S-Knoten auf der linken Seite positioniert sind, und bei einer Ablösung nach rechts rollen, und wobei alle S-Z-Knoten auf der rechten Seite der Spule liegen und bei einer Ablösung nach links rollen. Beide Knoten oder hinteren Teile des Garns verschieben sich zu der Mitte, wenn die Zugspannung in dem Garn bei der Abwicklung vermindert wird.
Verschiedene Sensoren können auf einem bekannten Garnführungssystem vorgesehen sein, das in der Lage ist, die Spule zu produzieren. In einer Ausführungsform gemäß der Erfindung sind zwei Sensoren auf dem Garnführungssystem angeordnet. Ein erster Sensor (Sensor_ZS) kann einen Impuls in dem Moment erzeugen, in dem sich der Führungsarm an der linken Rotationsposition befindet; ein zweiter Sensor (Sensor_SZ) kann einen Impuls in dem Moment erzeugen, in dem sich der Führungsarm an dem rechten Rotationspunkt befindet.
In diesem speziellen Falle arbeitet das Garnführungssystem als ein hin und her laufender Führungsarm. Eine ähnliche Überlegung gilt in einem Falle, dass eine mit einer Nut versehene Trommel das Garn führt. Die Sensoren können mit einer gedruckten Leiterplatte verbunden sein, die in der Lage ist, die Ventile eines Luftverzwirnungssystems zu steuern, wobei das System in der Lage ist, die Knoten mittels eines druckgesteuerten Impulses zu fixieren. Luftverzwirnungssysteme sind als solche im Fachgebiet bekannt und bestehen im Wesentlichen aus einem hohlen Rohr, durch welches hindurch das verzwirnte Garn durch die Wirkung von in regelmäßigen Impulsen auf den Knoten oder die Heftpositionen des verzwirnten Garns einwirkenden Impulse fixiert wird. Ein derartiger Druckimpuls auf den Knoten oder die Heftstelle ist normalerweise ausreichend, um eine Fixierung der Knoten in dem Garn zu erzeugen. Wichtig ist eine genaue zeitliche Steuerung der Ventile so, dass ein Impuls auf jedem Rückteil möglich ist.
In einer Ausführungsform zum Erzeugen luftverzwirnter Garne reichen drei Ventile aus, ein Ventil zum Fixieren der Heftstellen, eines zum Hervorrufen einer S-Drehung (S) und eines zum Hervorrufen einer Z-Drehung (Z) in den Fäden des Garns. Diese drei Ventile werden im Allgemeinen rhythmisch durch eine PCB (Leiterplatte) in einer erforderlichen Reihenfolge, z.B. S-T-Z-T-S-T-Z-T usw. angesteuert, wodurch kurze Überlappungen auftreten können, so dass in den Übergangszonen zwei Ventile gleichzeitig aktiv sein können. Die Übergänge S-T-Z und Z-T-S sind vollständig unabhängig über einen Satz von Parametern einstellbar. Unterschiedliche Garne erfordern im Allgemeinen unterschiedliche Übergänge, um zu einer festen Heftzone zu gelangen. 6 stellt schematisch ein Beispiel eines derartigen verzwirnten Garns dar. Als Taktsignal für die Übergänge kann ein Impulszug verwendet werden, von welchem jeder Impuls mit einer vorbestimmten Länge von beispielsweise 5 mm eines Garns übereinstimmt. Durch Arbeiten auf einer Längenbasis anstelle einer Zeitbasis ist die Einstellung der Parameter nicht von der gewünschten Geschwindigkeit abhängig, und die Übergänge bleiben während des Hoch- und Herunterfahrens des Systems dieselben.
Die Längen der S-Drehungs- und der Z-Drehungszonen sind nicht einstellbar und hängen lediglich von der Frequenz des Impulszuges ab, der normalerweise durch das Garnführungssystem erzeugt wird.
Die Steuerung der PCB entscheidet jedes Mal wenn sie einen Impuls von einem der zwei Sensoren des Garnführungssystems erhält, eine Heftstelle zu erzeugen und den Drehsinn zu drehen. Wenn ein Impuls des Sensors_ZS empfangen wird, aktiviert die PCB das T-Ventil für eine kurze Dauer und anschließend das Ventil. Wenn ein Impuls des Sensor_SZ empfangen wird, aktiviert die PCB das T-Ventil für eine kurze Dauer und anschließend das Z-Ventil.
Die erzwungene Anpassung erfolgt jedoch nicht sofort, sondern im Allgemeinen mit einer Zeit- und Längenverzögerung. Diese Verzögerung ist über die vorstehend erwähnten Parameter einstellbar. Durch die Heftungssteuerung liegen die Heftzonen immer innerhalb einer verbotenen Zone, wobei aber diese Zonen nicht automatisch bei der (guten) Seite der Spule liegen. Durch Verlangsamen der Impulse der Sensoren auf der PCB (ansonsten durch Einbauen einer Verzögerung zwischen dem Empfang des Impulses und dem Start der dazu zugeordneten Aktion) ist es möglich, die Heftzonen auf der Spule zu verschieben.
Die Länge der Verzögerung, die erforderlich ist, um die Zonen mit Heftzonen auf der guten Seite der Spule zu platzieren, hängt von dem Abstand zwischen dem Luftverzwirnungssystem und der Aufwickelvorrichtung und von der (durch den Garnführungswinkel des Aufwickelsystems bestimmten) Länge der verzwirnten Zonen ab. All diese Parameter sind einstellbar und steuerbar, so dass eine erfindungsgemäße Spule erzeugt wird.
Der Einfluss der Bandverhinderung auf die Breite der Zonen mit Heftzonen wird hierin nachstehend diskutiert.
In der tatsächlichen Praxis ist der Garnführungswinkel im Allgemeinen nicht konstant, sondern variiert, um eine Bildwicklung zu vermeiden, etwa 30 Mal pro Minute zwischen etwa 6 Prozent nach oben und etwa 6 Prozent nach unten. Dieses impliziert, dass die Länge der Verzwirnungszonen kontinuierlich zwischen 254/sin(α – 6%) und 254/sin(α + 6%) variiert, wobei α der durchschnittliche Führungswinkel ist.
Aufgrund der Position der in der Luftverzwirnungseinheit ein paar Meter von der Aufwickelvorrichtung entfernt erzeugten Heftzonen kann es möglich sein, dass aufgrund der nicht-konstanten Länge der Verzwirnungszonen eine Spreizung der Heftzonen über eine breite Zone erhalten wird. Diese Zone kann nicht akzeptabel sein, so dass bevorzugt zusätzliche Maßnahmen unternommen werden.
Um die vorstehend erwähnten Phänomene zu vermeiden, ist es vorteilhaft, dass die Aufwickelvorrichtung genau eine vollständige Periode der Bandverhinderung jedes Mal durchführt, wenn eine Garnlänge entwickelt wurde, die gleich dem Abstand des Garnver laufs zwischen der Stelle ist, in welcher die Heftstelle erzeugt wird, und dem Punkt, an welchem das Garn tatsächlich auf die Spule kommt (Garnverlaufslänge).
In der tatsächlichen Praxis kann dies erreicht werden, indem der Abstand zwischen der Luftverzwirnungseinheit und der Aufwickelvorrichtung eingestellt wird oder indem die Periode der Bandverhinderung eingestellt wird. Jedoch ist die Anordnung der Anlage im Allgemeinen nicht leicht modifizierbar, so dass die effizienteste Art zur Lösung dieses Problems die Einstellung der Periode der Bandverhinderungsarbeit ist. Auf der einfachsten Ausführungsform von Aufwickelvorrichtungen wird die Bandverhinderung durch denselben Motor wie der Antriebszylinder angetrieben, auf welchem die Spule befestigt ist, so dass die Periode der Bandverhinderung mit den Geschwindigkeitsveränderungen variiert.
Aus mechanischen Gründen (Trägheit, Abnutzung, usw.) muss die Periode bevorzugt ausreichend lang sein. Eine alternative Ausführungsform, in welcher die Garnführung durch einen getrennten Motor unabhängig zur Tangentialgeschwindigkeit der Spule gesteuert wird, kann ebenfalls verwendet werden. In diesem Falle wird die Periode der Bandverhinderung auf der Basis der Garnverlaufslänge und der Aufwickelgeschwindigkeit berechnet und die Periode kann verlängert werden, wenn die Aufwickelvorrichtung für eine andere Anwendung mit einer hohen Aufwickelgeschwindigkeit verwendet wird.
Ein mögliches Verfahren zur Erzeugung eines erfindungsgemäßen Garnpackens besteht in der Synchronisierung der Knotenerzeugung mit der Fadenführung. Demzufolge wird wenigstens ein Bezugssignal aus der Position der Garnfadenführung entlang der Längsachse des Packens erzeugt, und dieses Signal wird dann als Auslöser für die Synchronisation verwendet.
Varianten sind möglich, wie z.B. die Erzeugung eines Signals aus dem Antriebssystem der Fadenführung statt aus der Fadenführung selbst; es ist auch möglich, zwei oder mehr Signale aus der Fadenführung oder ihrem Antriebssystem zu erzeugen, um die Ausbildung von Z-S- und S-Z-Knoten getrennt auszulösen, oder die Ausbildung von Knoten auszulösen, welche auf unterschiedlichen Stellen entlang der Längsachse des Packens gewickelt werden.
Für eine korrekte Synchronisierung ist auch der Abstand entlang dem Garnpfad zwischen der Stelle, an welcher der Knoten – beispielsweise in der Luftverzwirnungseinheit – erzeugt wird, und der Stelle, in welcher die Garnfadenführung das Garn auf den Packen platziert, zu berücksichtigen. Dieser durch die Garngeschwindigkeit dividierte Abstand bestimmt eine Phasenverschiebung in der Zeitsynchronisation der Erzeugung von einem oder mehreren Bezugssignale einerseits und der Ausbildung von Knoten andererseits.

Claims

Garnpacken, der auf einem Garnpackenhalter, beispielsweise einer Hülse, bereitgestellt wird, wobei das Garn Knoten umfasst, die Bereiche darstellen, die zwischen den S-Drehungs- und Z-Drehungsbereichen oder zwischen den Z-Drehungs- und S-Drehungsbereichen des Garns gelegen sind, wobei die Knoten im Wesentlichen eine Nulldrehungsverzwirnung (zero twist plied) aufweisen, und wobei das Garn wenigstens zum Teil instabil ist, so dass eine Schwankung der Garnspannung während des Abwickelns von dem Garnpackenhalter zu einer selbstverdrehenden Rotationsbewegung des Garns führt, dadurch gekennzeichnet dass die Position des Knotens in dem Garnpacken mittels der Drehungsrichtung des Garns bestimmt wird.
Garnpacken gemäß Anspruch 1, wobei ein Absinken der Garnspannung zu einer Rotation eines Z-S-Knotens gegen den Uhrzeigersinn und zu einer Rotation eines S-Z-Knotens im Uhrzeigersinn führt.
Garnpacken gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 2, wobei die Position des Z-S-Knotens und die Position des S-Z-Knotens in dem Garnpacken bestimmt werden.
Garnpacken gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei der Garnpacken ein P-gewundener Garnpacken mit einem ersten Bandende und einem entgegengesetzten zweiten Bandende ist, wobei das zweite Bandende das Anhängerende (tag-ending) umfasst, dadurch gekennzeichnet dass das zweite Bandende im Wesentlichen frei von Z-S-Knoten ist.
Garnpacken gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, wobei der Garnpacken ein Q-gewundener Garnpacken mit einem ersten Bandende und einem entgegengesetzten zweiten Bandende ist, wobei das zweite Bandende das Anhängerende (tag-ending) umfasst, dadurch gekennzeichnet dass das zweite Bandende im Wesentlichen frei von S-Z-Knoten ist.
Garnpacken gemäß Anspruch 4, wobei das erste Bandende im Wesentlichen frei von S-Z-Knoten ist.
Garnpacken gemäß Anspruch 5, wobei das erste Bandende im Wesentlichen frei von Z-S-Knoten ist.
Garnpacken gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei das Bandende eine Breite besitzt, die 0 bis etwa 60%, vorzugsweise 50%, noch bevorzugter 40%, 30% oder 20% oder weniger der Gesamtbreite des Garnpackens beträgt.
Garnpacken gemäß Anspruch 8, wobei die Breite des Bands 10% oder weniger der Gesamtbreite des Garnpackens beträgt.
Verfahren zum Aufwickeln eines Garns auf einen Garnpackenhalter, beispielsweise auf eine Hülse, so dass ein Garnpacken gebildet wird, wobei das Garn Knoten umfasst, die Bereiche darstellen, die zwischen den S-Drehungs- und Z-Drehungsbereichen oder zwischen den Z-Drehungs- und S-Drehungsbereichen des Garns gelegen sind, wobei die Knoten im Wesentlichen eine Nulldrehungsverzwirnung (zero twist plied aufweisen, und wobei die Position der Knoten in dem Garnpacken mittels der Drehungsrichtung des Garns bestimmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei die Knotenbildung im Garn und die Knotenpositionierung in dem Garnpacken präzise synchronisiert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei vom Fadenführungssystem wenigstens ein Referenzsignal erzeugt wird, das beim Vorgang der Wechseldrehungs-Verzwirnung als Auslöser für die Bildung von Knoten verwendet wird.
Vorrichtung zur Herstellung von Wechseldrehungszwirn und zur Bildung eines Garnpackens mittels Aufwickelns des Wechseldrehungszwirns auf einen Garnpackenhalter, beispielsweise auf eine Hülse, wobei die Vorrichtung ein Mittel zur Herstellung von Wechseldrehungszwirn, das Knoten umfasst, die Bereiche darstellen, die zwischen den S-Drehungs- und Z-Drehungsbereichen oder zwischen den Z-Drehungs- und S-Drehungsbereichen des Garns gelegen sind, wobei die Knoten im Wesentlichen eine Nulldrehungsverzwirnung (zero twist plied) aufweisen, besitzt, und ein Mittel besitzt, um den Wechseldrehungszwirn entlang der longitudinalen Achse des sich bildenden Packens zu führen, dadurch gekennzeichnet dass das Mittel zur Herstellung des Wechseldrehungszwirns solchermaßen mit dem Mittel zur Führung des Wechseldrehungszwirns entlang der longitudinalen Achse des Packens synchronisiert ist, dass die Position der Knoten in dem Garnpacken mittels der Drehungsrichtung des Garns bestimmt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet dass ein Sensor oder mehr als ein Sensor die genaue Position der Fadenführung ermittelt und dass ein Kontrollmittel die zeitliche Koordinierung des Vorgangs der Wechseldrehungs-Verzwirnung kontrolliert.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet dass ein Sensor auf dem hergestellten Garn die genaue Position der Knoten im Garn ermittelt und dass ein Kontrollmittel die Geschwindigkeit und unter Umständen die Position des Mittels zur Führung des Wechseldrehungszwirns entlang der longitudinalen Achse des sich bildenden Packens kontrolliert.