DE7121710U - Spulvorrichtung mit Treibwalzenantrieb - Google Patents

Description

Bag. 8l2<*a

B a r rn a g

Banner Maschinenfabrik Aktiengesellschaft

Wuppertal

Spulvorrichtung mit Treib^alzanantrieb

Die Erfindung betrifft eine schnellaufende Spulvorrichtung mit einer durch Treibwalze angetriebenen horizontal gelagerten Spule, einer aus Kehrgewindewalze sowie hin- und herbewegbareüi Fadenführer bestehenden Fadenchangiereinrichtung und einer zusätzlichen parallel" dazu angeordneten drehend bewegten Fadenführwalze.

Die von Spinnanlagen bereits mit hohen Produktionsgeschwindigkeiten anfallenden Fäden werden, im Bestreben, die Produktionszeiten weiter zu verkürzen, unmittelbar nach ihrer Verfestigung verstreckt und dann zum ersten Mal aufgewickelt. Diese Maßnahme bedeutet eine wesentliche Erhöhung der Fadenlauf- und somit der Fadenaufwickelgeschwindigkeiten. Um der Spule mit geringst möglichem Aufwand eine der Fadenlaufgeschwindigkeit entsprechende konstante Umfangsgeschwindigkeit zu erteilen, treibt man diese mit einer an ihrem Umfang angreifenden Treibwalze an. Dabei tritt das Problem auf, die Antriebskraft insbesondere in der Anlaufphase, in der die leere Hülse aus dem Stillstand auf die Umfangsgeschwindigkeit von 4 OOO m/min oder mehr der ständig umlaufenden Treibwalze beschleunigt werden muß, mit möglichst hohem Wirkungsgrad auf die Spule zu bringen.

• · ν

Besonders nachteilig sind hierbei die Glätte sowie Unrundheiten der leeren Hülse, die bei der Fertigung oder beim Transport entstehen und zu einem Springen der Treibwalze auf der Hülse und zu einem ungleichmäßigen Reibkoniäkt zwischen beiden führen,

Ziel der Erfindung ist, eine technisch und wirtschaftlich wenig aufwendige Spulvorrichtung zum Aufwickeln frisch gesponnener und/oder verstreckter synthetischer Fäden mit den oben dargestellten außerordentlich hohen Fadenlaufgeschwindigkeit«!) zu schaffen. Dabei soll die Spulvorrichtung so eingerichtet sein, daß einerseits in der Anlaufphase ein hoher Anpreßdruck zwischen Treibwalze und leerer bztsr. fast leerer Hülse wirksam wird, andererseits aber der Anpreßdruck über die Spulreise einen derartigen Verlauf nimnt ,daß die Gefahr eines allzu festen Wickelkörpers vermieden wird. Hierbei ergibt sich di~ besondere Aufgabe., den Verlauf der Anpreßkraft ohne blondere technische Hilfsmittel, d.h. ohne besondere Steuer- oder Regeleinrichtungen, wie z.B. durch die DAS 1 065 562 bekannt sind, vorζübestimmeη, Weiterhin soll der Anpreßdruck über die ganze Länge des Wickelkörpers gleich sein, wozu eine Wulstbildung insbesondere in den Kantenbereichen zu vermeiden ist. Bei all dem ist zu berücksichtigen, daß bei derartigen Spinn- bzw. Spinnstreckanlagen viele Fäden auf engem Raum anfallen und auf vielen Spulstellen aufgewickelt werden müssen. Daher wird eine kompakte Bauweise bei leichter Bedienbarkeit für jede Spulvorrichtung gefordert. Weiterhin ergibt sich hieraus die Forderung, daß sich eine Nachbedienung der Spulvorrichtung nach dem Anlegen des Fadens und insbesondere die nachträgliche Einstellung einer dem Stand der Spulreise entsprechenden Anpreßkraft erübrigt.

Neuerungsgemäß wird zur Erreichung dieses Zieles vorgeschlagen, daß die gleichzeitig als Treibwalze ausgebildete Fadenführwalze Abschnitte einer Schraubenlinien-

förmigen Fadenführungsnut lediglich im Bereich der Umkehrsteilen des Fadenchangierhubes aufweist und zusammen mit der Fadenchangiereinrichtung und dem Antrieb in einem gene tnsamenivorzugsweise ■>- -'-.*.tikaier Richtung bewegbarer· Träger gelagert ist, daß die Treibwalze bei Spulbeginn der Leerhülse und bei zunehmender Spule auf dieser derart aufliegt, daß die Leerhülsenmitte gegenüber der Ebene, in der die Treibwalzendrehachse bewegbar ist, in Richtung ier Umfangsgeschwindigkeit der Spule im Berührungspunkt von Treibwalze und Spule derart seitlich versetzt ist, daß die genannte Ebene und die Verbindungsebene zwischen Treibwalzenmitte und Leerhülsenmitte einen Winkel von zwischen 30 bis 70 vorzugsweise um 45 miteinander bilden,

Das Gewicht der Tragvorrichtung kann ganz oder teilweise durch bekannte Mittel wie z.B. Federn oder Gegengewichte kompensiert werden= Eine bevorzugte Ausführunqsform der Neuerung besteht darin, daß eine das Gewicht des Trägers mit Fadenchangiermittel, Fadenführwalze bzw. Treibwalze nebst Antrieb wenigstens teilweise ausgleichende und die äußere Anpreßkraft bestimmende Vorrichtung vorgesehen ist, die eine aus Zylinder und Kolben bestehende pneumatische oder hydraulische Einrichtung ist. Diese Anordnung begünstigt die leichte Handhabung der Vorrichtung sowie den schnellen Spulenwechsel und ermöglicht die Verwendung einer automatischen Spulenwechseleinrichtung. Da die Erhöhung des Anpreßdrucks während der Anlaufphase unabhängig von der in der hydraulischen oder pneumatischen Einrichtung aufgebrachten Kraft ist, kann diese während der ganzen Spulreise konstant gehalten werden.

Bei Spulvorrichtungen der beschriebenen Art besteht die Gefahr, daß sich infolge einer nicht exakten Umkehr de3 Fadens in den Kantenbereichen der Spule Wulste bilden, die einen gleichmäßigen Kontakt zwischen Treibwalze und

712171O-7.io.7i

Wickelkörper über dessen gesamte Länge verhindern. Zur Vermeidung dieses Nachteils wird einmal vorgeschlagen, daß die schraubenlinienformigen Fadenführungsnuten bzw. Fadenführungsnutabschnitte in der Fadenführwalze im Bereich kurz nach dem Huburakehrpunkt einen erhöhten Steigungswinkel aufweisen und zum anderen, daß die Fadenführungsnuten bzw. -nutabschnitte unterschiedliche Tiefe haben.

Um der Vielzahl der auf engen Raum möglicherweise anfallenden Fäden durch eine kompakte Bauweise zu entsprechen, wird vorgeschlagen, daß zur Herstellung zweier kurzer Spulen statt einer langen Spule zwei aus Kehrgewindewalzen und hin- und herbewegbaren Fadenführern bestehende Fadenchangiereinrichtungen mit kurzem Hub und zwei als Treibwalzen angeordnete Fadenführwalzen mit kurzem Hub axial nebeneinander angeordnet sind, deren Hublängen zusammengenommen eine Länge haben, die in etwa der Hublänge für die eine lange Spule entspricht.

Um die Uiurüstzeiten möglichst kurz halten zu können, kann die Vorrichtung nach der Neuerung so ausgestaltet sein, daß zur wahlweisen Herstellung von zwei oder mehreren kurzen Spulen statt einer langen Spule zwei oder mehr kurze Leerhülsen aufgesteckt werden können, und daß die Kehrgewindewalze außer dem über ihre ganze Länge reichenden Kehrgewinde für den einen Fadenführer zusätzlich zwei oder mehr voneinander und von dem einen langen Kehrgewinde unabhängige sowie gegenüber diesem um einen bestimjnten Umfangswinkel versetzte kurze Kehrgewinde für je einen Fadenführer aufweist. Dabei können deren Hublängen zusammengenommen eine Länge haben, die in etwa der Hublänge der einen langen Spule entspricht. Dementsprechend weist die Treibwalze außer dem fadenführenden Nutabschnittpaar für eine lange Spule zusätzlich Nutabschnittspaare für zwei oder mehr zu wickelnde Spulen auf, deren Hublangen

-S-

zusammengenoirunen eine Länge haben, die annähernd gleich der Hublänge der einen langen Spule ist.

Bei Spulvorrichtungen, die frisch gesponnene oder/und verstreckte Fäden aufwickeln, bedeutet eine Unterbrechung des Spulvorganges, daß möglicherweise größere Mengen von frisch gesponnenen Fäden verlorengehen. Um Unterbrechungen beim Spulenwechsel zu vermeiden, ist an der Spulvorrichtung nach der Neuerung eine dreh- bzw. schwenkbare Trageinrichtung vorgesehen, die mit mindestens zwei drehbaren Spulenspannfuttern ausgestattet ist, die im Wechsel in Arbeitsstellung schwenkbar sind.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Neuerung schematisch dargestellt.
Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Spulvorrichtung nach der Neuerung;

Fig. 2 einen Schnitt II-II durch wesentliche Teile der Fig. 1;

Fig. 3 die vereinfachte Darstellung einer weiteren Ausführungsform nach der Neuerung;

Fig. 4 die Seltenansicht einer weiteren Ausführungsform nach der Neuerung zur Herstellung zweier kurzer Spulen statt einer langen Spule.

Gemäß Fig. 1 sind die Kehrgewindewalze 1 und die Fadenführwalze 2 drehbar im Träger 3 und Lagerschild 4 gelagert. Der Motor 5 treibt über die Antriebswalze 6 die Kehrgewindewalze 1 an, die ihrerseits den Changierfadenführer 7 hin- und herbewegt, durch den der vom ortsfesten Fadenführer 8 kommende Faden läuft, um von hier über die Treibwalze bzw. Fadenführwalze 2 zur Spule 11 zu laufen. Die Verlegung des

Fadens erfolgt in den mittleren Bereichen der Spule durch allein den Fadenführer 7. In den ümkehrbereichen gelangt der Faden in die Fadenführnutabschnitte 10, die seine exakte Ablage in den Kantenbereichen der Spule bewirken.

Der Antrieb der Fadenführwalze 2 erfolgt von der auf der Antriebswelle 6 sitzenden Zahnscheibe 12 über den Zahnrieiaen 13, Zahnscheibe 14 und über die Antriebswelle 15. An einer Traverse 16 des Trägers 3 greift die Kolbenstange 17 des Kolbens 18 an, der im Pneumatikzylinder 19 unter der Wirkung der Druckluft bewegt wird. Die Teile 17, 18 und 19 können ebensogut Teile einer hydraulischen Einrichtung sein. Der Träger 3 ist mittels einer oder mehrerer Führungsstangen 20 gleitend bzw. über Rollen oder Kugeln geführt. Am Träger 3 ist außerdem eine Platte 21 befestigt, in die eine dux angehende Nut 22 für die Geradeführung des Changierfadenführers 7 eingearbeitet ist.

Eine revolverkopfartige Halterung 23 trägt zwei drehbar gelagerte Spulenspannfutter bzw. Spulenachsen 24, auf die je eine Leerhülse 25 aufgesteckt ist. Die Halterang 23 kann entweder von Hand oder mittels einer Antriebsvorrichtung 26 derart betätigt werden, daß jeweils die volle Spule 11 in Abziehstellung und die noch nicht bewickelte Leerhülse 25 in Arbeitsstellung, d.h. in Kontakt mit der Treibwalze bzw. FadenfUhrwalze 2 gebracht werden.

Der in Fig. 2 dargestellte Schnitt II-II durch die Fig. veranschaulicht insbesondere die Lage der Fadenführwalze bzw. Treibwalze 2 zur Spulenachse 24 bzw. zur Leerhülse 25, die ohne die Wickelschicht 11 (Fig.l) dargestellt ist. Die Linie E deutet die Ebene an, in der sich die Treibwalzendrehachse mit zunehmendem Spulendurchmesser bewegen kann.

Die Linie V veranschaulicht die Verbindungsebene zwischen der Spulenmitte bzw. der Leerhülsenmitte und der Treibwalzenmitte zu Beginn des Spulvorganges. Der Abstand b zeigt die seitliche Versetzung der Spulenmitte gegenüber uer Ebene E ebenfalls zu Eeginn des Spulvorganges. Zu diesem Zeltpunkt soll der kleinste Winkel c£ , den die Ebene E und die Ebene V zwischen sich einschließen nicht unter 30° betragen. Der Pfeil Λ verdeutlicht die Wirkrichtung des Anpreßdruckes in der gemeinsamen Berührungslinie zwischen der Treibwalze 2 und der Leerhülse 25. Dieser Anpreßdruck A wird - wie beschrieben - einerseits bestimmt durch den Winkel rf und nimmt mit diesem im Verlauf der Spulreise allmählich ab. Andererseits wird der Anpreßdruck durch die Drehrichtung von Treibwalze und Spule und das von der Treibwalze aufzubringende Antriebsmoment bestimmt. Insofern tritt während der Beschleunigungsphase ein erhöhter Anpreßdruck auf. Der Pfeil D zeigt die Drehrichtung der Spule bzw. Hülse 25 an. Die obere Grenze für die Größe des Winkels CfC zu Beginn des Spul Vorganges hängt wesentlich von der Festigkeit bzw. vom Titer des aufzuwickelnden Fadens und von konstruktiven Gesichtspunkten ab. Ein den gegebenen Bedingungen sorgfältig angepaßter Winkel gewährleistet einen optimalen Verlauf des Anpreßdruckes von Anfang bis Ende der Spulreise.

Die oben beschriebene Wirkung ist keineswegs auf Spulvorrichtungen mit geradlinig geführten Treibwalzen beschränkt, sondern kann auch z.B. bei Vorrichtungen mit ortsfester Treibwalze und einer Spule angewendet werden, die an einem um einen ortsfesten Punkt schwenkbarer Hebel drehbar gelagert ist. In einem solchen Fall muß die Treibwalzen- ! mitte gegenüber der Tangentialebene an der Bewegungsbahn

der Spulendrehachse zu Beginn der Spulreise entgegen der Richtung der Umfangsgeschwindigkeit der Spule im Berührungs-

I
J, J

—]

punkt von Treibwalze und Spule derart seitlich versetzt sein, daß die Tangentialebene und die Verbindünysebene zwischen Treibwalzenmitte und Leerhülsenmitte einen Winkel von zwischen 30 bis 70 vorzugsweise 45 miteinander bilden.

In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung nach der Neuerung dargestellt/ in welcher der besseren Übersichtlichkeit wegen die Kehrgewindewalze 1, Changierfadenführer 7, Träger 3 usw. weggelassen sind. Die Fig. 3 veranschaulicht die Lage von Leerhülse 25 und Treibwalze zueinander,und zwar in einer Vorrichtung, bei der sich die Treibwalze 2 in einer zur vertikalen Ebene geneigten Ebene E bewegen kann, die im wesentlichen parallel zum laufenden Faden 9 verläuft» Die Treibwalze bzw. Fadenführwalze 2 ist in einem Führungsschlitz 27 z.B. in einer Wand 28 des Maschinengestells geradegeführt. Die Treibwalze 2 kann unter ihrem eigenen Gewicht bzw. unter der Kraft einer Feder oder ähnlichem gegen den Spulenmantel bzw. gegen die Leerhülse angepreßt sein. Zu beachten ist, daß auch hier der Winkel 4t größer als 30° ist und der Anpreßdruck, wie bereits weiter oben beschrieben, in der Anlaufphase wesentlich höher ist als während des darauffolgenden normalen SpulVorganges.

In Fig. 4 ist in einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung nach der Neuerung eine Kehrgewindewalze 29 und eine Treibwalze 3O dargestellt, mittels der statt einer langen Spule 11 (Fig.l) zwei kurze Spulen 31 und 32 gewickelt werden können. Zu diesem Zweck nehmen die Spulenachsen zwei Leerhülsen 33 auf. Entgegen der Ausführung gemäß Fig.l weist die Kehrgewindewalze 29 außer der Führungsnut 34 zur Herstellung einer einzigen langen Spule zwei zusätzliche Fadenführungsnuten 35 und 36 für Fadenführer 37 und 38 zur Herstellung von zwei kurzen Spulen 31 und 32 auf. Entsprechend besitzt die Treibwalze 30 außer den Nutabschnitten 10 zur Herstellung einer einzigen langen Spule zusätzliche

712171ö-7.to. 71

Nutabschnittpaare 39 und 40 zur Herstellung der beiden kurzen Spulen 31 und 32. Selbstverständlich ist es möglich, die in Fig. i dargestellte Kehrgewindewalze 1 und die Fadenführwalze bzw. Treibwalze 2 gegen die Kehrgewindewalze 29 und die Fadenführwalze bzw. Treibwalze 30 auszutauschen.

Diese Spulvorrichtung stellt eine in jeder Hinsicht vorteilhafte Lösung der der Neuerung zugrundeliegenden Aufgabe dar. Die Zusammenfassung aller Changier- und Antriebsmittel auf einem Schlitten gestattet insbesondere im Zusammenhang mit der vorgeschlagenen hydraulischen bzw. pneumatischen Tragvorrichtung eine leichte, zeitsparende und gegebenenfalls teil- oder vollautomatisierte Handhabung der Vorrichtung. Von besonderem Vorteil ist diese Anordnung für die Anlaufphase, insofern als die Treibwalze mit einer relativ erheblichen Masse verbunden ist, so daß von der Leerhülse ausgehende Stöße abgefangen werden und das Springen der Treibwalze vermieden wird. Diese Wirkung der Massenträgheit wiiä noch dadurch unterstützt, daß infolge der neuerungsgemäßen Anordnung von Spule, Treibwalze und deren Bewegungsbahn die von der Leerhülse ausgehenden Stöße auf die Treibwalze gerade in der Anlaufphase nur eine geringe Stoßkomponente in Richtung der Treibwalze haben und daß die als Anpreßkraft zwischen Treibwaize und Spule wirkende Komponente des auf die Treibwalze wirkenden Gewichts zu Beginn des Spulvorganges größer ist als bei fortgeschrittenem oder nahezu beendeten Spulvorgang. Sobald die Treibwalze die Spule anzutreiben beginnt, wird diese Anpreßkraft außerdem infolge des nun wirksam werdenden Beschleunigungsmoments ohne Anwendung besonderer Steuer- und Regeleinrichtungen selbsttätig und kurzzeitig verstärkt, bis zum Ende der Anlaufphase das Drehmoment auf das während des normalen Spulvorganges bestehende Drehmoment abfällt. Die Ausbildung der Treibwalze als zweite Changiereinrichtung, an deren Enden für die Hubumkehrung des Fadens Fadenführungsnutabschnitte vorgesehen werden, trägt vorteilhaft zum exakten

• · t *

* ♦

- 10 -

Ablegen des Fadens an den Wickelenden und zu einer gleichmäßigen Anpreßkraft über die WickeHänge und damit zum Aufbau einer gleichsSSigen Wicke Is trux tür bei. Die Koüiii nation von Treibwalze und zweiter Changiereinrichtung erlaubt eine raumsparende Bauweise.

Claims (7)

Schutzansprüche

1) Schnellaufende Spulvorrichtung mit einer durch Treibwalze angetriebenen horizontal gelagerten Spule, einer aus Kehrgewindewalze sowie hin- und herbewegbarem Fadenführer bestehenden Fadenchangiereinrichtung und einer zusätzlichen parallel dazu angeordneten drehend bewegten Fadenführwalze, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichzeitig als Treibwalze ausgebildete Fadenführwalze (2) Abschnitte einer schraubenlinfenförmigen Fadenführungsnut (10)lediglich im Bereich der Umkehrstellen des Fadenchangierhubes aufweist und zusammen mit der Fadenchangiereinrichtung (1,7,22) und dem Antrieb (5,6,12, 13, 14, 15) in einem gemeinsamen, vorzugsweise in vertikaler Richtung bewegbaren Träger (3) gelagert ist, daß die Treibwalze (2) bei Spulbeginn auf der Leerhülse (25) und bei zunehmender Spule (11) auf dieser derart aufliegt, daß die Leerhülsenmitte gegenüber der Ebene (E), in der die Treibwalzendrehachse bewegbar ist, in Richtung (D) der Umfangsgeschwindigkeit der Spule im Berührungspunkt von Treibwalze (2) und Spule (25 bzw. 11) derart seitlich versetzt ist, daß die genannte Ebene (E) und die Verbindungsebene (V) zwischen Treibwalzenmitte und Leerhülsenmitte einen Winkel C& von zwischen 30 bis 70 vorzugsweise von 45 miteinander bilden.

2) Schnellaufende Spulvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Gewicht des Trägers {3) mit Fadenchangiereinrichtung (1,7,22), Fadenführ- bzw. Treibwalze (2) nebst Antrieb (5,6,12,13, 14,15) wenigstens teilweise ausgleichende und die äußere Anpreßkraft bestimmende Vorrichtung vorgesehen

ist, die eine aus Zylinder (19) und Kolben (18) bestehende pneumatische oder hydraulische Einrichtung ist.

3) Schnellaufende Spulvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenlinienförmigen Fadenführungsnuten bzw. -nutabschnitte (10) in der Fadenführungawalze (2) im Bereich kurz nach dem Hubumkehrpunkt einen erhöhten Steigungswinkel aufweisen.

4} Sehne 11 auf ende Spulvorrichtung nach den AnsprC-chen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schraubenlinienförraigen Fadenführungsnuten (10) bzw. -nutabschnitte{10) in der Fadenführwalze (2) unterschiedliche Tiefe aufweisen.

5) Schnellaufende Spulvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung zweier kurzer Spulen (Jl,32) statt einer langen Spule (11) zwei aus Kehrgewindewalzen und hin- und herbewegbaren Fadenführern bestehende Fadenchangiereinrichtii.ng mit kurzem Hub und zwei als Treibwalzen angeordnete Fadenführwalzen mit kurzem Hub axial nebeneinander angeordnet sind, deren Hublänge zusammen etwa gleich der Hublänge für die eine lange Spule ist.

6) Schnellaufende Spulvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß aur wahlweisen Herstellung von zwei oder mehreren kurzen Spulen (31,32) statt einer langen Spule (11) zwei oder mehr kurze Leerhülsen (33) aufsteckbar sind, und daß die Kehrgewindewalze (29) außer dem über ihre ganze Länge reichenden Kehrgewinde (34) für den einen Fadenführer (7) zusätzlich zwei oder mehr voneinander und von dem einen langen Kehrgewinde (34) unabhängige sowie gegenüber diesem (34) um einen bestimmten Umfangswinkel versetzte kurze Kehr-

gewinde (35,36) für je einen Fadenführer (37,38) aufweist, deren Hublänge zusammengenommen eine Länge haben, die etwa der Hublänge der einen langen Spule (Ii) entspricht, und daß die Treibwalze (30) außer dem fadenführenden Mutabschnittpaar (10) für eine lange Spule zusätzlich Nutabschnittspaare (39,40) für zwei oder mehr zu wickelnde Spulen aufweist, deren Hublänge zusammengenommen eine Länge haben, die annähernd gleich der Hublänge der einen langen Spule (11) ist.

7) Schnellaufende Spulvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine dreh- bzw. schwenkbare Trageinrichtung (23) vorgesehen ist, die mit mindestens zwei drehbaren Spulenspannfuttern (24) ausgestattet ist, die im Wechsel in Arbeitsstellung schwenkbar sind.