EP0558872A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufwickeln von wickelfähigen Substraten - Google Patents

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EP0558872A1
EP0558872A1 EP92810166A EP92810166A EP0558872A1 EP 0558872 A1 EP0558872 A1 EP 0558872A1 EP 92810166 A EP92810166 A EP 92810166A EP 92810166 A EP92810166 A EP 92810166A EP 0558872 A1 EP0558872 A1 EP 0558872A1
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EP
European Patent Office
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substrate
winding
wound
substrate carrier
carrier
Prior art date
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EP92810166A
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English (en)
French (fr)
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EP0558872B1 (de
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Mickael Mheidle
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BASF Schweiz AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
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Publication date
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Priority to AT92810166T priority patent/ATE141891T1/de
Priority to EP92810166A priority patent/EP0558872B1/de
Priority to TW082101231A priority patent/TW242657B/zh
Priority to US08/021,696 priority patent/US5374006A/en
Priority to JP5069339A priority patent/JPH0648624A/ja
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    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06B—TREATING TEXTILE MATERIALS USING LIQUIDS, GASES OR VAPOURS
    • D06B23/00—Component parts, details, or accessories of apparatus or machines, specially adapted for the treating of textile materials, not restricted to a particular kind of apparatus, provided for in groups D06B1/00 - D06B21/00
    • D06B23/10—Devices for dyeing samples
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H19/00—Changing the web roll
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    • B65H19/28—Attaching the leading end of the web to the replacement web-roll core or spindle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H23/00—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs
    • B65H23/04—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally
    • B65H23/18—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web
    • B65H23/195—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in winding mechanisms or in connection with winding operations
    • B65H23/198—Registering, tensioning, smoothing or guiding webs longitudinally by controlling or regulating the web-advancing mechanism, e.g. mechanism acting on the running web in winding mechanisms or in connection with winding operations motor-controlled (Controlling electrical drive motors therefor)
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    • B65H75/00—Storing webs, tapes, or filamentary material, e.g. on reels
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    • B65H75/18—Constructional details
    • B65H75/28—Arrangements for positively securing ends of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40—Type of handling process
    • B65H2301/41—Winding, unwinding
    • B65H2301/414—Winding
    • B65H2301/41419—Starting winding process
    • B65H2301/41426—Starting winding process involving suction means, e.g. core with vacuum supply
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00—Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/50—Auxiliary process performed during handling process
    • B65H2301/52—Auxiliary process performed during handling process for starting
    • B65H2301/522—Threading web into machine

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for winding windable substrates according to the preamble of the respective independent patent claim.
  • a certain amount of a substance (substrate) to be experimentally dyed is wound onto a so-called sample dyeing tube.
  • This sleeve together with the wound material is exposed to a dye bath.
  • the sleeve has many openings in its wall, so that the entire wound up material is penetrated by the circulating dyeing liquid in the dye bath.
  • the substances to be dyed have been wound onto the sample dyeing tube in the laboratory in such a way that first the substance to be wound or the end of the substance is manually pulled off a substrate storage roll and the pulled-off material web is manually threaded, i.e. the end of the fabric is attached to the sample dye tube.
  • the sample dyeing tube is then turned by means of a hand-operated crank and the threaded fabric is placed on the tube, i.e. wrapped around the sleeve.
  • the fabric is cut off with scissors, for example, and the end of the fabric belonging to the winding is attached to the winding (for example stapled).
  • this type of winding however, only an uneven winding is achieved, i.e.
  • the density of the individual layers of the material to be dyed wrapped around the sleeve can vary greatly.
  • the material to be dyed can only be wound onto the sleeve by manual operation under a widely varying tension, so that the areas of the fabric that are wound under higher tension are very much pulled apart, while the areas that are lower Tensile stress are wound up, are less apart.
  • the color impression after the subsequent dyeing of the fabric can also fluctuate greatly, since those areas which are wound apart on the sleeve to different extents, of course also differ in the subsequent dyeing from the dyeing liquid in the dye bath be penetrated. A reliable statement about what the color impression of the dyed fabric will be later under production conditions is then hardly possible.
  • the wound mass of substrate also fluctuates quite considerably, which makes an assessment of the color impression as it will be under production conditions considerably more difficult.
  • the substrate in known laboratory winding devices must also be cut off by hand each time the winding process has ended and the cut end must be attached to the winding. The other end of the fabric must then be re-threaded before a new wrapping process begins before a new wrapping process can begin.
  • Another disadvantage of such known laboratory devices is their slow working speed.
  • the object is achieved in terms of the method by first holding the substrate to be wound in a defined storage position and then moving the substrate carrier into a threading position in which the substrate is brought into engagement with the substrate carrier becomes.
  • the substrate to be wound is then automatically threaded around the substrate carrier and, after the threading process has ended, the substrate carrier is moved into a winding position. In this winding position, the substrate is wound around the substrate carrier, the substrate being transported to the substrate carrier in a motor-driven manner at an adjustable feed rate.
  • the substrate carrier itself is controllably motor-driven with a uniform torque and depending on the feed rate at which the substrate is transported to the substrate carrier.
  • the substrate is cut off and the end of the substrate belonging to the winding around the substrate carrier is automatically fixed to the winding, while the other end of the substrate is again held in the defined storage position.
  • the substrate is wound onto the substrate carrier under a uniform, reproducible tension.
  • the motor drive for transporting the substrate to the substrate carrier is regulated to a uniform feed rate. This ensures that the effort for controlling the drive of the substrate carrier, which is controlled depending on the feed speed, is kept low, since if the transport drive is regulated to a uniform feed speed, the feed speed is subject to smaller fluctuations and thus correspondingly lower Changes to the control signals must be generated.
  • the mass per unit area of the substrate to be wound is first determined with a known substrate width and with a known substrate thickness and then the desired mass of substrate to be wound on the substrate carrier is determined. On the basis of the mass determined per unit area of the substrate and the specified desired mass of substrate to be wound, corresponding signals for controlling or regulating the motor drives are then generated. It is thereby achieved that in the case of substrates of known width, the mass per unit area of which is unknown, however, the mass per unit area is determined in the first place, which is necessary in order to be able to wind a desired (total) mass of substrate onto the substrate carrier.
  • this determination of the mass per unit area of the substrate is also advantageous for substrates whose mass per unit area is known as the standard value, since deviations from this standard value can also occur with such standard substrates, and with the aid of this embodiment variant a simple " Calibration "is possible.
  • the mass per unit area can advantageously be determined by first determining the weight of the unwound substrate carrier, the diameter of which is known. Subsequently, substrate is wound onto the substrate carrier until a predetermined diameter of the wound substrate carrier is reached. The weight of the wound substrate carrier is then determined. If the substrate width and substrate thickness are known, the mass per unit area of the substrate is then determined on the basis of all these values. If the substrate thickness is known, the diameter of the wound substrate carrier can then be determined and monitored in advance for a desired mass of substrate to be wound onto the substrate carrier, so that the winding process is stopped when the predicted diameter of the wound substrate carrier is reached.
  • signals for controlling or regulating the motor drives are then generated on the basis of these values.
  • a large number of substrates are provided (for example in a magazine-like manner), and as a first method step (that is, before any "calibration"), the desired substrate is first selected or defined from this large number of substrates.
  • a first method step that is, before any "calibration"
  • the desired substrate is first selected or defined from this large number of substrates.
  • holding means for holding the substrate in a defined storage position and means for moving the substrate carrier into a threading position are provided in which the substrate carrier is in the position shown in FIG engages the defined storage position to be threaded substrate and thread it around the substrate carrier.
  • Means are also provided for moving the substrate carrier, which move the substrate after threading the substrate into a winding position in which the means for winding the substrate wind the threaded substrate onto the substrate carrier.
  • the means for winding up the substrate include a motor-driven transport drive, which is provided with a control for the feed rate with which the transport drive transports the substrate guided between the drawing rollers to the substrate carrier.
  • the means for winding the substrate comprise a motor-operated drive for the substrate carrier, which is provided with a controller which controls it as a function of the feed speed at which the transport drive transports the substrate to the substrate carrier and the substrate carrier with a uniform torque drives.
  • both means are provided that the wound substrate after completion of the Cut off the winding process as well as means that automatically fix the end of the substrate belonging to the winding to the winding, while the holding means hold the other end of the substrate again in the defined storage position. With the help of such a device it is achieved that the substrate is wound onto the substrate carrier under a uniform, reproducible tension.
  • the control for the transport drive regulates the feed speed of the substrate to a uniform feed speed.
  • the effort for controlling the drive of the substrate carrier which is controlled as a function of the feed speed, is kept low, since when the transport drive is regulated to a uniform feed speed, the feed speed is subject to smaller fluctuations and thus also produces correspondingly smaller changes in the control signals Need to become.
  • the holding means for holding the substrate in the defined storage position comprise a holding rail or a holding element which has a holding surface with suction openings facing the substrate carrier moved into the threading position and a negative pressure connection which is connected to a negative pressure source via a valve.
  • the holding element When threading the substrate, the holding element is connected to the negative pressure source in terms of pressure, so that it generates a negative pressure through the suction openings in the holding surface and sucks the substrate against the holding surface.
  • the substrate carrier has on its outer wall around the longitudinal axis a plurality of areas in which needles are provided projecting essentially radially outward from its outer wall. These needles engage in the substrate held in the storage position.
  • Corresponding grooves are recessed in the holding surface of the holding element for these needles of the substrate carrier, so that the substrate carrier can be driven (rotated) without hindrance.
  • the valve separates the vacuum source from the holding element in terms of pressure, so that it releases the substrate away from the holding surface for winding.
  • the means for cutting in the direction of transport of the substrate are arranged immediately after the holding element. This arrangement enables the end of the substrate not belonging to the winding to be held in the manner already explained after the substrate has been cut off by the holding element with the aid of the vacuum source, and then threading the substrate onto the next substrate carrier likewise in the simple and reliable manner already explained and way can be done automatically.
  • the means which fix the end of the substrate belonging to the winding to the winding comprise a ring which is provided coaxially to the longitudinal axis of the substrate carrier in the vicinity of the substrate carrier end on the respective substrate carrier. On its inner surface, this ring is provided with a circumferential groove in which the substrate carrier can circulate freely during winding.
  • a pin is provided on the outside of the ring, which is arranged essentially perpendicular to the longitudinal section plane through the substrate carrier and around which actuatable fixing pins can be swiveled between two positions.
  • a fixing position on the other hand, they are pivoted essentially in the longitudinal direction of the substrate carrier and at least pierce the outer two layers of the wound substrate and thus fix them together.
  • This embodiment of the device enables simple automatic fixing of the end of the substrate belonging to the winding on the winding. At the same time, the substrate can be threaded and wound up in the manner already explained.
  • means are provided for determining the mass per unit area of the substrate, the substrate width and the substrate thickness being known. Furthermore, input means are provided for determining the desired mass of substrate to be wound on the substrate carrier, and computing means are provided which, on the basis of the mass determined per unit area of the substrate and the desired mass to be wound up, correspond to signals for controlling the drive of the substrate carrier or for regulating generate the transport drive and forward to this.
  • This embodiment allows a "calibration" and thus enables a desired mass of substrate on a substrate carrier wind up.
  • weighing means for determining the weight of the unwound and the wound substrate carrier are provided for determining the mass per unit area.
  • means are provided for monitoring the diameter of the wound substrate carrier, which stop the winding process when the diameter of the wound substrate carrier reaches a predetermined diameter. If the diameter of the unwound substrate carrier is known, the computing means then calculate the mass per unit area of the substrate on the basis of these values. Based on the desired mass of substrate to be wound up, they calculate the diameter of the wound substrate carrier in advance and position the means for monitoring the diameter of the wound substrate carrier in such a way that when the predicted diameter is reached they detect it and thus stop the winding process.
  • input means are provided for determining the desired mass of substrate to be wound onto the substrate carrier, for determining the desired tensile stress of the substrate on the substrate carrier and for determining the duration of a winding process.
  • electronic computational means calculate and generate corresponding control signals for the drive motors or their control or regulation on the basis of these values.
  • an impermissible parameter has been entered for a specific substrate (e.g. a tensile stress that is too high and incompatible with the substrate)
  • the electronic computational means can recognize this and display it to the user.
  • a particularly advantageous exemplary embodiment of the device according to the invention comprises a multiplicity of subrate storage rollers, a separate motor-driven pair of pull rollers being provided for each storage roller, between which the substrate is guided and clamped. Furthermore, in this exemplary embodiment, input means are provided for determining the desired substrate to be wound onto the substrate carrier. On the basis of the definition of the desired substrate, the motorized transport drive moves to the pull rollers of the substrate selected via the input means or to the corresponding substrate storage roller and couples the drive to the pull rollers of the selected substrate.
  • This exemplary embodiment operates essentially fully automatically, in particular if the other components already mentioned are provided for automatic threading, winding, cutting and fixing of the substrate, and is therefore very particularly efficient.
  • a laboratory dyeing line 1 shown in FIG. 1, substrates to be treated, in particular textiles 2, are unwound from storage rolls 3 on which the textiles are provided and transported to a work station 4.
  • the textiles are wound onto substrate supports, for example on sample color tubes.
  • the laboratory dyeing line comprises a storage container 5 for dye powder, which can be placed in solution in a dosing station 6. The wound sample dye tube can then be exposed to the dye mixture in a dye bath 7 and the textiles can be dyed in this way.
  • a basic arrangement which comprises a drive 300 for transporting the textile 2 from the storage roll 3 to a pattern dyeing sleeve 40 and a drive 400 for winding the textile 2 onto the sleeve 40, is shown in FIG. 2.
  • the arrangement shown here further comprises pulling rollers 31 and 32, between which the textile 2 is clamped, and which can be driven by means of the drive 300.
  • a simple implementation of such a drive 300 comprises a motor, the drive shaft of which can be coupled to the pulling roller 31, as is symbolically indicated by the arrow 31a.
  • the pulling roller 32 can also be driven, as symbolically by the arrow 32a is indicated. The pull rollers then rotate in the direction of arrows 31b and 32b.
  • the textile 2 can be attached to the sleeve 40 with the aid of the drive 400, which, as indicated by the arrow 40a, can be coupled to the sleeve 40 40 are wound, which rotates in the direction of arrow 40b when winding.
  • the drive 400 can also include a motor in a simple manner, the drive shaft of which can be coupled to the sleeve 40.
  • FIG. 3 shows the basic arrangement of FIG. 2, but expanded by a computer 41 with an input console 41a.
  • the entries that can be made with the aid of the input console 41a will be discussed in more detail again at a later point in time.
  • the arrangement is expanded by a control 310 for the drive 300 of the pull rollers 31 and 32 and a control 410 for the drive 400 of the sleeve 40. Since the textile 2 is wound onto the sleeve 40 with a uniform tension should be, the drive 400 drives the sleeve 40 with a uniform torque.
  • the controller 410 controls the drive 400 of the sleeve 40 as a function of the current speed at which the textile 2 is being transported to the sleeve 40.
  • the angular velocity of the sleeve 40 must of course be greater at the beginning of the winding process than towards the end of the winding process, since the diameter of the winding on the sleeve 40 always increases.
  • a uniform feed rate of the textile 2 to the sleeve 40 is assumed.
  • the computer 41 If the computer 41 knows the thickness of the textile to be wound up, it calculates a signal for the control 410 depending on the current feed speed, which then controls the drive 400 for the sleeve in such a way that the textile 2 applies uniform tension to the sleeve 40 is wound up.
  • a control 300 is also provided, which controls the drive 300 for the pull rollers 31 and 32, respectively, in such a way that the textile 2 is transported to the sleeve 40 at a uniform feed rate. To do this, the speed at which the textile 2 is transported must be monitored, for which many possibilities are conceivable. For example, the angular velocity of the transport rollers 31 or 32 can be monitored by sensors.
  • the computer 41 Based on the current feed rate of the textile 2, the computer 41 then calculates the current signal for the controller 410, which controls the drive 400 accordingly. This ensures that the textile 2 is wound around the sleeve 40 with a uniform tension. At the same time, the computer also calculates a signal for the control 310, which controls the drive 300 for the pull rollers 31 and 32, respectively, in such a way that the textile 2 is transported to the sleeve 40 at a uniform feed rate, which reduces the computing effort.
  • FIGS. 4 to 12 a possible embodiment of the winding device will be explained with reference to FIGS. 4 to 12.
  • a plurality of storage roles 3 can be provided, of which three storage roles are shown in FIG. 4.
  • a separate pair of pull rollers 31 and 32 is provided, between which the textile 2 is clamped.
  • the textile end 2 is held on a holding rail 42 in the manner shown in FIG. 6, wherein individual holding elements 42 can of course also be provided instead of the rail 42.
  • the textile 2 is initially held in the storage position. 6 shows the manner in which the textile 2 is held. In doing so only the holding element 42 or a corresponding holding rail are discussed at this point, although the sleeve 40 is also shown.
  • the holding element or the holding rail 42 has a curved holding surface 420, in which suction openings 421 are provided. Due to a negative pressure generated through the suction openings 421 in this holding surface 420, the textile 2 is sucked onto the curved holding surface 420 and held there. This negative pressure is generated here with the aid of a negative pressure source 431, which is connected to the holding element 42 via a valve 432, for example a controllable valve, and via the connection 430. Furthermore, grooves 422 are recessed in the holding element 42 or in the holding surface 420, the function of which will be discussed in more detail later in the explanation of the threading process.
  • the desired textile 2 to be wound can now be selected.
  • the drive 300 for the pulling rollers 31 or 32 now moves to the corresponding storage roller 3 or to its pulling rollers 31 or 32 (FIG. 4) and couples the drive to the pulling rollers.
  • the drive 300 first moves on the rail 43 to the selected storage roller 3, before it moves its drive head 301 in axial alignment with the shaft of the pulling roller to be driven (in FIG. 4 into the plane of the drawing) and then turns it on the shaft of the corresponding pull roller, here coupled to the shaft of the pull roller 31.
  • the drive 400 together with the winding sleeve 40 is expediently connected to this movable drive 300 to form a structural unit, so that the drives are moved together to the respectively selected storage roller 3 and thereby quasi one work step (moving any drive together with the sleeve 40) can be saved.
  • the axial coupling of the drive 300 to the shaft of the pull roller 31 can take place, for example, as shown in FIG. 5.
  • the drive head 301 is moved with the aid of a first servomotor 302 via a pinion 303 driven by this servomotor 302 and a toothed rack 304, in which this pinion 303 engages, to the shaft of the pulling roller 31, that is, to the left in FIG. 5.
  • the drive motor 305 can drive the drive head 301 and with it the pull roller 31 rotate.
  • This driving of the drive head 301 and the associated rotation of the pull roller 31 can also take place again via an interlocking toothing (gears, pinion).
  • the sleeve 40 can be designed in the exemplary embodiment described.
  • a sleeve 40 is shown in FIGS. 7 and 8, the sleeve 40 having already been wound with textile 2 in both figures.
  • openings 402 are provided in the wall of the sleeve 40.
  • the sleeve 40 shown here is therefore suitable for subsequent dyeing of the wound textile in the dyebath, since the dye liquid can easily penetrate through the openings 402 and through the wound textile 2, and in particular a circulation of the dye liquid is possible.
  • the sleeve 40 has on its outside on the wall needles 403 which project substantially radially from the outside wall. The function of these needles 403 will be discussed in more detail in the explanation of the threading process.
  • the sleeve 40 also comprises fixing mandrels 44 which can be pivoted about a pin 450.
  • the pin 450 itself is provided on the outside of a ring 45 with which the sleeve is provided.
  • this ring 45 is provided with a circumferential groove 451, in which the sleeve 40 can rotate freely during winding, since the ring 45 together with the fixing mandrels 44 is held after the fixing domes 44 have been pivoted out. How this pivoting out of the fixing mandrels 44 takes place will be explained in more detail later.
  • the fixing mandrels 44 can be pivoted about the pin 450 of the ring 45.
  • the fixing domes 44 are shown in two different positions, in the pivoted-in state (fixing position, shown in broken lines), in which they are pivoted before and after the winding of the sleeve 40, and in a position pivoted out here by 90 ° with respect to the fixing position.
  • the fixing mandrels 44 are first held in the fixing position (dashed), for example with the aid of small springs (for example with small spirals or leaf springs), which are not shown for reasons of drawing.
  • the fixing mandrels 44 (FIG. 7, FIG. 8) with which the sleeve 40 is provided must first be pivoted out of the fixing position, so that the textile 2 can be threaded or the sleeve can be wound. This has already been pointed out above, without explaining the way in which this swiveling out and in can take place.
  • FIGS. 9 and 11. 11 the sleeve is already shown wound with textile, whereas no textile 2 has been wound onto the sleeve or around its wall before the threading process begins.
  • the fixing mandrels 44 are in the fixing position (FIG. 7, FIG. 8) at this time, as already explained above. Since the fixing mandrels 44 are not yet held at this time, the ring 45 on which the pin 450 is provided rotates together with the fixing mandrels 44 with the sleeve.
  • the sleeve 40 is rotated in the direction of arrow 40b (in the winding direction) until the fixing mandrels 44 are brought into engagement with an actuating member 46.
  • the actuating member 46 comprises a spar or beam 460 on which a plurality of substantially U-shaped holding stops 461 are formed or which are connected to the spar 460. This has already been indicated in FIG. 11 and is explained in more detail with reference to FIG. 9.
  • the opening 462 of the holding stops 461 points approximately tangentially against the direction of rotation of the sleeve 40, so that when the sleeve is rotated in the winding direction, that is to say in the direction of the arrow 40b (here counterclockwise), the fixing mandrels 44 can slide into these holding stops 461.
  • Fig. 9 it can be seen how the fixing mandrels 44 have already slid into these holding stops 461. It can also be clearly seen here how the openings 462 of these stops 461 are arranged pointing approximately tangentially against the direction of rotation of the sleeve 40 (upper position, fixing position). In this exemplary embodiment, three such stops 461 are provided on the spar 460, the openings 462 of which here point out of the plane of the drawing. A further rotation of the sleeve 40 only causes the fixing mandrels 44 to be pressed against the stops 461. Thus, the ring 45 on which the pin 450 is provided, around which the fixing pins 44 are pivotally mounted, can no longer rotate with the sleeve 40. The sleeve 40 can then, as already explained with reference to FIGS. 7 and 8, rotate freely in the groove 451 in the inner surface of the ring 45.
  • the fixing mandrels 44 In order to be able to thread the textile 2 and to wind it around the sleeve 40, the fixing mandrels 44 must be pivoted out of the fixing position (upper position in FIG. 9).
  • One possibility of pivoting the fixing mandrels 44 out of this fixing position into a winding position, in which they do not hinder the threading and winding process is shown in Fig. 9.
  • a guide plate 463 is provided, in which an elongated hole 464 is recessed.
  • an adjusting ring 473 is provided, for example, on both sides of the elongated hole 464 (FIG. 11).
  • the piston rod 471 can be moved up and down by means of a piston drive 474, which can function, for example, hydraulically or pneumatically and is preferably electrically controllable. If the fixing mandrels have slid into the holding stops 461 (upper dashed position, fixing position), the piston drive 474 moves the piston rod 471 downward. As a result, the spar 460 is also moved downward, the pin 472 being able to slide in the slot 464 of the guide plate 463.
  • the fixing mandrels 44 are pivoted out into a winding position in this way, as is indicated in FIG. 9, the threading process and then the winding process can begin. At this point it should be noted that it is not necessary to pivot the fixing mandrels 44 out of the fixing position by 90 °, as is indicated in FIG. 8. It was only a matter of showing that the fixing mandrels 44 can be swung out of the fixing position at all, to the extent that they do not impede the threading or winding of the textile 2 onto the sleeve 40. If the sleeve 40 is wound, the piston drive 474 moves the piston rod 471 up again until the fixing mandrels 44 pierce the textile 2 so that it is fixed (FIG. 7).
  • the sleeve is then rotated a little counter to the winding direction of rotation, i.e. counter to the direction of the arrow 40b (here clockwise), so that the fixing mandrels 44 can slide out of the openings 462 of the stops 461 again.
  • FIG. 10 shows again the textile 2 guided between the pulling rollers 31 and 32, which is held in the storage position (FIG. 4). Due to the negative pressure generated through the suction openings 421 (FIG. 6), it is sucked into the curved holding surface 420 of the holding element 42 and held there.
  • the sleeve 40 is initially arranged in the winding position, which is indicated by the axis of rotation 406. In this position, the fixing mandrels 44 are pivoted out of the fixing position into the winding position in the manner explained. The sleeve 40 is then moved into the threading position (axis of rotation 407).
  • the sleeve 40 is provided on its outer wall around the sleeve in several areas with needles 403 which protrude radially outward from the outer wall. These needles 403 are indicated in FIG. 10. As can be seen in FIGS. 6, 7 and 8 (and also indicated in FIG. 10), the needles 403 engage in the textile 2 to be threaded, ie they pierce it. In the areas in which the needles 403 pierce the textile 2, 42 grooves 422 are recessed in the holding surface 420 of the holding element. In Fig. 6, in which the sleeve is shown in the threading position, three such grooves 422 are exemplary shown.
  • the vacuum source 431 is separated in terms of pressure from the holding element 42, for example with the aid of the controllable valve 432.
  • the sleeve is, for example, two complete rotations about its axis of rotation 407 in the winding direction (here turned counterclockwise).
  • the needles 403 can be rotated with the sleeve 40 and can engage in the textile 2 without being hindered by the holding element 42 or its holding surface 420.
  • the textile 2 is now sufficiently securely threaded around the sleeve 40 and the sleeve 40 is moved into the winding position (axis of rotation 406, FIG.
  • the actual winding process begins, in which the textile 2 is then wound onto the sleeve 40.
  • the sensor S which is preferably arranged to be adjustable, detects an overall diameter of the sleeve 40 with the wound textile 2, it sends a corresponding signal to the control 410 of the drive 400 (FIG. 3), which ends the winding process by both the drive 400 for the sleeve 40 and the drive 300 for the pull rollers 31 and 32 is switched off.
  • the fixing mandrels 44 are moved into the fixing position in the manner already explained, in which they pierce at least the outer two layers of the textile 2 and thus fix it to the winding.
  • the textile 2 must now be cut off. So that the cut end of the textile 2, which is not fixed to the winding, cannot roll up or move into a position in which it cannot subsequently be automatically wound onto the next sleeve 40 to be wound, the controllable one becomes first according to FIG. 10
  • Valve 432 is actuated so that the vacuum source 431 is pressure-connected again to the holding element 42 via the connection 430 and creates a negative pressure through the openings 421 (FIG.
  • the textile can be cut, for example, as will be explained below with reference to FIGS. 11 and 12.
  • a cut plate 48 is placed between the textile web held on the holding surface 420 and the textile wound on the sleeve 40, that is to say between the textile web held in the storage position and the winding , swung in.
  • the cutting plate 48 acts like the one blade of a pair of scissors, which is shown in more detail with reference to FIG is explained.
  • the pivoting of the cutting plate is conceivable in many ways, in Fig. 11 this possibility of pivoting is only indicated symbolically by the slot 481 and the shaft 482, around which the cutting plate 48 is pivotally mounted.
  • a further cutting plate 49 which acts like the second blade of a pair of scissors, is moved against the cutting plate 48 and thus the textile is severed. This will be explained in more detail below with reference to FIG. 12.
  • Fig. 12 which shows a section along the line XII-XII of Fig. 11, for the sake of simplicity only the sleeve 40 wound with textile 2 and the two cutting plates 48 and 49, which act like the two blades of a pair of scissors, are shown .
  • the cutting plate 48 one blade of the "scissors" is held in its position after pivoting in, while the other cutting plate 49 (the other Blade of "scissors") how the second blade of a pair of scissors is moved. This can be done as shown in FIG.
  • a pin 495 or 496 is connected to the piston rods 493 or 494 in a projecting manner, the pins 495 and 496 reaching through an opening 497 or 498 in the cutting plate 49 and similar to the actuating element for pivoting out the fixing pins 44 (FIG. 9) are secured by adjusting rings 495a and 496a (FIG. 11) against lateral sliding out of the respective opening 497 or 498.
  • the piston drive 491 first moves the piston rod 493 upward until the upper edge of the cutting plate 49 reaches approximately the height of the lower edge of the cutting plate 48, that is to say to the height of the other blade of the "scissors".
  • the other piston rod 494 initially remains in the position shown in FIG. 12. Since the pin 495 on the piston rod 493 and the cutting plate 49 are not movable in the longitudinal direction relative to one another, because the opening 497 through which the pin 495 protrudes is formed only as a through-hole, the cutting plate 49 becomes relative to the pin 496 on the piston rod slightly moved, as shown in Fig. 12 to the right.
  • the other cutting plate 48 can now be swung out again, the wound sleeve 40 can be moved away and, for example, fed to a sample dye bath. A new unwound sleeve can then be moved up and the textile 2 can be threaded around this new sleeve from the storage position in the manner explained above.
  • the actual mass per unit area of the textile to be wound up has to be determined once for a storage roll so that subsequently many winding processes can take place and a uniform mass of substrate can always be wound up.
  • the width and the thickness of the textiles on the storage rolls are known.
  • the calibration can now be carried out as follows: First, the empty weight of a sleeve to be wound is determined, for example by weighing it using a balance. The diameter of the unwound sleeve is also known. The textile is then threaded in the manner previously explained and wound onto the sleeve. At this point, reference should again be made to FIG. 10. Textile is wound up in the winding position (axis of rotation 406) until the sensor S detects a predetermined overall diameter of the sleeve 40 wound with textile 2. In accordance with this previously determined overall diameter, the adjustable sensor S is arranged in a very specific position.
  • the textile is cut off and the sleeve wound with textile is weighed.
  • the difference between the weight the wound and unwound sleeve corresponds to the weight of the entire substrate wound on the sleeve.
  • D1 T + [(D0-T) 2 + (4MT / ⁇ B)] 1 ⁇ 2
  • ⁇ mass per unit area of the textile
  • the input console 41a can also be used as the first step to select the desired substrate to be wound from a large number of substrates, whereupon the drives 300 and 400 are moved to the corresponding substrate storage roller 3 and the drive 300 is coupled to the corresponding pull rollers 31 and 32, respectively.

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Abstract

Ein wickelfähiges Substrat (2) wird zu einem Substratträger (40) transportiert und auf diesen aufgewickelt. Dazu wird das Substrat (2) zunächst in einer definierten Speicherstellung gehalten. In dieser Speicherstellung wird der Substratträger (40) in eine Einfädelposition (407) bewegt und mit dem Substrat in Eingriff gebracht. Das Substrat wird dann automatisch um den Substratträger (40) herum eingefädelt. Nach Beendigung des Einfädelvorgangs wird der Substratträger (40) in eine Wickelposition (406) bewegt, in der das Substrat (2) auf den Substratträger (40) aufgewickelt wird. Die Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Substrat (2) motorisch zum Substratträger (40) transportiert wird, ist regelbar. Der Substratträger (40) wird steuerbar motorisch angetrieben, und zwar mit gleichmässigem Drehmoment und in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Substrat (2) zum Substratträger (40) transportiert wird. Nach Beendigung des Wickelvorgangs wird das Substrat (2) abgeschnitten und das zum Wickel gehörende Substratende wird automatisch am Wickel fixiert, während das andere Substratende wieder in der definierten Speicherstellung gehalten wird. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln von wickelfähigen Substraten gemäss dem Oberbegriff des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs.
  • In der Farstoff herstellenden Industrie und auch seitens der Farbstoff verarbeitenden Industrie besteht grosses Interesse daran, die eingesetzten Farbstoffe vor dem industriellen Einsatz (Produktion) zu testen, um die Bedingungen der Applikation optimieren zu können, um Farbnuancen einstellen und verschiedene Produkte vom ökonomischen und technischen Standpunkt aus vergleichen und kontrollieren zu können. Insbesondere auf dem Gebiet der Textilfärbung, also der Färbung von Stoffen oder Geweben, sind oft lange Testreihen nötig, um die am besten geeigneten Randbedingungen für die gewünschte Textilien-Farbstoff Kombination zu ermitteln oder um den am besten geeigneten Farbstoff zu ermitteln bzw. die gewünschte Farbnuance einzustellen. Zu diesem Zweck wird im Labor eine Vielzahl von Versuchsfärbungen (Musterfärbungen) durchgeführt und an die späteren industriellen Bedingungen angepasst. Beispielweise wird zu diesem Zweck eine bestimmte Menge eines versuchsweise zu färbenden Stoffs (Substrat) auf eine sogenannte Musterfärbehülse aufgewickelt. Diese Hülse mitsamt dem aufgewickelten Stoff wird einem Färbebad ausgesetzt. Die Hülse weist in ihrer Wand viele Öffnungen auf, so dass der gesamte aufgewickelte Stoff von der zirkulierenden Färbeflüssigkeit im Färbebad durchdrungen wird.
  • Wie bereits erwähnt, besteht das Interesse, mit Hilfe dieser Musterfärbungen eine verlässliche Aussage darüber zu gewinnen, welches die geeigneten Randbedingungen für die gewünschte Textil-Farbstoff Kombination ist bzw. wie sich der verwendete Farbstoff unter Produktionsbedingungen verhält, also eine Aussage darüber zu gewinnen, welcher Farbstoff der am besten geeignete ist bzw. mit welchem Farbstoff die gewünschte Farbnuance am besten erzielt wird. Um eine verlässliche Aussage darüber zu erzielen, muss allerdings gewährleistet sein, dass der zu färbende Stoff, der auf die Hülse aufgewickelt ist, wie unter Produktionsbedingungen, stets mit einer gleichmässigen Zugspannung aufgewickelt ist.
  • Die Aufwickelung der zu färbenden Stoffe auf die Musterfärbehülse im Labor erfolgt bisher beispielsweise so, dass zunächst der zu wickelnde Stoff bzw. das Stoffende von einer Substratspeicherrolle manuell abgezogen und die abgezogene Stoffbahn manuell eingefädelt wird, d.h. das Stoffende wird an der Musterfärbehülse befestigt. Anschliessend wird mittels einer handbetriebenen Kurbel die Musterfärbehülse gedreht und der eingefädelte Stoff auf die Hülse, d.h. um die Hülse herum, aufgewickelt. Nach Beendigung des Wickelns wird der Stoff beispielsweise mit einer Schere abgeschnitten, und das zum Wickel gehörende Stoffende wird am Wickel befestigt (beispielsweise geklammert). Mit dieser Art und Weise des Wickelns wird allerdings nur eine ungleichmässige Aufwickelung erzielt, d.h. die Dichte der einzelnen um die Hülse herum gewickelten Lagen des zu färbenden Stoffs kann sehr stark variieren. Vor allem aber kann der zu färbende Stoff durch den manuellen Betrieb nur unter einer stark variierenden Zugspannung auf die Hülse aufgewickelt werden, so dass die Bereiche des Stoffs, die unter höherer Zugspannung aufgewickelt sind, sehr stark auseinandergezogen sind, während die Bereiche, die unter niedrigerer Zugspannung aufgewickelt sind, weniger stark auseinandergezogen sind. Infolge dieser ungleichmässigen Aufwickelung des Stoffs auf die Hülse kann auch der Farbeindruck nach der anschliessenden Färbung des Stoffs sehr stark schwanken, da solche Bereiche, die unterschiedlich stark auseinandergezogen auf die Hülse aufgewickelt sind, natürlich bei der anschliessenden Färbung auch unterschiedlich stark von der Färbeflüssigkeit im Färbebad durchdrungen werden. Eine verlässliche Aussage darüber, wie der Farbeindruck des gefärbten Stoffs später unter Produktionsbedingungen sein wird, ist dann kaum möglich.
  • Weiterhin schwankt aufgrund dieser Ungleichmässigkeiten beim Aufwickeln die aufgewickelte Masse an Substrat auch recht erheblich, was eine Beurteilung des Farbeindrucks, wie er später unter Produktionsbedingungen sein wird erheblich erschwert. Im übrigen muss das Substrat bei bekannten Laborwickelvorrichtungen nach Beendigung des Wickelvorgangs auch jedesmal per Hand abgeschnitten und das abgeschnittene Ende am Wickel befestigt werden. Das andere Ende der Stoffbahn muss dann vor Beginn eines neuen Wickelvorgangs neu eingefädelt werden, bevor ein neuer Wickelvorgang beginnen kann. Ein weiterer Nachteil solcher bekannten Laborvorrichtungen ist deren geringe Arbeitsgeschwindigkeit.
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Aufwickelverfahren und eine Aufwickelvorrichtung zu schaffen, bei der diese Nachteile beseitigt sind, die also insbesondere eine gleichmässige Dichte der einzelnen Lagen eines aufzuwickelnden Substrats ermöglicht und die vor allen Dingen gewährleistet, dass die einzelnen Lagen unter einer gleichmässigen Zugspannung auf den Substratträger aufgewickelt werden. Nur wenn die Zugspannung des aufgewickelten Substrats gleichmässig ist, wird auch bei der anschliessenden Färbung ein möglichst gleichmässiges Durchdringen der einzelnen Lagen des Substrats ermöglicht und der Farbeindruck, wie er unter Produktionsbedingungen einmal entsteht, kann so verlässlich beurteilt werden bzw. Rezepturen für Farbstoffe zur Erzielung eines bestimmten Farbeindrucks können so ermittelt werden. Weiterhin ist es wünschenswert, ein automatisches Einfädeln, Wickeln, Schneiden und Fixieren des Substratendes zu ermöglichen, um den Aufwand beim Betrieb solcher Vorrichtungen gering zu halten und um die Zeit, die für Einfädeln, Wickeln, Schneiden, Fixieren benötigt wird, zu verkürzen und somit die Effizienz zu erhöhen.
  • Diese und weitere Nachteile des Stands der Technik werden beseitigt und insbesondere wird die Aufgabe verfahrensmässig dadurch gelöst, dass das zu wickelnde Substrat zunächst in einer definierten Speicherstellung gehalten und dann der Substratträger in eine Einfädelposition bewegt wird, in der das Substrat mit dem Substratträger in Eingriff gebracht wird. Das zu wickelnde Substrat wird anschliessend automatisch um den Substratträger herum eingefädelt und nach Beendigung des Einfädelvorgangs wird der Substratträger in eine Wickelposition bewegt. In dieser Wickelposition wird das Substrat um den Substratträger herum aufgewickelt, wobei das Substrat mit einer regelbaren Vorschubgeschwindigkeit motorisch angetrieben zum Substratträger transportiert wird. Der Substratträger selbst wird mit einem gleichmässigen Drehmoment und abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Substrat zum Substratträger transportiert wird, steuerbar motorisch angetrieben. Nach Beendigung des Wickelvorgangs wird das Substrat abgeschnitten und das zum Wickel um den Substratträger gehörende Substratende wird automatisch am Wickel fixiert, während das andere Substratende wieder in der definierten Speicherstellung gehalten wird. Auf diese Weise wird erreicht, dass das Substrat unter einer gleichmässigen, reproduzierbaren Zugspannung auf den Substratträger aufgewickelt wird. Dadurch kann im Falle der Färbung von Textilmustern, wie eingangs erläutert, eine verlässliche Aussage darüber gewonnen werden, welcher Farbeindruck bei der Färbung mit einem Farbstoff einer bestimmten Rezeptur später unter Produktionsbedingungen entsteht bzw. kann auf diese Art und Weise die Rezeptur zum Erreichen eines bestimmten Farbeindrucks ermittelt werden. Gleichzeitig wird auch ein automatisches Einfädeln, Wickeln, Schneiden und Fixieren ermöglicht und damit die Effizienz, mit der der Wickelvorgang abläuft, erhöht.
  • In einer Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Verfahrens wird der motorische Antrieb zum Transportieren des Substrats zum Substratträger auf eine gleichmässige Vorschubgeschwindigkeit hin geregelt. Dadurch wird erreicht, dass der Aufwand für die Steuerung des Antriebs des Substratträgers, der ja in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit gesteuert wird, gering gehalten wird, da bei einer Regelung des Transportantriebs auf eine gleichmässige Vorschubgeschwindigkeit hin die Vorschubgeschwindigkeit geringeren Schwankungen unterliegt und damit auch entsprechend geringere Änderungen der Steuersignale erzeugt werden müssen.
  • In einer weiteren Ausführungsvariante des Verfahrens wird zunächst bei bekannter Substratbreite und bei bekannter Substratdicke die Masse pro Flächeneinheit des zu wickelnden Substrats ermittelt und dann die gewünschte auf den Substratträger zu wickelnde Masse an Substrat festgelegt. Auf der Basis der ermittelten Masse pro Flächeneinheit des Substrats und der festgelegten gewünschten zu wickelnden Masse an Substrat werden dann entsprechende Signale zur Steuerung bzw. Regelung der motorischen Antriebe erzeugt. Dadurch wird erreicht, dass bei Substraten bekannter Breite, deren Masse pro Flächenneinheit aber unbekannt ist, die Masse pro Flächeneinheit überhaupt erst einmal ermittelt wird, was erforderlich ist, um eine gewünschte (Gesamt-)Masse an Substrat auf den Substratträger aufwickeln zu können. Andererseits ist diese Bestimmung der Masse pro Flächeneinheit des Substrats aber auch bei Substraten, deren Masse pro Flächeneinheit als Standardwert bekannt ist, vorteilhaft, da es auch bei solchen Standard-Substraten zu Abweichungen von diesem Standardwert kommen kann, und mit Hilfe dieser Ausführungsvariante eine einfache "Kalibrierung" möglich ist.
  • Die Masse pro Flächeneinheit kann in vorteilhafter Weise so bestimmt werden, dass zunächst das Gewicht des unbewickelten Substratträgers bestimmt wird, dessen Durchmesser bekannt ist. Anschliessend wird so lange Substrat auf den Substratträger gewickelt, bis ein vorgegebener Durchmesser des bewickelten Substratträgers erreicht wird. Danach wird das Gewicht des bewickelten Substratträgers bestimmt. Sind Substratbreite und Substratdicke bekannt, so wird aufgrund all dieser Werte dann die Masse pro Flächeneinheit des Substrats ermittelt. Bei bekannter Substratdicke kann dann für eine gewünschte auf den Substratträger aufzuwickelnde Masse an Substrat der Durchmesser des bewickelten Substratträgers im voraus bestimmt und überwacht werden, so dass beim Erreichen des vorausberechneten Durchmessers des bewickelten Substratträgers der Aufwickelvorgang gestoppt wird.
  • In einer weiteren vorteilhaften Variante des Verfahrens werden die gewünschte Zugspannung, mit der das Substrat auf den Substratträger gewickelt werden soll, sowie die gewünschte Dauer des Wickelvorgangs festgelegt. Für den Fall, dass die festgelegten Werte mit dem aufzuwickelnden Substrat verträglich sind, werden auf der Basis dieser Werte dann Signale zur Steuerung bzw. Regelung der motorischen Antriebe erzeugt. Die Vorteile dieser Variante liegen darin, dass unterschiedliche Substrate unter unterschiedlichen Zugspannungen aufgewickelt werden können, da nicht alle Substrate hinsichtlich der Zugspannung gleich beanspruchbar sind, und ein Reissen (bei zu hoher Zugspannung) oder ein Zerknittern (bei zu niedriger Zugspannung) des Substrats vermieden werden muss. Zu diesem Zweck kann eine entsprechende Warnung abgesetzt werden, z.B. auf einem Bildschirm erscheinen, dass die gewählten Parameter nicht mit dem aufzuwickelnden Substrat verträglich sind. Ähnliches gilt für die Dauer des Wickelvorgangs bzw. für die Geschwindigkeit, mit der die Substrate aufgewickelt werden: Unterschiedliche Substrate können bzw. müssen mit unterschiedlichen Höchstgeschwindigkeiten aufgewickelt werden.
  • In einer weiteren Verfahrensvariante wird eine Vielzahl von Substraten bereitgestellt (beispielsweise magazinartig), und als erster Verfahrensschritt (also noch vor einer allfälligen "Kalibrierung") wird zunächst das gewünschte Substrat aus dieser Vielzahl von Substraten ausgewählt bzw. festgelegt. Mit Hilfe dieser Verfahrensvariante wird ein aufwendiges manuelles Austauschen des bereitgestellten Substrats, also beispielsweise einer Substratspeicherrolle, vermieden. Vielmehr erfolgt hier die Auswahl des Substrats nach Eingabe des gewünschten Substrats vollautomatisch, so dass sich diese Verfahrensvariante durch ihre Effizienz auszeichnet.
  • Vorrichtungsmässig werden die Nachteile des Standes der Technik dadurch beseitigt und insbesondere wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass Haltemittel zum Halten des Substrats in einer definierten Speicherstellung und Mittel zum Bewegen des Substratträgers in eine Einfädelposition vorgesehen sind, in der der Substratträger in das in der definierten Speicherstellung gehaltene einzufädelnde Substrat eingreift und es um den Substratträger herum einfädelt. Ferner sind Mittel zum Bewegen des Substratträgers vorgesehen, die diesen nach dem Einfädeln des Substrats in eine Wickelposition bewegen, in der die Mittel zum Aufwickeln des Substrats das eingefädelte Substrat auf den Substratträger aufwickeln. Die Mittel zum Aufwickeln des bereitgestellten Substrats umfassen dabei einen motorisch betreibbaren Transportantrieb, der mit einer Regelung für die Vorschubgeschwindigkeit versehen ist, mit der der Transportantrieb das zwischen Zugwalzen geführte Substrat zum Substratträger transportiert. Weiterhin umfassen die Mittel zum Aufwickeln des Substrats einen motorisch betreibbaren Antrieb für den Substratträger umfassen, der mit einer Steuerung versehen ist, die ihn in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit, mit der der Transportantrieb das Substrat zum Substratträger transportiert, steuert und den Substratträger mit einem gleichmässigen Drehmoment antreibt. Ausserdem sind sowohl Mittel vorgesehen, die das aufgewickelte Substrat nach Beendigung des Aufwickelvorgangs abschneiden als auch Mittel, die das zum Wickel gehörende Substratende automatisch am Wickel fixieren, während die Haltemittel das andere Substratende wieder in der definierten Speicherstellung halten. Mit Hilfe einer solchen Vorrichtung wird erreicht, dass das Substrat unter einer gleichmässigen, reproduzierbaren Zugspannung auf den Substratträger aufgewickelt wird. Dadurch kann im Falle der Färbung von Textilmustern, wie eingangs erläutert, eine verlässliche Aussage darüber gewonnen werden, welcher Farbeindruck bei der Färbung mit einem Farbstoff einer bestimmten Rezeptur später unter Produktionsbedingungen entsteht bzw. kann auf diese Art und Weise die Rezeptur zum Erreichen eines bestimmten Farbeindrucks ermittelt werden. Gleichzeitig wird auch ein automatisches Einfädeln, Wickeln, Schneiden und Fixieren ermöglicht und damit die Effizienz, mit der der Wickelvorgang abläuft, erhöht.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung regelt die Regelung für den Transportantrieb die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats auf eine gleichmässige Vorschubgeschwindigkeit hin. Dadurch wird der Aufwand für die Steuerung des Antriebs des Substratträgers, der ja in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit gesteuert wird, gering gehalten, da bei einer Regelung des Transportantriebs auf eine gleichmässige Vorschubgeschwindigkeit hin die Vorschubgeschwindigkeit geringeren Schwankungen unterliegt und damit auch entsprechend geringere Änderungen der Steuersignale erzeugt werden müssen.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung umfassen die Haltemittel zum Halten des Substrats in der definierten Speicherstellung eine Halteschiene oder ein Halteelement, welches eine dem in die Einfädelposition bewegten Substratträger zugewandte Haltefläche mit Ansaugöffnungen sowie einen Unterdruckanschluss aufweist, der über ein Ventil mit einer Unterdruckquelle verbunden ist. Beim Einfädeln des Substrats ist das Halteelement mit der Unterdruckquelle druckmässig verbunden, so dass sie durch die Ansaugöffnungen in der Haltefläche hindurch einen Unterdruck erzeugt und das Substrat gegen die Haltefläche ansaugt. Der Substratträger weist auf seiner Aussenwand um die Längsachse herum mehrere Bereiche aufweist, in denen von seiner Aussenwand Nadeln im wesentlichen radial nach aussen abstehend vorgesehen sind. Diese Nadeln greifen in das in der Speicherstellung gehaltene Substrat ein. In der Haltefläche des Halteelements sind für diese Nadeln des Substratträgers entsprechende Nuten ausgespart, so dass der Substratträger ungehindert angetrieben (rotiert) werden kann. Nach Beendigung des Einfädelns trennt das Ventil die Unterdruckquelle von dem Halteelement druckmässig, so dass sie das Substrat von der Haltefläche weg zum Aufwickeln freigibt. Dieses Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ermöglicht ein einfaches und zuverlässiges automatisches Einfädeln des Substrats und ist somit besonders effizient.
  • In einer zweckmässigen Weiterbildung der Vorrichtung sind die Mittel zum Abschneiden in Transportrichtung des Substrats betrachtet unmittelbar dem Halteelement nachfolgend angeordnet sind. Diese Anordnung ermöglicht, dass das nicht zum Wickel gehörende Substratende nach dem Abschneiden des Substrats durch das Halteelement mit Hilfe der Unterdruckquelle in bereits erläutereter Weise gehalten werden kann und dass dann das Einfädeln des Substrats auf den nächsten Substratträger ebenfalls in der bereits erläuterten einfachen und zuverlässigen Art und Weise automatisch erfolgen kann.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung umfassen die Mittel, die das zum Wickel gehörende Substratende am Wickel fixieren, einen Ring, der koaxial zur Längsachse des Substratträgers in der Nähe des Substratträgerendes an dem jeweiligen Substratträger vorgesehen ist. An seiner Innenfläche ist dieser Ring mit einer umlaufenden Nut versehen, in der der Substratträger beim Wickeln frei umlaufen kann. Aussen an dem Ring ist ein Zapfen vorgesehen ist, der im wesentlichen senkrecht zur Längsschnittebene durch den Substratträger angeordnet ist und um den herum betätigbare Fixierdorne zwischen zwei Positionen schweukbar gelagert sind., Beim Wickeln des Substrats auf den Substratträger sind diese in eine Wickelposition ausgeschwenkt, in der sie das Aufwickeln des Substrats auf den Substratträger nicht behindern. In einer Fixierposition hingegen sind sie im wesentlichen in Längsrichtung des Substratträgers eingeschwenkt und durchstechen zumindest die äusseren beiden Lagen des aufgewickelten Substrats und fixieren sie so miteinander. Dieses Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ermöglicht ein einfaches automatisches Fixieren des zum Wickel gehörenden Substratendes am Wickel. Gleichzeitig kann das Substrat in der bereits erläuterten Art und Weise eingefädelt und aufgewickelt werden.
  • In einer Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels sind separate Betätigungsorgane vorgesehen, die vor Beginn des Einfädelvorgangs die Fixierdorne in die Wickelposition ausschwenken, und die nach Beendigung des Wickelvorgangs die Fixierdome in die Fixierposition einschwenken.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Vorrichtung sind Mittel zur Bestimmung der Masse pro Flächeneinheit des Substrats vorgesehen sind, wobei die Substratbreite und die Substratdicke bekannt ist. Ferner sind Eingabemittel zur Festlegung der gewünschten auf den Substratträger zu wickelnden Masse an Substrat vorgesehen sowie Rechenmittel vorgesehen, die auf der Basis der ermittelten Masse pro Flächeneinheit des Substrats und der gewünschten aufzuwickelnden Masse entsprechende Signale für die Steuerung des Antriebs des Substratträgers bzw. für die Regelung des Transportantriebs erzeugen und an diese weiterleiten. Dieses Ausführungsbeispiel erlaubt eine "Kalibrierung" und ermöglicht so, eine gewünschte Masse an Substrat auf einen Substratträger aufzuwickeln.
  • Bei einer Weiterbildung dieser Vorrichtung sind zur Bestimmung der Masse pro Flächeneinheit Wiegemittel zur Bestimmung des Gewichts des unbewickelten und des bewickelten Substratträgers vorgesehen. Ausserdem sind noch Mittel zur Überwachung des Durchmessers des bewickelten Substratträgers vorgesehen, die den Wickelvorgang stoppen, wenn der Durchmesser des bewickelten Substratträgers einen vorgegebenen Durchmesser erreicht. Die Rechenmittel berechnen dann bei bekanntem Durchmesser des unbewickelten Substratträgers auf der Basis dieser Werte die Masse pro Flächeneinheit des Substrats. Aufgrund der gewünschten aufzuwickelnden Masse an Substrat berechnen sie den Durchmesser des bewickelten Substratträgers im voraus und positionieren die Mittel zur Überwachung des Durchmessers des bewickelten Substratträgers so, dass sie beim Erreichen des vorausberechneten Durchmessers diesen detektieren und damit den Aufwickelvorgang stoppen.
  • In einer Weiterbildung der Vorrichtung sind Eingabemittel zur Festlegung der gewünschten auf den Substratträger aufzuwickelnden Masse an Substrat, zur Festelgung der gewünschten Zugspannung des Substrats auf dem Substratträger und zur Festlegung der Dauer eines Wickelvorgangs vorgesehen. Elektronisch-rechnerische Mittel berechnen und erzeugen für den Fall, dass die festgelegten Werte mit dem aufzuwickelnden Substrat verträglich sind, aufgrund dieser Werte entsprechende Steuersignale für die Antriebsmotoren bzw. deren Steuerung oder Regelung. Im Falle, dass für ein bestimmtes Substrat ein unzulässiger Parameter eingegeben worden ist (z.B. eine zu hohe und für das Substrat unverträgliche Zugspannung), können die elektronisch-rechnerischen Mittel dies erkennen und dem Benutzer anzeigen.
  • Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von Subratspeicherrollen, wobei für jede Speicherrolle ein separates motorisch antreibbares Paar von Zugwalzen vorgesehen ist, zwischen denen eingeklemmt das Substrat geführt ist. Ferner sind bei diesem Ausführungsbeispiel Eingabemittel zur Festlegung des gewünschten auf den Substratträger aufzuwickelnden Substrats vorgesehen. Aufgrund der Festlegung des gewünschten Substrats bewegt sich der motorische Transportantrieb zu den Zugwalzen des über die Eingabemittel ausgewählten Substrats bzw. zu der entsprechenden Substratspeicherrolle hin und koppelt den Antrieb an die Zugwalzen des ausgewählten Substrats an. Dieses Ausführungsbeispiel arbeitet im wesentlichen vollautomatisch, inbesondere wenn die übrigen bereits erwähnten Komponenten für ein automatisches Einfädeln, Wickeln, Schneiden und Fixieren des Substrats vorgesehen sind, und ist damit ganz besonders effizient.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, es zeigen in zum Teil schematischer und/oder in Schnittdarstellung:
    • Fig. 1
    eine Ausführungsbeispiel einer Labor-Färbestrasse für die Musterfärbung,
    Fig. 2
    eine prinzipielle Anordnung mit Antrieben für den Transport eines Substrats (z.B. Textil) von einer Substratspeicherrolle zu einem Substratträger und zum Aufwickeln des Substrats auf diesen Substratträger,
    Fig. 3
    die Anordnung der Fig. 2, erweitert um einen Rechner mit einer Eingabekonsole sowie um eine Steuerung und eine Regelung für die Antriebe,
    Fig. 4
    ein Ausführungsbeispiel für eine magazinartige Anordnung von Substratspeicherrollen und mit einem bewegbaren an die Zugwalzen ankoppelbaren Transportantrieb,
    Fig. 5
    ein Ausführungsbeispiel für den an die Zugwalzen ankoppelbaren Transportantrieb,
    Fig. 6
    ein Ausführungsbeispiel von Mitteln zum Einfädeln des Textils (Substrats) bzw. zum Aufwickeln des Textils auf einen Substratträger in Form einer Hülse,
    Fig. 7
    die Hülse der Fig. 6 mit Fixierdornen, die in eine Fixierposition eingeschwenkt sind
    Fig. 8
    die Hülse der Fig. 7 mit den daran vorgesehenen schwenkbaren Fixierdornen (eingeschwenkt und ausgeschwenkt) zum Fixieren des zum Wickel gehörenden Textilendes am Wickel,
    Fig. 9
    ein Ausführungsbeispiel des Betätigungsorgans zum Ein- und Ausschwenken der Fixierdorne
    Fig. 10
    eine Darstellung der Aufwickelvorrichtung zur Verdeutlichung von Einfädel- und Wickelposition der Hülse
    Fig. 11
    eine Ansicht eines Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Vorrichtung mit Mitteln zum Abschneiden des Textils sowie mit Betätigungsorgan zum Ein- und Ausschwenken der Fixierdorne,
    und
    Fig. 12
    ein Aüsfuhrungsbeispiel der Mittel zum Abschneiden des Textils.
  • In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Labor-Färbestrasse 1 werden zu behandelnde Substrate, insbesondere Textilien 2, von Speicherrollen 3, auf denen die Textilien bereitgestellt werden, abgewickelt und zu einer Arbeitsstation 4 transportiert. In dieser Arbeitsstation 4 werden die Textilien auf Substratträger, beispielsweise auf Musterfarbehülsen, aufgewickelt. Weiterhin umfasst die Labor-Färbestrasse einen Vorratsbehälter 5 für Farbstoffpulver, das in einer Dosierstation 6 in Lösung gegeben werden kann. In einem Färbebad 7 kann dann die bewickelte Musterfärbehülse dem Farbstoffgemisch ausgesetzt werden und die Textilien können so gefärbt werden.
  • Eine prinzipielle Anordnung, die einen Antrieb 300 für das Transportieren des Textils 2 von der Speicherrollle 3 zu einer Musterfärbehülse 40 umfasst sowie einen Antrieb 400 zum Aufwickeln des Textils 2 auf die Hülse 40, zeigt Fig. 2. Die hier dargestellte Anordnung umfasst ferner Zugwalzen 31 und 32, zwischen denen eingeklemmt das Textil 2 geführt ist, und die mit Hilfe des Antriebs 300 angetrieben werden können. Eine einfache Realisierung eines solchen Antriebs 300 umfasst einen Motor, dessen Antriebswelle an die Zugwalze 31 ankoppelbar ist, wie dies durch den Pfeil 31a symbolisch angedeutet ist Ebensogut kann statt der Zugwalze 31 aber auch die Zugwalze 32 angetrieben werden, wie dies durch den Pfeil 32a symbolisch angedeutet ist. Die Zugwalzen drehen sich dann jeweils in Richtung der Pfeile 31b und 32 b. Ist das Textil 2 um die Hülse 40 herum eingefädelt (der Einfädelvorgang wird weiter unten noch ausführlich erläutert), kann mit Hilfe des Antriebs 400, der, wie durch den Pfeil 40a angedeutet, an die Hülse 40 ankoppelbar ist, das Textil 2 auf die Hülse 40 aufgewickelt werden, die sich beim Aufwickeln in Richtung des Pfeils 40b dreht. Der Antrieb 400 kann dabei in einfacher Weise ebenfalls einen Motor umfassen, dessen Antriebswelle an die Hülse 40 ankoppelbar ist. Beim Aufwickeln des Textils 2 auf die Hülse 40 dreht sich die angetriebene Hülse 40 in Richtung des Pfeils 40b.
  • In Fig. 3 erkennt man die prinzipielle Anordnung der Fig. 2, allerdings erweitert um einen Rechner 41 mit einer Eingabekonsole 41a. Auf die Eingaben, die mit Hilfe der Eingabekonsole 41a getätigt werden können, wird zu einem späteren Zeitpunkt noch einmal genauer eingegegangen. Ausserdem ist die Anordnung im Vergleich zu der Anordnung aus Fig. 2 noch um eine Regelung 310 für den Antrieb 300 der Zugwalzen 31 bzw. 32 und um eine Steuerung 410 für den Antrieb 400 der Hülse 40 erweitert. Da das Textil 2 mit einer gleichmässigen Zugspannung auf die Hülse 40 aufgewickelt werden soll, treibt der Antrieb 400 die Hülse 40 mit einem gleichmässigen Drehmoment an. Um dieses gleichmässige Drehmoment zu gewährleisten, ist die Steuerung 410 vorgesehen, die in Abhängigkeit von der jeweils gerade aktuellen Geschwindigkeit, mit der das Textil 2 zur Hülse 40 transportiert wird, den Antrieb 400 der Hülse 40 steuert. Bei gleichmässiger Zugspannung des Textils 2 muss die Winkelgeschwindigkeit der Hülse 40 zu Beginn des Wickelvorgangs natürlich grösser sein als gegen Ende des Wickelvorgangs, da der Durchmesser des Wickels auf der Hülse 40 stets zunimmt. Dabei ist eine gleichmässige Vorschubgeschwindigkeit des Textils 2 zur Hülse 40 vorausgesetzt. Ist dem Rechner 41 die Dicke des aufzuwickelnden Textils bekannt, so errechnet er in Abhängigkeit von der jeweils aktuellen Vorschubgeschwindigkeit ein Signal für die Steuerung 410, die dann den Antrieb 400 für die Hülse so steuert, dass das Textil 2 mit gleichmässiger Zugspannung auf die Hülse 40 aufgewickelt wird. Um diesen Rechenaufwand möglichst gering zu halten, ist ferner eine Regelung 300 vorgesehen, die den Antrieb 300 für die Zugwalzen 31 bzw. 32 regelt, und zwar derart, dass das Textil 2 mit einer gleichmässigen Vorschubgeschwindigkeit zur Hülse 40 transportiert wird. Dazu muss die Geschwindigkeit, mit der das Textil 2 transportiert wird, überwacht werden, wozu viele Möglichkeiten denkbar sind. Beispielsweise kann die Winkelgeschwindigkeit der Transportwalzen 31 bzw. 32 sensorisch überwacht werden. Diese Möglichkeit ist symbolisch durch die strichlierte Linie 311 in Fig. 3 angedeutet. Selbstverständlich sind andere Überwachungsmöglichkeiten ebenfalls denkbar. Aufgrund der jeweils aktuellen Vorschubgeschwindigkeit des Textils 2 errechnet der Rechner 41 dann das jeweils aktuelle Signal für die Steuerung 410, die den Antrieb 400 entsprechend steuert. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass das Textil 2 mit einer gleichmässigen Zugspannung um die Hülse 40 herum aufgewickelt wird. Gleichzeitig errechnet der Rechner auch ein Signal für die Regelung 310, die den Antrieb 300 für die Zugwalzen 31 bzw. 32 so regelt, dass das Textil 2 mit einer gleichmässigen Vorschubgeschwindigkeit zur Hülse 40 transportiert wird, wodurch der Rechenaufwand verringert wird.
  • Im folgenden soll nun, im Unterschied zu den bisherigen Erläuterungen der prinzipielleren Art, anhand der Fig. 4 bis 12 ein mögliches Ausführungsbeispiel der Aufwickelvorrichtung erläutert werden. Dazu kann eine Vielzahl von Speicherrollen 3 vorgesehen sein, von denen in Fig. 4 drei Speicherrollen dargestellt sind. Für jede der Speicherrollen ist ein separates Paar von Zugwalzen 31 und 32 vorgesehen, zwischen denen eingeklemmt das Textil 2 geführt ist. Das Textilende 2 wird an einer Halteschiene 42 in der in Fig. 6 dargestellten Art und Weise gehalten, wobei anstelle der Schiene 42 selbstverständlich auch einzelne Halteelemente 42 vorgesehen sein können.
  • Wie bereits anhand von Fig. 4 erläutert, wird das Textil 2 zunächst in der Speicherstellung gehalten. In Fig. 6 ist die Art und Weise, wie das Textil 2 gehalten wird, erkennbar. Dabei soll an dieser Stelle nur auf das Halteelement 42 bzw. eine entsprechende Halteschiene eingegangen werden, obwohl auch die Hülse 40 mit dargestellt ist. Das Halteelement bzw. die Halteschiene 42 weist eine gekrümmte Haltefläche 420 auf, in der Ansaugöffnungen 421 vorgesehen sind. Durch einen durch die Ansaugöffnungen 421 in dieser Haltefläche 420 hindurch erzeugten Unterdruck wird das Textil 2 an die gekrümmte Haltefläche 420 angesaugt und an ihr gehalten. Dieser Unterdruck wird hier mit Hilfe einer Unterdruckquelle 431 erzeugt, die über ein Ventil 432, beispielsweise ein steuerbares Ventil, und über den Anschluss 430 mit dem Halteelement 42 verbunden ist. Ferner sind in dem Halteelement 42 bzw. in der Haltefläche 420 Nuten 422 ausgespart, auf deren Funktion später bei der Erläuterung des Einfädelvorgangs noch genauer eingegangen wird.
  • Mittels der Eingabekonsole 41a (Fig. 3) kann nun beispielsweise das gewünschte aufzuwickelnde Textil 2 ausgewählt werden. Aufgrund dieser Eingabe bewegt sich nun der Antrieb 300 für die Zugwalzen 31 bzw. 32 zu der entsprechenden Speicherrolle 3 bzw. zu deren Zugwalzen 31 bzw. 32 hin (Fig. 4) und koppelt den Antrieb an die Zugwalzen an. Dazu bewegt sich der Antrieb 300 zunächst auf der Schiene 43 zu der ausgewählten Speicherrolle 3 hin, bevor er zum Ankoppeln seinen Antriebskopf 301 in axiale Flucht mit der Welle der anzutreibenden Zugwalze (in Fig. 4 also in die Zeichenebene hinein) bewegt und sie dann an die Welle der entsprechenden Zugwalze, hier an die Welle der Zugwalze 31, ankoppelt. Zweckmässigerweise ist auch der Antrieb 400 mitsamt der Wickelhülse 40 mit diesem bewegbaren Antrieb 300 zu einer baulichen Einheit verbunden, so dass die Antriebe gemeinsam zu der jeweils ausgewählten Speicherrolle 3 bewegt werden und dadurch quasi ein Arbeitsschritt (das Heranfahren eines allfälligen Antriebs mitsamt der Hülse 40) eingespart werden kann.
  • Das axiale Ankoppeln des Antriebs 300 an die Welle der Zugwalze 31 (Fig. 4) kann beispielsweise so erfolgen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Dazu wird der Antriebskopf 301 mit Hilfe eines ersten Stellmotors 302 über ein von diesen Stellmotor 302 angetriebenes Ritzel 303 und eine Zahnstange 304, in die dieses Ritzel 303 eingreift, zur Welle der Zugwalze 31 hinbewegt, in Fig. 5 also nach links. Ist der Antriebskopf 301 an die Welle der Zugwalze 31 angekoppelt (die mögliche Ankopplung ist in Fig. 5 durch den Sechskant an der Welle und das dazugehörige Innensechskantsackloch im Antriebskopf 301 symbolisch angedeutet), kann der Antriebsmotor 305 den Antriebskopf 301 und mit ihm die Zugwalze 31 rotieren. Dieses Antreiben des Antriebskopfs 301 und das damit verbundene Rotieren der Zugwalze 31 kann ebenfalls wieder über eine ineinandergreifende Verzahnung (Zahnräder, Ritzel) erfolgen.
  • Um den Einfädel- und den anschliessenden Aufwickelvorgang besser verstehen zu können, wird im folgenden zunächst erläutert, wie in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel die Hülse 40 ausgestaltet sein kann. In Fig. 7 und Fig. 8 ist zu diesem Zweck jeweils eine solche Hülse 40 dargestellt, wobei die Hülse 40 in beiden Figuren mit Textil 2 bereits bewickelt ist. Man erkennt, dass in der Wand der Hülse 40 Öffnungen 402 vorgesehen sind. Die hier gezeigte Hülse 40 ist daher für eine anschliessende Färbung des aufgewickelten Textils im Färbebad geeignet, da die Färbeflüssigkeit durch die Öffnungen 402 und durch das aufgewickelte Textil 2 einfach hindurchdringen kann, und so insbesondere eine Zirkulation der Färbeflüssigkeit möglich ist. Ferner weist die Hülse 40 auf ihrer aussen auf der Wand Nadeln 403 auf, die im wesentlichen radial von der Aussenwand abstehen. Auf die Funktion dieser Nadeln 403 wird bei der Erläuterung des Einfädelvorgangs noch genauer eingegangen.
  • Weiterhin erkennt man sowohl in Fig. 7 als auch in Fig. 8, dass die Hülse 40 noch Fixierdorne 44 umfasst, die um einen Zapfen 450 herum schwenkbar sind. Der Zapfen 450 selbst ist aussen an einem Ring 45 vorgesehen, mit dem die Hülse versehen ist. An seiner Innenfläche ist dieser Ring 45 mit einer umlaufende Nut 451 versehen, in der die Hülse 40 beim Bewickeln frei umlaufen kann, da der Ring 45 mitsamt den Fixierdornen 44 nach dem Ausschwenken der Fixierdome 44 gehalten wird. Wie dieses Ausschwenken der Fixierdorne 44 erfolgt, wird später noch genauer erläutert.
  • Dass die Fixierdorne 44 um den Zapfen 450 des Rings 45 schwenkbar sind, ist besonders gut in Fig. 8 zu erkennen. Dort sind die Fixierdome 44 in zwei unterschiedlichen Positionen dargestellt, in eingeschwenktem Zustand (Fixierposition, strichliert gezeichnet), in welchen sie vor und nach dem Bewickeln der Hülse 40 geschwenkt sind, und in einer hier um 90° bezüglich der Fixierposition ausgeschwenkten Position. Bevor mit dem Einfädelvorgang begonnen werden kann, werden die Fixierdorne 44 zunächst beispielsweise mit Hilfe kleiner Federn (beispielsweise mit kleinen Spiral oder Blattfedern), die aus zeichnerischen Gründen nicht dargestellt sind, in der Fixierposition (strichliert) gehalten. Dann werden sie in noch zu erläuternden Weise aus dieser Fixierposition in eine Wickelposition ausgeschwenkt, in der sie das Bewickeln der Hülse 40 nicht behindern, wie dies in der Fixierposition der Fall ist. Mit den um 90° ausgeschwenkten Fixierdornen 44, wie sie in Fig. 8 dargestellt sind, soll nur angedeutet werden, dass die Fixierdorne 44 so weit ausgeschwenkt werden können, dass sie das Bewickeln der Hülse 40 nicht behindern. In der Praxis kann ein geringeres Ausschwenken durchaus ausreichend sein, wie im folgenden noch erläutert wird. Nachdem das Textil 2 eingefädelt und auf die Hülse 40 aufgewickelt ist, werden die Fixierdorne 44 wieder in die Fixierposition eingeschwenkt. Sie durchstechen dann zumindest die beiden äusseren Lagen des Textils 2 und fixieren es so am Wickel.
  • Bevor das Einfädeln und Aufwickeln des Textils 2 tatsächlich beginnen kann, müssen zunächst die Fixierdorne 44 (Fig. 7, Fig. 8), mit denen die Hülse 40 versehen ist, aus der Fixierposition ausgeschwenkt werden, so dass das Textil 2 ungehindert eingefädelt bzw. die Hülse bewickelt werden kann. Darauf ist bereits weiter oben hingewiesen worden, ohne die Art und Weise zu erläutern, wie dieses Aus- und Einschwenken erfolgen kann.
  • Wie das Aus- und Einschwenken der Fixierdorne 44 durchgeführt werden kann, ist am besten aus Fig. 9 und Fig. 11 ersichtlich. Dabei ist in Fig. 11 die Hülse wieder bereits mit Textil bewickelt dargestellt, wohingegen vor Beginn des Einfädelvorgangs noch kein Textil 2 auf die Hülse bzw. um deren Wand herum aufgewickelt ist. Die Fixierdorne 44 befinden sich zu diesem Zeitpunkt in der Fixierposition (Fig. 7, Fig. 8), wie bereits oben erläutert ist. Da die Fixierdorne 44 zu diesem Zeitpunkt noch nicht gehalten werden, dreht sich der Ring 45, an dem der Zapfen 450 vorgesehen ist, zusammen mit den Fixierdornen 44 mit der Hülse mit. Die Hülse 40 wird dabei in Richtung des Pfeils 40b (in Aufwickelrichtung) so lange gedreht, bis die Fixierdorne 44 mit einem Betätigungsorgan 46 in Eingriff gebracht sind. Das Betätigungsorgan 46 umfasst dabei einen Holm oder Balken 460, an dem mehrere im wesentlichen U-förmige Halteanschläge 461 ausgebildet sind oder die mit dem Holm 460 verbunden sind. Dies ist in Fig. 11 bereits angedeutet und wird anhand von Fig. 9 noch genauer erläutert. Die Öffnung 462 der Halteanschläge 461 weist etwa tangential entgegen der Drehrichtung der Hülse 40, so dass beim Drehen der Hülse in Aufwickelrichtung, also in Richtung des Pfeils 40b (hier gegen der Uhrzeigersinn), die Fixierdorne 44 in diese Halteanschläge 461 hineingleiten können.
  • In Fig. 9 kann man erkennen, wie die Fixierdorne 44 in diese Halteanschläge 461 bereits hineingeglitten sind. Man erkennt hier auch gut, wie die Öffnungen 462 dieser Anschläge 461 etwa tangential entgegen der Drehrichtung der Hülse 40 weisend angeordnet sind (obere Position, Fixierposition). In diesem Ausführungsbeispiel sind an dem Holm 460 drei solcher Anschläge 461 vorgesehen, deren Öffnungen 462 hier aus der Zeichenebene heraus weisen. Ein weiteres Drehen der Hülse 40 bewirkt nur, dass die Fixierdorne 44 gegen die Anschläge 461 gedrückt werden. Somit kann sich der Ring 45, an dem der Zapfen 450 vorgesehen ist, um den herum die Fixierdorne 44 schwenkbar gelagert sind, nicht mehr länger mit der Hülse 40 mitdrehen. Die Hülse 40 kann dann, wie bereits anhand von Fig. 7 und Fig. 8 erläutert, in der Nut 451 in der Innenfläche des Rings 45 frei umlaufen.
  • Um das Textil 2 nun einfädeln und um die Hülse 40 herum aufwickeln zu können, müssen die Fixierdorne 44 aus der Fixierposition (obere Position in Fig. 9) ausgeschwenkt werden. Eine Möglichkeit, die Fixierdorne 44 aus dieser Fixierposition auszuschwenken in eine Wickelposition, in der sie den Einfädel- und Aufwickelvorgang nicht behindern, ist in Fig. 9 dargestellt. Unten an dem Holm 460 ist eine Führungsblech 463 vorgesehen, in dem ein Langloch 464 ausgespart ist. Durch das Langloch 464 ragt ein Zapfen 472, der mit einer Kolbenstange 471 verbunden ist. Damit der Zapfen 472 nicht aus dem Langloch 464 herausgleiten kann, ist beispeilsweise zu beiden Seiten des Langlochs 464 jeweils ein Stellring 473 vorgesehen (Fig. 11). Die Kolbenstange 471 ist aufund abwärts bewegbar mit Hilfe eines Kolbenantriebs 474, der beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch funktionieren kann und vorzugsweise elektrisch steuerbar ist. Sind die Fixierdorne in die Halteanschläge 461 hineingeglitten (obere strichlierte Position, Fixierposition), bewegt der Kolbenantrieb 474 die Kolbenstange 471 abwärts. Dadurch wird der Holm 460 mit abwärts bewegt, wobei der Zapfen 472 in dem Langloch 464 des Führungsblechs 463 gleiten kann. Sind die Fixierdorne 44 auf diese Weise in eine Wickelposition ausgeschwenkt, so wie dies in Fig. 9 angedeutet ist, so kann der Einfädel- und anschliessend der Wickelvorgang beginnen. An dieser Stelle sei bemerkt, dass es nicht erforderlich ist, die Fixierdorne 44 um 90° aus der Fixierposition auszuschwenken, wie dies in Fig. 8 angedeutet ist. Dort ging es nur darum, zu zeigen, dass die Fixierdorne 44 überhaupt aus der Fixierposition in ausschwenkbar sind, und zwar so weit, dass sie das Einfädeln bzw. das Aufwickeln des Textils 2 auf die Hülse 40 nicht behindern. Ist die Hülse 40 bewickelt, so bewegt der Kolbenantrieb 474 die Kolbenstange 471 wieder aufwärts, bis die Fixierdorne 44 das Textil 2 durchstechen, so dass es fixiert ist (Fig. 7). Nach dem Abschneiden des Textils 2 wird dann die Hülse ein Stück entgegen der Aufwickeldrehrichtung, also entgegen der Richtung des Pfeils 40b gedreht (hier also im Uhrzeigersinn), so dass die Fixierdorne 44 wieder aus den Öffnungen 462 der Anschläge 461 herausgleiten können.
  • Um den Einfädel- und Aufwickelvorgang zu verdeutlichen, erkennt man in Fig. 10 noch einmal das zwischen den Zugwalzen 31 und 32 eingeklemmt geführte Textil 2, das in der Speicherstellung gehalten wird (Fig. 4). Durch den durch die Ansaugöffnungen 421 (Fig. 6) hindurch erzeugten Unterdruck wird es an die gekrümmte Haltefläche 420 des Halteelements 42 angesaugt und an ihr gehalten. Die Hülse 40 ist zunächst in der Wickelposition angeordnet, die durch die Drehachse 406 angedeutet ist. In dieser Position werden in der erläuterten Art und Weise die Fixierdorne 44 aus der Fixierposition in die Wickelposition ausgeschwenkt. Anschliessend wird die Hülse 40 in die Einfädelposition (Drehachse 407) bewegt. Die Hülse 40 ist auf ihrer Aussenwand rund um die Hülse herum in mehreren Bereichen mit Nadeln 403 versehen, die von der Aussenwand radial nach aussen abstehen. Diese Nadeln 403 sind in Fig. 10 angedeutet. Wie man in Fig. 6, Fig. 7 und Fig. 8 (und andeutungsweise auch in Fig. 10) erkennen kann, greifen die Nadeln 403 in das einzufädelnde Textil 2 ein, sie durchstechen es also. In den Bereichen, in denen die Nadeln 403 das Textil 2 durchstechen, sind in der Haltefläche 420 des Halteelements 42 Nuten 422 ausgespart. In Fig. 6, in der die Hülse in der Einfädelposition dargestellt ist, sind beispeilhaft drei solcher Nuten 422 dargestellt. Wenn die Nadeln 403 das Textil 2 durchstochen haben und in das Textil 2 eingreifen, wird die Unterdruckquelle 431 druckmässig vom Halteelement 42 getrennt, beispielsweise mit Hilfe des steuerbaren Ventils 432. Dann wird die Hülse beispielsweise zwei vollständige Umdrehungen um ihre Drehachse 407 in Aufwickelrichtung (hier also gegen den Uhrzeigersinn) gedreht. Längs der in der Haltefläche 420 ausgesparten Nuten 422 können die Nadeln 403 mit der Hülse 40 mitgedreht werden und in das Textil 2 eingreifen, ohne dabei durch das Halteelement 42 bzw. durch dessen Haltefläche 420 behindert zu werden. Das Textil 2 ist nach diesem Einfädeln nun ausreichend sicher um die Hülse 40 herum eingefädelt und die Hülse 40 wird zum weiteren Bewickeln in die Wickelposition (Drehachse 406, Fig. 10) bewegt, beispielsweise in einer dafür vorgesehenen Schiene, die durch die Linie 408 in Fig. 10 angedeutet ist. Nach dem so erfolgten Einfädelvorgang und dem Bewegen der Hülse 40 in die Wickelposition beginnt der eigentliche Wickelvorgang, bei dem dann das Textil 2 auf die Hülse 40 aufgewickelt wird. Detektiert der Sensor S, der vorzugsweise verstellbar angeordnet ist, einen Gesamtdurchmesser der Hülse 40 mit dem aufgewickelten Textil 2, so gibt er ein entsprechendes Signal an die Steuerung 410 des Antriebs 400 (Fig. 3), die den Aufwickelvorgang beendet, indem sowohl der Antrieb 400 für die Hülse 40 als auch der Antrieb 300 für die Zugwalzen 31 bzw. 32 abgeschaltet wird.
  • Ist der Aufwickelvorgang beendet, so werden die Fixierdorne 44 auf die bereits erläuterte Art und Weise in die Fixierposition bewegt, in der sie zumindest die äusseren beiden Lagen des Textils 2 durchstechen und es so am Wickel fixieren. Das Textil 2 muss nun abgeschnitten werden. Damit sich das abgeschnittene Ende des Textils 2, welches nicht am Wickel fixiert ist, nicht zusammenrollen oder in eine Position bewegen kann, in der es anschliessend nicht automatisch auf die nächste zu bewickelnde Hülse 40 gewickelt werden kann, wird gemäss Fig. 10 zunächst das steuerbare Ventil 432 betätigt, so dass die Unterdruckquelle 431 über den Anschluss 430 druckmässig wieder mit dem Halteelement 42 verbunden ist und durch die Öffnungen 421 (Fig. 6) in der Haltefläche 420 hindurch eine Unterdruck erzeugt und das Textil 2 an die Haltefläche 420 ansaugt. Das Textil befindet sich dann wieder in der eingangs anhand der Fig. 4 erläuterten definierten Speicherposition, in der ein automatisches Einfädeln des Textils 2 möglich ist, wenn die nächste Hülse mit diesem Textil bewickelt werden soll.
  • Das Schneiden des Textils kann beispielsweise so erfolgen, wie es im folgenden anhand von Fig. 11 und Fig. 12 erläutert wird. Nachdem der Wickelvorgang beendet ist und das Textil 2 in der Speicherposition an der Haltefläche 420 gehalten wird, wird ein Schnittblech 48 zwischen die an der Haltefläche 420 gehaltene Textilbahn und das auf die Hülse 40 aufgewickelte Textil, also zwischen die in Speicherposition gehaltene Textilbahn und den Wickel, eingeschwenkt. Das Schnittblech 48 wirkt dabei wie die eine Klinge einer Schere, was anhand von Fig. 12 noch genauer erläutert wird. Das Einschwenken des Schnittblechs ist auf vielerlei Arten denkbar, in Fig. 11 ist diese Möglichkeit des Einschwenkens nur symbolisch angedeutet durch den Schlitz 481 und die Welle 482, um die herum das Schnittblech 48 schwenkbar gelagert ist. Nach erfolgtem Einschwenken des Schnittblechs 48 wird ein weiteres Schnittblech 49, das wie die zweite Klinge einer Schere wirkt, gegen das Schnittblech 48 bewegt und somit das Textil durchtrennt Dies soll im folgenden anhand von Fig. 12 noch genauer erläutert werden.
  • In Fig. 12, die einen Schnitt gemäss der Linie XII-XII der Fig. 11 zeigt, sind der Einfachheit halber nur die mit Textil 2 bewickelte Hülse 40 und die beiden Schnittbleche 48 und 49, die wie die beiden Klingen einer Schere wirken, dargestellt. Ausserdem erkennt man noch die aussen am Schnittblech 48 anliegende Lage des Textils 2. Um diese Lage durchzutrennen, wird das Schnittblech 48 (die eine Klinge der "Schere") nach erfolgtem Einschwenken in seiner Position fix gehalten, während das andere Schnittblech 49 (die andere Klinge der "Schere") wie die zweite Klinge einer Schere bewegt wird. Dies kann wie in Fig. 12 gezeigt, beispielsweise mit Hilfe zweier Kolbenantriebe 491 und 492 und deren Kobenstangen 493 und 494 erfolgen. Mit den Kolbenstangen 493 bzw. 494 ist jeweils ein Zapfen 495 bzw. 496 abstehend verbunden, wobei die Zapfen 495 und 496 durch jeweils eine Öffnung 497 bzw. 498 im Schnittblech 49 hidurchgreifen und ähnlich wie bei dem Betätigungsorgan zum Ausschwenken der Fixierdorne 44 (Fig. 9) durch Stellringe 495a und 496a (Fig. 11) gegen ein seitliches Herausgleiten aus der jeweiligen Öffnung 497 bzw. 498 gesichert sind.
  • Beim Schneidevorgang bewegt zunächst der Kolbenantrieb 491 die Kolbenstange 493 aufwärts, bis die Oberkante des Schnittblechs 49 etwa die Höhe der Unterkante des Schnittblechs 48 erreicht, also bis etwa auf die Höhe der anderen Klinge der "Schere". Die andere Kolbenstange 494 verbleibt zunächst in der in Fig. 12 dargestellten Position. Da der Zapfen 495 an der Kolbestange 493 und das Schnittblech 49 in Längsrichtung relativ zueinander nicht beweglich sind, weil die Öffnung 497, durch die der Zapfen 495 ragt, nur als Durchgangsbohrung ausgebildet ist, wird das Schnittblech 49 relativ zu dem Zapfen 496 an der Kolbenstange ein wenig bewegt, gemäss der Darstellung in Fig. 12 nach rechts. Diese Bewegung des Schnittblechs 49 ist möglich, da die Öffnung 498, durch die der Zapfen 496 an der Kolbenstange 494 als Langloch ausgebildet ist, in dem der Zapfen 496 gleiten kann. Hat die Oberkante des Schnittblechs 49 auf der Seite des Kolbenatriebs 491 etwa die Höhe der Unterkante des Schnittblechs 48 erreicht, so bleibt die Kolbenstange 493 in dieser Position. Anschliessend bewegt der Kolbenantrieb 492 die Kolbenstange 494 mit dem Zapfen 496 aufwärts, bis die Oberkante des Schnittblechs 49 auf der Seite der Kolbenstange 494 die gleiche Höhe erreicht wie auf der Seite der Kolbestange 493. Dabei gleitet der Zapfen 496 in dem Langloch 498 gemäss der Darstellung in Fig. 12 wieder ein wenig nach links, so dass er am Ende der Bewegung etwa in der gleichen Position relativ zum Langloch 498 ist wie zu Beginn der Bewegung der Kolbenstange 493. Die beschriebene Art der Bewegung des Schnittblechs 49 in Richtung gegen das Schnittblech 48 hat zur Folge, das die Oberkante des Schnittblechs 49 wie die Klinge einer Schere nach und nach entlang einer Schnittlinie das Textil 2 durchtrennt, in Fig. 12 von rechts her beginnend nach links. Nachdem das Textil 2 auf diese Weise durchtrennt ist, bewegen die Kolbenantriebe 491 und 492 das Schnittblech 49 in umgekehrter Reihenfolge wieder zurück in die Ausgangsstellung, wie sie in Fig. 12 dargestellt ist. Das andere Schnittblech 48 kann nun wieder ausgeschwenkt werden, die bewickelte Hülse 40 wegbewegt werden und beispielweise einem Musterfärbebad zugeführt werden. Anschliessend kann eine neue unbewickelte Hülse herangefahren werden und das Textil 2 kann aus der Speicherstellung in der weiter oben erläuterten Art und Weise um diese neue Hülse herum eingefädelt werden.
  • Nachdem nun das Einfädeln, Ein- und Ausschwenken der Fixierdorne, Aufwickeln und Schneiden des Textils erläutert worden sind, soll noch ein weiterer Aspekt der Erfindung angesprochen werden. In den allermeisten Anwendungen ist es nämlich erwünscht, eine stets gleichmässige Masse an Textil unter gleichmässiger Zugspannung auf die Hülse aufzuwickeln, um bei der anschliessenden Musterfärbung im Färbebad den entstehenden Farbeindruck zuverlässig beurteilen zu können. Die Masse pro Flächeneinheit der zu wickelnden Textilien ist nämlich oft unbekannt. Selbst wenn der Hersteller des Textils diese Masse pro Flächeneinheit des Textils angegeben hat, so muss doch eine Kalibrierung erfolgen, um gewährleisten zu können, stets eine gleichmässige Masse an Textil auf die Hülsen aufwickeln zu können. Mit anderen Worten, es muss die tatsächliche Masse pro Flächeneinheit des aufzuwickelnden Textils für eine Speicherrollle einmal bestimmt werden, damit anschliessend viele Wickelvorgänge erfolgen können und stets eine gleichmässige Masse an Substrat aufgewickelt werden kann. Dabei ist die Breite und die Dicke der Textilien auf den Speicherrollen bekannt.
  • Die Kalibrierung kann nun folgendermassen erfolgen: Zunächst wird das Leergewicht einer zu bewickelnden Hülse bestimmt, indem sie beispielsweise mittels einer Waage gewogen wird. Der Durchmesser der unbewickelten Hülse ist ebenfalls bekannt. Ansschliessend wird das Textil in der bisher erläuterten Art und Weise eingefädelt und auf die Hülse aufgewickelt. An dieser Stelle soll noch einmal auf die Fig. 10 verwiesen werden. Es wird in der Wickelposition (Drehachse 406) so lange Textil aufgewickelt, bis der Sensor S einen vorher bestimmten Gesamtdurchmesser der mit Textil 2 bewickelten Hülse 40 detektiert. Entsprechend diesem vorher bestimmten Gesamtdurchmesser ist der verstellbare Sensor S in einer ganz bestimmten Position angeordnet. Ist der vorher bestimmte Gesamtdurchmesser der bewickelten Hülse erreicht, wird das Textil abgeschnitten und die mit Textil bewickelte Hülse gewogen. Die Differenz zwischen dem Gewicht der bewickelten und der unbewickelten Hülse entspricht dem Gewicht des gesamten auf die Hülse aufgewickelten Substrats.
  • Damit sind alle zur Kalibrierung erforderlichen Grössen des Textils vorhanden, nämlich der Durchmesser D0 (Fig. 7) der unbewickelten Hülse, der vorher durch die Position des Sensors S bestimmte Durchmesser D1 (Fig. 7) der bewickelten Hülse, die Breite B (Fig. 12) und die Dicke T (Fig. 12) des Textils, sowie die gesamte auf die Hülse aufgewickelte Masse M des Textils. Mit Hilfe aller dieser bekannten Grössen kann dann die Masse pro Flächeneinheit des Textils bestimmt werden aus folgender Gleichung für den Gesamtdurchmesser D1 für die bewickelte Hülse:

    D1=T+[(D0-T)²+(4MT/πµB)] ½
    Figure imgb0001

    In dieser Gleichung sind alle Grössen bekannt mit Ausnahme der Masse pro Flächeneinheit des Textils, die hier mit µ bezeichnet ist, so dass aus dieser Gleichung die Masse pro Flächeneinheit µ des Textils ermittelt werden kann. Dies erfolgt natürlich vorzugsweise mit Hilfe des Rechners 41 (Fig. 3). Damit ist die Kalibrierung beendet, die Masse pro Flächeneinheit für das Textil ist nun bekannt.
  • Oft ist es wünschenswert, in vielen aufeinanderfolgenden Wickelvorgängen immer wieder die gleiche gewünschte Masse auf Hülsen des gleichen Typs (also mit gleichem Innendurchmesser und gleichem Leergewicht) aufzuwickeln. Ist nach erfolgter Kalibrierung die Masse pro Flächeneinheit des Textils bekannt, so kann dies mit Hilfe der obengenannten Gleichung auf einfache Weise erfolgen. Der erforderliche Gesamtdurchmesser kann mit Hilfe des Rechners 41 berechnet werden und der Sensor S, der die Beendigung des Wickelvorgangs durch Detektieren des jeweiligen Gesamtdurchmessers auslöst, kann entsprechend dieser Berechnung positioniert werden. Vorzugsweise erfolgt auch diese Positionierung des Sensors S automatisch. Anschliessend werden die entprechenden Signale zur Steuerung bzw. Regelung der motorischen Antriebe 300 bzw. 400 erzeugt.
  • Prinzipiell ist es auch ausreichend, bei bekannter Masse pro Flächeneinheit des aufzuwickelnden Textils nur die Länge des aufzuwickelnden Textils vorauszuberechnen und entsprechende Signale für die Steuerung bzw. die Regelung der Antriebe zu erzeugen. Auf diese Weise kann ebenfalls eine gewünschte Masse an Textil auf die Hülse aufgewickelt werden. Die Bestimmung der Masse pro Flächeneinheit des Textils kann dabei in der bereits erläuterten Art und Weise erfolgen.
  • Bei vielen Anwendungen ist es noch wünschenswert, das Textil unter einer ganz bestimmten Zugspannung auf die Hülse aufzuwickeln und/oder die Dauer des Wickelvorgangs festzulegen. Diese gewünschten Eingaben können mit Hilfe der Eingabekonsole 41a (Fig. 3) eingegeben werden. Bei bekannten Textilien kann dann beispielsweise für den Fall, dass die Zugspannung zu gross gewählt ist, eine entsprechende Warnung abgesetzt werden, so dass der eingebende Benutzer die gewünschte Zugspannung so weit reduzieren kann, dass sie mit dem aufzuwickelnden Textil verträglich ist. Ähnliches gilt für zu klein gewählte Aufwickelzeiten, was zu gross gewählten Aufwickelgeschwindigkeiten entspricht. Sind die gewünschten Parameter mit dem jeweiligen aufzuwickelnden Textil verträglich, so werden entsprechende Signale für die Steuerung bzw. Regelung der motorischen Antriebe 300 bzw. 400 erzeugt. Mit der Eingabekonsole 41a kann auch, wie bereits anhand der Erläuterung von Fig. 4 erwähnt, als erster Schritt aus einer Vielzahl von Substraten das gewünschte zu wickelnde Substrat ausgewählt werden, woraufhin die Antriebe 300 und 400 zu der entsprechenden Substratspeicherrolle 3 hinbewegt werden und der Antrieb 300 an die entsprechenden Zugwalzen 31 bzw. 32 angekoppelt wird.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Wickeln von wickelfähigen Substraten, insbesondere von Textilien, auf einen Substratträger, bei welchem Verfahren das Substrat zu dem Substratträger, beispielsweise zu einer Musterfärbehülse, transportiert, auf diese aufgewickelt, abgeschnitten, und das zum Wickel gehörende Substratende an dem Wickel auf dem Substratträger fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass das zu wickelnde Substrat (2) zunächst in einer definierten Speicherstellung gehalten und der Substratträger (40) in eine Einfädelposition (407) bewegt wird, in der das Substrat (2) mit dem Substratträger (40) in Eingriff gebracht und das zu wickelnde Substrat automatisch um den Substratträger (40) herum eingefädelt wird, dass der Substratträger (40) nach Beendigung des Einfädelvorgangs in eine Wickelposition (407) bewegt wird, in der das Substrat (2) um den Substratträger (40) herum aufgewickelt wird, wobei das Substrat (2) mit einer regelbaren Vorschubgeschwindigkeit motorisch angetrieben zum Substratträger (40) transportiert wird, und der Substratträger mit einem gleichmässigen Drehmoment und abhängig von der Vorschubgeschwindigkeit, mit der das Substrat (2) zum Substratträger (40) transportiert wird, steuerbar motorisch angetrieben wird, und dass nach Beendigung des Wickelvorgangs das Substrat (2) abgeschnitten und das zum Wickel um den Substratträger gehörende Substratende automatisch am Wickel fixiert wird, während das andere Substratende wieder in der definierten Speicherstellung gehalten wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der motorische Antrieb (300) zum Transportieren des Substrats (2) zum Substratträger (40) auf eine gleichmässige Vorschubgeschwindigkeit hin geregelt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei bekannter Substratbreite (B) und bekannter Substratdicke (T) zunächst die Masse pro Flächeneinheit (µ) des aufzuwickelnden Substrats (2) ermittelt wird, dass dann die gewünschte auf den Substratträger (40) aufzuwickelnde Masse (M) an Substrat (2) festgelegt wird, und dass dann auf der Basis der ermittelten Masse pro Flächeneinheit des Substrats und der festgelegten gewünschten aufzuwickelnden Masse an Substrat entsprechende Signale zur Steuerung bzw. Regelung der motorischen Antriebe (300,400) erzeugt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestimmung der Masse pro Flächeneinheit (µ) des zu wickelnden Substrats das Gewicht des unbewickelten Substratträgers (40) bestimmt wird, dessen Durchmesser (D0) bekannt ist, dass anschliessend so lange Substrat (2) auf den Substratträger (40) aufgewickelt wird, bis ein vorgegebener Durchmesser (D1) des bewickelten Substratträgers erreicht wird, dass nachfolgend das Gewicht des bewickelten Substratträgers bestimmt wird, und dass dann aufgrund dieser Werte sowie der bekannten Substratbreite und Substratdicke die Masse pro Flächeneinheit (µ) des Substrats und für eine gewünschte auf den Substratträger aufzuwickelnde Masse an Substrat der Durchmesser des bewickelten Substratträgers im voraus bestimmt und überwacht wird, so dass beim Erreichen des vorausberechneten Durchmessers des bewickelten Substratträgers der Aufwickelvorgang gestoppt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gewünschte Zugspannung, mit der das Substrat auf den Substratträger gewickelt werden soll, festgelegt wird, dass weiterhin die gewünschte Dauer des Wickelvorgangs festgelegt wird, und dass für den Fall, dass die festgelegten Werte mit dem aufzuwickelnden Substrat verträglich sind, auf der Basis dieser Werte dann Signale zur Steuerung bzw. Regelung der motorischen Antriebe (300,400) erzeugt werden.
  6. Vorrichtung zum Wickeln von wickelfähigen Substraten, insbesondere von Textilien, auf einen Substratträger, beispielsweise auf eine Musterfärbehülse, welche Wickelvorrichtung einen Substratspeicher zur Bereitstellung des Substrats umfasst sowie Mittel zum Aufwickeln des bereitgestellten Substrats auf den Substratträger, und welche Vorrichtung Mittel zum Abschneiden und Fixieren des zum Wickel gehörenden Substratendes am Wickel umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Haltemittel (42) zum Halten des Substrats (2) in einer definierten Speicherstellung und Mittel zum Bewegen des Substratträgers (40) in eine Einfädelposition (407) vorgesehen sind, in der der Substratträger (40) in das in der definierten Speicherstellung gehaltene einzufädelnde Substrat (2) eingreift und es um den Substratträger (40) herum einfädelt, dass anschliessend die Mittel zum Bewegen des Substratträgers diesen nach dem Einfädeln des Substrats in eine Wickelposition (406) bewegen, in der die Mittel zum Aufwickeln das eingefädelte Substrat (2) auf den Substratträger (40) aufwickeln, wobei die Mittel zum Aufwickeln einen motorisch betreibbaren Transportantrieb (300) umfassen, der mit einer Regelung (301) für die Vorschubgeschwindigkeit versehen ist, mit der der Transportantrieb (300) das zwischen Zugwalzen (31,32) geführte Substrat (2) zum Substratträger (40) transportiert, dass die Mittel zum Aufwickeln des Substrats weiterhin einen motorisch betreibbaren Antrieb (400) für den Substratträger (40) umfassen, welcher mit einer Steuerung (401) versehen ist, die ihn in Abhängigkeit von der Vorschubgeschwindigkeit, mit der der Transportantrieb (300) das Substrat zum Substratträger (40) transportiert, steuert und den Substratträger (40) mit einem gleichmässigen Drehmoment antreibt, und dass sowohl Mittel vorgesehen sind, die das aufgewickelte Substrat (2) nach Beendigung des Aufwickelvorgangs abschneiden als auch Mittel, die das zum Wickel gehörende Substratende automatisch am Wickel fixieren, während die Haltemittel (42) das andere Substratende wieder in der definierten Speicherstellung halten.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung (301) für den Transportantrieb (300) die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats auf eine gleichmässige Vorschubgeschwindigkeit hin regelt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltemittel zum Halten des Substrats in der definierten Speicherstellung eine Halteschiene oder ein Halteelement (42) umfassen, welches eine dem in die Einfädelposition (407) bewegten Substratträger zugewandte Haltefläche (420) mit Ansaugöffnungen (421) sowie einen Unterdruckanschluss (430) aufweist, der über ein Ventil (432) mit einer Unterdruckquelle (431) verbunden ist, welche beim Einfädeln mit dem Halteelement (42) druckmässig verbunden ist, so dass sie durch die Ansaugöffnungen (421) in der Haltefläche (420) hindurch einen Unterdruck erzeugt und das Substrat gegen die Haltefläche (42) ansaugt, dass der Substratträger auf seiner Aussenwand um die Längsachse herum mehrere Bereiche aufweist, in denen von seiner Aussenwand Nadeln (403) im wesentlichen radial nach aussen abstehend vorgesehen sind, die in das in der Speicherstellung gehaltene Substrat eingreifen und für die in der Haltefläche (420) des Halteelements (42) entsprechende Nuten (422) ausgespart sind, und dass nach Beendigung des Einfädelns das Ventil (432) die Unterdruckquelle (431) von dem Halteelement (42) druckmässig trennt und das Substrat (2) von der Haltefläche (420) weg zum Aufwickeln freigibt.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel, die das zum Wickel gehörende Substratende am Wickel fixieren, einen Ring (45) umfassen, der koaxial zur Längsachse des Substratträgers (40) in der Nähe des Substratträgerendes an dem jeweiligen Substratträger vorgesehen ist, und der an seiner Innenfläche mit einer umlaufenden Nut (451) versehen ist, in der der Substratträger beim Wickeln frei umlaufen kann, wobei aussen an dem Ring (45) ein Zapfen (450) vorgesehen ist, der im wesentlichen senkrecht zur Längsschnittebene durch den Substratträger (40) angeordnet ist und um den herum betätigbare Fixierdorne (44) zwischen zwei Positionen schwenkbar gelagert sind, derart, dass sie beim Wickeln des Substrats (2) auf den Substratträger (40) in eine Wickelposition ausgeschwenkt sind, in der sie das Aufwickeln des Substrats auf den Substratträger nicht behindern, und in einer Fixierposition im wesentlichen in Längsrichtung des Substratträgers eingeschwenkt sind und zumindest die äusseren beiden Lagen des aufgewickelten Substrats (2) durchstechen und sie so miteinander fixieren.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Bestimmung der Masse pro Flächeneinheit (µ) des Substrats vorgesehen sind, wobei die Substratbreite (B) und die Substratdicke (T) bekannt ist, dass ferner Eingabemittel (41a) zur Festlegung der gewünschten auf den Substratträger zu wickelnden Masse (M) an Substrat vorgesehen sind, und dass Rechenmittel (41) vorgesehen sind, die auf der Basis der ermittelten Masse pro Flächeneinheit (µ) des Substrats und der gewünschten aufzuwickelnden Masse (M) entsprechende Signale für die Steuerung (401) des Antriebs (400) des Substratträgers bzw. für die Regelung (301) des Transportantriebs (300) erzeugen und an diese weiterleiten.
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