EP1727758B1

EP1727758B1 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln mehrerer fäden

Info

Publication number: EP1727758B1
Application number: EP05715549A
Authority: EP
Inventors: Peter Kroll; Manfred Mayer; Peter Steinke; Karl-Heinz Geidelt
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2005-02-25
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2025-02-25
Also published as: CN100497145C; JP2007526187A; DE502005004637D1; CN1926041A; EP1727758A1; JP4575429B2; WO2005085111A1; KR20060126613A; KR101121405B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufwickeln mehrerer Fäden (1.1, 1.2) zu Spulen (9.1, 9.2). Hierbei werden die Spulen (9.1, 9.2) gleichzeitig an zwei parallel nebeneinander angeordneten Spulspindeln (7.1, 7.2) gehalten und gewickelt. Die Spulspindeln werden angetrieben und wirken mit drehbar gelagerten Andrückwalzen (6.1, 6.2) zusammen, wobei die Andrückwalzen (6.1, 6.2) während des Aufwickelns am Umfang der Spulen (9.1, 9.2) mit einer Anlagekraft anliegen. Um möglichst an jeder Spulspindel (7.1, 7.2) gleichmässige Spulen (9.1, 9.2) wickeln zu können, wird die auf die Spulen (9.1, 9.2) einwirkende Anlagekraft durch eine Gewichtsbelastung und/oder Gewichtsentlastung der starr miteinander verbundenen Andrückwalzen (6.1, 6.2) erzeugt. Hierzu sind die Andrückwalzen (6.1, 6.2) an einem beweglichen Halter (13) gehalten, durch welchen die Andrückwalzen (6.1, 6.2) gemeinsam radial zu den zugeordneten Spulspindeln (7.1, 7.2) führbar sind und welcher mit zumindest einem steuerbaren Kraftgeber (32) zusammenwirkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufwickeln mehrerer Fäden zu Spulen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Bei der Herstellung von synthetischen Fäden ist zunehmend die Tendenz zu beobachten, dass eine Vielzahl von Fäden parallel nebeneinander in einer Spinnposition gleichzeitig aus einer Polymerschmelze gesponnen und anschließend zu Spulen aufgewickelt wird. So ist es bekannt, zehn, zwölf, sechzehn oder mehr Fäden parallel zu spinnen und gleichzeitig zu Spulen aufzuwickeln. Das Aufwickeln der Fäden kann dabei durch Aufspulmaschinen erfolgen, bei welchen die Spulen an einer Spulspindel gehalten und gewickelt werden. Bei größeren Spulenbreiten und hoher Fadenanzahl erfordern derartige Aufspulmaschinen entsprechend lange Spulspindeln. Daher wurden neue Konzepte entwickelt, bei welchen die Fäden durch zwei parallel nebeneinander angeordnete Spulspindeln gleichzeitig zu Spulen aufgewickelt werden. Ein derartiges Verfahren sowie eine derartige Vorrichtung sind aus der WO 03/068648 A1 bekannt.
Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung werden die Fäden gleichzeitig an zwei nebeneinander angeordneten Spulspindeln zu Spulen aufgewickelt. Hierzu sind die Spulspindeln durch jeweils einen Spindelantrieb angetrieben. Jeder der Spulspindeln ist eine Andrückwalze zugeordnet, die über eine Schwinge radial beweglich zur Spulspindel gehalten ist. Während des Aufwickelns der Fäden zu Spulen liegen die Andrückwalzen am Umfang der Spulen an. Mit zunehmendem Spulendurchmesser lässt sich dabei sowohl die Andrückwalze als auch die Spulspindel in ihrer Position verändern. Als weiterer Freiheitsgrad sind die beweglich gehaltenen Andrückwalzen zusätzlich durch einen Schlitten radial zu den Spulspindeln verfahrbar. Durch die Vielzahl der Freiheitsgerade ist jedoch unvermeidlich, dass die Spulen der beiden Spulspindeln Unterschiede im Spulenaufbau aufweisen. Durch die individuelle Beweglichkeit beider Andrückwalzen ist das Einhalten von beispielsweise konstanten Anlagekräften in beiden Spulspindeln nur mit einem enormen Regelungsaufwand möglich. Das Wickeln unterschiedlicher Spulen an beiden Spulspindeln ist somit unvermeidlich.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei welchem bzw. bei welcher an den beiden Spulspindeln bei gleichzeitigem Aufwickeln der Fäden im Wesentlichen gleichmäßige Spulen gewickelt werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 12 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in jeder Spulstelle gleiche geometrische Zuordnungen zwischen den Spulspindeln und den Andrückwalzen gegeben sind. Zudem lässt sich dadurch eine für das Aufwickeln der Spulen an beiden Spulspindeln die von den Andrückwalzen aufzubringende Anlagekraft mit einfachen Mitteln einstellen. Die Anlagekraft ergibt sich dabei vorteilhaft aus einer Gewichtsbelastung und / oder einer Gewichtsentlastung der starr miteinander verbundenen Andrückwalzen. Hierzu sind die Andrückwalzen durch einen Halter miteinander verbunden, welcher beweglich an einem Maschinengestell gehalten ist und welcher mit einem steuerbaren Kraftgeber zur Gewichtsbelastung und / oder zur Gewichtsentlastung zusammenwirkt. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist somit darin zu sehen, dass zu jedem Zeitpunkt einer Spulreise jede der an den beiden Spulspindeln gewickelten Spulen einen gleich großen Spulendurchmesser aufweist. Ein unterschiedlicher Spulenzuwachs und damit unterschiedliche Spulendurchmesser werden vorteilhaft vermieden.
Der gleichmäßige Spulenaufbau der Spulen an beiden Spulspindeln lässt sich dadurch noch verbessern, dass während des Wickelns die Achsabstände zwischen den Spulspindeln und den zugeordneten Andrückwalzen gleich gehalten werden.
Durch die bevorzugte Verfahrensvariante nach Anspruch 3 lassen sich zudem Fertigungstoleranzen an der Vorrichtung ausgleichen. So könnte beispielsweise aufgrund von Fertigungstoleranzen die Lage der Spulspindeln innerhalb der Vorrichtung relativ zu den Andrückwalzen kleinere Abweichungen zeigen. Somit würde insbesondere bei Beginn eines Aufwickelvorganges kein gleichmäßiger Kontakt zwischen den Andrückwalzen und den zugeordneten Spulspindeln stattfinden. Zur Überbrückung derartiger Fertigungstoleranzen wird bei dieser Verfahrensvariante zunächst eine hohe Kontaktkraft zwischen den Spulspindeln und den Andrückwalzen eingestellt. Die Kontaktkraft ist dabei derart bemessen, dass aufgrund von Elastizitäten der lang auskragenden Spulspindeln beide Andrückwalzen in Kontakt mit den zugeordneten Spulspindeln gelangen. Die Andrückwalzen oder die Spulspindeln verfügen hierzu vorzugsweise auf eine parallele Elastizität, so dass Durchbiegungserscheinungen ausgeschlossen sind. Nachdem die Fäden an den Spulhülsen der Spulspindeln angewickelt sind, wird die Kontaktkraft in die niedrigere Anlagekraft geändert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hierzu als Kraftgeber zumindest eine Entlastungszylindereinheit auf, die mit einer Steuereinrichtung verbunden ist. Somit lässt sich die Abstützung der Andrückwalzen zu Beginn des. Aufspulvorganges entsprechend verringern, so dass ein hoher Anteil des Gesamtgewichtes zur Ausübung der Kontaktkraft ansteht.
Um an beiden Spulspindeln ein gleichmäßiges Anwickeln der Fäden zu ermöglichen, weisen die Andrückwalzen bevorzugt Anlaufringe auf, die den Kontakt zu den Spulspindeln beim Fangen und Anwickeln der Fäden übernehmen. Erst nach Wicklung einer Basisschicht gelangen die Andrückwalzen in Kontakt mit den Spulen. Bis dahin wird vorzugsweise die Kontaktkraft in die Anlagekraft umgeschaltet.
Die Anlaufringe der beiden Andrückwalzen sind vorzugsweise gleichgroß ausgebildet, so dass jede der Spulen eine gleichmäßige Basisschicht aufweist.
Es ist jedoch auch möglich, die Anlaufringe der beiden Andrückwalzen im Außendurchmesser unterschiedlich auszubilden, um beispielsweise größere Lagetoleranzunterschiede ausgleichen zu können. Ebenso besteht die Möglichkeit die Anlaufringe anstelle an den Andrückwalzen direkt an den Umfang der Spulspindeln anzubringen.
Ein Umschalten der Kontaktkraft zur Anlagekraft lässt sich somit vorteilhaft auch durch einfache Veränderung der Gewichtsentlastung erzeugen.
Während des Aufwickelns der Fäden wird die zwischen den Andrückwalzen und den Spulen wirkende Anlagekraft im wesentlichen konstant gehalten. Es ist jedoch auch möglich, die Anlagekraft gemäß einem vorgegebenen Kraftprofil zu verändern, um beispielsweise bestimmte Elastizitäten der Spulen und damit die Spulendichte zu beeinflussen. Das Kraftprofil kann auch eine sogenannte Wobbelung enthalten, um Schwingungen an den Spulspindeln zu dämpfen.
Um möglichst beide Spulspindeln mit identischer Drehzahl und damit identischen Umfangsgeschwindigkeiten der Spulen betreiben zu können, werden gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung die Spulspindeln synchron angetrieben und gesteuert. Hierzu werden die Spindelantriebe vorzugsweise durch zwei Elektromotoren und einem Steuergerät gebildet, wobei das Steuergerät mit der Steuereinrichtung verbunden ist.
Beim Aufwickeln und Ablegen der Fäden am Umfang der Spulen sind zwischen der Umfangsfläche der Spule und der Umfangsfläche der Andrückwalze Schlupferscheinungen möglich. Um zu vermeiden, dass sich derartige Schlupferscheinungen unterschiedlich ausbilden an den beiden Andrückwalzen, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt angewendet, bei welcher die Ändrückwalzen mechanisch oder elektrisch derart miteinander gekoppelt sind, dass beide Andrückwalzen mit gleicher Drehzahl umlaufen. Zur Koppelung sind die Andrückwalzen durch ein Getriebemittel miteinander verbunden. Die Getriebemittel könnten mechanisch oder elektrisch ausgebildet sein, um die Drehzahlanpassung der beiden Andrückwalzen zu erreichen.
Dabei lassen sich die Andrückwalzen auch zusätzlich durch einen Fremdantrieb gegensinnig antreiben, was insbesondere Spulwechselvorgänge begünstigt. Vorzugsweise ist der Fremdantrieb der Andrückwalzen jedoch dafür geeignet, um bestimmte Lastverhältnisse zwischen den angetriebenen Spulen und den Andrückwalzen herzustellen. So lässt sich der Fremdantrieb der Andrückwalzen derart auslegen, dass stets eine fördernde Komponente oder eine bremsende Komponente am Umfang der Spulen wirken. Durch die Vorgabe eines Lastverhältnisses lässt sich vorteilhaft die Fadenspannung der aufgespulten Fäden beeinflussen, da definierte Schlupferscheinungen zwischen den Andrückwalzen und den Spulen einstellbar sind.
Aufgrund der Zunahme des Spulendurchmessers ist zusätzlich eine überlagerte Ausweichbewegung zwischen den Spulspindeln und den Andrückwalzen auszuführen. Derartige Ausweichbewegungen lassen sich einzeln oder kollektiv ausführen, wobei grundsätzlich ein Kontakt zwischen der Andrückwalze und dem Umfang der Spulen nicht verloren geht.
Die Ausweichbewegungen lassen sich auf einfache Art und Weise derart ausführen, dass während des Aufwickelns die Andrückwalzen und der Halter durch einen Schlitten in einer Schlittenführung gemeinsam geführt werden. Damit können gleiche Einstellungen in den Anlagekräften in den beiden Spulstellen während der Ausweichbewegung sichergestellt werden.
Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Andrückwalzen ortsfest gehalten werden und die Ausweichbewegungen ausschließlich durch die Spulspindeln ausgeführt werden. Hierzu können die Spulspindeln jeweils durch zwei bewegliche Spindelträger vorzugsweise synchron geführt werden. Derartige Spindelträger, die beispielsweise durch Spulrevolver gebildet sein können, lassen sich auch dazu verwenden, um bei Beginn der Aufwicklung den erforderlichen Kontakt zwischen den Andrückwalzen und den Spulspindeln herzustellen.
Es ist jedoch auch möglich, die Ausweichbewegung zwischen den Andrückwalzen und den Spulspindeln zum Anwachsen der Spulen sowohl durch eine Bewegung der Andrückwalzen als auch durch eine Bewegung der Spulspindeln auszuführen. Die Verwendung eines beweglichen Spindelträgers in Form eines Spulenrevolvers hat zudem die Vorzüge, dass in jeder Spulstelle eine zweite Spulspindel gehalten werden kann, um die beiden Spulspindeln abwechselnd in einen Spulbereich und einen Wechselbereich führen zu können.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:

Fig. 1 und Fig. 2: schematisch eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; in unterschiedlichen Betriebssituationen;
Fig. 3: schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiel aus Fig. 1;
Fig. 4: schematisch ein Antriebskonzept des Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 und
Fig. 5: schematisch ein weiteres Antriebskonzept des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1

In Fig. 1 bis Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 1 und Fig. 2 eine Vorderansicht in verschiedenen Betriebssituationen und Fig. 3 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels. Insoweit kein Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für alle Figuren.
Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist zwei Spulstellen 29.1 und 29.2 auf, die nebeneinander in einem Maschinengestell 12 ausgebildet sind. Hierbei sind die Spulstellen 29.1 und 29.2 spiegelbildlich zu einer mittleren Symmetrieebene ausgeführt. So besteht die rechte Spulstelle 29.1 aus einem drehbar in dem Maschinengestell 12 gelagerten Spindelträger 10.1. An dem Spindelträger 10.1 sind eine erste auskragende Spulspindel 7.1 und 180° versetzt eine zweite auskragende Spulspindel 11.1 gehalten. Hierbei befindet sich die erste Spulspindel 7.1 in einer Betriebsstellung zum Aufwickeln mehrerer Fäden. Die zweite Spulspindel 11.1 befindet sich in einer Wechselstellung zum Austausch von Vollspulen gegen leere Spulhülsen.
Spiegelbildlich zu dem Spindelträger 10.1 ist in der zweiten Spulstelle 29.2 ein zweiter in gleicher Ebene angeordneter Spindelträger 10.2 in dem Maschinengestell 12 gehalten. Der Spindelträger 10.2 trägt die auskragenden Spulspindeln 7.2 und 11.2. In der dargestellten Betriebssituation befindet sich die Spulspindel 7.2 in der Betriebsstellung und die Spulspindel 11.2 in einer Wechselstellung.
Die Spindelträger 10.1 und 10.2 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Spulrevolver ausgebildet, die in dem Maschinengestell 12 drehbar gelagert gehalten sind. Beide Spulrevolver 10.1 und 10.2 sind mit einem gemeinsamen Drehantrieb 30 gekoppelt, wobei die Spulrevolver 10.1 und 10.2 mit gegensinnigem Drehsinn antreibbar sind. Der Drehantrieb 30 ist mit einer zentralen Steuereinrichtung 21 verbunden. Jedem der an den Spindelträgern 10.1 und 10. 2 gehaltenen Spulspindeln 7.1, 7.2, ,11.1 und 11.2 ist ein Spindelantrieb zugeordnet, in Fig. 3 sind die Spindelantriebe 23.2 und 31.2 der Spulspindeln 7.2 und 11.2 der Spulstelle 29.2 gezeigt. Die Spindelantriebe 23.1, 23.2, 31.1 und 31.2 der Spulspindeln beider Spulstellen 29.1 und 29.2 sind mit der zentralen Steuereinrichtung 21 verbunden.
Jedem der Spindelträger 10.1 und 10.2 ist im Fadenlauf jeweils eine Andrückwalze 6.1 und 6.2 vorgeordnet. In der Spulstelle 29.1 wirken dabei die Andrückwalze 6.1 mit der Spulspindel 7.1 zusammen, um eine Fadenschar 1.1 zu jeweils einer Spule 9.1 zu wickeln. Während des Aufwickelns der Fäden liegt die Andrückwalze 6.1 am Umfang der zu wickelnden Spulen 9.1 an.
In der Spulstelle 29.2 wirkt dementsprechend die Andrückwalze 6.2 mit der in der Betriebsstellung befindlichen Spulspindel, in diesem Fall 7.2, zusammen, um eine zweite Fadenschar 1.2 zu Spulen 9.2 zu wickeln. Auch hierbei liegt die Andrückwalze 6.2 am Umfang der zu wickelnden Spulen 9.2 an.
Die Andrückwalzen 6.1 und 6.2 sind drehbar an einem Halter 13 gelagert und durch den Halter 13 starr miteinander verbunden. Der Halter 13 trägt eine den Andrückwalzen 6.1 und 6.2 vorgeordnete Changiereinrichtung 4. Die Changiereinrichtung 4 ist in einer Mittelebene zwischen den Spulstellen 29.1 und 29.2 angeordnet und weist zu jeder Spulstelle 29.1 und 29.2 mehrere Changierfadenführer 5.1 und 5.2 auf, durch welche die zulaufenden Fäden der Fadenscharen 1.1 und 1.2 innerhalb der Changierhübe hin-und herverlegt werden. Die Changiereinrichtung 4 lässt sich beispielsweise durch eine Kehrgewindewelle ausbilden, die am Umfang eine oder mehrere Nuten zur Führung der Changierfadenführer 5.1 und 5.2 aufweist.
Auf einer Oberseite des Halters 13 ist ein Fadenführerträger 3 vorgesehen, welcher zwei Gruppen von Fadenführern 2.1 und 2.2 trägt. Hierbei ist die Gruppe der Fadenführer 2.1 der Spulstelle 29.1 zugeordnet und die Gruppe der Fadenführer 2.2 der Spulstelle 29.2 zugeordnet.
Der Halter 13 ist durch einen Schlitten 15 und die Schlittenführungen 14.1 und 14.2 vertikal beweglich an dem Maschinengestell 12 gehalten. Der Schlitten 15 wird dabei durch einen Kraftgeber 32 in den Schlittenführungen 14.1 und 14.2 derart gehalten; dass die Andrückwalzen 6.1 und 6.2 mit jeweils einer vorbestimmten Anlagekraft während des Aufwickelns der Fäden der Fadenscharen 1.1 und 1.2 an den jeweiligen Spulen 9.1 und 9.2 anliegen. Der Kraftgeber 32 ist durch zwei Entlastungszylindereinheiten 16.1 und 16.2 ausgebildet, durch welche das Gesamtgewicht der beiden Andrückwalzen 6.1 und 6.2 sowie des Halters 13 und den zusätzlich an dem Halter 13 angebrachten Bauteile wie die Changierungseinrichtung 4 abgestützt wird. Die Entlastungszylindereinheiten 16.1 und 16.2, die zu beiden Seiten der Vorrichtung an den Schlitten 15 angreifen, sind mit einer Steuereinrichtung 21 verbunden, durch welche die Entlastungszylindereinheiten 16.1 und 16.2 in ihrer Stützwirkung steuerbar sind. Somit wird die während des Aufwickelns der Fäden zwischen den Andrückwalzen 6.1 und 6.2 und den Spulen 9.1 und 9.2 wirkende Anlagekraft durch einen Gewichtsanteil vom Gesamtgewicht bestimmt.
Bei dem in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel wird in den Spulstellen 29.1 und 29.2 jeweils vier Fäden der Fadenscharen 1.1 und 1.2 zu einer Spule 9.1 und 9.2 gewickelt. Die Vorrichtung ist in Fig. 1 zu Beginn des Aufspulvorgangs und in den Fig. 2 und 3 während des Aufspulvorgangs gezeigt.
Um die Fäden zu Spulen wickeln zu können, sind an den Spulspindeln 7.1 und 7.2 mehrere hintereinander aufgesteckte Spulhülsen 8.1 und 8.2 gehalten. Hierbei können auch mehr als vier Spulhülsen gleichzeitig von einer Spulspindel 7.1 sowie der Spulspindel 7.2 gehalten werden.
Am Lagerende der Spulspindeln 7.1 und 7.2 ist jeweils ein Anlaufring 17.1 und 17.2 gehalten. Die Anlaufringe 17.1 und 17.2 sind ihrem Außendurchmesser identisch ausgeführt. Dabei ist der Außendurchmesser der Anlaufringe 17.1 und 17.2 etwas größer als die Durchmesser der Spulhülsen 8.1 und 8.2 ausgebildet. Bevorzugt werden die Anlaufringe 17.1 und 17.2 jedoch am Umfang der Andrückwalze 6.1 und 6.2 angeordnet.
Um einen Spulvorgang an den Spulspindeln 7.1 und 7.2 zu beginnen, werden die Andrückwalzen 6.1 und 6.2 durch den Schlitten 15 und die Entlastungszylindereinheit 16.1 und 16.2 in eine untere Position geführt. Durch die Steuereinrichtung 21 wird in den Entlastungszylindereinheiten 16.1 und 16.2 ein Entlastungsdruck eingestellt, der eine nur geringe Gewichtskompensation der Andrückwalzen 6.1 und 6.2 sowie des Halters 13 erlaubt. Zwischen den Andrückwalzen 6.1 und 6.2 und den Spulspindeln 7.1 und 7.2 wirkt nun eine Kontaktkraft, die dazu führt, dass die Andrückwalze 6.1 am Umfang des Anlaufringes 17.1 und die Andrückwalze 6.2 an dem Umfang des Anlaufringes 17.2 gelangt. Hierbei ist unerheblich, ob die Fäden zum Erstanlegen oder bei einem Spulenwechsel durch hier nicht näher dargestellte Hilfseinrichtungen geführt wird. Die Spulspindeln 7.1 und 7.2 sind nun zur Aufnahme der Fäden der Fadenscharen 1.1 und 1.2 bereit. Diese Situation ist in Fig. 1 gezeigt. Die Andrüclcwalzen 6.1 und 6.2 und die Spulspindeln 7.1 und 7.2 weisen hierzu parallele Elastizitäten auf, um über die gesamte Länge eine gleichmäßige Anlage zu erhalten.
Nachdem die Fäden der Fadenscharen 1.1 und 1.2 an den Spulhülsen 8.1 und 8.2 gefangen und angewickelt wurden, wird über die Steuereinrichtung eine Umschaltung der Kontaktkraft auf eine Anlagekraft eingeleitet. Hierzu werden die Entlastungszylindereinheiten 16.1 und 16.2 angesteuert, so dass ein höherer Entlastungsdruck zur Abstützung der Andrückwalzen 6.1 und 6.2 wirksam wird. Die Andrückwalzen 6.1 und 6.2 liegen mit der Anlagekraft am Umfang der sich bildenden Spulen 9.1 und 9.2 an. Diese Situation ist in der Fig. 3 dargestellt.
Die Anlagekraft wird vorzugsweise während des Aufwickelns der Fäden an den Spulspindeln 7.1 und 7.2 konstant gehalten. Hierzu wird beispielsweise der Entlastungsdruck in den Entlastungszylindereinheiten 16.1 und 16.2 auf einen vorgegebenen Wert eingestellt, sensiert und über die Steuereinrichtung 21 geregelt. Mit einer derartigen Druckregelung lässt sich auch vorteilhaft die Ausweichbewegung des Schlittens 15 steuern. Derartige Steuerungen bzw. Regelvorgänge für Schlitten in Aufspulmaschine sind allgemein bekannt, und beispielsweise in der DE 25 44 773 A1 näher beschrieben, so dass hier keine weitere Erläuterung gegeben wird.
Die während des Aufwickelns der Fäden der Fadenscharen 1.1 und 1.2 aufgrund des Anwachsens der Spulen 9.1 und 9.2 erforderliche Ausweichbewegung lässt sich grundsätzlich bei diesem Ausführungsbeispiel sowohl durch den beweglich gehaltenen Halter 13 als auch durch die beweglich gehaltenen Spulspindeln 7.1 und 7.2 ausführen. Durch die feste Anordnung der Andrückwalzen 6.1 und 6.2 an dem Halter 13 kann das Anwachsen der Spulen 9.1 und 9.2 durch Bewegung des Schlittens 15 synchron erfolgen.
Der Drehantrieb 30 der Spindelträger 10.1 und 10.2 lässt sich zur Ausübung einer Ausweichbewegung vorzugsweise stufenweise oder kontinuierlich betreiben. Dabei sind beide Spindelträger 10.1 und 10.2 durch ein Getriebemittel miteinander gekoppelt, so dass während des Aufwickelns immer ein gleicher Achsabstand zwischen den Spulspindeln und den zugeordneten Andrückwalzen gehalten werden kann, der sich dann stufenförmig oder kontinuierlich vergrößert.
In Fig. 2 ist die Betriebssituation dargestellt, bei welcher die Spulen 9.1 und 9.2 kurz vor Fertigstellung sind. Der Halter 13 mit den Andrückwalzen 6.1 und 6.2 wird kurz vor einer oberen Position des Schlittens 15 an dem Maschinengestell 12 gehalten. Die Ausweichbewegung während des Wickelns der Spulen 9.1 und 9.2 an den Spulspindeln 7.1 und 7.2 wurde dabei im wesentlichen durch die Bewegung des Schlittens 15 ausgeführt. Unabhängig von der Ausweichbewegung der Andrückwalzen 6.1 und 6.2 ist eine vorbestimmte Anlagelcraft zwischen den Andrückwalzen 6.1 und 6.2 und den Spulen 9.1 und 9.2 eingestellt. Sobald die Spulen 9.1 und 9.2 ihren vorgeschriebenen Enddurchmesser erreicht haben, erfolgt ein Wechsel. Hierzu wird der Spindelträger 10.1 im Uhrzeigersinn und der Spindelträger 10.2 gegen den Uhrzeigersinn verdreht, so dass die jeweiligen Spulspindeln 11.1 und 11.2 in dem Betriebsbereich gelangen und das Aufspulen der Fäden der Fadenscharen 1.1 und 1.2 fortsetzen können. Nachdem die Spulspindeln 11.1 und 11.2 in den Betriebsbereich gelangt sind, werden die Andrückwalzen 6.1 und 6.2 in ihre untere Position durch den Schlitten 15 geführt. Gleichzeitig erfolgt eine Umschaltung von der Anlagekraft in die Kontaktkraft, so dass die Andrückwalzen 6.1 und 6.2 an die jeweiligen Anlaufringe der Spulspindeln 11.1 und 11.2 gelangen. Nach dem Fadenwechsel beginnt eine neue Spulreise.
Zur Erläuterung des Antriebskonzeptes des zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend anhand der Figuren 4 und 5 zwei mögliche Beispiele erläutert. Aufgrund der Übersichtlichkeit wurden in den Fig. 4 und 5 nur die zum Antreiben erforderlichen Vorrichtungsteile der Spulstellen 29.1 und 29.2 aus rückwärtiger Ansicht schematisch dargestellt.
Bei dem Antriebskonzept nach Fig. 4 ist in der Spulstelle 29.1 die Spulspindel 7.1 über ein Spindelende 22.1 mit einem Spindelantrieb 23.1 gekoppelt. Dem Spindelantrieb 23.1 ist ein Steuergerät 24.1 zugeordnet, das mit der übergeordneten Steuereinrichtung 21 verbunden ist. Die an der Spulspindel 7.1 gewickelte Spule 9.1 ist hierbei gestrichelt dargestellt. Am Umfang der Spule 9.1 liegt die frei drehbar gelagerte Andrückwalze 6.1, die ebenfalls gestrichelt dargestellt ist. Die Andrückwalze 6.1 weist ein Walzenende 18.1 auf. Dem Walzenende 18.1 ist ein Drehzahlsensor 20 zugeordnet, durch welchen die Drehgeschwindigkeit der Andrückwalze 6.1 erfaßbar ist. Der Drehzahlsensor 20 ist mit der Steuereinrichtung 21 verbunden.
In der zweiten Spulstelle 29.2 ist die Spulspindel 7.2 durch das Spindelende 22.2 mit dem Spindelantrieb 23.2 gekoppelt. Dem Spindelantrieb 23.2 ist ein Steuergerät 24.2 zugeordnet, welches ebenfalls mit der Steuereinrichtung 21 verbunden ist. Die ebenfalls gestrichelt dargestellte Spule 9.2, die am Umfang der Spulspindel 7.2 gebildet wird, steht mit der zweiten Andrückwalze 6.2 in Kontakt. Die Andrückwalze 6.2 der zweiten Spulstelle 29.2 ist ebenfalls frei drehbar gehalten. Die Andrückwalze 6.2 ist dabei mit einem Walzenende 18.2 durch ein Getriebemittel 19 mit der Andrückwalze 6.1 der ersten Spulstelle 29.1 gekoppelt. Das Getriebemittel 19 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch einen Riemen oder eine Kette mechanisch ausgebildet, so dass beide Andrückwalzen 6.1 und 6.2 beider Spulstellen mit gleicher Drehzahl umlaufen. Zum Aufwickeln der Fäden 1.1 in der Spulstelle 29.1 wird die Spulspindel 7.1 durch den Spindelantrieb 23.1 im Uhrzeigersinn angetrieben. Die Andrückwalze 6.1 liegt am Umfang der zu wickelnden Spule 9.1 an und wird über Friktion im entgegengesetzten Sinn angetrieben.
In der Spulstelle 29.2 wird die Spulspindel 7.2 durch den Spindelantrieb 23.2 gegen den Uhrzeigersinn angetrieben, um den Faden 1.2 zu der Spule 9.2 zu wickeln. Hierbei dreht sich die Andrückwalze 6.2 am Umfang der Spule 9.2 im Uhrzeigersinn mit der entsprechenden Drehzahl der Andrückwalze 6.1. Die Drehübertragung zwischen den Andrückwalzen 6.1 und 6.2 erfolgt durch das Getriebemittel 19. Beide Spulstellen 29.1 und 29.2 werden synchron gewickelt, so dass an jeder der Spulspindeln 7.1 und 7.2 ein identischer Aufbau der Spulen 9.1 und 9.2 stattfindet.
Um eine konstante Aufwickelgeschwindigkeit der Fäden 1.1 und 1.2 zu erhalten, wird die Drehgeschwindigkeit der Andrückwalze 6.1 durch den Drehzahlsensor 20 kontinuierlich erfasst und der Steuereinrichtung 21 aufgegeben. In der Steuereinrichtung 21 ist eine Soll-Drehzahl der Andrückwalze 6.1 hinterlegt. Sobald zwischen der sensierten Ist-Drehgeschwindigkeit der Andrückwalze 6.1 und der hinterlegten Soll-Drehgeschwindigkeit der Andrückwalze 6.1 eine unzulässige Abweichung erfasst wird, wird ein Steuersignal generiert und den Steuergeräten 24.1 und 24.2 aufgegeben. Die Steuergeräte 24.1 und 24.2 verändern die Antriebsdrehzahlen der Spindelantriebe 23.1 und 23.2 in dem gewünschten Sinn, dass sich an der Andrückwalze 6.1 eine geänderte Ist-Drehgeschwindigkeit ergibt. Somit lässt sich während des gesamten Aufwickelns der Fäden 1.1 und 1.2 eine konstante Umfangsgeschwindigkeit der Spulen 9.1 und 9.2 einstellen. Die Spindelantriebe 23.1 und 23.2 werden hierbei vorzugsweise durch Asynchronmotoren gebildet.
Das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen identisch zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4. Hierbei werden die Andrückwalzen 6.1 und 6.2 durch einen Fremdantrieb 25 angetrieben, der hierbei durch zwei Elektromotoren 28.1 und 28.2 sowie einem zugeordneten Steuergerät 27 gebildet ist. Somit lässt sich die elektrische Koppelung der Andrückwalzen 6.1 und 6.2 mit einem Fremdantrieb 25 kombinieren.
Es ist jedoch auch möglich, die Andrückwalzen 6.1 und 6.2 mit einem Getriebemittel zu koppeln und nur durch einen Elektromotor anzutreiben.
Gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 sind die Spulspindeln 7.1 und 7.2 jeweils durch die Spindelantriebe 23.1 und 23.2 angetrieben. Die Spindelantriebe 23.1 und 23.2 können dabei als Asynchronmotor oder als Synchronmotor ausgebildet sein. Den Spindelantrieben 23.1 und 23.2 ist ein Steuergerät 24 zugeordnet. Das Steuergerät 24 ist mit der Steuereinrichtung 21 verbunden und bildet gemeinsam mit dem Drehzahlsensor 20 einen Regelkreis, um die Umfangsgeschwindigkeit der Spulen 9.1 und 9.2 konstant zu halten.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht beschränkt auf die nach Fig. 1 und 3 dargestellte Anordnung der Einzelaggregate. So lassen sich beispielsweise die Spulspindeln an nicht beweglichen Spindelträgern halten. Zudem besteht auch die Möglichkeit, die Kontaktkraft durch eine Gewichtsbelastung zu erzeugen, für den Fall, dass größere Kräfte bzw. zu geringe Gewichte zur Verfügung stehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht beschränkt auf die nach Fig. 1 dargestellte Anordnung der Einzelaggregate.
Grundsätzlich können insbesondere die Andrückwalzen in den Spulstellen durch eine Schwinge radial beweglich zu den Spulspindeln gehalten werden. Die Halterung der Spulspindeln und der Andrückwalzen ist im wesentlichen nur für die Ausführung der Ausweichbewegung maßgeblich. Unabhängig von der Ausweichbewegung ist jedoch die Umfangsgeschwindigkeit der Spule stets derart einzustellen, dass die Fäden mit gleicher Aufwickelgeschwindigkeit und somit im wesentlichen mit konstanter Fadenspannung aufgewickelt werden können.

Bezugszeichenliste

1.1, 1.2: Fadenschar
2.1,2.2: Fadenführergruppe
3: Fadenführerträger
4: Changierung
5.1,5.2: Changierfadenführer
6.1, 6.2: Andrückwalze
7.1, 7.2: Spulspindeln
8.1,8.2: Spulenhülse
9.1,9.2: Spule
10.1, 10.2: Spindelträger
11.1, 11.2: Spulspindeln in Ruheposition
12: Maschinengestell
13: Halter
14.1, 14.2: Schlittenführung
15: Schlitten
16.1, 16.2: Entlastungszylindereinheit
17.1, 17.2: Anlaufring
18.1, 18.2: Walzenende
19: Getriebemittel
20: Drehzahlsensor
21: Steuereinrichtung
22.1,22.2: Spindelende
23.1,23.2: Spindelantrieb
24, 24.1, 24.2: Steuergerät
25: Fremdantrieb
27: Steuergerät
28.1,28.2: Elektromotor
29.1, 29.2: Spulstelle
30: Drehantrieb
31.1, 31.2: Spindelantrieb
32: Kraftgeber

Claims

Verfahren zum Aufwickeln mehrerer Fäden (1.1, 1.2) zu Spulen (9.1, 9.2), bei welchem die Spulen (9.1, 9.2) gleichzeitig an zwei parallel nebeneinander angeordneten Spulspindeln (7.1, 7.2) gehalten und gewickelt werden, bei welchem die Spulspindeln (7.1, 7.2) angetrieben werden und mit drehbar gelagerten Andrückwalzen (6.1, 6.2) zusammenwirken, wobei die Andrückwalzen (6.1, 6.2) während des Aufwickelns am Umfang der Spulen (9.1, 9.2) mit einer Anlagekraft anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Spulen (9.1, 9.2) der beiden Spulspindeln (7.1, 7.2) wirkende Anlagekraft durch eine Gewichtsbelastung und/oder Gewichtsentlastung der starr miteinander verbundenen Andrückwalzen (6.1, 6.2) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Wickelns der Spulen (9.1, 9.2) an den beiden Spulspindeln (7.1, 7.2) die Achsabstände zwischen den Spulspindeln (7.1, 7.2) und den zugeordneten Andrückwalzen (6.1, 6.2) gleich bleiben.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufwickeln der Fäden (1.1, 1.2) eine höhere Kontaktkraft zwischen den Spulspindeln (7.1, 7.2) und den Andrückwalzen (6.1, 6.2) derart eingestellt wird, dass beide Andrückwalzen (6.1, 6.2) in Kontakt mit den zugeordneten Spulspindeln (7.1, 7.2) gelangen, und dass nach einem Anwickeln der Fäden (1.1, 1.2) zu den Spulen (9.1, 9.2) die Kontaktkraft in die niedrigere Anlagekraft geändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagekraft und die Kontaktkraft durch jeweils eine auf beide Andrückwalzen (6.1, 6.2) gleichmäßig einwirkende Gewichtsentlastung erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagekraft während des Aufwickelns der Fäden (1.1, 1.2) im wesentlichen konstant gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagekraft während des Aufwickelns der Fäden (1.1, 1.2) und/oder zur Dämpfung von Schwingungen gemäß einem vorgegebenen Kraftprofil verändert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Spulspindeln (7.1, 7.2) synchron angetrieben und gesteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückwalzen (6.1, 6.2) mechanisch oder elektrisch derart miteinander gekoppelt sind, dass beide Andrückwalzen (6.1, 6.2) mit gleicher Drehzahl gegensinnig umlaufen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückwalzen (6.1, 6.2) zusätzlich durch einen Fremdantrieb (25) gegensinnig angetrieben werden.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufwickelns die Andrückwalzen (6.1, 6.2) durch einen beweglichen Schlitten (15) gemeinsam zur Ausführung einer Ausweichbewegung zum Anwachsen der Spulen (9.1, 9.2) geführt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulspindeln (7.1, 7.2) durch zwei bewegliche Spindelträger (10.1, 10.2) synchron oder unabhängig voneinander zur Ausführung von Ausweichbewegungen zum Anwachsen der Spulen (9.1, 9.2) geführt werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 mit zwei nebeneinander angeordneten Spulspindeln (7.1, 7.2) zur Aufnahme von mehreren Spulhülsen (8.1, 8.2) zum gleichzeitigen Aufwickeln von Fäden (1.1, 1.2) zu Spulen (9.1, 9.2), mit zwei den Spulspindeln (7.1, 7.2) zugeordneten Spindelantrieben (23.1, 23.2) zum Antreiben der beiden Spulspindeln (7.1, 7.2) und mit zwei drehbar gelagerten Andrückwalzen (6.1, 6.2), die während des Aufwickelns am Umfang der Spulen (9.1, 9.2) anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückwalzen (6.1, 6.2) durch einen Halter (13) starr miteinander verbunden sind, dass der Halter (13) derart beweglich an einem Maschinengestell (12) gehalten ist, dass die Andrückwalzen (6.1, 6.2) gemeinsam radial zu den zugeordneten Spulspindeln (7.1, 7.2) führbar sind, und dass der Halter (13) mit einem steuerbaren Kraftgeber (32) zusammenwirkt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kraftgeber (32) durch zumindest eine Entlastungszylindereinheit (16.1, 16.2) gebildet ist und dass die Entlastungszylindereinheit (16.1, 16.2) mit einer Steuereinrichtung (21) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Andrückwalzen (6.1, 6.2) am Umfang zumindest einen Anlaufring (17.1, 17.2) aufweist, durch welche die Spulspindeln (7.1, 7.2) vor dem Aufwickeln der Fäden abgestützt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufringe (17.1, 17.2) der beiden Andrückwalzen (6.1, 6.2) einen gleich großen Außendurchmesser aufweisen und dass der Außendurchmesser der Anlaufringe (17.1, 17.2) größer ist als der Durchmesser der Spulhülsen (8.1, 8.2).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelantriebe (23.1, 23.2) durch zwei Elektromotoren und ein Steuergerät (24) gebildet sind, wobei das Steuergerät mit der Steuereinrichtung (21) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückwalzen (6.1, 6.2) durch ein Getriebemittel (19) derart miteinander verbunden sind, dass beide Andrückwalzen (6.1, 6.2) mit gleicher Drehzahl gegensinnig umlaufen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fremdantrieb (25) vorgesehen ist, um die Andrückwalzen (6.1, 6.2) separat oder gemeinsam gegensinnig anzutreiben.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Halter (13) mit einem Schlitten (15) und einer Schlittenführung (14.1, 14.2) an dem Maschinengestell (12) gehalten ist, durch welche die Andrückwalzen (6.1, 6.2) in radialer Richtung eine Ausweichbewegung relativ zu den Spulspindeln (7.1, 7.2) ausführen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulspindeln (7.1, 7.2) jeweils an einem beweglichen Spindelträger (10.1, 10.2) gehalten sind, welche Spindelträger (10.1, 10.2) durch einen gemeinsamen Antrieb (30) oder durch separate Antriebe die Spulspindeln in radialer Richtung zu den Andrückwalzen führen.