Verfahren und Vorrichtung zum Wickeln einer Fadenspule
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln einer Fadenspule gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 , eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 sowie eine Fadenspule.
Bei der Herstellung, Weiterbehandlung und Endverarbeitung von textilen Fäden in mehreren Prozessschritten ist es bekannt, dass die Fäden zwischen den Prozessschritten zum Zwecke der Speicherung zu Fadenspulen gewickelt werden. Die in einem vorhergehenden Prozess gewickelten Fadenspulen werden sodann als Vorlagespulen dem Folgeprozess vorgelegt. Hierzu ist es erforderlich, dass derartige Fadenspulen gute Abzugseigenschaften des Fadens aufweisen. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung derartiger Fadenspulen ist beispielsweise aus der WO 00/68126 bekannt.
Bei dem bekannten Verfahren und der bekannten Vorrichtung wird der Faden vor Ablage auf einer Fadenspule innerhalb eines Changierhubes derart verlegt, dass möglichst gerade Stirnflächen an den Enden der Spulen entstehen, so dass ein einwandfreier Abzug des Fadens gewährleistet ist. Hierbei ist zumindest für die auf der Fadenspule gespeicherte Fadenmenge ein kontinuierlicher Weiterverarbei- tungsprozess bis zu einem nächsten Fadenende gewährleistet. Somit lassen sich Bearbeitungsstufen der Folgeprozesse oftmals durch ein Fadenende einer Faden- spule bestimmen.
So ist beispielsweise aus der EP 0 386 519 Bl bekannt, eine bestimmte auf den Nachfolgeprozess abgestimmte Fadenlänge zu einer Fadenspule im vorgeschalteten Prozess zu wickeln. Derartige Verfahren sind jedoch für die Fälle nachteilig, bei welchem die maximal speicherbare Fadenmenge einer Fadenspule nicht gleich der für einen Weiterverarbeitungsprozess benötigte Fadenlänge ist.
- L
Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Wickeln einer Fadenspule gemäß der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, bei welcher die für einen Weiterverarbeitungsprozess benötigte Fadenmenge unabhängig von der gesamten Fadenmenge der Fadenspule gewählt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1, durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen nach Anspruch 7 sowie durch eine Fadenspule mit den Merkma- len nach Anspruch 11 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass die gesamte Fadenmenge einer Fadenspule in mehrere Teilmengen aufteilbar ist. Jede Teilmenge lässt sich durch ein nach dem Aufwickeln an der Fadenspule erzeugtes Fadenende definieren. Hierzu wird die Fadenspule derart gewickelt, dass der Faden vor Erreichen des Enddurchmessers der Fadenspule zumindest einmal kurzzeitig außerhalb des Changierhubes, durch welchen die Spulenbreite bestimmt ist, geführt wird, so dass sich eine stirnseitige Fadenschlaufe and der Fadenspule bildet. Die Führung des Fadens wird vorteilhaft durch ein steuerbares Führungsmittel ausgeführt, das im vorgegebenen Intervall zumindest einmal kurzzeitig den Faden derart führt, dass ein Teilstück des Fadens außerhalb der Spulenbreite abgelegt wird.
Die erfindungsgemäßen Fadenspulen besitzen daher den besonderen Vorteil, dass vor dem Weiterverarbeitungsprozess mehrere Fadenenden erzeugbar sind, die jeweils eine für den Folgeprozess definierte Fadenlänge vorgeben. So ist beispielsweise bekannt, das falschdralltexturierte und gefärbte Fäden in einem FoI- geprozess eine Zwirnung erhalten. Die gezwirnten Fäden werden in dem Folgeprozess in vorbestimmten Fadenlängen zu Zwirnspulen gewickelt. Für den Fall,
dass eine "erfindungsgemäße Fadenspule dem Zwirnprozess vorgelegt wird, lässt sich der Zwirnprozess durch die an der Fadenspule vorgegebene Teilmenge bestimmen, so dass beispielsweise ein automatischer DoffVorgang zum Wechseln der Zwirnspulen möglich wird. Die erfindungsgemäßen Fadenspulen sind somit besonders für Folgeprozesse geeignet, bei welchem in einem Prozessschritt definierte Fadenlängen zu verarbeiten sind.
Bei den erfindungsgemäßen Fadenspulen ist daher die Fadenschlaufe durch ein außerhalb des Wickelverbandes der Fadenspule liegendes Fadenstück gebildet, das bevorzugt in seiner Länge derart bemessen ist, dass nach Durchtrennen der Fadenschlaufe ein neues Fadenende und ein neuer Fadenanfang gebildet ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich der Zeitpunkt zur Bildung der Fadenschlaufe durch die Wickelparameter derart festlegen, so dass ein Bruchteil der gesamten Fadenmenge der Fadenspule bestimmbar ist. So lässt sich eine Wickelzeit oder ein Durchmesser der Fadenspule oder eine gewickelte Fadenlänge vorgeben, die ab Beginn der Wicklung der Fadenspule eine erste Teilmenge auf der Fadenspule definiert. In den Fällen, bei welchen die Aufwickelgeschwindigkeit zur Bildung der Fadenspule im wesentlichen konstant ist, wird die Vorgabe von Wickelzeiten zur Bestimmung der Teilmenge bevorzugt angewendet.
Um möglichst die Fadenablagen auf der Fadenspule vor und nach Bildung einer Fadenschlaufe störungsfrei erzeugen zu können, ist die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders vorteilhaft, bei welcher der Faden zur BiI- düng der Fadenschlaufe durch einen Changierfadenführer geführt ist. Diese Verfahrensvariante wird bevorzugt in den Fällen angewendet, bei welchem der Faden innerhalb eines Changierhubes durch einen oszillierend angetriebenen Changierfadenführer gehalten ist.
In den Fällen, bei welchem der Faden durch mehrere Fadenführer innerhalb eine Changierhubes geführt ist, lässt sich die Bildung der Fadenschlaufe vorzugsweise
durch einen zusätzlichen Schlaufenführer kurzzeitig führen, welcher den Faden in dem Fadenlauf zwischen einem Changierfadenführer und der Fadenspule fängt.
Um die Hilfseinrichtung in dem Folgeprozess zum Fixieren und Halten von Fa- denenden nutzen zu können, ist die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet, bei welcher die Fadenschlaufe an der Seite der Fadenspule erzeugt wird, an welcher eine der Fadenspule zugeordnete Fadenreservewicklung gewickelt ist. Somit können an der Fadenspule alle Fadenenden an einer Stirnseite der Fadenspule erzeugt werden.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Führungsmittel mit einer Steuereinrichtung gekoppelt. Dabei weist die Steuereinrichtung eine Dateneingabe und einen Datenspeicher zur Aufnahme von Soll-Parametern der Fadenspule sowie einen Komparator zum Abgleich der Soll-Parameter mit Ist- Parametern der Fadenspule auf. Als Parameter der Fadenspule gelten hierbei die zur Bestimmung der Teilmenge vorgegebene Wickelzeit oder der vorgegebene Spulendurchmesser oder die vorgegebene Fadenlänge.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist anhand einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnung nachfolgend näher beschrieben.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 2 und
Fig. 3 schematisch mehrere Ansichten einer erfindungsgemäßen Fadenspule Fig. 4 schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
In Fig. 1 ist schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Hierbei sind nur die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens relevan- ten Bauteile der Vorrichtung dargestellt.
An einem Spulenhalter 3 ist eine Spulhülse 2 gehalten, an deren Umfang eine Fadenspule 1 gewickelt wird. Der Spulenhalter 3 ist als eine angetriebene Spindel 4 dargestellt. Dabei weist die Spindel 4 am Umfang hier nicht dargestellte Klemm- einrichtungen auf, um die auf die Spindel 4 aufgesteckte Spulhülse 2 zu fixieren. Der Antrieb der Spindel 4 ist hier nicht dargestellt.
Der Spindel 4 ist im Fadenlauf eine drehbar gelagerte Andrückwalze 5 vorgeordnet. Die Andrückwalze 5 oder die Spindel 4 sind beweglich gehalten, um während des Aufwickeins eines Fadens 18 das Anwachsen der Fadenspule 1 zu ermöglichen. Die Andrückwalze 5 liegt während des Wickelvorganges am Umfang der Fadenspule 1 an.
Im Fadenlauf ist der Andrückwalze 5 ein Changiermittel 6 vorgeordnet. Das Changiermittel 6 weist zumindest einen Changierfadenführer 7 auf, der über ein Antriebsmittel 19 oszillierend innerhalb eines Changierhubes angetrieben wird.
Seitlich neben der Fadenspule 1 ist in dem Zwischenraum zwischen dem Changiermittel 6 und dem Spulenhalter 3 ein Führungsmittel 8 angeordnet. Das Füh- rungsmittel 8 wird durch einen Schlaufenführer 9 und einen den Schlaufenführer 9 antreibenden Aktor 10 gebildet. Der Aktor 10 ist mit einer Steuereinrichtung 11 gekoppelt. Zur Erfassung der Spindeldrehzahl der Spindel 4 ist ein Sensor 12 vorgesehen, der ebenfalls mit der Steuereinrichtung 11 verbunden ist.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung wird ein zulaufender Faden 18 kontinuierlich zu einer Fadenspule 1 aufgewickelt. Dabei wird der Faden 18 durch den
Changierfadenführer 7 innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt, so dass eine Fadenspule 1 mit einer Kreuzwicklung entsteht. Die Fadenspule 1 weist eine zylindrische Form auf mit den geraden Stirnseiten 14.1 und 14.2. Die Ablage des Fadens 18 erfolgt dabei über die am Umfang der Fadenspule 1 anliegende An- drückwalze 5. Die Spindel 4 wird zum Aufwickeln des Fadens 18 derart angetrieben, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Fadenspule 1 während des Wickelvorgangs konstant bleibt.
Während des Wickelvorgangs wird die Drehzahl der Spindel 4 durch den Sensor 12 erfasst und der Steuereinrichtung 1 aufgegeben. Da die Spindeldrehzahl in Abhängigkeit vom Zuwachs der Fadenspule 1 verändert, lassen sich hieraus unmittelbar die Ist-Parameter der Fadenspule wie beispielsweise Wickelzeit, Spulendurchmesser oder Fadenlänge ableiten und in der Steuereinrichtung 11 weiterverarbeiten. Die Steuereinrichtung 11 weist hierzu einen Komparator 22 auf, der mit einem Datenspeicher 20 verknüpft ist. Der Datenspeicher 20 ist mit einer Dateneingabe 21 verbunden, durch welche der Steuereinrichtung 11 Soll-Parameter der Fadenspule 1 aufgegeben werden. Die der Steuereinrichtung 11 über die Dateneingabe 21 zugeführten Soll-Parameter der Fadenspule definieren dabei den Zeitpunkt zur Bildung einer Fadenschlaufe an der Stirnseite 14.1 der Fadenspule 1. Als Soll-Parameter können hierbei eine Wickelzeit, ein Spulendurchmesser oder eine Fadenlänge vorgegeben werden. Durch den Komparator 22 wird innerhalb der Steuereinrichtung 11 ein ständiger Ist-Soll- Vergleich durchgeführt. Sobald der Ist-Parameter mit dem Soll-Parameter in seiner Größe übereinstimmt, wird über die Steuereinrichtung 11 ein Steuerimpuls ausgelöst und dem Aktor 10 zugeführt. Durch den Aktor 10 wird der Schlaufenführer 9 in Richtung der Fadenführung zwischen dem Changierfadenführer 7 und der Fadenspule 1 geführt. Der Schlaufenführer 9 fängt den Faden 18 und führt diesen kurzzeitig aus dem Changierbereich heraus, so dass ein Fadenstück außerhalb der Spulenbreite der Fadenspule 1 abgelegt wird. Der Faden 18 wird von dem Schlaufenführer 9 freigeben und wei- ter gewickelt. Die Fadenspule 1 besitzt nun eine an der Stirnseite 14.1 gebildete Fadenschlaufe, die das Ende und den Anfang von zumindest zwei Teilmengen der
Fadenspule 1 definieren. Dieser Vorgang lässt sich wiederholen, so dass die gesamte von der Fadenspule aufgenommene Fadenmenge in zwei, drei oder vier Teilmengen geteilt werden kann.
In den Fig. 2 und 3 sind mehrere Ansichten einer erfindungsgemäßen Fadenspule dargestellt. Hierbei zeigt Fig. 2 eine Draufsicht und Fig. 3 eine Seitenansicht der Fadenspule. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Die Fadenspule 1 ist an einer Spulhülse 2 gehalten. Die Fadenspule 1 besteht aus einem in einer Kreuzwicklung aufgewickelten Faden. Die Fadenspule 1 ist zylindrisch gewickelt und weist zu beiden Seiten gerade Stirnflächen 14.1 und 14.2 auf. An der Stirnfläche 14.1 ist eine Fadenschlaufe 15 gebildet. Die Fadenschlaufe 15 besteht hierbei aus einem Fadenstück, das aus dem Spulenverband herausragt. Das Fadenstück erstreckt sich über Teilumfang der Stirnfläche 1. Hierbei ist die Länge des Fadenstücks derart gewählt, dass nach Durchtrennen der Fadenschlaufe 15 ein Fadenende und ein Fadenanfang gebildet werden kann. Die Fadenschlaufe 15 definiert zwei an der Fadenspule 1 gewickelte Teilmengen des Fadens, die in einem Folgeprozess nacheinander von der Fadenspule 1 abgezogen werden können. Jede der Teilmengen an der Fadenspule 1 weist vorzugsweise gleiche Fadenlängen auf, so dass der Folgeprozess durch die jeweiligen Fadenenden in ihrer Kontinuität begrenzt sind, um somit beispielsweise einen automatischen Fadenwechsel oder Spulenwechsel in dem Folgeprozess ausführen zu können.
Die Fadenspule 1 weist an der zur Stirnfläche 14.1 gewandten Seite auf der Spulhülse 2 eine Fadenreservewicklung 13 auf, die den Beginn des Wickelvorgangs der Fadenspule 1 kennzeichnet. Die Fadenreservewicklung 13 enthält das Fadenende der zweiten gewickelten Teilmenge an der Fadenspule 1.
- Il
Die Fadenspule 1 weist die Fadenschlaufe 15 und die Fadenreservewicklung 13 an einer gemeinsamen Seite auf, so dass etwaige Hilfseinrichtungen zur Führung der Fadenenden für jede der Teilmengen gleichermaßen nutzbar sind.
In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Ausführungsbeispiel weist einen Spulenhalter 3 auf, der durch zwei sich gegenüberstehende Zentrierteller 16.1 und 16.2 gebildet ist. Zwischen den Zentriertellern 16.1 und 16.2 ist eine Spulhülse 2 gehalten, an deren Umfang eine Fadenspule 1 gewickelt wird. Die Zentrierteller 16.1 und 16.2 sind drehbar gelagert. Am Umfang der Fadenspule 1 liegt eine Treibwalze 17 an, die durch einen Walzenantrieb 23 mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit angetrieben wird, so dass die Fadenspule 1 sich aufgrund der Friktion mit der Treibwalze 17 dreht.
Der Treibwalze 17 ist im Fadenlauf ein Changiermittel 6 vorgeordnet. Das Changiermittel weist einen Changierfadenführer 7 auf, der über das Antriebsmittel 19 oszillierend angetrieben ist. Das Changiermittel 6 könnte hierbei beispielsweise als eine Riemenchangierung ausgebildet sein, wie aus der EP 0 999 992 Bl bekannt ist. Insoweit wird an dieser Stelle ausdrücklich Bezug zu der zitierten Druckschrift genommen.
Zum Aufwickeln eines Faden 18 wird dieser durch den Changierfadenführer 7 oszillierend innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt, so dass eine Fadenspule 1 gewickelt wird. Während des Wickelvorganges wird der Changierhub kontinuierlich verkürzt, so dass eine Fadenspule 1 mit bikonischen Stirnflächen 14.1 und 14.2 gewickelt wird.
In Fig. 4 ist eine Betriebssituation dargestellt, bei welcher der Changierfadenführer 7 außerhalb des Changierhubbereiches geführt ist. In dieser Situation wird ein Fadenstück unmittelbar außerhalb der Spulenbreite der Fadenspule 1 abgelegt, so dass sich an der Stirnfläche 14.1 eine Fadenschlaufe ausbildet. Nachdem die Fa-
denschlaufe der Stirnfläche 14.1 erzeugt ist, wird der Wickelvorgang innerhalb des Changierhubbereiches fortgesetzt. Das Changiermittel 6 ist hierzu mit einer Steuereinrichtung (hier nicht dargestellt) verbunden, durch welchen der Zeitpunkt zur Bildung der Fadenschlaufe und damit die Größe der Teilmenge des gewickel- ten und noch zu wickelnden Fadens bestimmt ist.
Die in den Fig. 1 und 4 dargestellten Ausfuhrungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in ihrem Aufbau und Ausbildung der Bauteile beispielhaft. So könnte beispielsweise eine Fadenschlaufe auch dadurch gebildet sein, dass die zur Bildung der Fadenreservewicklung vorhandenen Einrichtungen weitergebildet und genutzt werden. Wesentlich hierbei ist, dass die an einer der Stirnseiten erzeugte Fadenschlaufe der Fadenspule eine Teilmenge des gewickelten Fadens definiert und die Möglichkeit zur Bildung eines Fadenendes schafft.
Bezugszeichenliste
1 Fadenspule
2 Spulhülse
3 Spulhalter
4 Spindel
5 Andrückwalze
6 Changiermittel
7 Changierfadenführer
8 Führungsmittel
9 Schlaufenführer
10 Aktor
11 Steuereinrichtung
12 Sensor
13 Fadenreservewicklung
14.1, 14.2 Stirnfläche
15 Fadenschlaufe
16.1, 16.2 Zentrierteller
17 Treibwalze
18 Faden
19 Antriebsmittel
20 Datenspeicher
21 Dateneingabe
22 Komparator
23 Walzenantrieb