EP1861329A1 - Verfahren zum wickeln eines fadens zu einer kreuzspule sowie eine kreuzspule - Google Patents

Verfahren zum wickeln eines fadens zu einer kreuzspule sowie eine kreuzspule

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EP1861329A1
EP1861329A1 EP06707040A EP06707040A EP1861329A1 EP 1861329 A1 EP1861329 A1 EP 1861329A1 EP 06707040 A EP06707040 A EP 06707040A EP 06707040 A EP06707040 A EP 06707040A EP 1861329 A1 EP1861329 A1 EP 1861329A1
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EP
European Patent Office
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cross
end faces
winding
wound
bobbin
Prior art date
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Granted
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EP06707040A
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English (en)
French (fr)
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EP1861329B1 (de
Inventor
Dieter Haak
Felix-Martin Herwegh
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Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP1861329A1 publication Critical patent/EP1861329A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1861329B1 publication Critical patent/EP1861329B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/06—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers for making cross-wound packages
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
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    • B65H54/06—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers for making cross-wound packages
    • B65H54/08—Precision winding arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B65H55/00—Wound packages of filamentary material
    • B65H55/04—Wound packages of filamentary material characterised by method of winding
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    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • the invention relates to a method for winding a thread to a cheese according to the preamble of claim 1 and a cheese according to the preamble of claim 11.
  • a generic method and a generic cross-wound bobbin are known, for example, from WO 2000/068126.
  • the length of the traverse stroke is changed during winding according to certain specifications in order to obtain a specific shape of the end faces of the cross-wound bobbin.
  • cylindrical or biconical cheeses can be wound with substantially rectilinear faces.
  • the shape of the cross-wound bobbin is essentially dependent on the further processing or the further treatment in the coil. It is thus known that, for the purpose of dyeing textured yarns, they are first wound up after texturing with the lowest possible winding tension to form a cross-wound bobbin.
  • Such cheeses are characterized by a uniform soft coil structure, so that when dyeing a penetration of a liquid or powdery agent through the spool assembly is possible.
  • a colorant is supplied for coloring the cross-wound bobbin within the winding bobbin carrying the cross-wound bobbin, so that the dye liquor penetrates the bobbin from the inside to the outside. It is common to dye several cheeses simultaneously by the cheeses are kept stacked in a coil stack.
  • the invention was also not suggested by the known from DE 34 30 504 Al known method.
  • the so-called breathing is used to obtain a certain shape of the coil edges by changing the mass distribution of the thread within the coil. Breathing refers to the cyclic changes of the traversing stroke between a maximum length and a minimum length. These changes serve exclusively for the comparison of the yarn masses deposited in the end regions, since due to the yarn reversal a higher yarn mass is always deposited in the end regions in comparison to the middle region of the bobbin. Without breathing, a saddle-shaped lateral surface of the coil would thus be wound.
  • the mass distribution in the end regions is influenced in such a way that a rounded lateral surface adjusts itself to the cross-wound bobbin.
  • Such cheeses with rounded lateral surfaces have the disadvantage that the mass distribution within the coil is formed very differently. With regard to a coloring process, therefore, very large color differences would result in the coil.
  • the invention is based on the finding that when passing through a dye liquor through a cheese, the dye liquor always takes the path with the least resistance and thus always the shortest distance through the cheese.
  • the resistance to penetrate the coil is significantly influenced by the mass distribution.
  • the faces of the cross-wound bobbin are formed with fillets.
  • the traversing stroke is controlled at the end of the winding in such a way that a rounding of the end faces on the cross-wound bobbin is produced on both end faces.
  • the length of the traverse stroke for winding a rounded end face of the cross-wound bobbin is preferably continuously shortened with increasing bobbin diameter. In this case, it is advantageously possible to carry out superimposed respiratory cycles in order to obtain the best possible lateral surface on the cross-wound bobbin.
  • the changes in the traversing strokes within the fillets are controlled such that the thread trays at the end faces lead to the formation of a radius which extends tangentially out of a straight end face region and tangentially to a final diameter of the cross-wound bobbin.
  • a stable end face structure of the cross-wound bobbin is created, which allows a removal of the thread without interference even in a subsequent further processing.
  • the rounding of the end faces of the two end faces can be formed both identical and different, which can be selected depending on the further processing or the withdrawal process.
  • both cylindrical and biconical coils can be produced with straight end areas.
  • the change of the traverse strokes are preferably controlled by specifying a Hubhentation by which the individual values of the traverse strokes are determined depending on the coil diameter. This bulges can be compensated at the end faces and on the other hand, a high repeatability in the production of such cheeses can be achieved.
  • the lifting function is formed by a plurality of functional sections, so that at any time of the winding optimal storage of the thread is executable.
  • the functional sections result overall in an S-shaped course of the lifting function, so that during winding the traverse stroke is continuously shortened, steadily extended and steadily shortened.
  • bulges on the rectilinear end faces can be avoided on the one hand, and on the other hand, the shape of the end face which is advantageous for dyeing the cross-wound bobbin can be achieved.
  • Fig. 1 shows schematically an apparatus for carrying out the method according to the invention
  • Fig. 2 shows schematically a cross-sectional view of a cheese according to the invention
  • FIG. 3 shows schematically a cross-sectional detail of a cross-wound bobbin known from the prior art.
  • FIG. 4 shows schematically a cross-sectional detail of the cross-wound bobbin according to the invention
  • FIG. 5 schematically illustrates an embodiment of a lifting function for changing the traverse strokes during winding ⁇ a cross-wound bobbin according to the invention.
  • Fig. 1 an embodiment of an apparatus for performing the method according to the invention is shown, as used for example in a texturing machine.
  • a fork-shaped coil holder 7 is pivotally mounted.
  • two opposing centering plates 4 and 5 are rotatably mounted.
  • a sleeve 3 is stretched for receiving a cross-wound bobbin 2.
  • the drive roller 8 is connected to a roller motor 9.
  • the roller motor 9 drives the drive roller 8 at a substantially constant speed.
  • the sleeve 3 and the cheese 2 is driven by means of the drive roller 8 to a Spulfaceiere that allows winding of a thread 1 with a thread speed.
  • a traversing device 6 is arranged in the thread running direction in front of the drive roller 8.
  • the traversing device 6 is constructed as so-called belt chasing.
  • a traversing yarn guide 18 is attached to an endless belt 13. Untitled.
  • the belt 13 is moved parallel to the sleeve 3 between two deflection rollers 14.
  • a belt 13 partially entwined drive roller 15 is arranged parallel to the deflection rollers 14.
  • the drive roller 15 is driven to oscillate by the electric motor 16, so that the traversing thread guide 18 is guided back and forth in the area between the deflection rollers 14.
  • the electric motor 16 is controllable via a control device 17.
  • the control device 17 is also in connection with the roller motor 9 for controlling the drive rollers 8 and in conjunction with a arranged on the bobbin holder 7 sensor 10, which senses the speed of the centering plate 5 and thus the speed of the bobbin 2.
  • a catching groove 11 is introduced, which on the one hand serves to catch a thread and on the other hand generates a pulse for measuring the rotational speed of the thread bobbin on the sensor 10.
  • the yarn 1 is guided by the traversing yarn guide 18 for application, engagement, wrapping and winding of the cross-wound bobbin 2.
  • the control programs for forming the cross-wound bobbin 2 are stored in the control device 17.
  • the respective diameter of the cross-wound bobbin 2 is calculated from the rotational speed signal of the sensor 10 and from the rotational speed of the roller motor 9 during winding of the cross-wound bobbin.
  • the control program has a lifting function by which each bobbin diameter is assigned a specific traverse stroke, in which the traversing yarn guide 18 is guided back and forth.
  • the changes of the traverse stroke during the winding cycle are thus predetermined by the lifting function.
  • superimposed control programs for carrying out a breathing in which the traverse stroke for the mass distribution of the thread in the end regions is changed according to predefined respiratory functions, can be stored.
  • the end face shape of the coil is defined exclusively by the specification of the lifting function, which will be explained below.
  • a superimposed respiratory function exclusively determines the lateral surface shapes of the coil.
  • the cheese 2 schematically shows a cross-sectional view of an exemplary embodiment of the cross-wound bobbin according to the invention.
  • the cheese 2 is wound as a biconical coil, in which the end faces 19.1 and 19.2 are formed by straight end faces 27.1 and 27.2 with a slope angle of ⁇ 90 °.
  • Such cheeses have a Fadenreservewicklung in a region adjacent to the cross-wound bobbin, which is not mentioned and explained in more detail in this embodiment.
  • a waste winding is wound within the coil area, which is not provided for further processing after a dyeing process.
  • the formation of such Fadenreservewicklonne and waste windings is known and described for example from DE 100 22 376 Al, so that reference is made at this point to the cited document.
  • a rounding 20.1 of the end face is wound on the right front side 19.1.
  • the end face 19.1 is thus formed from a rectilinear end face region 27.1 and a rounded end face region 20.1.
  • the rounding 20.1 of the end face is wound as a radius, which extends tangentially out of the end face region 27.1 and tangentially to a lateral surface 21.
  • the lateral surface 21 of the cheese is wound in a straight line.
  • a second rounding 20.2 is wound on the front side 19.2.
  • the rounding 20.2 is likewise formed by a radius which extends tangentially out of the rectilinear end face region 27.2 and tangentially to the coil shell 21.
  • the fillets 20.1 and 20.2 of the end faces are of equal size in this embodiment. In principle, however, it is also possible to form different roundings of the end faces or one-sided fillets on the end faces 19.1 and 19.2 in order to obtain special withdrawal properties when pulling a thread from the cross-wound bobbin.
  • the cross-wound bobbin 2 is wound on a sleeve 3, which is formed essentially of a permeable material, for example a plastic grid.
  • coloring the cheese 2 is a liquid or powdered dye passed into the interior of the sleeve 3, so that the dye liquor penetrates under pressure by the coil structure of the cheese 2 from the inside to the outside.
  • a biconically wound cross-wound bobbin known from the prior art is shown in a sectional view in FIG.
  • the cheese 25 is biconical with a straight end face 27.1 wound until reaching a final coil diameter.
  • a colorant 26 is supplied via the sleeve 3 of the cross-wound bobbin 25. Due to the resistance characteristic of the layers of thread, the colorant 26 is initially led from the inside over the end face to the outside directly in a first zone.
  • the zone extends over an initial coil width until the distance for the dye liquor between the sleeve 3 and the coil shell 21 of the cheese 25 is smaller than the distance from the same point of the sleeve 3 to the end face 19.1. It can be seen from these geometrical circumstances that the coil edge in the transition region between the end face 27.1 and the lateral surface 21 in the coil known in the prior art is insufficiently flowed through by the colorant.
  • Fig. 4 the erf ⁇ ndungssiee cross-wound bobbin is shown schematically in a cross-sectional view in the neck.
  • the cheese 2 is also wound as a biconical coil, wherein on the end face 19.1 between the end face region 27.1 and the lateral surface 21, the rounding is wound 20.1.
  • the course of the end face 27.1 with rounding 20.1 leads to a from the end of the coil with increasing coil width steadily increasing distance between the sleeve 3 and the enveloping the cheese 2.
  • each zone within the cheese 2 is uniformly flowed through by the Farbmittet 26.
  • Fig. 5 for this purpose an exemplary embodiment of a lifting function is shown, as they would be used for example in a control program for controlling the traversing yarn guide.
  • the coil diameter S is plotted on the ordinate in the left diagram and the coil width B is plotted on the abscissa.
  • the right-hand diagram likewise shows the coil diameter S on the ordinate and the length of the traverse stroke H on the abscissa.
  • the entire end face of the cheese can be divided into three sub-areas.
  • a build-up winding is produced, which is marked on the front side by the projection 22. Ih the area between the coil diameter S 1 and S 2 , which extends substantially to just above the center of the coil, a straight-line portion of the end face is wound. The area is designated as a slope and provided with the reference numeral 23. In the upper area toward the end of the winding cycle, the end face between the bobbin diameter S 2 and the bobbin diameter S 3 , which characterizes the final diameter of the cross-wound bobbin, has a rounding 24.
  • the traverse stroke F In the first period of the winding cycle until reaching the bobbin diameter S 1 , the traverse stroke F initially sets the traverse stroke to a maximum length, in order then to be continuously shortened until reaching the bobbin diameter S 1 . This area is identified by the functional section F 1 . In the second winding section until the coil diameter S 2 is reached, the continuous shortening of the traversing stroke is initially continued in order to reverse in the middle, preferably in the upper region of the section, into a continuous extension of the traversing stroke. This functional section is denoted by F 2 and essentially influences the straight-line construction of the end face of the coil.
  • the stroke function F thus shows a typical S-shaped course, which is characteristic of such spooling and consists of three functional sections Fi, F 2 and F 3 .
  • the transitions of the functional sections are determined so that no irregularities such as sledgers or rings emerge when winding the cross-wound bobbin on the end faces.
  • the Changierhub selectedung is superimposed according to the lifting function respiration.
  • the defined by the lifting function length of the traverse stroke is in each case the maximum value of the traverse stroke, which must always be observed in the execution of individual respiratory cycles.
  • the exemplary embodiment of the cross-wound bobbin according to FIG. 2 wound and illustrated by the method according to the invention is exemplary.
  • the end faces can also be produced with a slope angle of 90 °, so that substantially cylindrical coils with rounded edges are formed.

Landscapes

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  • Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)
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Description

Verfahren zum Wickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule sowie eine Kreuzspule
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Kreuzspule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 11.
Ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine gattungsgemäße Kreuzspule sind bei- spielsweise aus der WO 2000/068126 bekannt.
Bei dem bekannten Verfahren zum Wickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule wird die Länge des Changierhubes während der Aufwicklung nach bestimmten Vorgaben verändert, um eine bestimmte Formgebung der Stirnseiten der Kreuz- spule zu erhalten. So lassen sich zylindrische oder bikonische Kreuzspulen mit im wesentlichen geradlinigen Stirnflächen wickeln. Die Formgebung der Kreuzspule ist dabei im wesentlichen abhängig von dem Weiterverarbeitungsprozess oder der Weiterbehandlung in der Spule. So ist bekannt, dass zum Einfärben von texturier- ten Garnen diese zunächst nach dem Texturieren mit möglichst geringer Wickel- Spannung zu einer Kreuzspule aufgewickelt werden. Derartige Kreuzspulen zeichnen sich durch einen gleichmäßigen weichen Spulenaufbau aus, damit beim Färben ein Durchdringen eines flüssigen oder pulverformigen Mittels durch den Spulaufbau möglich wird. Wie beispielsweise aus der DE 196 31 604 Al bekannt ist, wird zum Einfärben der Kreuzspule innerhalb der die Kreuzspule tragende Spulhülse ein Farbmittel zugeführt, so dass die Farbflotte die Garnspule von innen nach außen durchdringt. Dabei ist es üblich, gleich mehrere Kreuzspulen gleichzeitig einzufärben, indem die Kreuzspulen zu einem Spulenstapel aufgestapelt gehalten werden. Für den Fall, dass bikonische Spulen dem Färbeprozess zugeführt werden, lässt sich das Phänomen beobachten, dass die Farbflotte an den En- den der Spule bevorzugt zu den Stirnseiten strömt und austritt, so dass sich in der Kreuzspule Zonen mit intensiver Farbgebung und Zonen mit weniger intensiver Farbgebung einstellen. Zur Vergleichmäßigung müssen daher besondere Maßnahmen beim Färben der Kreuzspule durchgerührt werden.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zum Wickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule sowie eine Kreuzspule der gattungsgemäßen Art weiterzubilden, dass bei einem nachfolgenden Färbeprozess insbesondere in den Randzonen der Kreuzspule ein gleichmäßiges Durchdringen der Farbflotte möglich wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Kreuzspule mit den Merkmalen nach Anspruch 11 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung war auch nicht durch das aus DE 34 30 504 Al bekannte Verfahren nahegelegt. Bei dem bekannten Verfahren wird die sogenannte Atmung dazu genutzt, um durch Veränderung der Masseverteilung des Fadens innerhalb der Spule eine bestimmte Form der Spulenkanten zu erhalten. Mit Atmung bezeichnet man hierbei die zyklischen Änderungen des Changierhubes zwischen einer maximalen Länge und einer minimalen Länge. Diese Änderungen dienen ausschließlich zur Vergleichmäßigen der in den Endbereichen abgelegten Fadenmassen, da aufgrund der Fadenumkehr stets eine höhere Fadenmasse in den Endbereichen im Vergleich zu dem mittleren Bereich der Spule abgelegt wird. Ohne Atmung würden somit eine sattelförmige Mantelfläche der Spule gewickelt.
Bei dem bekannten Verfahren wird die Masseverteilung in den Endbereichen derart beeinflusst, dass sich eine abgerundete Mantelfläche an der Kreuzspule einstellt. Derartige Kreuzspulen mit abgerundeten Mantelflächen besitzen jedoch den Nachteil, dass die Masseverteilung innerhalb der Spule sehr unterschiedlich aus- gebildet ist. Im Hinblick auf einen Einfärbeprozess würde sich daher sehr große Farbunterschiede in der Spule ergeben. Demgegenüber beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, dass beim Durchströmen einer Farbflotte durch eine Kreuzspule die Farbflotte immer den Weg mit dem geringsten Widerstand und somit immer die kürzeste Wegstrecke durch die Kreuzspule nimmt. Hierbei wird der Widerstand zum Durchdringen der Spule wesentlich durch die Masseverteilung beeinflusst. Um bei einer gleichmäßigen Masseverteilung des Fadens in der Spule insbesondere an den Enden der Kreuzspule möglichst eine gleichmäßige Durchdringung aller Randzonen der Kreuzspule zu erhalten, werden die Stirnflächen der Kreuzspule mit Verrundungen ausgebildet. Hierzu wird der Changierhub zum Ende der Aufwicklung derart gesteuert, dass zu beiden Stirnseiten eine Verrundung der Stirnflächen an der Kreuzspule entsteht. Durch die Verrundungen der Stirnflächen lassen sich ungleichmäßig
Durchströmungen völlig vermeiden, da die sich in den Randzonen ausbildenden
Wegstrecken zwischen dem Hülsendurchmesser und der Außenhülle der Kreuz- spule mit zunehmender Entfernung vom Ende der Kreuzspule stetig anwachsen. Somit lassen sich wenig durchströmte Zonen an der Kreuzspule vermeiden.
Um möglichst stetige Übergänge in den Verrundungen der Stirnflächen zu erhalten, wird bevorzugt die Länge des Changierhubes zum Wickeln einer verrundeten Stirnfläche der Kreuzspule mit zunehmendem Spulendurchmesser stetig verkürzt. Hierbei lassen sich vorteilhaft überlagerte Atmungszyklen ausführen, um eine möglichst geradlinige Mantelfläche an der Kreuzspule zu erhalten.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Änderungen der Changierhübe innerhalb der Verrundungen derart gesteuert, dass die Fadenablagen an den Stirn- flächen zur Ausbildung eines Radius führt, der tangential aus einem geradlinige Stirnflächenbereich heraus und tangential zu einem Enddurchmesser der Kreuzspule verläuft. Damit wird ein stabiler Stirnflächenaufbau der Kreuzspule geschaffen, der auch bei einem nachfolgenden Weiterverarbeitungsprozess ein Abziehen des Fadens ohne Störungen ermöglicht. Die Verrundungen der Stirnflächen der beiden Stirnseiten lassen sich dabei sowohl identisch als auch unterschiedlich ausbilden, die in Abhängigkeit von dem Weiterverarbeitungsprozess oder des Abzugsverfahrens gewählt werden können.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich sowohl zylindrische als auch bikonische Spulen mit gradlinigen Stirnflächenbereichen herstellen.
Die Änderung der Changierhübe werden dabei vorzugsweise durch Vorgabe einer Hubfünktion gesteuert, durch welche die einzelnen Werte der Changierhübe in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser bestimmt sind. Damit können Ausbauchungen an den Stirnseiten kompensiert werden und andererseits eine hohe Wiederholbarkeit bei der Herstellung derartiger Kreuzspulen erreicht werden.
Es hat sich hierbei besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die Hubfunktion durch mehrere Funktionsabschnitte gebildet ist, so dass zu jedem Zeitpunkt der Aufwicklung eine optimale Ablage des Fadens ausführbar ist. Besonders vorteilhaft ist hierbei, wenn die Funktionsabschnitte insgesamt einen S-förmigen Verlauf der Hubfunktion ergeben, so dass während der Aufwicklung der Changierhub in Folge stetig verkürzt, stetig verlängert und stetig verkürzt wird. Damit können einerseits Ausbauchungen an den gradlinigen Stirnseiten vermieden werden und andererseits die zum Färben der Kreuzspule vorteilhafte Formgebung der Stirnseite erreicht werden.
Durch die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welchem die Funktionsabschnitte derart zu einer stetigen Hubfunktion zusammengefügt sind, dass die gewickelten Stirnseitenbereich der Kreuzspule keine Übergangserscheinungen zeigen, ist besonders vorteilhaft, um Abschläger oder sogenannte Ringe an den Stirnseiten zu vermeiden.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Kreuzspule sind unter Hinweis auf die beigefügten Figuren nachfolgend näher beschrieben. Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
Fig. 2 schematisch eine Querschnittsansicht einer erfindungsgemäßen Kreuzspule
Fig. 3 schematisch einen Querschnittsausschnitt einer aus dem Stand der Technik bekannten Kreuzspule Fig. 4 schematisch einen Querschnittsausschnitt der erfindungsgemäßen Kreuzspule
Fig. 5 schematisch ein Ausführungsbeispiel einer Hubfunktion zur Veränderung der Changierhübe während des Aufwickeins einer erfindungsgemäßen ■ Kreuzspule
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gezeigt, wie es beispielsweise in einer Texturierma- schine eingesetzt wird. An einer in einem Maschinengestell angeordneten Schwenkachse 12 ist ein gabelförmiger Spulenhalter 7 schwenkbar gelagert. An dem freien Ende des Spulenhalters 7 sind zwei sich gegenüberliegende Zentrierteller 4 und 5 drehbar gelagert. Zwischen den Zentriertellern 4 und 5 ist ein Hülse 3 zur Aufnahme einer Kreuzspule 2 gespannt. An der Oberfläche der Kreuzspule 2 liegt eine Treibwalze 8 an. Die Treibwalze 8 ist mit einem Walzenmotor 9 verbunden. Der Walzenmotor 9 treibt die Treibwalze 8 mit im wesentlichen konstan- ter Geschwindigkeit an. Über Friktion wird die Hülse 3 bzw. die Kreuzspule 2 mittels der Treibwalze 8 zu einer Spuldrehzahl angetrieben, die ein Aufwickeln eines Fadens 1 mit einer Fadengeschwindigkeit ermöglicht.
In Fadenlaufrichtung vor der Treibwalze 8 ist eine Changiereinrichtung 6 ange- ordnet. Die Changiereinrichtung 6 ist als sogenannte Riemenchangierung aufgebaut. Hierbei ist ein Changierfadenführer 18 an einem endlosen Riemen 13 befes- tigt. Der Riemen 13 wird zwischen zwei Umlenkrollen 14 parallel zur Hülse 3 gerührt. In der Riemenebene ist eine vom Riemen 13 teilumschlungene Antriebsrolle 15 parallel zu den Umlenkrollen 14 angeordnet. Die Antriebsrolle 15 wird durch den Elektromotor 16 oszillierend angetrieben, so dass der Changierfaden- fuhrer 18 in dem Bereich zwischen den Umlenkrollen 14 hin- und hergeführt wird. Der Elektromotor 16 ist über eine Steuereinrichtung 17 steuerbar. Die Steuereinrichtung 17 steht zusätzlich in Verbindung mit dem Walzenmotor 9 zur Steuerung der Treibwalzen 8 und in Verbindung mit einem an dem Spulenhalter 7 angeordneten Sensor 10, der die Drehzahl des Zentriertellers 5 und somit die Drehzahl der Fadenspule 2 sensiert. In dem Zentrierteller 5 ist eine Fangnut 11 eingebracht, die einerseits zum Fangen eines Fadens dient und andererseits an dem Sensor 10 einen Impuls zur Messung der Drehzahl der Fadenspule erzeugt.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wird der Faden 1 zum Anlegen, zum Fan- gen, zum Anwickeln und zum Aufwickeln der Kreuzspule 2 durch den Changierfadenführer 18 geführt. Die Steuerprogramme zur Bildung der Kreuzspule 2 sind in der Steuereinrichtung 17 hinterlegt. In der Steuereinrichtung 17 wird aus dem Drehzahlsignal des Sensors 10 sowie aus der Drehzahl des Walzenmotors 9 während des Wickeins der Kreuzspule der jeweilige Durchmesser der Rreuzspule 2 berechnet. Um während des Wickeins der Kreuzspule eine vorbestimmte Spulenform der Kreuzspule 2 zu erhalten, weist das Steuerprogramm eine Hubfunktion auf, durch welche jedem Spulendurchmesser ein bestimmter Changierhub, in welchem der Changierfadenführer 18 hin- und hergeführt wird, zugeordnet. Die Änderungen des Changierhubes im Verlauf der Spulreise werden somit durch die Hubfunktion vorbestimmt. Hierbei können überlagerte Steuerprogramme zur Ausführung einer Atmung, bei welcher der Changierhub zur Masseverteilung des Fadens in den Endbereichen nach vordefinierten Atmungsfunktionen geändert wird, hinterlegt sein. Die Stirnflächenform der Spule wird jedoch ausschließlich durch die Vorgabe der Hubfunktion definiert, die nachfolgend noch erläutert wird. Durch eine überlagerte Atmungsfunktion werden ausschließlich die Mantelflä- chenformen der Spule bestimmt. In Fig. 2 ist schematisch eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Kreuzspule dargestellt. Die Kreuzspule 2 ist als eine bikonische Spule gewickelt, bei welchem die Stirnseiten 19.1 und 19.2 durch geradlinige Stirnflächen 27.1 und 27.2 mit einem Böschungswinkel von <90° ausgebildet sind. Üblicherweise weisen derartige Kreuzspulen eine Fadenreservewicklung in einem Bereich neben der Kreuzspule auf, die in diesem Ausführungsbeispiel nicht näher erwähnt und erläutert ist. Dabei ist es üblich, dass vor Bildung der Fadenreservewicklung eine Abfallwicklung innerhalb des Spulenbereiches gewickelt wird, die nach einem Färbeprozess nicht für die Weiterverarbeitung vorgesehen ist. Die Bildung derartiger Fadenreservewicklungen und Abfallwicklungen ist beispielsweise aus der DE 100 22 376 Al bekannt und beschrieben, so dass an dieser Stelle zu der genannten Druckschrift Bezug genommen wird.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Kreuzspule ist an der rechten Stirnseite 19.1 eine Verrundung 20.1 der Stirnfläche gewickelt. Die Stirnseite 19.1 ist somit aus einem geradlinigen Stirnflächenbereich 27.1 und einem verrundeten Stirnflächenbereich 20.1 gebildet. Die Verrundung 20.1 der Stirnfläche ist als Radius gewickelt, welcher tangential aus dem Stirnflächenbereich 27.1 heraus und tangential zu einer Mantelfläche 21 verläuft. Die Mantelfläche 21 der Kreuzspule ist geradlinig gewickelt. An dem gegenüber liegenden Ende ist an der Stirnseite 19.2 eine zweite Verrundung 20.2 gewickelt. Die Verrundung 20.2 wird ebenfalls durch einen Radius gebildet, welcher tangential aus dem geradlinigen Stirnflächenbereich 27.2 heraus und tangential zu dem Spulenmantel 21 verläuft. Die Verrundungen 20.1 und 20.2 der Stirnflächen sind in diesem Ausführungsbeispiel gleichgroß ausgebildet. Grundsätzlich besteht jedoch auch die Möglichkeit, unterschiedliche Verrundungen der Stirnflächen oder einseitige Verrundungen an den Stirnseiten 19.1 und 19.2 auszubilden, um so besondere Abzugseigenschaften beim Abziehen eines Fadens von der Kreuzspule zu erhalten. Die Kreuzspule 2 ist auf einer Hülse 3 gewickelt, die im wesentlichen aus einem durchlässigen Material beispielsweise einem Kunststoffgitter gebildet ist. Beim Einfärben der Kreuzspule 2 wird ein flüssiger oder pulverformiger Farbstoff ins Innere der Hülse 3 geleitet, so dass die Farbflotte unter Druckwirkung durch den Spulenaufbau der Kreuzspule 2 von innen nach außen durchdringt.
Um die besonderen Vorteile der erfindungsgemäßen Kreuzspule aufzuzeigen, ist in Fig. 3 eine aus dem Stand der Technik bekannte bikonisch gewickelte Kreuzspule in einer Ausschnittsansicht dargestellt. Die Kreuzspule 25 ist bikonisch mit einer geraden Stirnfläche 27.1 bis zum Erreichen eines Endspulendurchmessers gewickelt. Zum Färben der Fadenlagen innerhalb der Kreuzspule 25 wird ein Farbmittel 26 über die Hülse 3 der Kreuzspule 25 zugeführt. Das Farbmittel 26 wird aufgrund der Widerstandscharakteristik der Fadenlagen zunächst unmittelbar in einer ersten Zone von Innen über die Stirnseite nach Außen geführt. Hierbei erstreckt sich die Zone über eine anfängliche Spulenbreite, bis die Wegstrecke für die Farbflotte zwischen der Hülse 3 und dem Spulenmantel 21 der Kreuzspule 25 kleiner ist als die Wegstrecke von gleicher Stelle der Hülse 3 zu der Stirnseite 19.1. Aus diesen geometrischen Gegebenheiten lässt sich erkennen, dass die Spulenkante im Übergangsbereich zwischen der Stirnfläche 27.1 und der Mantelfläche 21 bei dem im Stand der Technik bekannten Spulen unzureichend von dem Farbmittel durchströmt wird.
Demgegenüber ist in Fig. 4 die erfϊndungsgemäße Kreuzspule schematisch in einer Querschnittsansicht im Ausschnitt dargestellt. Die Kreuzspule 2 ist ebenfalls als bikonische Spule gewickelt, wobei an der Stirnseite 19.1 zwischen dem Stirnflächenbereich 27.1 und der Mantelfläche 21 die Verrundung 20.1 gewickelt ist. Der Verlauf der Stirnfläche 27.1 mit Verrundung 20.1 führt zu einer vom Ende der Spule mit zunehmender Spulenbreite stetig anwachsende Wegstrecke zwischen der Hülse 3 und der umhüllenden der Kreuzspule 2. Somit wird jede Zone innerhalb der Kreuzspule 2 gleichmäßig von dem Farbmittet 26 durchströmt.
Um die in Fig. 4 dargestellte Spulenform an der erfindungsgemäßen Kreuzspule zu erzeugen, ist es erforderlich, den Changierhub in bestimmter Art und Weise zu verändern während der Spulreise. In Fig. 5 ist hierzu ein Ausfuhrungsbeispiel einer Hubfunktion gezeigt, wie sie beispielsweise in einem Steuerprogramm zur Ansteuerung des Changierfadenführers einsetzbar wäre. Bei dem in Fig. 5 dargestellten Diagrammverläufen ist in dem linken Diagramm auf der Ordinate der Spulendurchmesser S und auf der Abszisse die Spulenbreite B aufgetragen. In dem rechten Diagramm ist ebenfalls auf der Ordinate der Spulendurchmesser S und auf der Abszisse die Länge des Changierhubes H eingezeichnet. Die gesamte Stirnfläche der Kreuzspule lässt sich dabei in drei Teilbereiche untergliedern. In einem ersten Teilbereich der Wicklung bis zum Erreichen des Spulendurchm.es- sers S1 ist eine Aufbauwicklung erzeugt, die an der Stirnseite durch die Anbö- schung 22 gekennzeichnet ist. Ih dem Bereich zwischen dem Spulendurchmesser S1 und S2, der im wesentlichen sich bis knapp über die Mitte der Spule erstreckt, ist ein gradliniger Abschnitt der Stirnfläche gewickelt. Der Bereich ist als Böschung bezeichnet und mit dem Bezugszeichen 23 versehen. Im oberen Bereich zum Ende der Spulreise hin weist die Stirnfläche zwischen dem Spulendurchmesser S2 und dem Spulendurchmesser S3, der den Enddurchmesser der Kreuzspule kennzeichnet, eine Verrundung 24 auf.
Zur Erzeugung einer derartigen Spulenform wird der Changierhub entsprechend der im rechten Diagramm eingetragenen Hubfunktion geändert. Die Hubfunktion ist mit dem Großbuchstaben F in dem Diagramm gekennzeichnet. In dem ersten Zeitabschnitt der Spulreise bis zum Erreichen des Spulendurchmessers S1 wird über die Hubfunktion F der Changierhub zunächst auf eine maximale Länge eingestellt, um dann bis zum Erreichen des Spulendurchmessers S1 stetig verkürzt zu werden. Dieser Bereich wird durch den Funktionsabschnitt F1 gekennzeichnet. In dem zweiten Wickelabschnitt bis zum Erreichen des Spulendurchmessers S2 wird zunächst die stetige Verkürzung des Changierhubes fortgeführt, um in der Mitte vorzugsweise im oberen Bereich des Abschnittes in eine stetige Verlängerung des Changierhubes umzukehren. Dieser Funktionsabschnitt isst mit F2 bezeichnet und beeinflusst im wesentlichen den gradlinigen Aufbau der Stirnfläche der Spule. Zum Wickeln der Verrundung 24 erfolgt wieder eine Umkehr der Changierhub- änderung, so dass eine stetige Verkürzung des Changierhubes durch den Funktionsabschnitt F3 eintritt bis zum Erreichen des endgültigen Spulendurchmesser S3. Die Hubfunktion F zeigt somit einen typischen S-förmigen Verlauf, der für derar- tige Spulformen charakteristisch ist und sich aus drei Funktionsabschnitten Fi, F2 und F3 zusammensetzt. Die Übergänge der Funktionsabschnitte sind dabei so festgelegt, dass beim Wickeln der Kreuzspule an den Stirnflächen keine Unregelmäßigkeiten wie Abschläger oder Ringe hervortreten.
Um eine möglichst gleichmäßige Masseverteilung des abgelegten Fadens innerhalb der Spule zu erhalten, wird der Changierhubänderung gemäß der Hubfunktion eine Atmung überlagert. Die durch die Hubfunktion definierte Länge des Changierhubes stellt dabei jeweils den maximal Wert des Changierhubes dar, der bei der Ausführung einzelner Atmungszyklen stets einzuhalten ist.
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren gewickeltes und dargestelltes Ausführungsbeispiel der Kreuzspule nach Fig. 2 ist beispielhaft. Grundsätzlich lassen sich die Stirnflächen auch mit einem Böschungswinkel von 90° herstellen, so dass im wesentlichen zylindrische Spulen mit Verrundungen entstehen.
Bezugszeichenliste
1 Faden
2 Kreuzspule
3 Hülse
4 Zentrierteller
5 Zentrierteller
6 Changiereinrichtung
7 Spulenhalter
8 Treibwalze
9 Walzenmotor
10 Sensor
11 Fangnut
12 Schwenkachse
13 Riemen
14 Umlenkrolle
15 Antriebswelle
16 Elektromotor
17 Steuereinrichtung
18 Changierfadenführer
19.1, 19.2 Stirnseite
20.1, 20.2 Verrundung
21 Mantelfläche
22 Anböschung
23 Böschung
24 Verrundung
25 Kreuzspule
26 Farbmittel
27.1, 27.2 Stirnflächenbereich

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Wickeln eines Fadens zu einer Kreuzspule, bei welchem ein kontinuierlich zugeruhrter Faden zum Ablegen innerhalb ei- nes Changierhubes hin- und hergerührt wird und bei welchem die
Länge des Changierhubs zur Bestimmung einer Stirnflächenform der Kreuzspule verändert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Changierhub zum Ende der Aufwicklung derart gesteuert wird, dass zu beiden Stirnseiten eine Verrundung der Stirnflächen der Kreuzspule ent- steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Changierhubes zum Wickeln einer verrundeten Stirnfläche der Kreuzspule mit zunehmendem Spulendurchmesser stetig verkürzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungen des Changierhubs innerhalb der Verrundungen der Stirnflächen zu einer einen Radius bildenden Fadenablage führt, wobei der Radius tangential zur Stirnseite und tangential zu einem Enddurchmesser der Kreuzspule verläuft.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundungen der Stirnfläche zu beiden Stirnseiten im we- sentlichen identisch ausgebildet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundungen der Stirnflächen zu beiden Stirnseiten unterschiedlich ausgebildet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Changierhübe in der Wickelzeit vor Ausbildung der Verrun- dungen derart gesteuert werden, dass im wesentlichen geradlinige Stirnflächen entstehen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Changierhubänderungen zu geradlinigen Stirnflächen mit einem Böschungswinkel von kleiner 90° fuhren.
8. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungen der Changierhübe durch Vorgabe einer Hubfunktion gesteuert werden, durch welche die einzelnen Werte der Changierhübe in Abhängigkeit vom Spulendurchmesser bestimmt sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubfunktion mehrere Funktionsabschnitte enthält, die insgesamt zu einem S-förmigen Verlauf der Hubfunktion führen, so dass während der Aufwicklung der Changierhub in Folge stetig verkürzt, stetig verlängert und stetig verkürzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsabschnitte derart zu einer stetigen Hubfunktion zusammengefügt sind, dass die gewickelte Stirnflächenbereiche der Kreuzspule keine Übergangserscheinungen zeigen.
11. Kreuzspule mit einem in einer Kreuzwicklung aufgewickelten synthetischen Faden, insbesondere einen einfärbbaren texturierten Faden, gekennzeichnet, durch eine Spulenform mit Verrundungen der Stirn- flächen zu beiden Stirnseiten der Spule.
12. Kreuzspule nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ver- rundungen der Stirnflächen mit zunehmendem Spulendurchmesser durch eine stetige Verkürzung des Changierhubes gewickelt sind.
13. Kreuzspule nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundungen der Stirnflächen jeweils annähernd einen Radius bilden, welcher tangential zwischen einem geradlinigen Stirnflächenbereich und einem Enddurchmesser ausgebildet ist.
14. Kreuzspule nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrundungen der Stirnflächen an beiden Stirnseiten im Wesentlichen identisch ausgebildet sind.
15. Kreuzspule nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Verrundungen der Stirnflächen an beiden Stirnseiten unterschiedlich ausgebildet sind.
16. Kreuzspule nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die geradlinigen Stirnflächenbereiche einen Bö- schungswinkel von kleiner 90° aufweisen.
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