EP2739555B1

EP2739555B1 - Aufspulvorrichtung

Info

Publication number: EP2739555B1
Application number: EP12745681.2A
Authority: EP
Inventors: Jochen GRÖTZSCHEL; Peter Kroll; Peter Steinke; Jürgen Seifert; Andreas Rust
Original assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2011-08-03
Filing date: 2012-08-03
Publication date: 2016-03-02
Anticipated expiration: 2032-08-03
Also published as: DE102012107015A1; JP2013035686A; CN103717519A; EP2739555A1; WO2013017694A1; JP6016509B2; CN103717519B

Description

Die Erfindung betrifft eine Aufspulvorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln von einem Faden oder Faserstrang gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Aufspulvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 450 085 A1 bekannt.
Kontinuierlich zugeführte, beispielsweise in einem Herstellungsprozess erzeugte Fäden oder Faserstränge oder sonstige endlose Stränge werden zur Speicherung üblicherweise zu Spulen aufgewickelt. Hierzu werden automatisierte Aufspulvorrichtungen vorzugsweise verwendet, um möglichst eine Vielzahl von Spulen ohne wesentliche Unterbrechung nacheinander wickeln zu können. Derartige automatisierte Aufspulvorrichtungen besitzen zumindest zwei Spulspindeln, die den Faden oder Faserstrang abwechselnd zu einer Spule wickeln. Grundsätzlich können die Spulspindeln dabei an einem beweglichen Spindelträger oder stationär an einem ortsfesten Spindelträger gehalten werden. Bei beiden Varianten der Spindelträger ist es erforderlich, dass nach Fertigstellung einer Spule an einer der Spulspindeln der Faden oder Faserstrang zur benachbarten Spulspindel übergeben werden muss, damit eine neue Spule gebildet werden kann. Die Übergabe des Fadens oder des Faserstranges lässt sich bei der Variante mit einem beweglichen Spindelträger in einfacher Art und Weise derart ausführen, dass die Positionen der Spulspindel durch Bewegung des Spindelträgers vertauscht werden. Insoweit hat sich die Variante der Aufspulvorrichtung mit zwei antreibbaren Spulspindeln an einem beweglichen Spindelträger in Praxis durchgesetzt. Der Spindelträger wird bevorzugt als Spulrevolver ausgeführt, so dass durch einfache Drehbewegung des Spulrevolvers eine Fadenübergabe nach Fertigstellung einer Spule ausführbar ist. Für den Erfolg der Übergabe des Fadens oder des Faserstranges ist dabei wesentlich, dass der Faden oder der Faserstrang von der Spulspindel oder einer mit der Spulspindel zusammenwirkenden Fangeinrichtung übernommen und eine Durchtrennung des Fadens in dem Fadenstück zwischen der Vollspule und der den Faden oder den Faserstrang übernehmenden Spulspindel erfolgt. Hierzu sind im Stand der Technik eine Vielzahl von Hilfsvorrichtungen bekannt, die über zusätzliche Aktoren zur Fadenführung und Fadentrennung zwischen die Spulspindeln geführt werden. Insoweit werden komplexe Steuerungen benötigt, um den Bewegungsablauf bei der Übergabe des Fadens oder des Faserstranges zu koordinieren. Eine derartige Hilfsvorrichtung ist bspw. aus der EP 0 436 395 A2 bekannt. Diese offenbart eine Aufspulvorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln von einem Faserstrang mit einem drehbar gelagerten Spulrevolver, wobei die Aufspulvorrichtung außerhalb des Spulrevolvers einen zusätzlichen Schwenkarm mit Schneidvorrichtung zur Fadentrennung zwischen zwei Spulspindeln aufweist.
Aus der EP 0 450 085 A1 ist eine Aufspulvorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt, bei welcher die zur Fadenübergabe erforderlichen Hilfseinrichtungen fest an dem Spulrevolver angeordnet sind und selbsttätig durch Drehung des Spulrevolvers an den Übergabeprozess des Fadens oder Faserstranges einbezogen werden. Hierzu sind den Spulspindeln jeweils zwei Trenneinrichtungen sowie zwei Fangeinrichtungen zugeordnet. Die bei der Übergabe des Fadens oder Faserstranges erforderliche Positionierung des Fadens erfolgt ausschließlich durch einen beweglichen Changierfadenführer, der parallel zur Spulspindel außerhalb eines Changierhubes positionierbar ist. Die Übergabe des Fadens oder Faserstranges von einer Spulspindel mit einem Vollwickel zur anderen Spulspindel lässt sich somit allein durch Drehbewegung des Spulrevolvers ausführen. Die Trenneinrichtung wird dabei durch eine feststehende Schneidkante gebildet, die an dem Spulrevolver gehalten ist. Derartige Schneidkanten erfordern jedoch einen bestimmten Verzug des Fadens oder des Faserstranges zwischen den Spulspindeln, um eine definierte und saubere Trennung des Fadens bzw. Faserstranges vorzunehmen. Insbesondere bei der Verwendung von Fasersträngen können bei unzureichender Fadenzugkraft Teildurchtrennungen erfolgen, die zu einer Zerfaserung und Verfransung der Faserenden führen. Desweiteren besteht das Problem, dass der Zeitpunkt, in welchem der Faserstrang durchtrennt wird undefiniert ist, so dass bereits eine Durchtrennung des Faserstranges vor seiner Fixierung und Wicklung einer neuen Spule erfolgen könnte und eine Prozessunterbrechung zur Folge hätte. Diese Problematik tritt insbesondere in Prozessen auf, bei welchem der Faden oder Faserstrang mit relativ geringen Geschwindigkeiten gewickelt wird.
Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Aufspulvorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln von einem Faden oder Faserstrang der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass nach Fertigstellung einer Vollspule der Faserstrang selbsttätig sicher durchtrennt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine gattungsgemäße Aufspulvorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln eines Faserstrangs bereitzustellen, bei welchem die Übergabe des Faserstranges zwischen den Spulspindeln nach Fertigstellung einer fertig gewickelten Vollspule im wesentlichen ohne Fremdenergie durch zusätzliche Aktoren ausführbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Aufspulvorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln von einem Faden oder Faserstrang mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der Unteransprüche definiert.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass während der Übergabe des Faserstranges zwischen den Spulspindeln nach Fertigstellung einer Vollspule der Faserstrang erst nach Erreichen einer Mindestfadenzugkraft durchtrennt wird. Somit wird einerseits sichergestellt, dass der Faserstrang an der den Faserstang übernehmenden Spulspindel erfasst ist, so dass in dem Fadenstück zwischen der Vollspule und der übernehmenden Spulspindel eine Mindestfadenzugkraft erzeugbar ist. Hierzu sind die der Spulspindel zugeordnete Trenneinrichtungen jeweils mit einem Messer und einem dem Messer zugeordneten Sperrmittel ausgebildet, wobei der Faserstrang vor dem Durchtrennen durch das Sperrmittel geführt ist und wobei der Faserstrang bei Erreichen einer Mindestzugkraft eine Freigabe des Sperrmittels bewirkt und dem Messer zuführbar ist. Die Mindestzugkraft des Faserstranges wird dabei vorzugsweise derart gewählt, dass beim Zusammentreffen des Faserstranges mit dem Messer eine sofortige Durchtrennung der Fasern bewirkt wird. Damit können vorteilhaft Verfransungen und Spleißungen an den Fadenenden vermieden werden.
Damit allein aus der Drehbewegung des Spulrevolvers eine wiederkehrende Übergabe und Durchtrennung des Faserstranges an den am Spulrevolver gehaltenen Trenneinrichtungen in einfacher Art und Weise sicher ausführbar ist, wird das Sperrmittel vorzugsweise durch mechanische Mittel ausgebildet. So ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Messer einem Nutgrund einer Führungsnut zugeordnet ist und dass das Sperrmittel durch einen Kipphebel gebildet ist, welcher den Nutgrund einer Führungsnut abdeckt und welcher bei Erreichen der Mindestzugkraft des Faserstranges den Nutgrund der Führungsnut durch ein Wegklappen freigibt.
Zur Einhaltung einer Betätigungskraft des Kipphebels, die der Mindestzugkraft des Faserstranges entspricht, wird vorzugweise ein Kraftgeber verwendet, der mit dem Kipphebel zusammenwirkt. Gemäß einer voreilhaften Weiterbildung der Erfindung wird hierzu vorgeschlagen, dass der Kipphebel aus einem Haltearm und einem winkelig zum Haltearm angeordneten Führungsarm gebildet ist und dass der Kipphebel an einer Schwenkachse gelagert ist, wobei an dem Haltearm ein Kraftgeber wirkt und wobei an dem Führungsarm der Faserstrang führbar ist. Dabei lassen sich vorteilhaft Hebelübersetzungen nutzen, um an dem Kipphebel der Betätigungskraft eine im Verhältnis kleinere oder größere Haltekraft zuzuordnen. Die Betätigungskraft des Kipphebels ist durch die Fadenzugkraft des Faserstranges bestimmt, die an dem Führungsarm wirkt. Demgegenüber lässt sich über den Kraftgeber an dem Haltearm eine Haltekraft erzeugen.
Als Kraftgeber hat sich besonders die Verwendung eines Permanentmagneten bewährt, welcher den metallischen Haltearm mit einer magnetischen Haltekraft fixiert. Sobald die durch die Fadenzugkraft des Faserstranges erzeugte Betätigungskraft an dem Führungsarm unter Berücksichtigung der Hebelgeometrie die magnetische Haltekraft überwindet, löst sich der Kipphebel mit seinem Haltearm automatisch von den Permanentmagneten und das Wegklappen des Kipphebels zur Freigabe der Führungsnut setzt ein.
Um bei der Übergabe des Faserstranges zwischen den Spulspindeln einen gewünschten Fadenlauf des Faserstranges zu erhalten, ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Spulrevolver zwei um 180 versetzt zueinander angeordnete Haltestangen und zwei um 180 versetzt zueinander angeordnete Führungsstangen trägt, wobei während der Übergabe des Faserstranges eine der Haltestangen und eine der Führungsstangen den Faserstrang zwischen den beiden Spulspindeln führen. So besteht die Möglichkeit, dass einerseits der Zulauf des Faserstranges zu der Vollspule und das Einlaufen des Faserstranges in eine Fangeinrichtung unabhängig voneinander führbar sind. So ist vorgesehen, dass die Haltestangen jeweils den Fadenlauf des Faserstranges zur Vollspule und die Führungsstange den Fadenlauf des Faserstranges zur Fangeinrichtung beeinflussen.
Da bei der Übergabe des Faserstranges zwischen den Spulspindeln ein Abfall des Faserstranges vom Umfang der Vollspule vermieden werden muss, weisen die Haltestangen jeweils ein freies Ende auf, das sich parallel zu den Spulspindeln bis über eine Spulenmitte hinweg erstreckt und jeweils einen Fadenhalter aufweisen, welcher eine Positionierung des Faserstranges an einer Haltestange bewirkt.
Die Anordnung und Ausbildung der Haltestangen und Führungsstangen sind unabhängig von der Ausbildung der jeweiligen Fangeinrichtung, so dass der Faserstrang beispielsweise durch einen Klemmschlitz am Umfang der Spulhülse gefangen werden könnte. Um möglichst Spulhülsen mit glatten Oberflächen verwenden zu können, ist die Fangeinrichtung bevorzugt durch mehrere Fanghaken gebildet, die unmittelbar neben der Spulhülse am Umfang der betreffenden Spulspindel verteilt gehalten sind. Damit lassen sich alle Positionierungen und Führungen des Faserstranges unabhängig von der jeweils verwendeten Spulhülse vornehmen. Der Zulauf des Faserstranges wird dabei ausschließlich durch den positionierbaren Changierfadenführer bestimmt.
Zur Zuführung eines Faserstranges hat sich insbesondere die Weiterbildung der Erfindung bewährt, bei welcher der Changierfadenführer durch zumindest zwei Rollenpaare gebildet ist, die orthogonal zueinander ausgerichtet sind. So lassen sich die Faserstränge als ein flaches Band der Aufspulvorrichtung zuführen. Durch eine Verdrehung um 90 über die beiden Rollenpaare besteht so die Möglichkeit, den Faserstrang bandförmig am Umfang der Spule zu wickeln.
Zur Positionierung des Changierfadenführers sind die Rollenpaare bevorzugt an einem Halter befestigt, der über eine antreibbare Gewindewelle positionierbar ist. Hierbei lässt sich durch Antrieb der Gewindewelle sowohl eine Changierbewegung der Rollenpaare als auch eine Positionierung zur Übergabe des Faserstranges steuern.
Zur Ablage des Faserbandes am Umfang der Spule ist desweiteren dem Chanigerfadenführer eine Andrückwalze zugeordnet, die über eine bewegliche Schwinge am Umfang der zu wickelnden Spule gehalten ist. Die Beweglichkeit der Andrückwalze lässt sich dabei vorteilhaft dazu nutzen, um bei wachsender Spule eine Ausweichbewegung der Spulspindel durch eine Drehbewegung des Spulrevolvers ausführen. Hierzu ist ein Sensor zur Überwachung der Lage der Andrückwalze vorgesehen, welche über eine Steuereinrichtung mit einem Revolverantrieb des Spulrevolvers gekoppelt ist.
Die erfindungsgemäße Aufspulvorrichtung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert.
Es stellen dar:

Fig. 1: schematisch eine Vorderansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Aufspulvorrichtung
Fig. 2: schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1
Fig. 3: schematisch eine Querschnittansicht einer der Trenneinrichtungen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1 und 2
Fig. 4: schematisch eine Längsschnittansicht des Ausführungsbeispiels der Trenneinrichtung aus Fig. 3
Fig. 5: schematisch die Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 während einer Übergabe des Faserstranges zwischen den Spulspindeln

In den Fig. 1 und 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulvorrichtung in mehreren Ansichten dargestellt. Fig. 1 stellt das Ausführungsbeispiel in einer Vorderansicht und Fig. 2 in einer Draufsicht dar. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Das Ausführungsbeispiel der Aufspulvorrichtung weist einen Spulrevolver 2 auf, der in einer Gestellwand 1 drehbar gelagert ist und über einen Revolverantrieb entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehbar ist. Der Spulrevolver 2 trägt zwei drehbar gelagerte Spulspindeln 3.1 und 3.2, die auskragend mit jeweils einem freien Ende gehalten sind. Die Spulspindeln 3.1 und 3.2 sind an dem Spulrevolver 2 um 180 versetzt zueinander gehalten. Jede der Spulspindeln 3.1 und 3.2 ist in einem Antrieb gekoppelt, der wie in Fig. 2 gezeigt ist, beispielsweise durch jeweils einen Spindelantrieb 19.1 und 19.2 gebildet sein könnte.
Die Spulspindeln 3.1 und 3.2 tragen jeweils eine Spulhülse 5.1 und 5.2, an dessen Umfang eine Spule gewickelt werden kann. Jede der Spulspindeln 3.1 und 3.2 weist eine Fangeinrichtung 4.1 und 4.2 auf, die seitlich neben der Spulhülse 5.1 und 5.2 am Umfang der Spulspindel 3.1 und 3.2 im Bereich des Lagerendes der Spulspindel 3.1 und 3.2 angeordnet sind wie in Fig. 2 gezeigt. Die Fangeinrichtungen 4.1 und 4.2 an den Spulspindeln 3.1 und 3.2 sind identisch ausgebildet, so dass an dieser Stelle nur die Fangeinrichtung 4.2 der Spulspindel 3.2 beschrieben wird. Die Fangeinrichtung 4.2 weist mehrere Fanghaken 40 auf, die gleichmäßig am Umfang der Spulspindel 3.2 verteilt angeordnet sind. Den Fanghaken 40 ist am Umfang der Spulspindel eine Fangnut 39 zugeordnet, die eine Breite aufweist, die größer ist als die in die Fangnut 39 hineinragenden Fanghaken 40.
Wie aus der Darstellung in den Figuren 1 und 2 hervorgeht, sind jeder Spulspindel 3.1 und 3.2 jeweils eine Trenneinrichtung 7.1 und 7.2, eine Führungsstange 23.1 und 23.2 sowie eine Haltestange 22.1 und 22.2 zugeordnet. Die Trenneinrichtungen 7.1 und 7.2, die Führungsstangen 23.1 und 23.2 sowie die Haltestangen 22.1 und 22.2 sind zwischen den Spulspindeln 3.1 und 3.2 verteilt angeordnet und fest mit dem Spulrevolver 2 verbunden.
Wie aus der Darstellung in Fig. 2 hervorgeht, werden die Trenneinrichtungen 7.1 und 7.2 durch jeweils einen Träger 28.1 und 28.2 in einer Fangebene gehalten, die durch die Fangeinrichtungen 4.1 und 4.2 aufgespannt ist.
Die Haltestangen 22.1 und 22.2 sowie die Führungsstangen 23.1 und 23.2 sind unterschiedlich lang auskragend an dem Spulrevolver 2 angeordnet. Die längeren Haltestangen 22.1 und 22.2 ragen mit einem freien Ende über eine Spulenmitte hinweg, die im Wesentlichen durch die halbe Länge der Spulhülsen 5.1 und 5.2 bestimmt ist. Innerhalb eines Spulbereiches, der im wesentlichen durch die Länge der Spulhülse 5.1 und 5.2 bestimmt ist, weisen die Haltestangen 22.1 und 22.2 jeweils einen Fadenführer 24.1 und 24.2 auf, der zur Positionierung eines an der Haltestange 22.1 oder 22.2 gleitenden Faserstranges dient.
Die kürzen Führungsstangen 23.1 und 23.2 ragen mit ihren freien Enden bis in den Spulbereich der Spulhülse 5.1 und 5.2 und überdecken die Fangeinrichtungen 4.1 und 4.2.
Der Aufbau und die Funktion der Trenneinrichtungen 7.1 und7.2 sowie die Funktion der Haltestangen 22.1 und 22.2 sowie der Führungsstangen 23.1 und 23.2 werden nachfolgend noch näher erläutert.
Wie aus der Darstellung in den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist seitlich neben dem Spulrevolver 2 eine Changiereinrichtung 8 auskragend an der Gestellwand 1 gehalten. Die Chanigereinrichtung 8 weist einen Changierfadenführer 9 auf, der in diesem Ausführungsbeispiel durch zwei orthogonal zueinander angeordnete Rollenpaare 15.1 und 15.2 gebildet ist. Das Rollenpaar 15.1 ist quer zu den Spulspindeln 3.1 und 3.2 ausgerichtet und übernimmt einen aus einem Prozess zugeführten Faserstrang. Das in Fadenlaufrichtung unterhalb des ersten Rollenpaars 15.1 angeordnete zweite Rollenpaar 15.2 ist orthogonal zu dem ersten Rollenpaar 15.1 gehalten und erstreckt sich parallel zu den Spulspindeln 3.1 und 3.2. Die Rollenpaare 15.1 und 15.2 werden durch Rollenträger 16.1 und 16.2 gehalten, die gemeinsam an einem Halter 17 fixiert sind. Der Halter 17 ist parallel zu den Spulspindeln hin- und herführbar. Hierzu ist der Halter 17 über eine Gewindewelle 13 geführt, die sich parallel zu den Spulspindeln 3.1 und 3.2 erstreckt. Die Gewindewelle 13 ist an einem auskragenden Changierträger 14 drehbar gelagert und mit einem Ende mit einem Changierantrieb 18 gekoppelt.
Wie insbesondere aus der Darstellung in Fig. 2 hervorgeht, lässt sich der Halter 17 an der Gewindewelle 13 derart positionieren, dass die Rollenpaare 15.1 und 15.2 seitlich neben dem Spulbereich positionierbar sind. In der in Fig. 2 dargestellten Position befindet sich der Changierfadenführer 9 der Changiereinrichtung 8 außerhalb eines Changierhubes und ermöglicht eine Positionierung des Faserstranges in einer Fangebene, um den Faserstrang bei einer Übergabe von einer Vollspule zu einer leeren Spulhülse zu fangen.
Im Betrieb wird der Halter 17 an der Gewindewelle 13 innerhalb eines Changierhubes hin- und hergeführt, der vorzugsweise etwas kleiner ist als die Breite der Spulhülsen 5.1 und 5.2. Somit wird durch den Changierhub der Spulenbereich am Umfang der Spulhülsen 5.1 bis 5.2 bestimmt.
Wie aus den Figuren 1 und 2 weiter hervorgeht, ist der Changiereinrichtung 8 eine drehbar gelagerte Andrückwalze 10 zugeordnet, die am Umfang der Spulhülse 5.1 bzw. beim Wickeln eines Faserstranges am Umfang der gewickelten Spule anlegt. Die Andrückwalze 10 wird über eine gabelförmige Schwinge 11 gehalten, die an einer auskrangenden Schwenkachse 12 schwenkbar gelagert ist. Der Schwinge 11 ist ein Sensor 25 zugeordnet, der eine Ausweichbewegung der Andrückwalze 10 während des Wickelns einer Spule erfasst. Dabei wird die Ausweichbewegung der Andrückwalze 10 genutzt, um bei einer im wesentlichen unveränderten Lage der Andrückwalze 10 ein Weitertakten des Spulrevolvers 2 zum Bewickeln einer Spule ausführen zu können. Der Sensor 25 ist hierzu mit einer Steuereinrichtung 20 gekoppelt, die wie in Fig. 2 gezeigt, mit den Antrieben 19.1, 19.2, 21 und 18 gekoppelt ist.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Aufspulvorrichtung ist geeignet, um einen Faden oder Faserstrang kontinuierlich zu einer Spule aufzuwickeln, wobei die Spulen abwechselnd auf den Spulspindeln 3.1 und 3.2 gebildet werden. Nach Fertigstellung einer Spule wird die Übergabe des Faserstranges von einer Vollspule zu der benachbarten Spulspindel allein durch die Drehbewegung des Spulrevolvers und die Positionierung des Changierfadenführers ausgeführt. Eine derartige Situation ist in Fig. 5 gezeigt. Zur Übergabe des Faserstranges von der Vollspule 6 zu der Spulspindel 3.2 ist es erforderlich, dass der Faserstrang in dem Fadenabschnitt zwischen der Spulspindel 3.2 und der Vollspule 6 durchtrennt wird. Um trotz geringer Wickelgeschwindigkeiten eine sichere Übergabe und Trennung des Faserstranges zu erhalten, ist jede der Trenneinrichtungen 7.1 und 7.2 identisch ausgebildet. Im nachfolgenden wird daher der Aufbau und die Funktion nur einer der Fangeinrichtungen 4.1 und 4.2 beschrieben.
In den Fig. 3 und 4 sind mehrere Ansichten der Fangeinrichtung 4.1 gezeigt. Das Ausführungsbeispiel der Fangeinrichtung ist in Fig. 3 in einer Querschnittansicht und in Fig. 4 in einer Längsschnittansicht gezeigt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren.
Die Trenneinrichtung 7.1 weist ein Messer 27 auf, dem ein Sperrmittel 26 vorgeordnet ist. Das Sperrmittel 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel als ein mechanischer Kipphebel 32 ausgebildet. Der Kipphebel 32 kann L-förmig ausgeführt sein und weist einen Führungsarm 34 auf, der sich oberhalb des Messers 27 im Wesentlichen parallel zu einer Schneide 41 des Messers 27 erstreckt. Orthogonal zu dem Führungsarm 34 weist der Kipphebel 32 einen Haltearm 33 auf, der mit einem Kraftgeber 36 zusammenwirkt und durch eine Haltekraft in der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Stellung gehalten wird. Der Kipphebel 32 ist an einer Schwenkachse 35 schwenkbar gelagert. Der Kraftgeber 36 ist in diesem Fall durch einen Permanentmagneten 37 gebildet, an dessen Anlagefläche der Haltearm 33 gehalten ist. Der Haltearm 33 ist metallisch ausgeführt, damit eine magnetische Haltekraft an dem Kipphebel 32 erzeugt werden kann. Der Permanentmagnet 37 wird durch einen Magnethalter 43 in der Trenneinrichtung 7.1 gehalten.
Das Messer 27 ist unterhalb des Kipphebels 32 angeordnet und von einem Messerträger 38 gehalten. Dem Kipphebel 32 und dem Messer 27 sind zwei sich gegenüberliegende Führungsbleche 30.1 und 30.2 zugeordnet, die jeweils eine Führungsnut 31 aufweisen. Die Führungsnut 31 erstreckt sich bis zum Messer 27, wobei ein Nutgrund der Führungsnut 31 unterhalb der Schneide 41 des Messers 27 liegt. Oberhalb von dem Nutgrund der Führungsnut 31 erstreckt sich der Führungsarm 34 des Kipphebels 32 im Wesentlichen parallel zum Nutgrund und durchdringt eine durch die jeweilige Führungsnut 31 in den Führungsblechen 30.1 und 30.2 aufgespannte Führungsebene.
Im Betrieb wird während der Fadenübergabe der Faserstrang selbsttätig in die Führungsnut 31 eingeführt und an der Oberfläche des Führungsarms 34 vom Kipphebel 32 geführt. Dieser Vorgang wird durch Verdrehung des Spulrevolvers 2 sowie Positionierung des Changierfadenführers 9 erreicht.
In Fig. 5 ist diese Situation gezeigt. Nachdem der Spulrevolver 2 den Wechsel der Spulspindeln 3.1 und 3.2 ausgeführt hat und die Positionierung des Faserstranges durch den Changierfadenführer 9 erfolgt ist, beginnt die Übergabe. Der zulaufende Faserstrang, der mit dem Bezugszeichen 42 gekennzeichnet ist, wird über die Rollenpaare 15.1 und 15.2 seitlich neben der Spulhülse 5.2 der Spulspindel 3.2 geführt. Durch Drehung des Spulrevolvers 2 sind dabei die Haltestange 22.1 und die Führungsstange 23.1 in dem Fadenlauf des Faserstranges geführt. Beim Start des Spulrevolvers 2 wird zunächst der Changierfadenführer 9 in einen mittleren Spulenbereich gehalten. Anschließend wird der Changierfadenführer 9 in die seitliche Wechselposition neben der Spulhülse (wie in Fig. 1 gezeigt) geführt, wobei der Faserstrang selbsttätig in die Führungsnut 31 der Trenneinrichtung 7.1 (wie in Fig. 3 dargestellt) geführt. Der Faserstrang fällt dabei in die Fangnut 39 der Spulspindel 3.2 ein und wird von einem Fanghaken 40 erfasst. Bis zu diesem Zeitpunkt wird der Faserstrang nach wie vor von der Vollspule 6 an der Spulspindel 3.1 gewickelt. Sobald der Faserstrang 42 an der Spulspindel 3.2 durch die Fangeinrichtung 4.1 und der Spulhülse 5.2 fixiert ist, wird an dem Fadenstück zwischen der Vollspule 6 und der Spulspindel 3.2 ein Fadenzugkraft erzeugt. Um dabei ein ungewolltes Abziehen der Vollspule zu verhindern, wird die Spulspindel 3.1 gebremst, so dass die Erhöhung der Fadenzugkraft in dem Faserstrang 42 dazu führt, dass der Kipphebel 32 verschwenkt wird und die Führungsnut 31 zum Eintauchen des Faserstranges freigibt, so dass der Faserstrang in der Schneide 41 des Messers 27 geschnitten wird.
Wie aus den Darstellungen in Fig. 3 und 4 hervorgeht, bleibt der Kipphebel 32 so lange in seiner gesperrten Funktion, solange die Haltekraft am Haltearm 33, die in diesem Fall durch den Permanentmagneten 37 als magnetische Haltekraft erzeugt wird, größer ist als die Betätigungskraft am Führungsarm 34. Dabei sind Hebellängen und Angriffspunkte zu berücksichtigen, so dass die Absolutwerte der Kräfte unterschiedlich sein können. Die Betätigungskraft, die auf den Führungsarm 34 wirkt, wird durch die Fadenzugkraft des Faserstranges 42 bestimmt, der an der Oberfläche des Führungsarmes 34 geführt ist. Durch die an dem Haltearm 33 wirkende Haltekraft lässt sich somit eine Mindestzugkraft des Faserstranges bestimmen, durch welche eine Verschwenkung des Kipphebels 32 erfolgt. Sobald der Kipphebel 32 wegklappt, gelangt der Faserstrang 42 zur Schneide 41 des Messers 27 und wird unmittelbar durchtrennt. Anschließend lässt sich der Kipphebel 32 durch den Permanentmagneten, der auf den Haltearm 33 anziehend wirkt, wieder in eine Ausgangsposition führen.
Bei der Übergabe des Faserstranges lässt sich dieser sowohl an der Spulspindel als auch an der Spulhülse durch Klemmen oder über Wickeln fixieren. Wesentlich hierbei ist, dass eine Durchtrennung des Faserstranges erst nach Aufbau einer Mindestzugspannung in dem Fadenstück des Faserstranges zwischen der Vollspule 6 und der zu übernehmenden Spulspindel 3.2 erfolgt.
Der zuvor beschriebene Ablauf zur Übergabe des Faserstranges erfolgt in identischer Art und Weise bei der Übergabe des Faserstranges von der Spulspindel 3.2 zur Spulspindel 3.1. Die erfindungsgemäße Aufspulvorrichtung ist somit besonders geeignet, um bei relativ geringen Wickelgeschwindigkeiten und geringen Prozessgeschwindigkeiten sichere Fadenübergaben zu ermöglichen. Vorzeitige oder unregelmäßige Trennungen des jeweiligen Wickelgutes sind durch den Aufbau einer Mindestzugspannung ausgeschlossen.
Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Aufspulvorrichtung nach Fig. 1 und 2 ist beispielhaft. So lässt sich der Antrieb der Changiereinrichtung auch durch einen Linearmotor oder eine angetriebene Kehrgewindewelle ausführen. Je nach Spulgut könnte der Changierfadenführer auch durch ein Fadenführerelement oder ein Rollenpaar gebildet sein.

Bezugszeichenliste

1: Gestellwand
2: Spulrevolver
3.1, 3.2: Spulspindel
4.1, 4.2: Fangeinrichtung
5.1, 5.2: Spulhülse
6: Vollspule
7.1, 7.2: Trenneinrichtung
8: Changiereinrichtung
9: Changierfadenführer
10: Andrückwalze
11: Schwinge
12: Schwenkachse
13: Gewindewelle
14: Changierträger
15.1, 15.2: Rollenpaar
16.1, 16.2: Rollenträger
17: Halter
18: Changierantrieb
19.1, 19.2: Spindelantrieb
20: Steuereinrichtung
21: Revolverantrieb
22.1, 22.2: Haltestange
23.1, 23.2: Führungsstange
24.1, 24.2: Fadenführer
25: Sensor
26: Sperrmittel
27: Messer
28.1, 28.2: Träger
29.1, 29.2: Messerhalter
30.1, 30.2: Führungsblech
31: Führungsnut
32: Kipphebel
33: Haltearm
34: Führungsarm
35: Schwenkachse
36: Kraftgeber
37: Permanentmagnet
38: Messerträger
39: Fangnut
40: Fanghaken
41: Schneider
42: Faserstrang

Claims

Aufspulvorrichtung zum kontinuierlichen Aufwickeln von einem Faserstrang mit einem drehbar gelagerten Spulrevolver (2), mit zwei rotierend antreibbaren Spulspindeln (3.1, 3.2), die auskragend an dem Spulrevolver (2) gehalten sind und die jeweils eine Spulhülse (5.1, 5.2) und eine Fangeinrichtung (4.1, 4.2) aufweisen, mit zwei Trenneinrichtungen (7.1, 7.2), die an dem Spulrevolver (2) gehalten sind und die den Spulspindeln (3.1, 3.2) zugeordnet sind, und mit einer Changiereinrichtung (8), die einen parallel zu den Spulspindeln (3.1, 3.2) beweglichen Changierfadenführer (9) aufweist, wobei der Changierfadenführer (9) zur Übergabe des Faserstrangs von einer der Spulspindeln (3.1, 3.2) mit einer gewickelten Vollspule (6) zur anderen Spulspindel (3.1, 3.2) außerhalb eines Changierhubes positionierbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
beide der Trenneinrichtungen (7.1, 7.2) jeweils ein Messer (27) und ein dem Messer (27) zugeordnetes Sperrmittel (26) aufweisen, wobei der Faserstrang (42) vor dem Durchtrennen durch das Sperrmittel (26) geführt ist und wobei der Faserstrang (42) bei Erreichen einer Mindestzugkraft eine Freigabe des Sperrmittels (26) bewirkt und dem Messer (27) zuführbar ist.
Aufspulvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Messer (27) mit einem Nutgrund einer Führungsnut (31) zugeordnet ist und dass das Sperrmittel (26) durch einen Kipphebel (32) gebildet ist, welcher oberhalb vom Nutgrund der Führungsnut (31) angewendet ist und welcher bei Erreichen der Mindestzugkraft des Faserstrangs den Nutgrund der Führungsnut (31) durch ein Wegklappen freigibt.
Aufspulvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kipphebel (32) aus einem Haltearm (33) und einem winkligen zum Haltearm (33) angeordneten Führungsarm (34) gebildet ist und dass der Kipphebel (32) an einer Schwenkachse (35) gelagert ist, wobei an dem Haltearm (33) ein Kraftgeber (36) wirkt und wobei an dem Führungsarm (34) der Faserstrang (42) führbar ist.
Aufspulvorrichtung nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, dass
der Kraftgeber (36) durch einen Permanentmagnet (37) gebildet ist, wobei der metallische Haltearm (33) lösbar an dem Permanentmagneten (37) haltbar ist.
Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Spulrevolver (2) zwei um 180 ° versetzt zueinander angeordnete Haltestangen (22.1, 22.2) und zwei um 180 ° versetzt zueinander angeordnete Führungstangen (23.1, 23.2) trägt, wobei während der Übergabe des Faserstrangs eine der Haltestange (22.1, 22.2) und eine der Führungsstangen (23.1, 23.2) den Faserstrang zwischen den beiden Spulspindeln (3.1, 3.2) führen.
Aufspulvorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Haltestangen (22.1, 22.2) jeweils ein freies Ende aufweisen, das sich parallel zu den Spulspindel (3.1, 3.2) bis über eine Spulenmitte hinweg erstreckt, und dass die Haltestangen (22.1, 22.2) jeweils einen Fadenführer (24.1, 24.2) aufweisen, welcher eine Positionierung des Faserstrangs an der Haltestange (22.1, 22.2) bewirkt.
Aufspulvorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Führungsstangen (23.1, 23.2) jeweils ein freies Ende aufweisen, das sich parallel zu den Spulspindeln (3.1, 3.2) bis über die Fangeinrichtungen (4.1, 4.2) hinweg erstreckt.
Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7
dadurch gekennzeichnet, dass
die Fangeinrichtung (4.1, 4.2) durch mehrere Fanghaken (40) gebildet sind, die unmittelbar neben der Spulhülse (5.1, 5.2) am Umfang der betreffenden Spulspindel (3.1, 3.2) verteilt gehalten sind.
Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Changierfadenführer (9) durch zumindest zwei Rollenpaare (15.1, 15.2) gebildet ist, die orthogonal zueinander ausgerichtet sind.
Aufspulvorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Rollenpaare (15.1, 15.2) an einem Halter (17) befestigt sind und dass der Halter (17) über eine antreibbare Gewindewelle (13) positionierbar ist.
Aufspulvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
dem Changierfadenführer (9) eine Andrückwalze (10) zugeordnet ist, die über eine bewegliche Schwinge (11) am Umfang der zu wickelnden Spule gehalten ist.
Aufspulvorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Sensor (25) zur Überwachung der Lage der Andrückwalze (10) vorgesehen ist und dass der Sensor (25) mit einer Steuereinrichtung (20) gekoppelt ist, durch welche ein Revolverantrieb (21) des Spulrevolvers (2) steuerbar ist.