EP3431428A1 - Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln eines spinnfadens, insbesondere eines glasfadens zu einer spule - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum aufwickeln eines spinnfadens, insbesondere eines glasfadens zu einer spule Download PDF

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EP3431428A1
EP3431428A1 EP18182884.9A EP18182884A EP3431428A1 EP 3431428 A1 EP3431428 A1 EP 3431428A1 EP 18182884 A EP18182884 A EP 18182884A EP 3431428 A1 EP3431428 A1 EP 3431428A1
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EP
European Patent Office
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winding
flyer
thread
spun yarn
spindle
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Peter Peter Steinke
Erik Syska
Norbert Hoven
Jürgen Schnitzler
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Saurer Technologies GmbH and Co KG
STC Spinnzwirn GmbH
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Saurer Technologies GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B65H2701/313—Synthetic polymer threads
    • B65H2701/3132—Synthetic polymer threads extruded from spinnerets

Definitions

  • the object of the invention relates to a method and to an apparatus for winding a spun yarn, in particular a glass thread to a coil.
  • the method and the device are suitable for winding a spun yarn, in particular a spun yarn of plastic, glass, stone (basalt) or carbon.
  • a spun yarn is understood to be a multifilament consisting of a plurality of monofilaments.
  • the surface speed of the forming coil determines the so-called titre, the wound up glass thread.
  • the glass thread before it is wound up to the coil passes through a preparation device.
  • the device has a winding tube which is arranged on a winding spindle.
  • the winding spindle is connected to a rotary drive.
  • a traversing device is provided with a plurality of flyer wings, which are held on a drivable flyer axis.
  • US Pat. No. 5,669,654 discloses that the traversing movement is subdivided into a plurality of partial movements.
  • the flyer wings perform a first traversing movement and the flyer axis, on which the flyer wings are arranged, a second traversing movement.
  • a third traversing movement is effected by the winding spindle.
  • the winding operation of the bobbin is stopped and a new winding operation is started on an empty bobbin.
  • the coils thus obtained are fed to subsequent processing operations.
  • the spun yarn, in particular the glass thread is unwound from the spool.
  • the free end of the glass thread is found. This is particularly problematic for very fine filaments.
  • the spun yarn is lifted out of the area between the flyer wings by means of a transfer element, which is arranged on the flyer axis, and transferred to a guide element arranged on the flyer axis.
  • the flyer axis is rotated in a direction of rotation of the flyer axis during the winding opposite sense of rotation and then stopped.
  • the present invention the objective underlying a method and apparatus for winding a spun yarn, in particular a glass thread to specify a coil with a thread reserve, which or which can be realized with less technical effort.
  • a spun yarn is guided to the winding tube, which is rotated by means of the winding spindle.
  • a traversing movement is performed by at least one flyer blade or preferably a plurality of offset flyer wings on a rotatably driven flyer axis for winding and winding a coil.
  • a winding width of the coil in the axial direction is less than a length of the winding tube.
  • a winding of the spun yarn is produced on the sleeve next to the winding width of the spool to a thread reserve.
  • the traversing movement is terminated.
  • the spun yarn is brought to the flyer wings in a predetermined position and finished the rotation of the flyer axis.
  • the non-rotating - non-rotating - flyer axis and the Spulspulspindel be moved by a relative movement between the flyer axis and the winding spindle in an axial direction, that the spun yarn is brought into contact with the winding tube next to the winding width of the spool to form a thread reserve.
  • this method according to the invention is located on the winding tube, the spool as such and a thread reserve, wherein the spun yarn passes from the thread reserve to the spool or from the spool to the thread reserve.
  • the inventive method has numerous advantages, in particular a simplified guidance of the spun yarn is achieved.
  • the technical Effort is considerably reduced.
  • Unlike the one by the US 4,025,002 known process guidance requires no additional components on the flyer axis, which cause a positioning of the spun yarn next to the coil.
  • both the flyer axis and the winding spindle can be moved in the axial direction.
  • the axial position of the winding spindle at least at the end of the winding process of the thread reserve a position from the out after formation of the thread reserve, for example, for an external trigger with a bobbin change can be started.
  • the inventive method also allows a change in the order of the method steps.
  • the relative movement between the winding spindle and the flyer axis can be carried out to a translational positioning of the thread even with still rotating flyer wings.
  • the termination of the traversing movement and the associated rotational positioning of the thread on the non-rotating flyer wings then takes place immediately after the implementation of the relative movement.
  • a coil wound by the method according to the invention has numerous advantages, in particular a finding of a free end of the filament is substantially facilitated, which is particularly advantageous in glass fibers.
  • the thread reserve be stripped off from the winding tube, the free beginning of the coil or the free end of the coil is released.
  • the finding of a free end of the spun yarn of a coil is thereby considerably simplified. Locating the free end of the spun yarn is made possible without windings of the spool get injured. A free end of the glass thread can be found here, without the quality of the coil is impaired. In addition, the amount of waste can be significantly reduced.
  • the thread reserve can also be cut to find the free end of the spun yarn. However, there is no damage to the coil, since not at the coil, as is the case in the prior art, is cut, but at the thread reserve.
  • the peripheral speed during the winding of the thread reserve substantially corresponds to the peripheral speed of the spool during the winding process. This ensures that the spun yarn of the yarn reserve has an approximately the same titer as the spun yarn of the spool.
  • a substantially constant peripheral speed of the spool during winding of the thread reserve also has the advantage that the control effort is significantly reduced.
  • very uniform glass filaments can be wound into coils, in particular in terms of titer and physical properties.
  • the traversing movement of the spun yarn by a relative movement of the winding spindle and the rotating flyer wings he follows.
  • the spun yarn can be fed from a fixed position and safely lead within a specified by the flyer swing swing stroke.
  • the entire winding width of the coil is wound by the relative movement between the flyer axis and winding spindle.
  • an embodiment is preferred in which, during the traversing movement of the spun yarn, it is moved between two reversal points defined by the flyer vanes.
  • the traversing movement can, for example, be achieved in that the traversing movement takes place completely through the winding spindle or completely through the traversing device. However, it is also possible that the traversing movement takes place by partial movements of the winding spindle and the traversing device.
  • the flyer wings move the filament between two defined reversal points, wherein the distance of the reversal points in the axial direction of the winding tube is smaller than the winding width of the coil.
  • the further traversing movement is achieved by an axial displacement of the winding spindle, wherein the axial displacement of the winding spindle is dimensioned so that the winding width of the coil, which is desired, is achieved by the entirety of the traversing movement.
  • the position of the substantially non-rotating flyer axis and / or at least one flyer wing be sensed.
  • the flyer axis is rotated so far that the desired position of at least one flyer wing is achieved for the formation of the thread reserve.
  • the spun yarn can be held in the predetermined position on the flyer wing.
  • an apparatus for winding a spun yarn, in particular a glass thread to a coil with a winding tube, which is arranged on a winding spindle proposed.
  • the winding spindle is connected to a rotary drive.
  • a rotational movement of the winding spindle and thus also arranged on the winding spindle winding tube is achieved.
  • a traversing device for carrying out a traversing movement is provided.
  • the traversing device comprises a rotatable flyer axis with at least one flyer wing.
  • the inventive device is characterized in particular by the fact that a positioning unit is provided to the traversing movement with a predetermined position of the spun yarn on the non-rotating To finish flyer wings and to perform an axial relative movement between the flyer axis and the winding spindle.
  • a particularly structurally advantageous embodiment of the device can be seen in that the positioning unit interacts with the traversing device.
  • the number of components of the device for winding a spun yarn to a coil can be reduced.
  • the rotatable flyer axis has two spaced apart flyer wings.
  • each of the flyer wings from a deformed guide bracket to guide the spun yarn slidably on the guide bracket.
  • Flyer wings on rotating axles are known per se.
  • the guide bow of the flyer wings represent a particular wire-shaped structure on which slides along the spider during movement of the flyer wings.
  • An embodiment of such a flyer wing is known, for example, from the aforementioned US Pat. No. 5,669,564.
  • the flyer axis, on which the flyer wings are arranged, is coupled to a rotary drive, so that the flyer wings on the rotatable flyer axis perform a partial stroke of the traversing movement.
  • the stroke can also be realized by a displaceable trained flyer axis.
  • the flyer wings form two opposing reversal points of the traversing movement of the filament, so that the filament is reciprocated by the flyer wings between the reversal points.
  • the positioning unit has a sensor which is associated with the flyer axis for detecting an angular position of the flyer axis and / or the flyer wings.
  • the flyer axis in Stop a certain angular position of the flyer wings to position the glass thread by an axial displacement of the flyer axis next to the coil.
  • the positioning In order to position the spun yarn next to the winding area of the spool, the positioning has a thrust drive acting on the flyer axis. This allows the filament safely lead out of the winding area of the coil.
  • the thread reserve can be wound as required on the left sleeve end or on a right sleeve end.
  • the winding spindle be displaceable in its axial direction.
  • the traversing movement of the spun yarn can be performed over a larger stroke, so that the winding spindle is preferably designed to be axially displaceable.
  • the filament can be fed from a stationary position without major deflections. This allows even very delicate glass threads are produced with uniform quality and wound into coils.
  • Fig. 1 schematically a device for producing endless glass fibers (glass fibers) is shown.
  • Glass threads today find a wide range of applications. For example, glass fibers are used in the field of medical technology and telecommunications. In addition, glass threads are needed in the field of technical textiles.
  • the production of endless glass fibers takes place after the nozzle drawing process.
  • a glass melt is pulled over nozzles.
  • the glass filaments emerging from the nozzles can be bundled into glass threads.
  • the glass thread is wound up into a spool.
  • the speed with which the glass thread is wound into a coil influences the thickness of the individual filaments and thus also the titer of the glass thread.
  • a glass thread can have a titer range between 2.5 TEX and 204 TEX with single filament diameters of 3 to 13 ⁇ m. It is common for a sizing to be applied to the glass filament when making continuous glass filaments. In this way, the further processing of the fibers is to be made possible or facilitated.
  • the size represents a surface coating which serves to protect the glass thread.
  • the treatment of the filaments below the nozzles in particular the sizing and the possible bundling of the filaments into threads and the winding up of the individual threads depend on the later processing purpose.
  • a glass melt is provided in a crucible 1.
  • crucible furnaces are upstream of the crucible.
  • the crucible 1 has, for example, an additional heating, which is not shown, in order to keep the molten glass at a constant temperature.
  • the molten glass passes out through nozzles 2 in the form of glass filaments 3.
  • the filaments 3 can be bundled into a glass thread 4. Before a bundling of the filaments 3 takes place, for example, a size is applied to the glass filaments 3 by means of the application unit 5.
  • the glass thread is wound by means of a device 6 for winding the glass thread 4 into a coil.
  • the in the Fig. 1 schematically illustrated device for winding a glass thread has a rotatably mounted turntable 7. On the turntable 7 two projecting winding spindles 8.1, 8.2 are arranged on one side. The winding spindles 8.1, 8.2 are offset by 180 ° to each other on the turntable 7 held.
  • Each winding spindle 8.1, 8.2 preferably has a spindle drive, so that the winding spindles 8.1, 8.2 can be driven individually.
  • Each winding spindle 8.1, 8.2 has a chuck. On the chuck one or more winding tube 9.1, 9.2 is held to receive the windings of a coil.
  • the winding spindles 8.1 and 8.2 can tension a plurality of winding tubes one behind the other through the chuck, so that at the winding spindles in each case several glass threads can be wound simultaneously to form coils.
  • two of the winding tubes 9.1 and 9.2 are held on each of the winding spindles ( Fig. 2a ).
  • the turntable 7 is coupled to a drive unit, not shown.
  • the turntable 7 can be driven by activating a turntable drive, so that the turntable 7 performs a rotary movement, for example. Counterclockwise.
  • a transition of the full winding tube from the winding area to a change area is achieved.
  • the empty winding tube comes here, in the Aufspul Geneva and it follows a new winding process.
  • FIG. 1 other units of the device for winding a glass thread.
  • This may, for example, be a device for automatic doffing.
  • a corresponding control which has the device for winding a glass thread.
  • a traversing movement is performed to form the coil. This is schematically in the Fig. 1 a traversing device 10 is provided.
  • the traversing device 10 comprises a rotatable flyer axis 11, as shown in the Fig. 2a and 2 B is apparent.
  • the rotatable flyer axis 11 is driven by a rotary drive 12.
  • flyer wings 13.1 and 13.2 On the flyer axis 11 so-called flyer wings 13.1 and 13.2 are arranged.
  • the flyer wings 13.1 and 13.2 each have a shaped guide bracket which, as a wire-like structure, guides the glass thread 4 along.
  • the guide bracket of the flyer wings 13.1 and 13.2 can be held directly on the flyer axle 11. It is also possible to hold the guide bracket on wing carrier on the flyer axis 11.
  • the guide bracket can be made of brass or special plastic.
  • a fluid is brought into the contact area between the glass thread and flyer wings.
  • the fluid should on the one hand have a cooling effect.
  • the coefficient of friction between the glass thread and the flyer wing should be reduced by means of the fluid. This can be avoided in particular filament breaks on the glass thread.
  • a water is preferably sprayed on the contact surfaces of the flyer wings 13.1 and 13.2.
  • flyer wing 13.1 in an imaginary plane, which is inclined relative to the longitudinal axis of the flyer axis 11. From the illustration to Fig. 2a it can be seen that, for example, the flyer wing 13.1 is tilted to the left. By turning the flyer axis 11 takes the flyer wing 13.1 in the Fig. 2b shown position. With regard to the glass thread 4, the flyer wings 13.1 and 13.2 each form two defined reversal points, between which the glass thread 4 can be moved back and forth on rotation of the flyer axis 11.
  • the distance between the two reversal points or the path traveled by the glass thread 4 by the movement of the flyer wing 13.1, is smaller than a winding width B of a coil 15.
  • the caused by a flyer wings 13.1, 13.2 change in position of the glass thread is part of a traversing movement represents.
  • the winding spindle 8.1 and 8.2 each have a well-known chuck, by means of which the winding tubes 9.1 and 9.2 are held on the circumference of the winding spindle.
  • the chuck has, for example, clamping lamellae on, which are not shown to hold the winding tube 9.1, 9.2 stationary with respect to the winding spindle.
  • FIG. 2a and 2 B only the winding spindle 8.1 held in the winding area is shown.
  • the winding spindle 8.1 with the winding tubes 9.1 is on the turntable 7 in the axial direction back and forth.
  • a spindle thrust drive 20 is provided on a drive side of the turntable 7, through which the winding spindle 8.1 is moved back and forth on the turntable 7.
  • This displacement movement of the winding spindle 8.1 and thus also the resulting coils 15 is another part of a traversing movement, so that the traversing of the glass thread 4 is achieved by the flyer wings 13.1 and 13.2 and the reciprocating motion of the winding spindle 8.1.
  • the glass thread 4 can thus be placed over the entire winding width B of the coil 15.
  • the winding spindle 8.1 rotates by a spindle drive 18th
  • FIG. 2a shows an end position of the glass thread 4
  • the Fig. 2b shows the other end position of the glass thread 4 with respect to a coil 15.
  • the Fig. 2b takes the winding spindle an end position, which is also for the construction and the subsequent winding of the glass thread 4 on the sleeve next to the coil 15 to a thread reserve 16 of importance.
  • the illustrated end position of the glass thread 4 passes through the reversal points of the flyer wing 13.1 and the flyer wing 13.2.
  • the rotational speed of the winding spindle 8.1 is varied as a function of the diameter of the coil 15, so as to obtain a constant surface speed of the coil 15.
  • the glass thread 4 is wound at a constant winding speed to the spool 15.
  • Fig. 2a and 2 B two glass fibers 4 are simultaneously wound on the winding spindle 8.1 to coil 15.
  • the traversing device 10 a plurality of flyer wings 13.1, 13.2, which are formed axially offset according to a pitch of the winding units on the flyer axis 11.
  • the pairs of wings are driven together by the flyer axis to wind the glass fibers 4 parallel to coils 15.
  • the coil 15 is wound until a predetermined coil diameter or a glass fiber length is reached.
  • a positioning unit 21 is provided.
  • the positioning unit 21 has a sensor 17 which is associated with the flyer axis 11. By the sensor 17 an angular position of the flyer axis 11 and thus a position of the flyer wings 13.1 and 13.2 is monitored.
  • the positioning unit 21 is assigned a thrust drive 19, which is coupled to the flyer axle 11 for axial displacement of the flyer axle 11.
  • the rotation of the flyer axis 11 with the iridescent flyers wings 13, 1, 13.2 is terminated with a predetermined angular position of the flyer wings 13.1 and 13.2.
  • the desired angular position for positioning the glass thread 4 on the non-rotating flyer wings 13.1 or 13.2 is detected by the sensor 17 of the positioning unit 21.
  • the rotary drive 12 of the flyer axis 11 is stopped.
  • the glass thread 4 is in the intended position on the non-rotating flyer wings 13.1, 13.2.
  • the flyer wing 13.1 or 13.2 in this case assumes a position in which the glass thread 4 is guided in a reversal point of the flyer wing 13.1 or 13.2.
  • Fig. 2a . 2 B and 3 are simultaneously wound on the winding spindle 8.1 two glass fibers 4, wherein the flyer axis 11 carries two spaced-apart pairs of wings.
  • the above description refers to each of the winding positions and is independent of the number of winding locations.
  • the glass thread 4, which belongs to the inner coil 15, is thus deflected between the two coils 15.
  • the glass thread 4 is wound into a thread reserve 16 on the circumference of the winding tube 9.1. After the thread reserve 16 has been wound, the glass threads 4 are transferred to the new winding spindle 8.2 for winding a new bobbin on the winding tubes 9.2.
  • the positioning unit 21 or the traversing device 10 is set in its starting position.
  • the positioning unit could alternatively also cooperate with the spindle thrust drive of the winding spindles in order to carry out the axial displacement between the traversing unit and the spool after winding up the spool.
  • Fig. 4 another embodiment of the invention exemplified.
  • FIG. 4 The representation in Fig. 4 is essentially identical to the representation in Fig. 3 , so that at this point only the differences will be explained and otherwise reference is made to the above description.
  • the positioning unit 21 cooperates with the spindle thrust drive 20, which is coupled to the axial displacement with the winding spindle 8.1.
  • the spindle thrust drive 20 which is coupled to the axial displacement with the winding spindle 8.1.
  • the positioning unit 21 is coupled to a sensor 17 and the rotary drive 12.
  • the traversing movement can be purposefully terminated with the predetermined axially determined position of the glass thread 4 on the non-rotating flyer wings 13.1 and 13.2.
  • the positioning unit 21 cooperates with a thrust drive 19 to move the flyer axis 11 axially.
  • the translational positioning of the glass thread in a region outside the winding width B of a coil by a combination of the displacements of the winding spindle 8.1 and the flyer axis 11 done.
  • the relative movement can be carried out by a displacement of the winding spindle 8.1 or by a displacement of the flyer axis 11 or by displacements of the winding spindle 8.1 and the flyer axis 11.
  • the thread reserves 16 are wound on a right side of the spool 15.

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Abstract

Zum Aufwickeln eines Spinnfadens (4), insbesondere eines Glasfadens auf einer Spulhülse (9.1), die an einer Spulspindel (8.1) angeordnet ist, wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem der Spinnfadens (4) zu der Spulhülse (9.1) zugeführt, welche mittels der angetriebenen Spulspindel (8.1) gedreht wird. Während des Anwickelns und/oder Wickelns einer Spule (15), deren Wickelbreite (B) in einer axialen Richtung kleiner ist als eine Länge der Spulhülse (9.1) wird eine Changierbewegung mit wenigstens einem Flyerflügel (13.1, 13.2) an einer drehbar angetriebenen Flyerachse (11) durchgeführt. Die Changierbewegung mit einer vorgegebenen Position des Spinnfadens (4) an dem rotationslosen Flyerflügel (13.1, 13.2) beendet. Es wird eine axiale Relativbewegung zwischen Flyerachse (11) und Spulspindel (8.1, 8.2) durchgeführt und der Spinnfaden (4) auf der Spulhülse (9.1, 9.2) neben der Wickelbreite (B) der Spule (15) zu einer Fadenreserve (16) gewickelt.

Description

  • Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Spinnfadens, insbesondere eines Glasfadens zu einer Spule.
  • Obwohl sowohl das Verfahren sowie die Vorrichtung nachfolgend im Zusammenhang mit Glasfaden (Glasfaden) erläutert werden, so sind weder das Verfahren noch die Vorrichtung auf das Aufwickeln eines Glasfadens beschränkt. Das Verfahren und die Vorrichtung sind zum Aufwickeln eines Spinnfadens, insbesondere eines Spinnfadens aus Kunststoff, Glas, Stein (Basalt) oder Carbon geeignet. Unter einem Spinnfaden wird ein Multifilament, bestehend aus mehreren Monofilamenten verstanden.
  • Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von insbesondere Glasfäden sind bekannt. Nach einer Verfahrensführung zur Herstellung einer Glasfaden, werden Glasfilamente aus einer Glasschmelze gezogen. Die Filamente werden gebündelt und gewickelt.
  • Die Oberflächengeschwindigkeit der sich bildenden Spule bestimmt hierbei den sogenannten Titer, des aufgewundenen Glasfadens. Üblicherweise durchläuft der Glasfaden, bevor diese zur Spule aufgewickelt wird, eine Präparationsvorrichtung.
  • Durch die Druckschrift US 5,669,564 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Spinnfadens zu einer Spule bekannt. Die Vorrichtung weist eine Spulhülse auf, die auf einer Spulspindel angeordnet ist. Die Spulspindel ist mit einem Drehantrieb verbunden. Des Weiteren ist eine Changiereinrichtung mit mehreren Flyerflügeln vorgesehen, die an einer antreibbaren Flyerachse gehalten sind.
  • Um bestimmte Spulenformen zu erhalten, ist durch die US Schrift 5,669,654 bekannt, dass die Changierbewegung in mehrere Teilbewegungen unterteilt ist. So führen die Flyerflügel eine erste Changierbewegung und die Flyerachse, auf der die Flyerflügel angeordnet sind, eine zweite Changierbewegung aus. Eine dritte Changierbewegung wird durch die Spulspindel bewirkt.
  • Auch durch die Druckschrift US 7,866,590 ist eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Spinnfadens zu einer Spule bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Changiereinrichtung auf, mittels derer der Spinnfaden während des Aufwickelvorgangs den Spinnfaden in axialer Richtung der Spulspindel hin und her verlagert wird.
  • Hat die Spule einen bestimmten Außendurchmesser erreicht, so wird der Aufspulvorgang der Spule beendet und ein neuer Spulvorgang auf einer leeren Hülse begonnen. Die so erhaltenen Spulen werden nachfolgenden Verarbeitungsvorgängen zugeführt. Hierzu ist es notwendig, dass der Spinnfaden, insbesondere die Glasfaden von der Spule abgewickelt wird. Um ein Abwickeln der Glasfaden zu ermöglichen, ist es notwendig, dass das freie Ende der Glasfaden gefunden wird. Dies ist insbesondere bei sehr feinen Filamenten problematisch.
  • Durch die Druckschrift US 4,025,002 ist bereits bekannt, eine Fadenreserve benachbart zu der Spule zu wickeln. Die Fadenreserve kann vor dem Wickeln der eigentlichen Spule oder nach dem Wickeln der Spule gewickelt werden. Es ist eine Changiereinrichtung mit zwei Flyerflügeln vorgesehen, die an einer angetriebenen Flyerachse angeordnet sind. Während eines Spulvorgangs zur Ausbildung einer Spule wird der Spinnfaden, bei dem es sich um einen Glasfaden handelt, durch die Rotation der Flyerachse zwischen den beiden Flyerflügeln bewegt. Zusätzlich wird die Spulspindel in axialer Richtung der Spulspindel hin und her bewegt. Um eine Fadenreserve im Anschluss an den Spulvorgang auszubilden, wird der Spinnfaden mittels eines Übergabeelementes, welches auf der Flyerachse angeordnet ist, aus dem Bereich zwischen den Flyerflügeln herausgehoben und an ein an der Flyerachse angeordnetes Führungselement übergeben. Für diesen Vorgang wird die Flyerachse in einen dem Drehsinn der Flyerachse während des Spulvorgangs entgegengesetzten Drehsinn verdreht und anschließend angehalten.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Zielsetzung zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Spinnfadens, insbesondere eines Glasfadens zu einer Spule mit einer Fadenreserve anzugeben, welches bzw. welche mit einen geringeren technischen Aufwand verwirklicht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Aufwickeln eines Glasfadens auf eine Spulhülse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch eine Vorrichtung zum Aufwickeln einer Glasfaden zu einer Spule mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung sind Gegenstand der jeweiligen abhängigen Ansprüche.
  • Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Schritte bzw. Merkmale können in beliebiger, technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt werden.
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufwickeln eines Spinnfadens, insbesondere eines Glasfadens auf eine Spulhülse, die an der Spulspindel angeordnet ist, wird vorgeschlagen, dass ein Spinnfaden zu der Spulhülse, welche mittels der Spulspindel gedreht wird, geführt wird. Während eines Aufwickelvorgangs wird eine Changierbewegung durch wenigstens einen Flyerflügel oder bevorzugt mehrere versetzt angeordnete Flyerflügel an einer drehbar angetriebenen Flyerachse zum Anwickeln und Wickeln einer Spule durchgeführt. Eine Wickelbreite der Spule in axialer Richtung betrachtet ist hierbei kleiner als eine Länge der Spulhülse. Bereits vor dem Wickeln der Spule oder nachdem die Spule aufgebaut ist, wird eine Wicklung des Spinnfadens auf der Hülse neben der Wickelbreite der Spule zu einer Fadenreserve erzeugt. Hierzu wird die Changierbewegung beendet. Der Spinnfaden wird hierzu an den Flyerflügeln in eine vorgegebene Position gebracht und die Rotation der Flyerachse beendet. Die rotationslose - nicht drehende - Flyerachse und die Spulspulspindel werden durch eine Relativbewegung zwischen der Flyerachse und der Spulspindel so in einer axialen Richtung bewegt, dass der Spinnfaden in Kontakt mit der Spulhülse neben der Wickelbreite der Spule zu einer Bildung einer Fadenreserve gebracht wird.
  • Durch dieses erfindungsgemäße Verfahren befindet sich auf der Spulhülse die Spule als solche sowie eine Fadenreserve, wobei der Spinnfaden von der Fadenreserve zu der Spule oder von der Spule zu der Fadenreserve übergeht. Damit besteht die Möglichkeit den Anfang des Spinnfadens oder das Ende des Spinnfadens einer Spule von der Spule zu separieren, um bei der Weiterbehandlung die Spule von innen her oder von außen her abziehen zu können.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat zahlreiche Vorteile, insbesondere wird eine vereinfachte Führung des Spinnfadens erreicht. Der technische Aufwand wird hierbei erheblich verringert. Im Gegensatz zu der durch die US 4,025,002 bekannten Verfahrensführung bedarf es keiner zusätzlichen Bauteile an der Flyerachse, die ein Positionieren des Spinnfadens neben der Spule bewirken.
  • Während der Ausbildung der Fadenreserve findet vorteilhafterweise eine axiale Relativbewegung zwischen Flyerachse und der Spulspindel statt. Hierbei können sowohl die Flyerachse als auch die Spulspindel in axialer Richtung bewegt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, dass lediglich die Flyerachse oder die Spulspindel in einer axialen Richtung bewegt wird. Vorteilhafterweise entspricht die axiale Position der Spulspindel zumindest am Ende des Wickelvorgangs der Fadenreserve einer Lage aus der heraus nach Bildung der Fadenreserve beispielsweise für einen Außenabzug mit einem Spulenwechsel begonnen werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht zudem auch eine Änderung in der Reihenfolge der Verfahrensschritte. So lässt die Relativbewegung zwischen der Spulspindel und der Flyerachse zu einer translatorischen Positionierung des Fadens auch bei noch drehenden Flyerflügeln ausführen. Die Beendigung der Changierbewegung und die damit verbundene rotatorische Positionierung des Fadens an dem rotationslosen Flyerflügel erfolgt dann unmittelbar nach der Durchführung der Relativbewegung.
  • Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewickelte Spule hat zahlreiche Vorteile, insbesondere wird ein Auffinden eines freien Endes des Spinnfadens wesentlich erleichtert, was insbesondere bei Glasfäden von großem Vorteil ist. Hierzu kann bspw. die Fadenreserve von der Spulhülse abgestreift werde, so wird der freie Anfang der Spule oder das freie Ende der Spule freigegeben. Das Auffinden eines freien Endes des Spinnfadens einer Spule wird hierdurch erheblich vereinfacht. Ein Auffinden des freien Endes des Spinnfadens wird ermöglicht, ohne dass Wicklungen der Spule verletzt werden. Ein freies Ende des Glasfadens kann hierbei gefunden werden, ohne dass die Qualität der Spule beeinträchtigt wird. Darüber hinaus kann die Abfallmenge wesentlich reduziert werden.
  • Die Fadenreserve kann auch zu einem Auffinden des freien Endes des Spinnfadens geschnitten werden. Dabei kommt es jedoch nicht zu einer Beschädigung der Spule, da nicht an der Spule, wie dies nach dem Stand der Technik der Fall ist, geschnitten wird, sondern an der Fadenreserve.
  • Nach einem vorteilhaften Gedanken wird vorgeschlagen, dass für Anwendungsfälle, in denen die Fadenreserve in der weiteren Bearbeitung nicht als Abfall abgetrennt wird, die Umfangsgeschwindigkeit während des Wickelns der Fadenreserve im Wesentlichen der Umfangsgeschwindigkeit der Spule während des Aufwickelvorgangs entspricht. Hierdurch wird erreicht, dass der Spinnfaden der Fadenreserve einen annähernd den gleichen Titer aufweist wie der Spinnfaden der Spule.
  • Eine im Wesentlichen konstante Umfangsgeschwindigkeit der Spule während des Wickelns der Fadenreserve hat auch den Vorteil, dass der Steuerungsaufwand erheblich verringert wird.
  • Bevorzugt ist eine Ausgestaltung des Verfahrens, bei der die Geschwindigkeit der Spule während des Aufwickelvorgangs und des Wickelns der Fadenreserve im Wesentlichen konstant ist. Damit können beispielsweise sehr gleichmäßige Glasfäden insbesondere im Titer und den physikalischen Eigenschaften zu Spulen gewickelt werden.
  • Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Changierbewegung des Spinnfadens durch eine Relativbewegung der Spulspindel und der rotierenden Flyerflügel erfolgt. Damit lässt sich der Spinnfaden aus einer ortsfesten Position zuführen und innerhalb eines durch die Flyerflügel bestimmten Changierteilhub sicher führen. Die gesamte Wickelbreite der Spule wird durch die Relativbewegung zwischen Flyerachse und Spulspindel gewickelt. Bevorzugt ist hierbei eine Ausgestaltung, bei der während der Changierbewegung des Spinnfadens dieser zwischen zwei durch die Flyerflügel definierte Umkehrpunkte bewegt wird.
  • Die Changierbewegung kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Changierbewegung vollständig durch die Spulspindel oder vollständig durch die Changiereinrichtung erfolgt. Es ist jedoch auch möglich, dass die Changierbewegung durch Teilbewegungen der Spulspindel und der Changiereinrichtung erfolgt. So können bspw. die Flyerflügel den Spinnfaden zwischen zwei definierten Umkehrpunkten bewegen, wobei der Abstand der Umkehrpunkte in axialer Richtung der Spulhülse kleiner ist als die Wickelbreite der Spule. Die weitere Changierbewegung wird durch ein axiales Verschieben der Spulspindel erreicht, wobei die axiale Verschiebung der Spulspindel so bemessen ist, dass durch die Gesamtheit der Changierbewegung die Wickelbreite der Spule, die gewünscht ist, erreicht wird.
  • Gemäß einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass zum Wickeln der Fadenreserve der Spinnfaden an einen Umkehrpunkt der Flyerflügel gebracht wird. Bevorzugt ist hierbei ein Verfahren, bei dem der Spinnfaden während des Wickelns der Fadenreserve im Wesentlichen im Umkehrpunkt des Flyerflügels verbleibt. Hierdurch wird keine Changierbewegung im Zusammenhang mit der Bildung der Fadenreserve durchgeführt. Dies ist Vorteilhaft, jedoch nicht zwingend. In Abhängigkeit beispielsweise von der Flyerflügel-Geometrie muss ein Übergabepunkt am Flyerflügel des Spinnfadens zur Bildung einer Fadenreserve nicht zwingend mit dem Umkehrpunkt zusammenfallen. Es besteht auch die Möglichkeit, eine Changierbewegung während des Wickelns der Fadenreserve durchzuführen. Dies kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Spulspindel eine axiale Hin- und Herbewegung in einem vorgegebenen Ausmaß durchführt, welches kleiner ist als bspw. während des Aufwickelns des Spinnfadens zu einer Spule.
  • Nach einer noch weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass die Position der im Wesentlichen rotationslosen Flyerachse und/oder wenigstens eines Flyerflügels sensorisch erfasst wird. In Abhängigkeit von einer Stellung der Flyerachse und/oder des wenigstens eines Flyerflügels vor einem Beginn der Bildung einer Fadenreserve, wird die Flyerachse soweit verdreht, dass die gewünschte Stellung des wenigstens einen Flyerflügels für die Bildung des Fadenreserve erreicht wird. So lässt sich der Spinnfaden in der vorgegeben Position an dem Flyerflügel halten.
  • Nach einem weiteren erfinderischen Gedanken wird eine Vorrichtung zum Aufwickeln eines Spinnfadens, insbesondere eines Glasfadens zu einer Spule mit einer Spulhülse, die auf einer Spulspindel angeordnet ist, vorgeschlagen. Die Spulspindel ist mit einem Drehantrieb verbunden. Hierdurch wird eine rotatorische Bewegung der Spulspindel und somit auch der auf der Spulspindel angeordneten Spulhülse erreicht. Zu einem Anwickeln oder einem Wickeln einer Spule, deren Wickelbreite in einer axialen Richtung kleiner als die Länge der Spulhülse ist, ist eine Changiereinrichtung zur Durchführung einer Changierbewegung vorgesehen. Die Changiereinrichtung umfasst eine drehbare Flyerachse mit wenigstens einem Flyerflügel.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass eine Positioniereinheit vorgesehen ist, um die Changierbewegung mit einer vorgegebenen Position des Spinnfadens an dem rotationslosen Flyerflügel zu beenden und um eine axiale Relativbewegung zwischen der Flyerachse und der Spulspindel durchzuführen.
  • Eine besonders konstruktiv vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung kann darin gesehen werden, dass die Positioniereinheit mit der Changiereinrichtung zusammenwirkt. Hierbei kann die Anzahl der Bauteile der Vorrichtung zum Aufwickeln eines Spinnfadens zu einer Spule verringert werden.
  • Bevorzugt ist eine Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der die drehbare Flyerachse zwei im Abstand zueinander angeordneten Flyerflügeln aufweist. Hierbei weist jeder der Flyerflügel einen verformten Führungsbügel aus, um den Spinnfaden gleitend an dem Führungsbügel zu führen. Flyerflügel an drehbaren Achsen sind an und für sich bekannt. Die Führungsbügel der Flyerflügel stellen ein insbesondere drahtförmiges Gebilde dar, an dem während der Bewegung der Flyerflügel der Spinnfaden entlanggleitet. Eine Ausführungsform eines solchen Flyerflügels ist bspw. aus der vorstehend genannten US Schrift 5,669,564 bekannt. Die Flyerachse, auf der die Flyerflügel angeordnet sind, ist mit einem Drehantrieb gekoppelt, so dass die Flyerflügel an der drehbaren Flyerachse einen Teilhub der Changierbewegung durchführen. Alternativ lässt sich der Hub auch durch eine verschiebbar ausgebildete Flyerachse realisieren.
  • Hierbei bilden die Flyerflügel zwei mit Abstand gegenüberliegende Umkehrpunkte der Changierbewegung des Spinnfadens, so dass der Spinnfaden durch die Flyerflügel zwischen den Umkehrpunkten hin- und herbewegt wird.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn die Positioniereinheit einen Sensor aufweist, der der Flyerachse zur Erfassung einer Winkellage der Flyerachse und/oder der Flyerflügel zugeordnet ist. Somit lässt sich die Flyerachse in einer bestimmten Winkellage der Flyerflügel anhalten, um die Glasfaden durch eine axiale Verschiebung der Flyerachse neben der Spule zu positionieren.
  • Um den Spinnfaden neben den Wickelbereich der Spule zu positionieren, weist die Positionierung einen auf die Flyerachse wirkenden Schubantrieb auf. Damit lässt sich der Spinnfaden sicher aus dem Wickelbereich der Spule herausführen. Hierbei kann die Fadenreserve je nach Erfordernis am linken Hülsenende oder an einem rechten Hülsenende gewickelt werden.
  • Zur Vervollständig der Bewegung der Changiereinrichtung wird vorgeschlagen, dass die Spulspindel in ihrer axialen Richtung verschiebbar ist. Durch eine Verschiebung der Spulspindel in axialer Richtung lässt sich die Changierbewegung des Spinnfadens über einen größeren Hub ausführen, so dass die Spulspindel vorzugsweise axial verschiebbar ausgeführt ist. Hierdurch wird insbesondere erreicht, dass der Spinnfaden aus einer ortsfesten Position ohne größere Auslenkungen zuführbar ist. Damit können auch sehr empfindliche Glasfäden mit gleichmäßiger Qualität erzeugt und zu Spulen gewickelt werden.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel erläutert. Dabei handelt es sich um ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel, auf das der Gegenstand der Erfindung nicht beschränkt wird. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von Glasfäden,
    Fig. 2a, 2b
    Momentaufnahmen während des Aufwickelvorgangs, und
    Fig. 3:
    das Ausführungsbeispiel in einer Momentaufnahme während des Wickelns einer Fadenreserve am Ende einer Spulenwicklung
    Fig. 4:
    das Ausführungsbeispiel in einer Momentaufnahme während des Wickelns einer Fadenreserve zu Beginn einer Spulenwicklung
  • In der Fig. 1 ist schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung endloser Glasfäden (Glasfasern) dargestellt. Glasfäden finden heute ein breites Spektrum der Anwendung. So werden bspw. Glasfäden im Bereich der Medizintechnik und Telekommunikation eingesetzt. Darüber hinaus werden Glasfäden im Bereich der technischen Textilien benötigt.
  • Die Herstellung von Endlosglasfäden erfolgt nach dem Düsenziehverfahren. Eine Glasschmelze wird hierbei über Düsen gezogen. Die aus den Düsen heraustretenden Glasfilamente können zu Glasfäden gebündelt werden. Der Glasfaden wird zu einer Spule aufgewickelt. Die Geschwindigkeit mit der der Glasfaden zu einer Spule gewickelt wird, beeinflusst die Dicke der Einzelfilamente und somit auch den Titer des Glasfadens. Ein Glasfaden kann hierbei einen Titerbereich zwischen 2,5 TEX und 204 TEX mit Einzelfilamentdurchmessern von 3 bis 13 µm haben. Es ist üblich, dass bei Herstellung von Endlosglasfäden eine Schlichte auf den Glasfaden aufgebracht wird. Hierdurch soll das weitere Verarbeiten der Fasern ermöglicht bzw. erleichtert werden. Die Schlichte stellt eine Oberflächenbeschichtung dar, die einem Schutz des Glasfadens dient.
  • Die Behandlung der Filamente unterhalb der Düsen, insbesondere die Schlichte und die mögliche Bündelung der Filamente zu Fäden und das Aufwickeln der einzelnen Fäden hängen von dem späteren Verarbeitungszweck ab.
  • In der Fig. 1 ist dargestellt, dass in einem Schmelztiegel 1 eine Glasschmelze bereitgestellt wird. Ggf. sind dem Tiegel 1 Schmelzöfen vorgeordnet. Der Tiegel 1 weist bspw. eine zusätzliche Heizung auf, die nicht dargestellt ist, um die Glasschmelze auf einer konstanten Temperatur zu halten.
  • Die Glasschmelze tritt durch Düsen 2 in Form von Glasfilamenten 3 heraus.
  • Die Filamente 3 können zu einer Glasfaden 4 gebündelt werden. Bevor eine Bündelung der Filamente 3 erfolgt, wird bspw. mittels der Applikationseinheit 5 eine Schlichte auf die Glasfilamente 3 aufgebracht.
  • Der Glasfaden wird mittels einer Vorrichtung 6 zum Aufwickeln des Glasfadens 4 zu einer Spule gewickelt. Die in der Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung zum Aufwickeln eines Glasfadens weist einen drehbar gelagerten Drehteller 7 auf. An dem Drehteller 7 sind an einer Seite zwei auskragend ausgebildete Spulspindeln 8.1, 8.2 angeordnet. Die Spulspindeln 8.1, 8.2 sind um 180° zueinander versetzt an dem Drehteller 7 gehalten.
  • Jede Spulspindel 8.1, 8.2 weist vorzugsweise einen Spindelantrieb auf, so dass die Spulspindeln 8.1, 8.2 individuell angetrieben werden können. Jede Spulspindel 8.1, 8.2 weist ein Spannfutter auf. Auf dem Spannfutter ist jeweils eine oder auch mehrere Spulhülse 9.1, 9.2 gehalten, um die Wicklungen einer Spule aufzunehmen. So können die Spulspindeln 8.1 und 8.2 mehrere Spulhülsen hintereinander durch das Spannfutter spannen, so dass an den Spulspindeln jeweils auch mehrere Glasfäden gleichzeitig zu Spulen wickelbar sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind an jeder der Spulspindeln jeweils zwei der Spulhülsen 9.1 und 9.2 gehalten (Fig. 2a).
  • Der Drehteller 7 ist mit einer nicht dargestellten Antriebseinheit gekoppelt. Der Drehteller 7 lässt sich durch Aktivieren eines Drehtellerantriebs antreiben, so dass der Drehteller 7 eine Drehbewegung, bspw. entgegen dem Uhrzeigersinn, durchführt. Hierdurch wird nach Beendigung eines Aufspulvorgangs ein Übergang der vollen Spulhülse aus dem Aufspulbereich in einen Wechselbereich erreicht. Die leere Spulhülse kommt hierbei, in den Aufspulbereich und es folgt ein erneuter Spulvorgang.
  • Nicht dargestellt sind in der schematischen Darstellung nach Fig. 1 weitere Einheiten der Vorrichtung zum Aufwickeln eines Glasfadens. Dabei kann es sich bspw. um eine Einrichtung handeln zum automatischen Doffen. Gleichfalls nicht dargestellt ist eine entsprechende Steuerung, die die Vorrichtung zum Aufwickeln eines Glasfadens aufweist.
  • Während des Aufwickelvorgangs des Glasfadens wird eine Changierbewegung zur Bildung der Spule durchgeführt. Hierzu ist schematisch in der Fig. 1 eine Changiereinrichtung 10 vorgesehen.
  • In dem bevorzugt dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Changiereinrichtung 10 eine drehbare Flyerachse 11, wie dies in den Fig. 2a und 2b ersichtlich ist. Die drehbare Flyerachse 11 wird über einen Drehantrieb 12 angetrieben.
  • Auf der Flyerachse 11 sind sogenannte Flyerflügel 13.1 und 13.2 angeordnet. Die Flyerflügel 13.1 und 13.2 weisen jeweils einen geformten Führungsbügel auf, die als ein drahtähnliches Gebilde den Glasfaden 4 entlanggleitend führen. Die Führungsbügel der Flyerflügel 13.1 und 13.2 können direkt an der Flyerachse 11 gehalten sein. Es ist jedoch auch möglich die Führungsbügel über Flügelträger an der Flyerachse 11 zu halten. Die Führungsbügel können hierbei aus Messing oder speziellen Kunststoff bestehen.
  • Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der Reibung zwischen einem Flyerflügel und einem Glasfaden entstehenden Wärme ist im Bereich der Flyerflügel eine Einrichtung 14 vorgesehen, mittels derer ein Fluid in den Kontaktbereich zwischen Glasfaden und Flyerflügel gebracht wird. Das Fluid soll zum einen eine Kühlwirkung haben. Zum anderen soll mittels des Fluids der Reibwert zwischen der Glasfaden und dem Flyerflügel verringert werden. Damit lassen sich insbesondere Filamentbrüche an dem Glasfaden vermeiden. Als Fluid wird bevorzugt ein Wasser auf die Kontaktflächen der Flyerflügel 13.1 und 13.2 gesprüht.
  • Wie aus der Fig. 2a ersichtlich ist, liegt ein Flyerflügel 13.1 in einer gedachten Ebene, die bezogen auf die Längsachse der Flyerachse 11 geneigt ist. Aus der Darstellung nach Fig. 2a ist ersichtlich, dass bspw. der Flyerflügel 13.1 nach links geneigt wird. Durch Verdrehen der Flyerachse 11 nimmt der Flyerflügel 13.1 die in der Fig. 2b dargestellte Position ein. Die Flyerflügel 13.1 und 13.2 bilden hinsichtlich des Glasfadens 4 jeweils zwei definierte Umkehrpunkte, zwischen denen der Glasfaden 4 bei Drehung der Flyerachse 11 hin und her bewegt werden kann. Der Abstand zwischen den beiden Umkehrpunkten bzw. der Weg, den der Glasfaden 4 durch die Bewegung des Flyerflügels 13.1 zurücklegt, ist dabei kleiner als eine Wickelbreite B einer Spule 15. Die durch einen Flyerflügel 13.1, 13.2 bewirkte Lageveränderung des Glasfadens stellt einen Teil einer Changierbewegung dar.
  • Die Spulspindel 8.1 und 8.2 weist jeweils ein an und für sich bekanntes Spannfutter auf, mittels dessen die Spulhülsen 9.1 und 9.2 am Umfang der Spulspindel gehalten werden. Das Spannfutter weist bspw. Spannlamellen auf, die nicht dargestellt sind, um die Spulhülse 9.1, 9.2 ortsfest bezüglich der Spulspindel zu halten.
  • In den Fig. 2a und 2b ist nur die in dem Aufspulbereich gehaltene Spulspindel 8.1 dargestellt. Die Spulspindel 8.1 mit den Spulhülsen 9.1 ist an dem Drehteller 7 in axialer Richtung hin und her verschiebbar. Hierzu ist auf einer Antriebseite des Drehtellers 7 ein Spindelschubantrieb 20 vorgesehen, durch welchen die Spulspindel 8.1 an dem Drehteller 7 hin und her bewegt wird. Diese Verschiebebewegung der Spulspindel 8.1 und somit auch der entstehenden Spulen 15 ist ein weiterer Teil einer Changierbewegung, so dass die Changierung des Glasfadens 4 durch die Flyerflügel 13.1 und 13.2 und die Hin- und Herbewegung der Spulspindel 8.1 erreicht wird. Der Glasfaden 4 lässt sich so über die gesamte Wickelbreite B der Spule 15 ablegen. Die Spulspindel 8.1 rotiert durch einen Spindelantrieb 18.
  • Aus der Fig. 2a ist ersichtlich, dass in der dort dargestellten Position des Glasfadens 4 im Bereich des linken Rands einer Spule 15 geführt wird. Die Fig. 2a zeigt eine Endstellung des Glasfadens 4, die Fig. 2b zeigt die andere Endstellung des Glasfadens 4 bezüglich einer Spule 15. In der Fig. 2b nimmt die Spulspindel eine Endlage ein, die auch für den Aufbau bzw. das anschließende Wickeln des Glasfadens 4 auf der Hülse neben der Spule 15 zu einer Fadenreserve 16 von Bedeutung ist. In der dargestellten Endstellung durchläuft der Glasfaden 4 die Umkehrpunkte des Flyerflügels 13.1 bzw. des Flyerflügels 13.2.
  • Um einen konstanten Titer während des Spulvorgangs zu erreichen, wird die Drehzahl der Spulspindel 8.1 in Abhängigkeit vom Durchmesser der Spule 15 verändert, um so eine konstante Oberflächengeschwindigkeit der Spule 15 zu erhalten. Der Glasfaden 4 wird mit einer konstanten Aufwickelgeschwindigkeit zur Spule 15 gewickelt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a und 2b werden zwei Glasfäden 4 gleichzeitig an der Spulspindel 8.1 zu Spulen 15 gewickelt. Somit weist die Changiereinrichtung 10 mehrere Flyerflügel 13.1, 13.2 auf, die entsprechend einer Teilung der Spulstellen axial versetzt an der Flyerachse 11 ausgebildet sind. Die Flügelpaare werden gemeinsam durch die Flyerachse angetrieben, um die Glasfäden 4 parallel zu Spulen 15 zu wickeln. Die Spule 15 wird so lange gewickelt, bis ein vorbestimmter Spulendurchmesser oder eine Glasfadenlänge erreicht ist.
  • Am Ende der Spulenwicklung wird der Glasfaden 4 neben der Spule 15 am Umfang der Spulhülse 9.1 zu einer Fadenreserve 16 gewickelt, wie in Fig.3 gezeigt. Um die Fadenreserve 16 wickeln zu können, ist eine Positioniereinheit 21 vorgesehen. Die Positioniereinheit 21 weist einen Sensor 17 auf, der der Flyerachse 11 zugeordnet ist. Durch den Sensor 17 wird eine Winkellage der Flyerachse 11 und damit eine Stellung der Flyerflügel 13.1 und 13.2 überwacht. Darüber hinaus ist der Positioniereinheit 21 ein Schubantrieb 19 zugeordnet, der mit der Flyerachse 11 zum axialen Verschieben der Flyerachse 11 gekoppelt ist.
  • Die Funktion der Positioniereinheit 21 und das Zusammenwirken mit der Changiereinrichtung 10 werden nun mit Bezug zu der Fig. 3 nachfolgend an einer Spulstelle erläutert, wobei die Wicklung der Fadenreserve 16 an den Spulstellen synchron ausgeführt wird. Um eine Fadenreserve 16 auf der Hülse 9.1 neben der Wickelbreite B der Spule 15 zu wickeln, wird zunächst die changierende Bewegung der Spulspindel 8.1 mit den Spulen 15 beendet. Die Spulspindel 8.1 wird in eine Endlage der Changierbewegung, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist, gebracht. Die Rotation der Spulspindel 8.1 und somit auch der Spule 15 und der Spulhülse 9.1 wird im Wesentlichen unverändert fortgesetzt.
  • Auch die Rotation der Flyerachse 11 mit den changierenden Flyerflügeln 13, 1, 13.2 wird mit einer vorbestimmten Winkellage der Flyerflügel 13.1 und 13.2 beendet. Hierzu wird die gewünschte Winkellage zur Positionierung des Glasfadens 4 an dem rotationslosen Flyerflügel 13.1 oder 13.2 durch den Sensor 17 der Positioniereinheit 21 erfasst. Sobald die Flyerachse 11 die vorbestimmte Winkellage erreicht hat, wird der Drehantrieb 12 der Flyerachse 11 gestoppt. Der Glasfaden 4 befindet sich in der vorgesehenen Position am nicht rotierendem Flyerflügel 13.1, 13.2. Der Flyerflügel 13.1 bzw. 13.2 nimmt dabei eine Position ein, bei welcher der Glasfaden 4 in einem Umkehrpunkt des Flyerflügels 13.1 bzw. 13.2 geführt ist. Damit erhält der Glasfaden 4 an den Flyerflügeln 13.1 und 13.2 eine in axialer Richtung stabile Führung. Haben die Flyerflügel 13.1 und 13.2 die vorbestimmte Position eingenommen, so wird der Schubantrieb 19 aktiviert und die Flyerachse 11 mit den Flyerflügeln 13.1 und 13.2 in axialer Richtung verschoben, so dass der Glasfaden 4 neben der Wickelbreite der Spule 15, wie in dem in der Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel gezeigt ist, geführt wird.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2a, 2b und 3 werden an der Spulspindel 8.1 gleich zwei Glasfäden 4 gleichzeitig gewickelt, wobei die Flyerachse 11 zwei im Abstand zueinander angeordnete Flügelpaare trägt. Die vorgenannte Beschreibung bezieht sich auf jede der Wickelstellen und ist unabhängig von der Anzahl der Wickelstellen. Der Glasfaden 4, der zur inneren Spule 15 gehört, wird so zwischen den beiden Spulen 15 ausgelenkt. Der Glasfaden 4 wird zu einer Fadenreserve 16 am Umfang der Spulhülse 9.1 gewunden. Nachdem die Fadenreserve 16 gewunden wurde, werden die Glasfäden 4 an die neue Spulspindel 8.2 zum Anwickeln einer neuen Spule auf den Spulhülsen 9.2 übergeben. Die Positioniereinheit 21 bzw. die Changiereinrichtung 10 wird in ihre Ausgangsposition versetzt. An dieser Stelle sei erwähnt, dass die Positioniereinheit alternativ auch mit dem Spindelschubantrieb der Spulspindeln zusammenwirken könnte, um die axiale Verschiebung zwischen der Changiereinheit und der Spule nach Aufwicklung der Spule auszuführen. Hierzu ist in Fig. 4 eine weitere Ausführungsform der Erfindung beispielhaft dargestellt.
  • Die Darstellung in Fig. 4 ist im Wesentlichen identisch zu der Darstellung in Fig. 3, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert werden und ansonsten Bezug zu der vorgenannten Beschreibung genommen wird.
  • Bei dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wirkt die Positioniereinheit 21 mit dem Spindelschubantrieb 20 zusammen, der zum axialen Verschieben mit der Spulspindel 8.1 gekoppelt ist. Damit kann eine translatorische Positionierung des Glasfadens 4 zur Wicklung der Fadenreserve durch eine Verschiebung der Spulspindel 8.1 ausgeführt werden.
  • Zu einer rotatorischen Positionierung der Flyerachse 11 ist die Positioniereinheit 21 mit einem Sensor 17 und dem Drehantrieb 12 gekoppelt. Somit lässt sich die Changierbewegung gezielt mit der vorgegebenen axial bestimmten Position des Glasfadens 4 an den rotationslosen Flyerflügeln 13.1 und 13.2 beenden. Darüber hinaus ist auch die Möglichkeit gegeben, dass die Positioniereinheit 21 mit einem Schubantrieb 19 zusammenwirkt, um die Flyerachse 11 axial zu verschieben. Alternativ kann die translatorische Positionierung des Glasfadens in einen Bereich außerhalb der Wickelbreite B einer Spule durch eine Kombination der Verschiebungen der Spulspindel 8.1 und der Flyerachse 11 erfolgen. Zudem besteht die Möglichkeit, die Wicklung einer Fadenreserve 16 mit einem changierenden Glasfaden 4 zu wickeln.
  • Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3, bei welchem die Fadenreserve 16 am Ende einer Spulreise gewickelt wird, erfolgt bei dem in Fig 4 gezeigten Ausführungsbeispiel die Wicklung einer Fadenreserve 16 zu Beginn einer Spulreise. Unmittelbar nach einem Fangen oder Anwickeln des Glasfadens 4 an der Spulhülse 9.1 wird die Changierbewegung der Flyerflügel 13.1 und 13.2 in vorbestimmter Winkellage beendet. Der Glasfaden 4 wird in einem der Umkehrpunkte der rotationslosen Flyerflügel 13.1 und 13. 2 geführt. Nun wird durch die Positioniereinheit 21 eine Relativbewegung zwischen der Flyerachse 11 und der Spulspindel 8.1 eingeleitet, um den Glasfaden 4 neben dem eigentlichen Wickelbereich B der zu wickelnden Spule zu positionieren. Hierbei lässt sich die Relativbewegung durch eine Verschiebung der Spulspindel 8.1 oder durch eine Verschiebung der Flyerachse 11 oder durch Verschiebungen der Spulspindel 8.1 und der Flyerachse 11 ausführen. Sobald der Glasfaden 4 außerhalb des Wickelbereichs B geführt ist, wird am Umfang der Spulhülse 9.1 die Fadenreserve gelegt.
  • In den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und Fig. 4 werden die Fadenreserven 16 auf einer rechten Seite der Spule 15 gewickelt. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit die Fadenreserve 16 auf einer linken Seite der Spule 15 zu wickeln. So ist es auch möglich, ein Fadenanfang der Spule vor der Spulenwicklung an einer Seite des Wickelbereiches und ein Fadenende der Spule nach fertigwickeln der Spule an einer gegenüberliegenden Seite des Wickelbereiches jeweils als Fadenreserve abzulegen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Tiegel
    2
    Düse
    3
    Filament
    4
    Spinnfaden
    4a; 4b
    Glasfaden
    5
    Applikator
    6
    Vorrichtung
    7
    Drehteller
    8.1, 82
    Spulspindel
    9.1, 9.2
    Spulhülse
    10
    Changiereinrichtung
    11
    Flyerachse
    12
    Antrieb
    13.1; 13.2
    Flyerflügel
    14
    Kühleinrichtung
    15
    Spule
    16
    Fadenreserve
    17
    Sensor
    18
    Drehantrieb
    19
    Schubantrieb
    20
    Spindelschubantrieb
    21
    Positioniereinheit

Claims (13)

  1. Verfahren zum Aufwickeln eines Spinnfadens (4), insbesondere eines Glasfadens auf einer Spulhülse (9.1, 9.2), die an einer Spulspindel (8.1, 8.2) angeordnet ist mit folgenden Schritten:
    • Zuführen des Spinnfadens (4) zu der Spulhülse (9.1, 9.2), welche mittels der angetriebenen Spulspindel (8.1; 8.2) gedreht wird,
    • Durchführen einer Changierbewegung mit wenigstens einem Flyerflügel (13.1, 13.2) an einer drehbar angetriebenen Flyerachse (11) während des Anwickelns und/oder Wickelns einer Spule (15), deren Wickelbreite (B) in einer axialen Richtung kleiner ist als eine Länge der Spulhülse (9.1, 9.2),
    • Beendigung der Changierbewegung mit einer vorgegebenen Position des Spinnfadens (4) an dem rotationslosen Flyerflügel (13.1, 13.2),
    • Durchführung einer axialen Relativbewegung zwischen Flyerachse (11) und Spulspindel (8.1, 8.2) und
    • Wickeln des Spinnfadens (4) auf der Spulhülse (9.1, 9.2) neben der Wickelbreite (B) der Spule (15) zu einer Fadenreserve (16).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Spule (15) während des Wickelns der Fadenreserve (16) im Wesentlichen der Umfangsgeschwindigkeit der Spule (15) während des Aufwickelvorgangs entspricht.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Spule (15) während des Wickelns der Fadenreserve im Wesentlichen konstant ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei während der Changierbewegung der Spinnfaden (4) zwischen zwei durch die Flyerflügel (13.1, 13.2) definierte Umkehrpunkten bewegt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zum Wickeln der Fadenreserve (16) der Spinnfaden (4) in einen Umkehrpunkt der Flyerflügel (13.1, 13.2) gebracht wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Spinnfaden (4) während des Wickelns der Fadenreserve (16) im Wesentlichen im Umkehrpunkt Flyerflügel (13.1, 13.2) verbleibt.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Position der im Wesentlichen rotationslosen Flyerachse (11) und/oder wenigstens eines Flyerflügels (13.1; 13.2) sensorisch erfasst wird.
  8. Vorrichtung zum Aufwickeln eines Spinnfadens (4), insbesondere eines Glasfadens zu einer Spule (15) mit
    • einer Spulhülse (9.1, 9.2), die auf einer Spulspindel (8.1; 8.2) gehalten ist,
    • einem mit der Spulspindel (8.1; 8.2) verbundenen Spindelantrieb (18),
    • einer Changiereinrichtung (10) umfassend eine drehbare Flyerachse (11) mit wenigstens einem Flyerflügel (13.1; 13.2) zu einem Durchführen einer Changierbewegung während des Anwickelns und/oder Wickelns einer Spule (15), deren Wickelbreite (B) in einer axialen Richtung kleiner ist als eine Länge der Spulhülse (9.1, 9.2)), und mit
    • einer Positioniereinheit (21) zu einem Beenden der Changierbewegung mit einer vorgegebenen Position des Spinnfadens (4) an dem rotationslosen Flyerflügel (13.1, 13.2) und zum Durchführen einer axialen Relativbewegung zwischen Flyerachse (11) und Spulspindel (8.1, 8.2).
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Flyerachse (11) zwei am Umfang verteilt angeordnete Flyerflügel (13.1; 13.2) aufweist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Flyerflügel (13.1; 13.2) jeweils zwei mit Abstand gegenüberliegende Umkehrpunkte zur Ausführung einer Changierbewegung des Spinnfadens (4) bilden.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Positioniereinheit (21) einen Sensor (17) aufweist, der der Flyerachse (11) zur Erfassung einer Winkellage der Flyerachse (11) und/oder des wenigstens eines Flyerflügels (13.1; 13.2) zugeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Positioniereinheit (21) zumindest einen Schubantrieb (19) aufweist, durch welchen die Flyerachse (11) in axialer Richtung der Flyerachse (11) verschiebbar ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Spulspindel (8.1; 8.2) in axialer Richtung der Spulspindel (8.1; 8.2) durch einen Spindelschubantrieb (20) hin und her verschiebbar ist.
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