[0001] Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten synthetischer Fäden mit einer
Vielzahl von Bearbeitungsstellen mit Vorlagespulen, von denen je mindestens ein Faden
abläuft, mit Aufwindevorrichtungen, die je eine angetriebene Treibwalze mit senkrechter
Achse und eine zur Treibwalze achsparallele, in ihrem Abstand zur Treibwalze veränderbare,
eine Spule an die Treibwalze anlegende Spulenwelle aufweisen, und mit den Faden in
kurzen Hüben entlang der Spule verlegenden Verlegevorrichtungen, wobei zwischen den
Aufwindevorrichtungen und den Verlegevorrichtungen zum Aufbau der Wicklung eine Relativbewegung
stattfindet.
[0002] Eine Maschine mit einer derartigen Einrichtung ist aus der DE 31 22 385 A bekannt.
Sie erlaubt das Herstellen von Spulen mit Parallelwicklung, bei der die Windungsschichten
zylindrisch sind und sich mit zunehmendem Durchmesser verkürzen. Die relative Hubbewegung
zwischen Spule und Verlegevorrichtung wird hier durch Auf-und-AbFühren der Verlegevorrichtung
erzielt. Dadurch verändert sich die Fadenlänge zwischen dem Zulaufpunkt des Fadens
zur Verlegevorrichtung und dessen Auflaufpunkt auf die Spule. Dies führt beim Zunehmen
der Fadenlänge zu einem Erhöhen der Zugspannung im Faden, bei einem Vermindern der
Fadenlänge zu einem Abnehmen der Fadenzugkraft und kann insbesondere bei Fäden, die
gegen unterschiedliche Zugbeanspruchung empfindlich sind, zu Qualitätsbeeinträchtigungen
führen.
[0003] Der Erfindung war die Aufgabe gestellt, bei einer Maschine der eingangs genannten
Art veränderliche Fadenlängen zwischen der Vorlagespule und der Aufwindespule zu vermeiden
oder doch soweit zu vermindern, daß sie keine nachteiligen Auswirkungen auf die Qualität
des Fadens haben können.
[0004] Sie löst diese Aufgabe mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Durch die im
wesentlichen ortsfeste Anordnung der Verlegevorrichtung bleibt der Auflaufpunkt der
Fadens auf die Spule in Bezug auf die Zulieferstelle des Fadens ortsfest. Damit bleibt
auch die Fadenlänge zwischen der Zulaufstelle des Fadens und der Verlegevorrichtung
gleich. Das Verlegen des Fadens entlang der Spule erfolgt durch das Hin-und-Her-Bewegen
der Aufwindeorgane einschließlich der Spule.
[0005] Durch die senkrechte Anordnung der Achsen der Aufwindeorgane erfolgt die Relativbewegung
zwischen der Aufwindevorrichtung und der Verlegevorrichtung als Heb- und Senkbewegung.
Bei dieser Anordnung beanspruchen die Aufwindevorrichtungen in waagrechter Richtung
weniger Platz als mit waagrechten Achsen und können in einer Reihe nebeneinander angeordnet
werden. Auch die auf die Spulenwellen aufsteckbaren Hülsen erfordern bei dieser Anordnung
keine besondere axiale Sicherung.
[0006] Es ist gemäß Anspruch 2 bevorzugt vorgesehen, die auf-und-abbewegbaren Aufwindevorrichtungen
auf einer gemeinsamen, auf-und-ab-geführten Bank zu lagern. Die Einrichtungen zum
vertikalen Führen und zum Übertragen des Drehantriebs für die Aufwindevorrichtungen
und zum Steuern dieser vertikalen Bewegung sind bspw. von Spulenbänken an Vorspinnmaschinen
bekannt und können in dieser oder ähnlicher Form ausgebildet sein.
[0007] Um die beabsichtigte Parallelwindung auf den Spulen zu erzielen, kann gemäß Anspruch
3 in einer ersten Ausführungsform die Hubhöhe dieser Bank mit zunehmendem Durchmesser
aller Spulen vermindert werden. Dies setzt jedoch voraus, daß das Aufwinden der Fäden
auf die Spulen an allen Spulen gleichzeitig beginnt, die Spulen gleichmäßigen Durchmesserzuwachs
aufweisen und beim Erreichen ihres Solldurchmessers gleichzeitig ausgewechselt werden.
[0008] In manchen Fällen wird dieser partieweise Wechsel nicht gewünscht oder es wird vorgezogen,
nach Bruch eines Fadens an einer der Arbeitsstellen den Bewicklungsvorgang an einer
neu aufgesteckten, leeren Hülse fortsetzen zu können. In solchen Fällen kann in einer
zweiten Ausführungsform gemäß Anspruch 4 vorgesehen sein, daß die Auf-und-Ab-Bewegung
der Aufwindevorrichtungen unverändert bleibt und die Verlegeeinrichtungen einzeln
und abhängig von der Zunahme des Durchmessers der Spule, der sie zugeordnet sind,
in dem Sinne bewegt werden, daß sie die durch die Verlegevorrichtung vorgegebene Hubhöhe
mit zunehmendem Durchmesser der Spule vermindern. Auf diese Weise werden ebenfalls
Spulen mit kegeligen Enden erzeugt. Hierbei handelt es sich um ein Auf-und-Ab-Bewegen
mit geringer Amplitude und Frequenz, das sich nicht nachteilig auf die Qualität des
Fadens auswirkt.
[0009] Die Einrichtungen zum Verlagern der Verlegevorrichtungen können gemäß Anspruch 5
so ausgebildet sein, wie dies bspw. aus der DE 26 51 816 C bekannt ist. Diese Ausführungsform
bietet den Vorteil, daß die einzelnen Spulen unabhängig voneinander bewickelt werden
und jederzeit entnommen und durch eine leere Hülse ersetzt werden können, an der das
Bewickeln wieder mit dem größten Anfangshub der Verlegung beginnt.
[0010] In einer anderen Ausführungsform wird die Zunahme des Spulendurchmessers und die
veränderliche Höhenlage der Aufwindevorrichtungen mittels Sensoren erfaßt und über
eine Steuervorrichtung die Verlegevorrichtungen motorisch verstellt.
[0011] Die Verlegevorrichtungen weisen eine Einrichtung auf, die dem allmählich verminderten
Verlegehub über annähernd die ganze Länge der Hülse eine kurzwellige Hin-und-Her-Verlegung
über eine wesentlich geringere Weite überlagert. Derartige Vorrichtungen sind bspw.
aus der DE 26 51 816 C und der DE 31 22 385 A bekannt. Gemäß Anspruch 6 ist die Einrichtung
in der an sich aus der DE 31 22 385 A bekannten Weise ausgebildet.
[0012] Die am Umfang runde, außermittig drehbar gelagerte und von dem über eine Nut am Umfang
laufenden Faden angetriebene Scheibe der DE 26 51 816 C verlegt den Faden in einer
etwa sinusförmigen Welle um den Umfang der Spule. Die Amplitude dieser Welle und damit
die Weite der Verlegung kann durch Wahl des Durchmessers dieser Scheibe verändert
werden. Da damit jedoch auch die Drehzahl der Scheibe und folglich die Frequenz der
Welle proportional verändert wird, kann ein maximaler Kreuzungswinkel der Fäden nicht
überschritten werden.
[0013] Im Gegensatz dazu sind bei der Stiftscheibe der DE 31 22 385 A der Durchmesser der
vom Faden durchlaufenen Umfangsnut und der Abstand des Stiftes oder der Stifte von
der Drehachse der Scheibe voneinander unabhängig einstellbar, so daß hier weitergehende
Möglichkeiten zum Verändern der Weite und der Frequenz der kleinwelligen, überlagerten
Fadenverlegung geboten sind.
[0014] In der einfachsten Form weist die Maschine kein Lieferwerk auf, die Abzugsgeschwindigkeit
des Fadens und seine Durchlaufgeschwindigkeit durch die Maschine wird dann allein
durch die Drehzahl bzw. Umfangsgeschwindigkeit der Treibwalze bestimmt. Da die verarbeiteten
synthetischen Fäden auf unterschiedliche Durchlaufgeschwindigkeiten sehr empfindlich
mit nachteiligen Qualitätsveränderungen reagieren, wird die Durchlaufgeschwindigkeit
des Fadens in aller Regel gleichbleibend gewählt.
[0015] Der Antrieb der Spulen mittels einer Treibwalze bietet den Vorteil, daß die Fadengeschwindigkeit
unabhängig von der Zunahme des Aufwindedurchmessers ohne weiteres gleich bleibt. Da
auch die Fadenlänge zwischen einem Zulaufpunkt und dem Aufwindepunkt eines Fadens
infolge der erfindungsgemäß im wesentlichen ortsfesten Anordnung der Verlegevorrichtungen
gleich bleibt, bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung sehr gute Voraussetzungen für
den Einsatz von Behandlungseinrichtungen auch für Fäden mit höchsten Ansprüchen an
gleichbleibende Zugspannung im Bearbeitungsbereich.
[0016] So bietet sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung an, zwischen die Vorlagespule
und die Aufwindevorrichtungen eine Fadenbehandlungseinrichtung zwischenzuschalten.
In der einfachsten Form besteht diese aus einer einstellbaren Fadenbremse, mittels
deren die Fadenzugkraft im Bereich des Aufwindens auf die Spule gegenüber derjenigen
beim Abziehen von der Vorlagespule erhöht werden kann. Weitergehende Möglichkeiten
zum Bearbeiten des Fadens bietet ein Fadenlieferwerk in Form eines Walzenpaares oder
einer Galettenvorrichtung. Durch entsprechende Einstellung der Liefergeschwindigkeit
dieses Fadenlieferwerkes in Bezug zur Abzugsgeschwindigkeit der Aufwindevorrichtung
kann dann bereits ein definierter Verzug bzw. - unter Hinzunahme einer den Faden erhitzenden
Einrichtung - eine definierte Schrumpfung des Fadens erfolgen.
[0017] In anderen Fällen kann die Fadenbehandlungseinrichtung in einer Kräuselungs-, Knotenverwirbelungs-,
Heiz- oder Splittingeinrichtung oder deren sinnvoller Kombination bestehen. Bei einer
Splittingeinrichtung werden mehrere, gemeinsam von der Vorlagespule ablaufende Fäden
voneinander getrennt und jeder für sich auf eine Spule aufgewunden. Diese Einrichtung
setzt genau gleiche Abzugsgeschwindigkeit an allen, die gesplitteten Einzelfäden aufwindenden
Aufwindevorrichtungen voraus, die durch den Umfangsantrieb der Spulen unabhängig von
deren gegebenenfalls auch nur geringfügig unterschiedlichen Durchmessern gewährleistet
ist.
[0018] In den Figuren der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. Es zeigen
Fig. 1 die Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels mit Aufwindevorrichtungen, deren
Hub mit zunehmendem Spulendurchmesser vermindert wird;
Fig. 1 bis 1 d rein schematisch Beispiele für wahlweise einfügbare Fadenbehandlungsvorrichtungen;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel mit verlagerbaren Verlegeeinrichtungen.
[0019] In Fig. 1 ist eine Arbeitsstelle 1 der erfindungsgemäßen Maschine zum Bearbeiten
synthetischer Fäden dargestellt. Es versteht sich, daß die Maschine eine Vielzahl
in Reihe nebeneinander angeordneter, gleichartiger Arbeitsstellen aufweist. In dem
nicht näher dargestellten Gestell der Maschine ist an jeder Arbeitsstelle eine Vorlagespule
2 mit großem Durchmesser und geraden Flanken ortsfest gehaltert, deren Faden auf Kopse
ohne Erteilung einer Drehung umgespult werden soll. In Verlängerung der Achse der
Vorlagespule 2 ist ein Fadenführer 3 angeordnet.
[0020] Die Maschine weist ferner eine Spulenbank 4 auf, die gemäß dem Pfeil A auf und ab
bewegbar ist. Die Einrichtungen, mittels deren derartige Auf-und-Ab-Bewegungen erreichbar
sind, sind bspw. von Vorspinnmaschinen bekannt und daher hier nicht näher dargestellt.
Diese auf und ab bewegbare Spulenbank stellt eine insgesamt mit 5 bezeichnete Hubvorrichtung
dar.
[0021] In dieser allen Arbeitsstellen der Maschine gemeinsamen Spulenbank 4 ist an jeder
Arbeitsstelle eine Friktionswalze 6 mit senkrechter Achse in Wälzlagern 7 drehbar
gelagert und mittels eines Zahnriemens 8 an einem Ritzel 9 oder auf sonstige, geläufige
Weise angetrieben. Auch der Antrieb derartiger Walzen ist von gleichartigen Antrieben
der Flügel oder Spulen in Vorspinnmaschinen bekannt und daher hier nicht näher dargestellt.
In der Spulenbank 4 ist ferner an jeder Arbeitsstelle ein Schwenkarm 10 mittels einer
senkrechten Welle 11 schwenkbar gelagert, der in Wälzlagern 12 eine Spulenwelle 13
frei drehbar lagert. Auf dieser Spulenwelle 13 ist eine Spulenhülse 14 aufgesteckt,
auf der eine Fadenwicklung 15 und damit eine Spule 16 gebildet wird. Der Schwenkarm
11 ist durch nicht dargestellte Federmittel derartig belastet, daß er die Spulenhülse
14 bzw. die Fadenwicklung 15 gegen die Friktionswalze 6 drückt. Diese Arbeitsorgane
stellen eine insgesamt mit 17 bezeichnete Aufwindevorrichtung dar.
[0022] Am Gestell der Maschine sind ferner zwei Scheiben 18 und 19 frei drehbar gelagert,
die an ihrem Umfang eine Fadennut aufweisen und von denen eine (19) seitlich mit einem
außerhalb ihrer Drehachse liegenden Fadenleitstift 20 versehen ist. Die radiale Stellung
dieses Fadenleitstiftes 20 zur Drehachse der Scheibe 19 ist auf hier nicht näher dargestellte
Weise verstellbar. Diese Scheiben 18 und 19 bilden eine insgesamt mit 21 bezeichnete
Verlegevorrichtung.
[0023] Im Betrieb der Maschine versetzt die Friktionswalze 6 die Spulenhülse 14 bzw. die
Spule 16 in Drehung. Dadurch wird der zu behandelnde, auf der Spulenhülse 14 befestigte
Faden 22 von der Vorlagespule 2 durch den Fadenführer 3 hindurch abgezogen und auf
die Spule 16 aufgewunden. Er läuft dabei durch die Fadennut der Scheibe 19 in die
Fadennut der Scheibe 18 und versetzt die beiden Scheiben dadurch in Drehung. Von der
Fadennut der Scheibe 18 läuft der Faden 22 über den Fadenleitstift 20 zur Wicklung
15 der Spule 16.
[0024] Infolge des Umlaufs der Scheibe 19 verlagert sich der Fadenleitstift 20 und verlegt
den Auflaufpunkt des Fadens auf die Wicklung 15 um das doppelte Maß seiner Exzentrizität
zur Drehachse der Scheibe in Richtung der Achse der Spule 16.
[0025] Die Hubhöhe der Spulenbank 4 wird ausgehend von einem Größtwert beim gleichzeitigen
Beginn der Bewicklung an allen Arbeitsstellen einer Maschine allmählich vermindert,
so daß zylindrische Fadenlagen abnehmender Länge gebildet werden und Spulen mit kegeligen
Böschungen entsteht. Nachdem alle Spulen der Maschine gleichzeitig den gestrichelt
angedeuteten Umfang erreicht haben, wird die Maschine stillgesetzt, die vollen Spulen
gegen leere Hülsen ausgetauscht und der nächste Abzug gewunden.
[0026] Wie aus Fig. 1 bis 1 erkennbar, kann zwischen dem Fadenführer 3 und der Verlegeeinrichtung
21 eine als strichpunktierter Rahmen angedeutete Fadenbehandlungseinrichtung 23 angeordnet
sein. Sie besteht in einfachster Form gemäß Fig. 1 aus einer einstellbaren Fadenspannvorrichtung,
die hier in ihrer einfachsten Form als Stiftfadenbremse 24 dargestellt ist. Deren
beide vom Faden 22 umschlungenen Stifte 25, 26 sind um eine zu ihnen parallele, auf
der Mitte zwischen ihnen angeordnete Achse schwenkbar und feststellbar. Durch eine
derartige Fadenbremse kann die Fadenzugkraft zwischen der Fadenbremse 24 und dem Aufwindepunkt
des Fadens 22 auf die Spule und damit die Härte der Spule 16 bzw. die Dehnfähigkeit
der Fadens beeinflußt werden.
[0027] In der Ausführungsform der Fig. 1 besteht die Fadenbehandlungseinrichtung 23 aus
einem angetriebenen Lieferwalzenpaar 27, das den Faden mit einstellbarer Liefergeschwindigkeit
von der Vorlagespule 2 abzieht und der Verlegeeinrichtung 21 zuliefert. Dieses Lieferwalzenpaar
27 bietet den Vorteil, daß die Fadenzugkraft unabhängig von der möglicherweise veränderlichen
oder schwankenden Abzugskraft von der Vorlagespule 2 eingestellt und u.U. höher oder
geringer gewählt werden kann als diese Abzugskraft.
[0028] Wenn gemäß Fig. 1 dem Lieferwalzenpaar 27 im Fadenlauf eine Galetten/Verlegewalzenkombination
28 nachgeordnet wird, besteht die Möglichkeit, den Faden 22 kalt zu verstrecken oder
wenn - wie gestrichelt angedeutet - eine Heizeinrichtung 29 beigestellt wird, den
Faden heiß zu verstrecken oder zu schrumpfen.
[0029] Wie aus Fig. 1 erkennbar, kann die Fadenbehandlungseinrichtung 23 auch andere oder
weitere Einrichtungen wie eine Fadenverwirbelungsdüse 30, eine nicht dargestellte
Falschdralleinrichtung oder sonstiges umfassen.
[0030] Die Ausführungsform der Fig. 1 erfordert wie erwähnt den gleichlaufenden Spulenaufbau
an allen Arbeitsstellen. Wenn die Möglichkeit fliegenden Wechsels voller Spulen erwünscht
ist, kann die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform gewählt werden. Bei dieser wird
die Spulenbank 4 in stets gleich großem Hub auf und ab bewegt. Das notwendige Verkürzen
der Fadenverlegung mit zunehmendem Spulendurchmesser wird hier dadurch erzielt, daß
die Verlegeinrichtung 21 dem Hub der Spulenbank einen mit zunehmendem Spulendurchmesser
zunehmenden Korrekturhub überlagert.
[0031] Zu diesem Zweck sind die Scheiben 18 und 19 an jeder Arbeitsstelle an einem Schwenkarm
31 gelagert, der mittels eines bspw. einen elektrischen Schrittschaltmotor enthaltenden
Antriebes 32 auf und ab schwenkbar ist. Die Steuerung dieses Antriebs 32 erfolgt mittels
einer Steuereinrichtung 33, der der aktuelle Spulendurchmesser und die jeweilige Höhenstellung
der Spulenbank aufgegeben wird. Der durch die Winkelstellung des die Spule 16 tragenden
Schwenkarmes 10 repräsentierte Spulendurchmesser wird von einem Winkelgeber 34 an
der Welle 11 dieses Spulenarmes erfaßt und über die Leitung 35 der Steuereinrichtung
33 zugeleitet. Die Höhenstellung der Spulenbank 4 wird durch einen, einen Linearmaßstab
36 abtastenden Sensor 37 erfaßt und über die Leitung 38 der Steuereinrichtung 33 zugeleitet.
[0032] Zu Beginn der Bewicklung steht der Schwenkarm 31 einer Verlegvorrichtung 21 in Mittelstellung.
Mit zunehmendem Aufwindedurchmesser der Spule 16 führt der Schwenkarm 31 eine der
Hubbewegung der Spulenbank folgende Schwenkbewegung zunehmender Weite aus, so daß
der gleichbleibende Verlegehub der Aufwindevorrichtung 17 durch den zunehmenden, gleichsinnigen
Korrekturhub der Verlegevorrichtung 21 zunehmend vermindert wird. Auf diese Weise
wird eine arbeitsstellenindividuelle Parallelwindung erzeugt. Beim Spulenwechsel an
der betreffenden Arbeitsstelle wird die Steuerung in die Ausgangsstellung zurückgestellt,
d.h. der Schwenkarm 31 in die Mittelstellung geführt.
[0033] Es versteht sich, daß das Verlegen der Verlegeeinrichtungen 21 auch auf die aus der
DE 26 51 816 C hervorgende, rein mechanische Weise erfolgen kann.
Bezugszahlenliste
[0034]
1 Arbeitsstelle
2 Vorlagespule
3 Fadenführer
4 (Spulen-)Bank
5 Hubvorrichtung
6 Treibwalze
7 Wälzlager
8 Zahnriemen
9 Ritzel
10 Schwenkarm
11 senkrechte Welle
12 Wälzlager
13 Spulenwelle
14 Spulenhülse
15 Fadenwicklung
16 Spule
17 Aufwindevorrichtung
18 Scheibe
19 Stiftscheibe
20 Fadenverlegestift
21 Verlegevorrichtung
22 Faden
23 Fadenbehandlungsvorrichtung
24 Stiftfadenbremse
25, 26 Stifte
27 Lieferwalzenpaar
28 Galetten/Verlegewalzenkombination
29 Heizeinrichtung
30 Fadenverwirbelungsdüse
31 Schwenkarm
32 Antrieb
33 Steuereinrichtung
34 Winkelgeber
35 Leitung
36 Linearmaßstab
37 Sensor
38 Leitung
39 Schiene
1. Maschine zum Bearbeiten synthetischer Fäden mit einer Vielzahl von Bearbeitungsstellen
(1) mit Vorlagespulen (2), von denen je mindestens ein Faden (22) abläuft, mit Aufwindevorrichtungen
(17), die je eine angetriebene Treibwalze (6) mit senkrechter Achse und eine zur Treibwalze
achsparallele, in ihrem Abstand zur Treibwalze veränderbare, eine Spule (16) an die
Treibwalze anlegende Spulenwelle (13) aufweisen, und mit den Faden in kurzen Hüben
entlang der Spule verlegenden Verlegevorrichtungen (21), wobei zwischen den Aufwindevorrichtungen
und den Verlegevorrichtungen zum Aufbau der Wicklung eine Relativbewegung stattfindet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwindevorrichtungen (17) zum Verlegen des Fadens
(22) in sich im wesentlichen über die Länge der Spule (16) erstreckenden Windungen
senkrecht bewegbar und die Verlegeeinrichtungen (21) allenfalls zur Verkürzung der
Weite der Fadenverlegung senkrecht verlagerbar sind.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwindevorrichtungen
(17) in einer gemeinsamen, auf und ab bewegbaren Bank (4) gelagert sind.
3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite der Auf-und-Ab-Bewegung
der Bank (4) mit zunehmendem Durchmesser der Spulen (16) vermindert wird.
4. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite der Auf-und-Ab-Bewegung
der die Aufwindevorrichtungen (5) tragenden Bank (4) gleichbleibt und die einzelnen
Verlegeeinrichtungen (21) mit zunehmendem Durchmesser der einzelnen Spulen (16) im
Sinne eines Verkürzens der Weite der Fadenverlegung verlagerbar sind.
5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenklagerungen (10,
11) der Spulen (16) mit einer die Stellung des fadenführenden Organs (19, 20) der
zugeordneten Verlegeeinrichtung (21) hubweitenverändernd beeinflussenden Verlagerungsvorrichtung
(31, 32) wirkungsverbunden ist.
6. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Verlegevorrichtungen
(21) Verlegeeinrichtungen in Form rotierender Stiftscheiben (19) mit im Abstand zur
Drehachse der Stiftscheibe angeordneten Fadenverlegestiften (20) zugeordnet sind,
die der Verlegebewegung der Verlegevorrichtungen eine Verlegebewegung mit geringerer
Verlegeweite und größerer Verlegehäufigkeit überlagern.