Changiereinrichtung für eine Aufspulmaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Aufspulmaschine zum Aufspulen eines Fadens zur einer Kreuzspule nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Insoweit ist die Aufspulmaschine durch DE-OS 1 710 068 bekannt.

[0002] Durch die DE-PS 2 040 479 ist eine Aufspulmaschine bekannt, die ebenfalls aus zwei Changiereinrichtungen besteht. Hierbei werden zur sicheren Fadenführung Bewegungsgesetze für die erste und zweite Changiereinrichtung angegeben, im wesentlichem mit dem Inhalt, dass die Hublängen im wesentlichen gleich sind und dass die erste Changiereinrichtung bei zeitweiliger Beschleunigung vor bzw. nach der Hubumkehr in der Hubumkehr mit nur geringer Geschwindigkeitsänderung betrieben wird, während der Nutenverlauf der Nutwalze in der Hubumkehr eine plötzliche Geschwindigkeitsänderung hervorruft. Diese Bewegungsgesetze sind auch für die Changiereinrichtung nach dem Oberbegriff gültig. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass bei Verwendung einer sog. Flügelchangierung als erster Changiereinrichtung auch das erfindungsgemässe Bewegungsgesetz anwendbar ist und eine exakte Fadenführung bewirkt.

[0003] Nach dieser Erfindung wird die - im Fadenlauf - erste Changiereinrichtung darart weitergebildet, dass das den Mitnehmerarmen vor- oder nachgeordnete Leitlineal und die Mitnehmerarme derart einander zugeordnet und derart geformt sind, dass die Mitnehmerarme dem Faden einen Überhub erteilen. Das bedeutet, dass der Führungshub der ersten Changiereinrichtung grösser ist als der der Spulenlänge im wesentlichen entsprechende Changierhub der nachfolgenden, als Nutenwalze ausgebildeten zweiten Changiereinrichtung. Ferner werden Leitlineal und Mitnehmerarme erfindungsgemäss so gestaltet, dass der Faden am Führungshubende eine sehr hohe Beschleunigung in Gegenrichtung erhält, so dass er seine Bewegungsrichtung stossartig umkehrt und mit extrem hoher Beschleunigung und Geschwindigkeit so weit in Richtung Changierhubmitte zurückbewegt wird, bis er dem Einlaufpunkt in die Nut mit etwa dem Verlegungswinkel vorläuft. Sodann wird der Faden im mittleren Bereich des Führungshubs im wesentlichen mit der Changiergeschwindigkeit der Nutwalze geführt. Während nach der DE-PS 2 040 479 die erste Changiereinrichtung an den Hubumkehrstellen mit geringer Geschwindigkeitsänderung und vor und/oder nach den Hubumkehrstellen zeitweillig mit grösserer als der im mittleren Bereich des Changierhubs eingehaltenen Geschwindigkeit geführt ist und die Hublänge der ersten Changiereinrichtung annähernd gleich der Hublänge zwischen den Fadenführungsnuten ist, hat sich erfindungsgemäss bei Verwendung einer Flügelchangierung als erster Changiereinrichtung herausgestellt, dass die erste Changiereinrichtung den Faden an den Hubumkehrstellen mit sehr hoher, theoretisch mit «unendlich» grosser Geschwindigkeitsänderung in seiner Bewegungsrichtung umkehren und mit theoretisch «unendlich» hoher Geschwindigkeit in Richtung Changierhubmitte zurückführen kann und damit eine exakte Führung des Fadens in den Nuten der Nutwalze sicherstellt.

[0004] Es ist bekannt, dass das erforderliche Bewegungsgesetz der ersten Changiereinrichtung dadurch erzielt werden kann, dass das den Mitnehmerarmen vor- oder nachgeordnete Leitlineal und die Mitnehmerarme an ihren fadenführenden Enden entsprechend gestaltet werden (vgl, z.B. DE-PS 1 560 469). Vorzugsweise erfolgt diese Formgebung in den Hubumkehrbereichen so, dass der Faden mit der auch im mittleren Bereich des Changierhubs eingehaltenen Geschwindigkeit bis zu dem Führungshubende geführt und sodann mit sehr grosser Beschleunigung in seiner Bewegungsrichtung umgekehrt und wieder auf das im mittleren Changierhubbereich eingehaltene Bewegungsgesetz so weit zurückgeführt wird, dass er dem Einlaufpunkt der Nut mit ungefähr dem Verlegungswinkel vorläuft. Dieses Zurückführen kann nach einer bevorzugten Ausführung der Erfinung dadurch erfolgen, dass Mitnehmerarme und Leitlineal so gestaltet werden, dass die Zwangsführung des Fadens bei Erreichen des Führungshubendes kurzzeitig freigegeben wird, so dass der Faden damit unter seiner eigenen Fadenspannung zurückschnellt in das durch die Nuten der Nutwalze vorgegebene Bewegungsgesetz des mittleren Hubbereichs.

[0005] Im Gegensatz zu der Ausführung nach der DE-OS 1 710 068 fällt der Faden dabei jedoch nicht aus den Nuten der Nutwalze heraus, sondern ist durch die erste Changiereinrichtung so geführt, dass dies nicht eintritt. Hierzu ist insbesondere der nach der Erfindung vorgesehene grosse Überhub erforderlich. Dieser Überhub (Ü) ist im wesentlichen gleich Schlepplänge (L) x tangens alpha, wobei alpha der Verlegewinkel des Fadens auf der Spule, d.h. der Winkel zwischen der in der Normalebene liegenden Tangente und dem Faden ist. Als Schlepplänge ist der kürzeste Abstand zwischen den Linien des Fadenangriffs der ersten und der zweiten Changiereinrichtung bezeichnet. Ü = L x tan alphan.

[0006] Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben.

[0007] Fig. 1 zeigt den Querschnitt, Fig. 2 die Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Aufspulmaschine, teilweise schematisch.

[0008] Der kontinuierlich mit Richtung 2 anlaufende Faden 3 wird zunächst durch den ortsfesten Fadenführer 1 und sodann durch die Changierung 4 geführt. Die Spulspindel 5 ist frei drehbar gelagert. Auf der Spulspindel 5 ist eine Leerhülse 10 aufgesteckt. Der Faden 3, der mit konstanter Geschwindigkeit anläuft, z.B. frisch gesponnene und/oder verstreckte Chemiefasern, wird auf der Leerhülse 10 zu einer Kreuzspule 6 aufgewickelt. Hierzu werden zu Beginn der Spulreise die Leerhülse 10 und sodann die sich bildende Spule 6 an ihrem Umfang durch eine Treibwalze 21 (in Fig. 2 nicht sichtbar) mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit angetrieben. Dabei wird der Faden 3 durch die Changierung 4, die weiter unten beschrieben wird, längs jeder Kreuzspule hin- und herverlegt. Die Changierung 4 und die Treibwalze 21 sind gemeinsam auf einem Schlitten 22 gelagert, der an Führungsstangen 24 auf und ab beweglich ist, so dass die Treibwalze 21 dem wachsenden Spulendurchmesser der Spule 6 ausweichen kann. Das Gewicht des Schlittens 22 ist durch die Trageinrichtung 23 - hier eine Zylinder-Kolben-Einheit - teilweise kompensiert. Ausserdem kann die Trageinrichtung derart gesteuert werden, dass der Schlitten mit der Treibwalze 21 vom Spulenumfang abhebt.

[0009] Die Changierung 4 besteht zum einen aus einer Flügelchangierung und zum anderen aus einer dieser im Fadenlauf nachgeschalteten Nutenwalze 11. Die Changierung besitzt einen eigenen, nicht dargestellten Antrieb. Flügelchangierung und Nutenwalze sind getrieblich (nicht dargestellt) verbunden. Der besondere Vorteil der gezeigten Changierung liegt darin, dass der Ablagewinkel des Fadens auf der Spule vom Neigungswinkel der Nuten - in Grenzen - abweichen kann, da die Changiergeschwindigkeit unahängig von der Spulgeschwindigkeit einstellbar ist. Insbesondere ist es möglich, die Changiergeschwindigkeit zum Zwecke der Spiegelvermeidung ständig um einen Mittelwert pendeln zu lassen oder zwischen zwei nahe beieinander liegenden Werten bei Spiegelgefahr umzuschalten oder proportional zur Spulendrehzahl jedenfalls zeitweilig zu verändern.

[0010] Die Flügelschangierung weist den Rotor 12 und den Rotor 13 auf. Beide Rotoren können konzentrisch oder exzentrisch zueinander gelagert sein. Beide Rotoren werden durch einen nicht dargestellten Antrieb und Getriebe in Getriebegehäuse 20 gegensinnig angetrieben. Der Rotor 12 trägt zwei oder drei oder vier Mitnehmerarme 8, die in der Drehebene 1 rotieren (Pfeil 18). Der Rotor 13trägtdie gleiche Anzahl von Mitnehmerarmen 7, die in der eng benachbarten Drehebene 11 rotieren (Pfeil 17). Die Mitnehmerarme führen den Faden an dem Leitlineal 9 entlang. Jeder Mitnehmerarm 8 transportiert den Faden - in Fig. 2 - nach rechts und übergibt ihn dort am Führungsende an einen Mitnehmerarm 7, der den Faden in die Gegenrichtung bis zum anderen Führungsende transportiert, wo wiederum einer der Mitnehmerarme 8 die Rückführung übernimmt.

[0011] Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den Anmeldungen EP 84100433.6 und EP 84100848.5 sowie DE-OS 3 404 303.9, auf die Bezug genommen wird.

[0012] Die Nutenwalze 11 weist, wie in der Ansicht nach Fig. 2 erkennbar, einen Nutenzug auf. Es sei erwähnt, dass die Nutentiefe sich im Verlauf der Nuten ändert. Die Nuten bilden vorzugsweise einen ununterbrochenen Nutenzug. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Nuten im mittleren Bereich der Nutwalze auf der Oberfläche auslaufen.

[0013] Die Nutenwalze ist synchron zu der Flügelchangierung angetrieben im dargestellten Fall mit einem Übersetzungsverhältnis 1:20. Das Bewegungsgesetz, mit dem der Faden 3 auf der Spule 6 abgelegt wird, ist im wesentlichen durch den Verlauf des Nutenzuges vorgegeben. Das Bewegungsgesetz, mit dem der Faden durch die Mitnehmerarme 7, 8 hin-und hergeführt wird, ist - wie gesagt - durch die Geometrie der Enden der Mitnehmerarme und des Leitlineals 9 vorgegeben. Das Bewegungsgesetz wird zum einen durch die konstante Umfangsgeschwindigkeit der Mitnehmerarme bestimmt. Darüberhinaus führt der Faden jedoch auch mit Bezug auf die Mitnehmerarme Radialbewegungen aus, die durch die Formgebung des Leitlineals vorgegeben sind. Durch Formgebung der Enden der Mitnehmerarme, insbesondere durch Abschrägungen kann bewirkt werden, dass der Faden sich mit einer Winkelgeschwindigkeit bewegt, die geringer oder grösser als die Winkelgeschwindigkeit der Mitnehmerarme ist. Durch Überlagerung dieser Bewegungsmöglichkeiten können für die Hin- und Her-Fadenführung beliebige Bewegungsgesetze erzeugt werden.

[0014] Zu Fig. 3 sei erwähnt, dass die Kurvenzüge 25 bis 33 Weg-Zeit-Diagramme der Fadenbewegung sind, wobei die gemeinsame Abszisse der Changierhub H der Nutenwalze bzw. der Führungshub F der ersten Changiereinrichtung ist und wobei jeder der beiden Kurvenzüge eine eigene Zeit-Ordinate hat, die relativ zueinander derart verschoben sind, dass sich zwischen zwei zeitgleich betrachteten Fadenpunkten in der ersten und zweiten Changiereinrichtung eine Hubdifferenz ungefähr vom Betrag U ergibt.

[0015] In Fig. 3 zeigt der Kurvenzug 25 (Nutenverlauf) die Geometrie einer Fadenführungsnut der Nutwalze an dem rechten Hubende des Changierhubs H. Das theoretische Hubende liegt im Punkt 26, der im wesentlichen auch die Spulenlänge bezeichnet. Die Nut ist über diesen theoretischen Hub geringfügig im Ast 27 hinausgeführt, um dem Umstand Rechung zu tragen, dass der auf der Spule abgelegte Faden dazu neigt, nach innen zu rutschen.

[0016] Kurvenzug 30 zeigt einen Teil des Bewegungsgesetzes der Hin- und Herführung, welches dem Faden durch die Mitnehmerarme 7, 8 erteilt wird. Man erkennt hieraus, dass der Führungshub F der ersten Changiereinrichtung grösser ist als der Changierhub H. Diese Differenz nennt man auch die Verschleppung des Fadens; sie ist mit U bezeichnet. Die Differenz ist zum einen dem Abstand L proportional, der zwischen dem Leitlineal 9 bzw. den Drehebenen I, 11 der Flügel und der Mantellinie der Nutwalze 11, in der der Faden auf die Nutwalze läuft, besteht, und zum anderen dem Ablagewinkel alpha proportional. Der Abstand L, auch als Schlepplänge bezeichnet, wird praktisch von der Mittelebene zwischen den Drehebenen 1 und II aus gemessen. Als Ablagewinkel alpha wird hier der Winkel zwischen der Nut der Nutwalze und der Tangente an die Nutwalze bezeichnet. Der Faden wird zunächst mit einer Geschwindigkeit (Ast 31) zum Ende des Führungshubs F geführt, die im wesentlichen der Changiergeschwindigkeit der Fadenablage nach Ast 28 des Kurvenzuges 25 der Nutwalze entspricht, allerdings mit einem der Strecke U im wesentlichen entsprechenden Vorlauf. Nach Erreichen des Endes des Führungshubes F wird der Faden mit extrem hoher Geschwindigkeitsänderung abgebremst und in seiner Bewegungsrichtung umgekehrt, so dass er mit überhöhter Geschwindigkeit im Kurvenast 32 in einen Bereich 33 zurückfährt, der mit dem Kurvenast 29 der Nutenwalze im wesentlichen, d.h. mit der Möglichkeit eines geringen Abweichungswinkels fluchtet. Der Hubverlauf 33 der ersten Changiereinrichtung im mittleren Hubbereich entspricht als Weg-Zeit-Diagramm also wiederum der Fadenablage 29 nach der Hubumkehr mit einer streckenmässigen Phasenverschiebung, so dass zu gleichen Zeitpunkten die erste Changiereinrichtung im wesentlichen um die Strecke U der zweiten Changiereinrichtung voraus ist.

[0017] Erfindungsgemäss wird die starke Verzögerung und Beschleunigung des Fadens am Ende des Führungshubs entweder durch Zwangsführung oder durch Freigabe des Fadens erzielt. Geeignete Massnahmen sind in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt. Hier wird der Faden an den Enden des Führungshubes F zwischen dem Leitlineal 9.1 und dem gebogenen Leitlineal 9.2, die im Fadenlauf - wie Fig. 4 zeigt - übereinander angeordnet sind, umgelenkt. In einem ersten Bereich der Zwangsführung überlappen sich die Leitlineale. In einem Endbereich E hört diese Überlappung auf.

[0018] In Fig. 5 sind in Aufsicht die Endstücke der Mitnehmerarme 7 und 8 sowie die Leitlineale 9.1 und 9.2 in dem Endbereich des Führungshubes F der ersten Changiereinrichtung gezeigt.

[0019] Dargestellt ist ein Zeitpunkt, der kurz nach dem Zeitpunkt liegt, an dem die vordere Spitze des den Hubbereich verlassenden Mitnehmerarms 8 unter das Leitlineal 9.1 getaucht ist und den Faden freigegeben hat. Zu diesem frühen Zeitpunkt war die Schubkante 34des in den Changierhub einfahrenden Mitnehmerarms 7 noch nicht unter dem Leitiinea) 9.1 hervorgetaucht. Damit war für den Faden das Ende der Changierbewegung nach auswärts gekommen. Der Faden hatte also am Führungshubende keine Führung in Changierbewegung. Unter der Fadenzugkraft konnte daher der Faden einen Rücksprung ausführen. Dieser Rücksprung wird im Endbereich E durch die Zwangsführung des Fadens zwischen den Leitlinealen 9.1 und 9.2 nicht behindert, da hier keine oder nur eine geringfügige Überdeckung besteht. Der Faden kann also im Bereich E einen ungehinderten oder nur wenig gehinderten Rücksprung von dem Ende des Führungshubes in Richtung der Hubmitte ausführen. Die Intensität des freien Rücksprungs hängt von der Fadenzugkraft ab. Die freie Beweglichkeit des Fadens gestattet, sehr hohe Verzögerungen und Beschleunigungen auf den Faden auszuüben, so dass im Bereich des freien Rücksprungs ein Bewegungsgesetz ungefähr entsprechend dem Kurvenast 32 nach Bewegungsgesetz 30 in Fig. 3 erzielt wird. In dem anschliessenden Teilbereich von B der Überdeckung wird die Rücksprungbewegung dagegen gebremst, so dass die über dem Leitlineal 9.1 auftauchende Schubkante 34 des in den Führungshub einfahrenden Mitnehmerarms 8 den Faden einholen und mit einer das Leitlineal 9.1 ausreichend überragenden Führungslänge übernehmen und führen kann. Anschliessend wird also der Faden wieder durch die Schubkante 34 des Mitnehmerarms 7 nach einem vorbestimmten Bewegungsgesetz zwangsgeführt entsprechend dem Kurvenast 33 des Bewegungsgesetzes 30 nach Fig. 3.

Ansprüche

1. Aufspulmaschine zum Aufspulen eines kontinuierlich anlaufenden Fadens (3) zu einer Kreuzspule mit zwei im Fadenlauf einander folgenden Changiereinrichtungen (7-9, 11), durch welche der Faden (3) über einen derspulenlänge im wesentlichen entsprechenden Changierhub H im wesentlichen quer zu seiner Laufrichtung hin- und herverlegt wird und von denen die erste Changiereinrichtung aus zwei gegensinnig drehend angetriebenen Rotoren (12, 13) mit jeweils mindestens zwei Mitnehmerarmen (7,8), die in zwei parallelen, eng benachbarten, vom Fadenlauf durchdrungenen Drehebenen (I, 11) umlaufen, und einem zu den Drehebenen parallelen Leitlineal (9) besteht und die zweite Changiereinrichtung eine mit Fadenführungsnuten versehene Nutwalze (11) ist, die der Faden (3) teilweise umschlingt, dadurch gekennzeichnet, dass Leitlineal (9) und Mitnehmerarme (7, 8) derart einander zugeordnet und geformt sind, dass ein Führungshub (F), über den die Mitnehmerarme den Faden zwangsweise führen, die Enden des Changierhubs (H) überragt und dass der Faden bei extrem grosser Verzögerung und Beschleunigung seine Bewegungsrichtung umkehrt und mit gegenüber der mittleren Changiergeschwindigkeit überhöhter Geschwindigkeit aus dem Endbereich des Führungshubes (F) zurückgeführt wird.

2. Aufspulmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Ausformung der Mitnehmerarme (7, 8) und des Leitleineals (9) die Mitnehmerarme den Faden bei Erreichen des Endes ihres Führungshubes (F) aus der Zwangsführung kurzeitig freigeben,

3. Aufspulmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nutwalze (11) unabhängig von der Spule und mit vorzugsweise grösserer Oberflächengeschwindigkeit, jedoch synchron zum Antrieb der Mitnehmerarme (7, 8) drehend angetrieben ist.

4. Aufspulmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen dem hin- und rücklaufenden Nutenast der Nutwalze (11) in den Umkehrbereichen kleiner ist als in dem übrigen Nutenverlauf.

Claims

1. Winding machine for winding a continuously running yarn (3) into a cross-wound package, comprising two traversing devices (7-9,11) which in the direction of the yarn path are arranged one behind the other and by which the yarn (3) is reciprocated essentially transversely to its running direction along a traverse stroke (H) essentially corresponding to the length of the package, with the first traversing device comprising two rotors (12, 13) rotatingly driven in opposite directions and each of them having at least two guide arms (7, 8) which rotate in two parallel planes of rotation (1, II) lying closely adjacent each other and transversely to the yarn path, and further comprising a yarn guide bar (9) extending parallel to the planes of rotation, and the second traversing device being a grooved roller (11) with yarn guiding grooves which is partially looped by the yarn (3), characterized by the fact that the guide bar (9) and the guide arms (7, 8) are shaped and arranged with respect to each other such that a guide stroke (F) which the yarn is guided along by the guide arms, extends beyond each of the ends of the traverse stroke (H), an that the yarn reverses its direction of movement by a very high deceleration and acceleration and is returned from the end area of the guide strocke (F) at a speed being higher than the average traverse speed.

2. Winding machine according to claim 1, characterized ty the fact that the guide arms (7, 8) and the guide bar (9) are shaped such that the guide arms, when reaching the end of their guide stroke (F) release the yarn from any positive guidance for a short period of time.

3. Winding machine according to claim 1 or 2, characterized by the fact that the grooved roller (11) is rotatingly driven independently of the package and preferably at a higher surface speed, however synchronously with respect to the drive of the guide arms (7, 8).

4. Winding machine according to any one of claims 1 to 3, characterized by the fact that the angle between the advancing and the returning grooved branch of the grooved roller (11) is smaller in the areas of stroke reversal than along the remainder of the course of the grooves.

Revendications

1. Bobinoir pour l'enroulement d'un fil arrivant en continu en une bobine croisée, comprenant deux dispositifs de va-et-vient (7-9, 11) qui se succèdent dans le trajet du fil et par lesquels le fil (3), par une course de va-et-vient (H) correspondant à peu près à la longueur de la bobine, est déposé en un mouvement d'aller et retour sensiblement transversalement au sens de sa marche et dont le premier dispositif de va-et-vient se compose de deux rotors (12, 13) qui sont entraînés en rotation en sens contraire et qui comportent respectivement au moins deux bras d'entraînement (7, 8) qui tournent dans deux plans de rotation parallèles (1, 11) immédiatement voisins et traversés par le trajet de fil, et d'une règle-guide (9) parallèle aux plans de rotation, et dont le second dispositif de va-et-vient se compose d'un rouleau rainuré ( 11 ) qui est muni de rainures de guidage du fil et qui est partiellement entouré par le fil (3), caractérisé par le fait que la règle-guide (9) et les bras d'entraînement (7, 8) sont mutuellement associés et façonnés de manière qu'une course de guidage (F), sur lar- quelle les bras guident dynamiquement le fil, dépasse les extrémités de la course de va-et-vient (H) et que le fil, en cas de décélération et d'accélération extrêmement grandes, inverse son sens de déplacement et revienne de la zone d'extrémité de la course de guidage (F) avec vitesse accrue par rapport à la vitesse de va-et-vient moyenne.

2. Bobinoir selon la revendication 1, caractérisé par le fait que grâce à un façonnage des bras d'entraî- nemment (7, 8) et de la règle-guide (9), les bras d'entraînement libèrent un court instant le fil du guidage cinématique lorsque l'extrémité de leur course de guidage (F) est atteinte.

3. Bobinoir selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le rouleau rainuré (11) est entraîné en rotation indépendamment de la bobine et de préférence avec une plus grande vitesse superficielle, mais en synchronisme avec la commande des bras d'entraînement (7, 8).

4. Bobinoir selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'angle entre la branche de la rainure allant en avant et en arrière du rouleau rainuré (11) dans les zones d'inversion est plus petit que dans le reste du tracé de la rainure.

Zeichnung