[0001] Der Gegenstand der Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung
zum Aufwickeln eines Spinnfadens, insbesondere eines Glasfadens zu einer Spule.
[0002] 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.
[0003] 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.
[0004] 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.
[0005] 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.
[0006] 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.
[0007] 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.
[0008] 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.
[0009] 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.
[0010] 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.
[0011] 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.
[0012] 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.
[0013] 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.
[0014] 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.
[0015] 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.
[0016] 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.
[0017] 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.
[0018] 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.
[0019] 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.
[0020] 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.
[0021] Eine im Wesentlichen konstante Umfangsgeschwindigkeit der Spule während des Wickelns
der Fadenreserve hat auch den Vorteil, dass der Steuerungsaufwand erheblich verringert
wird.
[0022] 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.
[0023] 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.
[0024] 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.
[0025] 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.
[0026] 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.
[0027] 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.
[0028] 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.
[0029] 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.
[0030] 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.
[0031] 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.
[0032] 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.
[0033] 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.
[0034] 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.
[0035] 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
[0036] 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.
[0037] 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.
[0038] 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.
[0039] 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.
[0040] Die Glasschmelze tritt durch Düsen 2 in Form von Glasfilamenten 3 heraus.
[0041] 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.
[0042] 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.
[0043] 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).
[0044] 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.
[0045] 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.
[0046] Während des Aufwickelvorgangs des Glasfadens wird eine Changierbewegung zur Bildung
der Spule durchgeführt. Hierzu ist schematisch in der Fig. 1 eine Changiereinrichtung
10 vorgesehen.
[0047] 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.
[0048] 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.
[0049] 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.
[0050] 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.
[0051] 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.
[0052] 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.
[0053] 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.
[0054] 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.
[0055] 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.
[0056] 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.
[0057] 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.
[0058] 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.
[0059] 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.
[0060] 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.
[0061] 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.
[0062] 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.
[0063] 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.
[0064] 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
[0065]
- 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
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.