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Dokumentenidentifikation DE10018808A1 25.10.2001
Titel Verfahren zum Herstellen von Kreuzspulen
Anmelder W. Schlafhorst AG & Co, 41061 Mönchengladbach, DE
Erfinder Laßmann, Manfred, 41334 Nettetal, DE
DE-Anmeldedatum 15.04.2000
DE-Aktenzeichen 10018808
Offenlegungstag 25.10.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.10.2001
IPC-Hauptklasse B65H 54/06
IPC-Nebenklasse B65H 54/28   
Zusammenfassung Bei der Herstellung rotiert die Kreuzspule (2) um ihre Längsachse, und der Faden (6) wird bei der Zuführung zur Kreuzspule (2) einer Changierbewegung unterworfen sowie unter Berücksichtigung eines Verlegeabstandes aufgewickelt. Der Verlegeabstand umfaßt einen Freiraum zwischen den im Verlegeabstand abgelegten Windungen des Fadens (6). Der aktuelle Fadendurchmesser des gesponnenen Fadens (6) wird gemessen und aus ihm unter Verwendung eines vorgegebenen Wertes für den Freiraum der aktuelle Verlegeabstand gebildet.
Vorteilhaft kommt das erfindungsgemäße Verfahren auf Spulmaschinen oder Spinn-/Spulmaschinen zum Einsatz.
Das erfindungsgemäße Verfahren bewirkt eine Vergleichmäßigung und Erhöhung der Dichte der Kreuzspule (2), die sich in einer größeren Lauflänge und in besseren Ablaufeigenschaften der Kreuzspule (2) auswirkt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kreuzspulen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Zum Herstellen von Kreuzspulen, die mit konstanter Umfangsgeschwindigkeit rotieren, wird üblicherweise eines der drei nachfolgend aufgeführten Verfahren angewendet. Es wird unterschieden in Kreuzspulen mit:

  • - wilder Wicklung,
  • - Präzisionswicklung und
  • - Stufenpräzisionswicklung.

Eigenschaften sowie Vor- und Nachteile dieser Wicklungsarten werden im Stand der Technik ausführlich behandelt, beispielsweise in der BP 0 486 896 B1, der DE 42 23 271 C1 oder der älteren, nicht vorveröffentlichten Patentanmeldung DE 100 15 933.

Die DE 42 23 271 C1 erläutert, daß beim Wickelvorgang die Windungen des Fadens in der (K + M)-ten Lage nicht genau auf die Windungen der K-ten Lage, sondern in einem vorgegebenen konstanten Verlegeabstand neben den Windungen der K-ten Lage abgelegt werden. Der Verlegeabstand wird von Fadenmitte zu Fadenmitte gemessen und ist auf jeden Fall größer als die Breite beziehungsweise der Durchmesser eines aufliegenden Fadens. Es wird empfohlen, den Verlegeabstand so klein wie möglich zu bemessen, möglichst nicht größer als die doppelte Fadenbreite.

Die gattungsbildende EP 0 486 896 B1 führt aus, daß der Faden beim Aufwickeln unter Berücksichtigung eines Verlegeabstandes abgelegt wird, wobei auch hier der Verlegeabstand von Fadenmitte zu Fadenmitte reicht sowie den Freiraum zwischen den Windungen des Fadens einschließt und so klein wie möglich gehalten werden soll. Ist zu erwarten oder bekannt, daß beim Verlegen des Fadens merkliche Auswirkungen auf die Lage der Windungen des Fadens durch Toleranzen beziehungsweise durch Spiel im Antrieb der Wickelvorrichtung auftreten, wird empfohlen, den Verlegeabstand nicht zu knapp zu bemessen. Ist allerdings der Verlegeabstand zu groß gewählt, besteht die Gefahr, daß die Wickeldichte der Kreuzspule und damit beispielsweise Stabilität und die Lauflänge der Kreuzspule zu gering ist. Ist der Verlegeabstand dagegen zu klein bemessen, kann es, zum Beispiel im Zuge der Weiterverarbeitung der Kreuzspule, beim Überkopfabziehen des Fadens bei hoher Geschwindigkeit zu erheblich störenden Fadenbrüchen kommen.

Die Auswahl eines Wertes für den Verlegeabstand hängt von Spinn- und Garnparametern, wie beispielsweise der gewünschten Garnnummer oder dem Fasermaterial, ab, wobei trotz unveränderter Vorgabe der Garnnummer Streuungen auftreten können. Der optimale Verlegeabstand wird üblicherweise empirisch bestimmt. Ein einmal gewählter Verlegeabstand wird nach dem bekannten Stand der Technik in jedem Fall mindestens bis zum Partiewechsel konstant beibehalten.

Die Auswahl des Verlegeabstandes kann häufig erst nach wiederholten, zeitraubenden empirischen Ermittlungsschritten getroffen werden, wobei sich manchmal erst durch spätere Fadenbrüche herausstellt, daß der Verlegeabstand zu knapp gewählt wurde, um beim Aufwickeln einfließende Schwankungen von Parametern, zum Beispiel des Parameters "Fadendurchmesser", verkraften zu können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Herstellung von Kreuzspulen zu verbessern und dadurch Kreuzspulen mit verbesserten Eigenschaften zu erzeugen.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß wird der aktuelle Fadendurchmesser gemessen und aus ihm unter Verwendung eines vorgegebenen Wertes für den Freiraum der aktuelle Verlegeabstand gebildet. Bei gleichbleibendem Fadendurchmesser d läßt sich der Verlegeabstand bestimmen nach der Formel:



s = d + E.

Dabei ist:

s = Verlegeabstand

d = Fadendurchmesser

E = gewählter Freiraum zwischen zwei nebeneinander im Verlegeabstand abgelegten Fadenwindungen.

Bei Schwankungen des Fadendurchmessers d gilt:





Dabei ist:

dn = Fadendurchmesser der n-ten Windung

dnw = Fadendurchmesser der im Verlegeabstand sn nachfolgend zur n-ten Windung abgelegten Fadenwindung.

Nach der Detektion und dem Abspeichern des Wertes dn und der Zuordnung zur Lage der jeweils ersten Stelle des Fadens mit dem Wert dn auf der Kreuzspule, der Bestimmung einer jeweils zweiten Stelle des Fadens, die nachfolgend im Verlauf des Fadens neben der ersten Stelle abgelegt wird, sowie der anschießenden Detektion des Wertes dnw dieser zweiten Stelle kann der Wert des Verlegeabstandes sn nach der vorgenannten Formel errechnet werden.

Ein zu großer oder zu kleiner Verlegeabstand aufgrund von Durchmesserschwankungen des Fadens wird sicher verhindert. Dadurch können Sicherheitszuschläge beim Verlegeabstand für Durchmesserschwankungen entfallen. Der Freiraum zwischen den Windungen des Fadens und damit der Verlegeabstand kann gefahrlos sehr klein gewählt werden. Der Aufwand bei der Auswahl des Verlegeabstandes kann verringert werden. Ein Garnnummernwechsel wird automatisch detektiert und berücksichtigt. Der Fadendurchmesser braucht nicht mehr manuell zur Bildung des Verlegeabstandes zum Beispiel über eine Tastatur vorgegeben beziehungsweise eingegeben zu werden. Die Korrektur der Eingabe des Fadendurchmessers bei einem Partiewechsel kann sich zum Beispiel dann erübrigen, wenn weiterhin vergleichbare Spuleneigenschaften nach dem Partiewechsel beibehalten werden sollen.

Der aktuelle Verlegeabstand wird in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens jeweils bei der Bildung eines zusätzlichen zum jeweiligen Windungsverhältnis berücksichtigten Übersetzungsverhältnisses verwendet. Das zusätzliche Übersetzungsverhältnis dient dem Schließen der Rauten. Damit kann die Wicklungsdichte und abhängig davon zum Beispiel die Lauflänge der Kreuzspule noch weiter erhöht werden.

Das zusätzliche Übersetzungsverhältnis iz wird errechnet nach der Formel:





Dabei ist:

iz = zusätzliches Übersetzungsverhältnis

sakt = aktueller Verlegeabstand

D = Kreuzspulendurchmesser

α = Kreuzungswinkel in Grad.

Das zusätzliche Übersetzungsverhältnis kann zu dem jeweils errechneten Windungsverhältnis addiert werden. Alternativ kann das zusätzliche Übersetzungsverhältnis auch vom jeweiligen Windungsverhältnis subtrahiert werden.

Wird der aktuelle Verlegeabstand jeweils in Verbindung mit einem sprunghaften Wechsel des Kreuzungswinkels oder des Windungsverhältnisses bestimmt, kann der Rechenaufwand zur Bildung des Verlegeabstandes vermindert und gleichzeitig insbesondere langfristige Durchmesserschwankungen des Fadens hinreichend berücksichtigt werden, um unerwünschten Nachteilen begegnen zu können.

Die Erfindung macht sich den Umstand zunutze, daß die mit dem Verlegeabstand beeinflußbaren technologischen Eigenschaften ganz wesentlich nur vom Ausmaß des Freiraumes zwischen den Windungen des Fadens abhängen. Daher wird durch die automatische Anpassung des Verlegeabstandes an den aktuellen Fadendurchmesser bei unverändert beibehaltenen Freiraum zwischen den Windungen des Fadens die Gefahr des Auftretens der oben beschriebenen Nachteile signifikant gemindert oder ganz behoben, während durch die mit der Anpassung verbundenen Schwankungen des Verlegeabstandes keine unerwünschten Nachteile verursacht werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Kreuzspulen mit großen Lauflängen sowie einem stabilen Spulenaufbau. Die Erfindung bedeutet einen weiteren Schritt in Richtung eines weitgehend automatisierten Spinn-/Spulprozesses und trägt damit zum Erreichen eines störungsfreien Herstellvorganges und hoher Produktivität bei der Erzeugung von Kreuzspulen bei.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind anhand der Figuren näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorrichtung mit Durchmesser-Meßeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vereinfachter Darstellung,

Fig. 2 die Lage von Windungen des Fadens mit vorgegebenem Fadendurchmesser, die im Verlegeabstand abgelegt sind, in schematischer Schnittdarstellung,

Fig. 3 die Lage von Windungen des Fadens mit detektiertem Fadendurchmesser, die im jeweils aktuellen Verlegeabstand abgelegt sind, in schematischer Schnittdarstellung.

Die Wickeleinrichtung 1 an einer Kreuzspulen herstellenden Offenend-Spinnvorrichtung gemäß Fig. 1 weist zum Antrieb der Kreuzspule 2 eine Friktionswalze 3 auf, die in Richtung des Pfeils 4 rotiert. Die Kreuzspule 2 wird durch einen schwenkbaren Spulenrahmen 5 gehaltert und liegt auf der Friktionswalze 3 auf. Der Faden 6 wird in Richtung des Pfeils 7 mittels der zusammenwirkenden Abzugswalzen 8, 9, die in Richtung der Pfeile 10, 11 rotieren, vom als Spinnbox ausgebildeten Lieferwerk 12 der Offenend-Spinnvorrichtung mit konstanter Fadengeschwindigkeit abgezogen. Der Faden 6 wird über den changierenden Fadenführer 13 auf die Kreuzspule 2 aufgewickelt. Der Fadenführer 13 wird mittels der Changiereinrichtung 14 angetrieben. Die Friktionswalze 3 wird über die Welle 15 mittels des Motors 16 angetrieben. Die Changiereinrichtung 14 ist über die Wirkverbindung 17 mit dem Motor 18 verbunden. Sowohl der Motor 16 wie auch der Motor 18 werden vom Mikroprozessor 19 gesteuert, der so ausgebildet ist, daß er ein Programm zum Steuern des Windungsverhältnisses in Abhängigkeit vom aktuellen Kreuzspulendurchmesser umfaßt. Der aktuelle Kreuzspulendurchmesser wird aus der auf die Kreuzspule 2 aufgelaufenen Fadenlänge berechnet. Die Fadenlänge wird mit Hilfe des Sensors 20, der die Umdrehungen der Friktionswalze 3 detektiert, ermittelt. Zum Erfassen der Drehzahl der Kreuzspule 2 dient der Sensor 21, der, wie der Sensor 20, mit dem Mikroprozessor 19 verbunden ist.

Der ebenfalls mit dem Mikroprozessor 19 verbundene Meßkopf 22 detektiert den jeweils aktuellen Fadendurchmesser Dakt.

Unter Verwendung des durch die Garnnummer vorgegebenen Fadendurchmessers dv läßt sich ein Verlegeabstand s nach der Formel:



s = dv + E



errechnen. Dabei ist E der Freiraum zwischen zwei zum Beispiel auf der Oberfläche der Spulenhülse 25 abgelegten Windungen des Fadens 6, wie in Fig. 2 dargestellt. Die Breite des Freiraumes E liegt als Erfahrungswert vor oder wird zu Beginn des Aufwickelns beziehungsweise nach Partiewechsel bestimmt. Der Freiraum E wird abhängig von den gewünschten beziehungsweise erforderlichen Eigenschaften der Kreuzspule bestimmt. Die Bestimmung des Freiraumes E kann zum Beispiel empirisch an einer ausgewählten Spulstelle durchgeführt werden und für alle anderen Spulstellen gelten, auf denen die Partie verarbeitet wird.

Bei dem Auswählen des Verlegeabstandes s nach dem Stand der Technik ist der vorgegebene Fadendurchmesser dv zwar eingeflossen. Wird der Verlegeabstand s dann wie üblich zu Beginn des Aufwickelns beziehungsweise nach Partiewechsel für die gesamte Partie unverändert festgelegt, ist der Verlegeabstand s damit als Konstante zu betrachten.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden die Durchmesserschwankungen des gesponnenen Fadens berücksichtigt. Der Meßkopf 22 detektiert in einer ersten Messung den aktuellen Fadendurchmesser d mit dem Wert d1. Zum Beispiel mittels der fortlaufenden Längenmessung des Fadens 6, die alternativ auch durch eine der beiden Abzugswalzen 8, 9 erfolgen kann, wird errechnet, an welcher Stelle der Punkt des Fadens 6 mit dem Fadendurchmesser d1 auf dem Umfang der Kreuzspule 2 abgelegt wird.

Den mathematischen Zusammenhang bei der erfindungsgemäßen Ermittlung des Verlegeabstandes sn für diese Stelle kann man der folgenden Formel entnehmen:





Dabei ist E ein konstant gehaltener Wert für die gesamte Spulenreise beziehungsweise die gesamte Partie. Der Fadendurchmesser dnw bezeichnet den Durchmesser, den die Stelle des Fadens 6 hat, die im Verlegeabstand sn nachfolgend neben der Stelle mit dem Fadendurchmesser dn abgelegt wird. Nachdem der Fadendurchmesser dnw detektiert ist, kann der Verlegeabstand sn auf dem Umfang der Kreuzspule 2 bestimmt werden.

Bei einem Fadendurchmesser d1 gilt für den Verlegeabstand s1 entsprechend





Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist das der Verlegeabstand zwischen der Stelle 23 und der Stelle 24 des Fadens 6. Der Faden 6 wird dazu gesteuert auf bereits gewickelten Lagen oder, wie in Fig. 3 dargestellt, zu Beginn der Spulenreise auf der Oberfläche der Spulenhülse 25 so abgelegt, daß die Stelle 24 im Verlegeabstand s1 zur Stelle 23 auf dem Umfang der Kreuzspule 2 zu liegen kommt. Der Faden 6 ist in der vereinfachten schematischen Darstellung der Fig. 3 zur Verdeutlichung einer Durchmesserdifferenz mit übertrieben unterschiedlichen Durchmessern dargestellt. In der Praxis zwischen den Windungen des Fadens auftretende Durchmesserabweichungen sind ganz wesentlich geringer und wären in einer maßstäblichen Darstellung für das bloße Auge nicht erkennbar. Abweichungen vom vorgegebenen theoretischen Fadendurchmesser dv wirken sich erfindungsgemäß bei konstantem Freiraum E so aus, daß größere Fadendurchmesser einen entsprechend größeren Verlegeabstand und kleinere Fadendurchmesser einen entsprechend kleineren Verlegeabstand ergeben. Ein vergrößerter Fadendurchmesser führt nicht mehr zu einem verkleinerten Freiraum E und damit nicht mehr zu einem möglicherweise für die Ablaufbedingungen in Weiterverarbeitungsprozessen der Kreuzspule zu geringen Verlegeabstand mit Verhaken des Fadens und dadurch verursachtem Fadenbruch. Ein Sicherheitszuschlag in der Größenordnung der größten zu erwartenden Durchmesserzunahme gegenüber dem Ausgangsdurchmesser des Fadens 6 zum Vermeiden des Verhakens ist beim erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich. Die mit einem Sicherheitszuschlag auf den Verlegeabstand s verbundene geringere Dichte der Kreuzspule 2 kann vermieden werden. Die erhöhte und besser vergleichmäßigte Dichte der Kreuzspule 2 führt beispielsweise zu größerer Lauflänge und zu besseren Ablaufeigenschaften der Kreuzspule.

In einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei der Bildung eines neuen in der nächsten Stufe geltenden Windungsverhältnisses ein zusätzliches Übersetzungsverhältnis zum Grund-Windungsverhältnis addiert. Bezüglich der Verwendung eines zusätzlichen Übersetzungsverhältnisses wird auf die Beschreibung in der DE 100 15 933 hingewiesen. Für das jeweilige zusätzliche Übersetzungsverhältnis iz gilt die Formel:





Dabei ist:

s = Verlegeabstand

D = Kreuzspulendurchmesser

α = Kreuzungswinkel.

Die Verknüpfung des Windungsverhältnisses mit einem zusätzlichen Übersetzungsverhältnis bewirkt eine bessere Vergleichmäßigung und Erhöhung der Dichte der Kreuzspule, die sich in der weiter oben geschilderten Weise vorteilhaft auswirkt. Der aktuelle Verlegeabstand s wird aus den jeweiligen Fadendurchmessern d errechnet. Um den Rechenaufwand gering zu halten, wird der aktuelle Verlegeabstand s immer nur in Verbindung mit einem bevorstehenden, sprunghaften Wechsel des Windungsverhältnisses neu berechnet.

In alternativen Ausführungsvarianten kann die Berechnung des aktuellen Verlegeabstandes s in Verbindung mit einem sprunghaften Wechsel des Kreuzungswinkels α oder einem gleichzeitigen sprunghaften Wechsel von Kreuzungswinkel α und Windungsverhältnis erfolgen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Herstellen von Kreuzspulen, wobei die Kreuzspule um ihre Längsachse rotiert, der Faden bei der Zuführung zur Kreuzspule einer Changierbewegung unterworfen sowie unter Berücksichtigung eines Verlegeabstandes aufgewickelt wird und wobei der Verlegeabstand von Fadenmitte zu Fadenmitte reicht und den Freiraum zwischen den im Verlegeabstand abgelegten Windungen des Fadens einschließt, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Fadendurchmesser gemessen und aus ihm unter Verwendung eines vorgegebenen Wertes für den Freiraum der aktuelle Verlegeabstand gebildet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Verlegeabstand jeweils in Verbindung mit einem sprunghaften Wechsel des Windungsverhältnisses bestimmt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Verlegeabstand jeweils in Verbindung mit einem sprunghaften Wechsel des Kreuzungswinkels bestimmt wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches zum jeweiligen Windungsverhältnis berücksichtigtes Übersetzungsverhältnis aus dem jeweils aktuellen Verlegeabstand berechnet wird.






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