DE69806795T2

DE69806795T2 - Wickler für synthetische filamente

Info

Publication number: DE69806795T2
Application number: DE69806795T
Authority: DE
Inventors: Patrick Daly; Edward Koskol; Robert Madigan; Jun Takagi; Naofumi Yamauchi
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd; EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd; EIDP Inc
Priority date: 1997-10-06
Filing date: 1998-10-06
Publication date: 2003-04-03
Anticipated expiration: 2018-10-07
Also published as: CN1273559A; JP3453359B2; CN1135203C; JP2002515388A; EP1028908B1; EP1028908A1; WO1999018024A1; DE69806795D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Diese Erfindung betrifft eine Spulvorrichtung zum Spulen von synthetischen kontinuierlichen Filamenten auf einen Kern, um einen Spulenkörper zu bilden. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine kompakte Spindel/Revolver-Mehrstellungsspulvorrichtung zum Spulen von kontinuierlichen nicht-elastomeren und elastomeren Fasern.

TECHNISCHER HINTERGRUND

Bei der Herstellung von kontinuierlichen Filamenten werden die Fasern im allgemeinen gesammelt, indem man sie auf eine Auflaufspule oder einen zylindrischen Kern (einen "Spulenkern") spult, um einen Spulenkörper zu formen. Für die Spandexherstellung wurden bisher im allgemeinen Umfangswickler, wie in den US-Patenten Nr. 3,165,274 und 3,342,428 beschrieben, verwendet.
Das US-Patent Nr 5,219,125 offenbart eine Spindel/Revolver-Zweistellungsspulvorrichtung, die einen Changiermechanismus und eine drehbare Ballenwalze, die an einem Arm installiert sind, aufweist. Jedoch weist das offenbarte System nur eine einzige Spulstellung auf und muß deshalb sehr groß ausgebildet werden, wenn große Spulenkörper gewickelt werden sollen. Da der Changierarm horizontal und über den Spindeln installiert ist, könnte bei einem Stromausfall das Totgewicht des Changierarms die Spindeln außerdem ernsthaft beschädigen.
Das US-Patent Nr. 5,489,067 offenbart eine Spindel/Revolver-Spulvorrichtung, die eine im wesentlichen fest installierte Kontaktwalze und einen Changierfadenführer aufweist, wobei eine sehr schwach dehnbare Faser direkt in den Spalt zwischen der Kontaktwalze und der Spule eingeführt wird, während der Revolver sich kontinuierlich dreht, um sich dem wachsenden Spulenkörper anzupassen. Damit das Spulen erfolgreich ist, erfordert die kontinuierliche Bewegung des Revolvers während des Spulens einen komplexen Mechanismus und Steuervorrichtungen. Ferner bewirkt solch eine kontinuierliche Bewegung, daß eine volle Spule sich nicht in einer festen Stellung befindet, wodurch ihre Abnahme bzw. ihr Doffen erschwert sein kann, besonders wenn dies automatisch geschehen soll.
Die US-Patente Nr. 5,526,995 und 5,029,762 offenbaren eine Spulvorrichtung mit einer Kontaktwalze, deren Stellung während des Spulens im wesentlichen unverändert bleibt, und einem Revolver, der während des Spulenkörperaufbaus im wesentlichen kontinuierlich rotiert. Der kontinuierlich rotierende Revolver erfordert für das Spulen von Filamenten komplexe Steuervorrichtungen. Wie beim US-Patent Nr. 5,219,12 könnte das Gewicht des Changierarms bei einem Stromausfalls die Spindeln ernsthaft beschädigen.
Das US-Patent Nr. 5,566,904 offenbart eine Spulvorrichtung für Elastomerfasern, die eine einzige Spulstellung aufweist und einen Hubkasten erfordert, wodurch diese Spulvorrichtung unerwünscht hoch wird. Außerdem muß der bewegliche Arm freitragend gestaltet sein, so daß er ungenügend starr ist und die Laufzeit des Drehzapfens unbefriedigend kurz ist. -
Die vorliegende Erfindung liefert eine kompakte Spulvorrichtung für kontinuierliche Synthetikfasern.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Spulvorrichtung der vorliegenden Erfindung zum Spulen von kontinuierlichem synthetischem Elastomerfilament umfaßt:
(a) einen Rahmen mit einer Stirnseite;
(b) einen Träger, der an der Stirnseite und senkrecht zur Stirnseite installiert ist;
(c) einen angetriebenen Revolver mit einer Achse, der drehbar an der Stirnseite installiert ist;
(d) eine erste angetriebene Spindelanordnung mit einer Achse und eine zweite angetriebene Spindelanordnung, wobei die Spindelanordnungen an gegenüberliegenden Seiten der Revolverachse drehbar an dem Revolver installiert sind, und wobei an ihnen Spulenkerne installiert werden können.
(e) eine frei drehbare Kontaktwalze mit einer Achse, die im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Spindelanordnungen und unterhalb einer waagerechten Ebene, in der die Revolverachse liegt, installiert ist; und
(f) eine Changieranordnung, die eine Changierhubscheibe umfaßt, die achsenparallel und neben der Kontaktwalze installiert ist, so daß Filament, das die Changieranordnung durchläuft, an der Kontaktwalze changieren kann, wobei die Changieranordung und die Kontaktwalze an einem Pendelschwungarm installiert sind, der drehbar auf dem Träger installiert ist und um mindestens etwa 7 Grad schwenkbar ist; wobei der Revolver, die ersten und zweiten Spindelanordnungen, der Schwungarm, die Revolveranordnung und die Kontaktwalze so installiert sind, daß
(i) die Drehung des Revolvers in eine erste gerastete Spulstellung einen Spulenkern, der an der ersten Spindelanordnung installiert ist, gegen die Kontaktwalze drängen kann, um eine Spule teilweise zu bewickeln;
(ii) die teilweise bewickelte Spule auf der ersten Spindelanordnung während der schnellen Drehung des Revolvers in und zwischen 1-4 aufeinanderfolgende(n) gerastete(n) Spulstellungen in Kontakt mit der Kontaktwalze bleiben kann;
(iii) durch das Drehen des Revolvers in eine Endstellung der Spulenkörper an der ersten Spindelanordnung zum Abnehmen vorgelegt werden kann, und ein Spulenkern auf der zweiten Spindelanordnung gegen die Kontaktwalze gedrängt werden kann, um in der ersten Stellung aufgespult zu werden;
(iv) ein Filamentumschlingungswinkel um die Kontaktwalze etwa 180º-225º beträgt; und
(v) das Spulen zu mindestens etwa 99% in den gerasteten Stellungen stattfindet.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung für gewundenes synthetisches kontinuierliches Elastomerfilament umfaßt die Schritte:
(a) Leiten des Filaments in einem Umschlingungswinkel von etwa 180º-225º durch einen Hubscheiben-angetriebenen Changierfadenführer und um eine Kontaktwalze herum;
(b) Spulen des Filaments auf einen ersten gerasteten Spulenkern in einer ersten Spulstellung, um eine teilweise bewickelte Spule zu bilden;
(c) Bewegen der teilweise bewickelten Spule zu und zwischen 1-4 aufeinanderfolgende(n) gerastete(n) Spulstellungen;
(d) Spulen des Filaments auf die teilweise bewickelte Spule in jeder folgenden gerasteten Spulstellung, um eine Vollspule zu bilden, wobei das Spulen zu mindestens etwa 99% in den gerasteten Stellungen stattfindet;
(e) Bewegen der Vollspule in eine Endstellung, um sie abnehmen zu können, und gleichzeitiges Bewegen eines zweiten Spulenkerns in die erste Spulstellung;
(f) Überführen des Filaments von der Vollspule zum zweiten Spulenkern; und
(g) Spulen des Filaments auf den zweiten Spulenkern.
Die vorliegende Erfindung zum Spulen von nicht-elastomeren Fasern und die Spulvorrichtungen selbst unterscheiden sich von der oben beschriebenen Spulvorrichtung und -methode durch die Verwendung von mit Nuten versehenen Spulenkernen, durch einen Filament-Umschlingungswinkel um die Kontaktwalze von etwa 165º bis 220º und dadurch, daß der Schwungarm um mindesens etwa 5º verschwenkt werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt Spulvorrichtungen der vorliegenden Erfindung von vorne; vier Spulvorrichtungen A, B, C und D sind in einer Gruppe gezeigt, wobei jede von ihnen eine Phase des Spulens von Elastomerfasern zeigt.
Fig. 2 zeigt detaillierter den Schwungarm 18 und darauf installierte Elemente der Erfindung.
Fig. 3 zeigt einen Teil einer selbstspannenden Fächerführung (fanning guide) von oben.
Fig. 4 zeigt zwei benachbarte Spulvorrichtungen von oben.
Fig. 5 zeigt Details der Drehung des Revolvers aus der ersten Spulstellung in eine zweite Spulstellung.
Fig. 6A und 6B zeigen den Revolver während einer Drehung, die während der Übergabe von elastomerem Garn optional eingesetzt werden kann.
Fig. 7 zeigt die Garnübergabe von nicht-elastomeren Fasern unter Verwendung der erfindungsgemäßen Spulvorrichtung.
Fig. 8A-D zeigen eine Spulsequenz, die den Abschnitten A-D von Fig. 1 ähnlich ist, aber für nicht-elastomere Fasern.
Fig. 9 zeigt eine Fadenreserveplatte, die beim Spulen von nicht-elastomeren Garnen verwendet wird.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Kontinuierliches Filament kann nach dem Spinnen aufgespult werden, indem man es durch einen Changierfadenführer, der von einer Changierhubscheibe hin und her bewegt wird, über eine Kontaktwalze und, beim Anspulen einer neuen Spule, auf einen rotierenden Spulenkern laufen läßt. Wenn der Spulenkörper anwächst, wird die Faser auf das darunter liegende, bereits aufgespulte Filament gespult. Der Winkel, der zwischen der Stelle, an der die Faser an einer Walze ankommt, bis zu der Stelle, an der die Faser eine Walze (beispielsweise die Kontaktwalze) verläßt, wird "Umschlingungswinkel" genannt; somit würde eine Richtungsumkehr an der Kontaktwalze einen Umschlingungswinkel von 180º bedeuten. Ein "Bruchwinkel" ist die Winkelrichtungsänderung, die die Faser erfährt, wenn sie eine Führung oder eine andere Oberfläche mit einem geringen Krümmungsradius passiert. "Walzenwickel" sind unerwünschte Schlingen des Garn um eine Walze (besonders die Kontaktwalze), die durch klebrige Fasern, wie Spandex, entstehen können, die an der Walze hängen bleiben, anstatt sie an der richtigen Stelle zu verlassen. Ein großer "Bruchwinkel" ist unerwünscht, weil er eine hohe Spannung in der Faser mit daraus resultierender Verschlechterung der Spulenkörperqualität verursacht. "Filament", "Faser", "Garn" und "Faden", wie hierin verwendet, haben dieselbe Bedeutung. "Achse" bedeutet Längsachse.
Die Spulvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann verwendet werden, um kontinuierliche nicht-elastomere Filamente oder kontinuierliche elastomere Filamente, einschließlich von Spandex, aufzuspulen und weist eine erste gerastete Spulstellung und eine bis vier, vorzugsweise eine bis drei, folgende gerastete Spülstellungen auf. Wenn ein kleiner Spulenkörper gewickelt werden soll, muß nur die erste Stellung verwendet werden, und etwaige folgende gerastete Stellungen bleiben während der Anlege/Spul/- Abnahme-Sequenz unbenutzt. Bei größeren Spulenkörpern aus elastomeren Filamenten weist die Spulvorrichtung vorzugsweise drei Stellungen auf, zwei für das Spulen und eine für das Anlegen/Abnehmen. Bei nicht-ealstomeren Filamenten weist die Spulvorrichtung vorzugsweise vier Stellungen auf, drei für das Spulen und eine für das Anlegen/Abnehmen.
Unter "elastomeren" Filamenten versteht man Filamente (beispielsweise Spandex und Polyetherester), die eine Bruchdehnung von über 100% aufweisen und die, wenn sie verstreckt und freigegeben werden, schnell und kraftvoll zu ihrer im wesentlichen ursprünglichen Länge zurückkehren. "Nicht-elastomere" Filamente weisen eine niedrigere Bruchdehnung auf und erholen sich weder schnell noch kraftvoll, nachdem sie so verstreckt wurden. Beispiele für nicht-elastomere Filamente schließen Filamente ein, die aus Poly(ethylenterephthalat), Polycaprolactam und Poly(hexamethylenadipamid) hergestellt sind. "Spandex" ist eine Kunstfaser, in der die faserbildende Substanz ein langkettiges synthetisches Elastomer ist, das zu mindestens 85 Gew.-% aus einem segmentierten Polyurethan besteht.
Aus Gründen der Vereinfachung wird die Erfindung anhand einer Dreistellungs- Spulvorrichtung für Spandex beschrieben, die zwei Spulstellungen aufweist, das heißt, sie kann in eine erste Spulstellung, eine zweite Spulstellung, die auf die erste Spulstellung folgt, und in eine letzte, die Abnahmestellung, geschaltet werden. Es kann jedoch auch eine Mehrstellungs-Spulvorrichtung verwendet werden, die in einer ersten gerasteten Spulstellung und in mehr als einer (2 bis 4) folgenden Spulstellungen spulen kann, wobei alle diese Stellungen mit Abstand voneinander drehbar gerastet sind. "Gerastet" bedeutet, daß die einzelnen Stellungen voneinander verschieden sind und separate, genau definierte Intervalle aufweisen, so daß der Bestreichungswinkel (wie nachstehend beschrieben) mindestens etwa 10º beträgt. Die Drehung zwischen der ersten und letzten Stellung ist nicht kontinuierlich.
Die vorliegende Erfindung stellt eine kompakte Spindel/Revolver-Dreistellungsspulvorrichtung bereit, in der Faser in zwei der drei Stellungen auf einen wachsenden Spulenkörper gewickelt wird. Während des Spulens in den einzelnen gerasteten Stellungen bleibt der Revolver im wesentlichen stationär und dreht sich nicht. Die Installierung der Changieranordnung und der Kontaktwalze auf einem Schwungarm, der um mindestens etwa 7º verschwenkbar ist, wie bei der vorliegenden Erfindung, ermöglicht eine beträchtliche Flexibilität bei der Anpassung der Stellungen der Changieranordnung und der Kontaktwalze an den wachsenden Spulenkörper. Die Geometrie der Spulvorrichtung in der ersten Stellung erlaubt die Verwendung eines Spulenkerus mit kleinem Durchmesser und eines kurzen, kompakten Schwungarms, der trotz seiner geringen Größe die Kontaktwalze gegen diesen Spulenkern drängen kann. Die Geometrie der zweiten Spulstellung ermöglicht eine kompakte Spulvorrichtung, auch wenn ein großer Spulenkörper gewickelt wird, da sogar ein großer Spulenkörper in der Nähe des einlaufenden Filamentfadens und nahe dem Zentrum einer Spulvorrichtungsgruppe gehalten werden kann.
Der Einsatz von zwei dieser Spulstellungen erlaubt es dem Schwungarm, an beiden Stellungen etwa gleich weit zu schwenken, und vermeidet ungünstig größe Bruchwinkel an Führungen, die das Filament zur Changieranordnung lenken, unabhängig von der Größe des Spulenkörpers.
Außerdem muß der Revolver nicht ständig rotieren, um dem wachsenden Durchmesser des Spulenkörpers gerecht zu werden; dies erlaubt es, die Vollspulen und die leeren Spulenkerne in einer festen Stellung abzunehmen bzw. anzulegen, da der Revolver während des Spulens meist stationär bleibt.
In Folge dieser Merkmale erlaubt es die Spulvorrichtung der vorliegenden Erfindung, elastomere und nicht-elastomere Fasern mit geringem Platzverbrauch auf Spulen zu spulen, insbesondere wenn mehrere Spulvorrichtungen in Gruppen angeordnet werden.
Fig. 1 zeigt eine Gruppe aus vier Spulvorrichtungen der Erfindung. Dies erlaubt die kompakteste Anordnung. Der elastomere Filamentfaden, zum Beispiel Spandex, ist bei 1 gezeigt. Es sind vier Fäden dargestellt, einer für jede Spulvorrichtung. Der Spandex wird durch die Fächerführungen 2 und 3 geführt, die selbst-spannend sein können. Die Fächerführungen 2 können jeweils zwei übereinander angeordnete Fächerführungen umfassen, um die Stellung des Fadens besser steuern zu können. Die Fächerführungen 3, die vorzugsweise selbst-spannend (self-stringing) sind, können eine Auswerfstange 3a aufweisen, die auf einem Scharnier, welches auf dem Träger 19 befestigt ist, installiert ist. Ein Umlegen der Auswerfstange drängt die Filamente aus den Führungen, wie nachstehend beschrieben. Es sind vier Revolver 4 dargestellt, die jeweils am Rahmen 10 installiert sind und in der von den Pfeilen 8a - 8c angegebenen Richtung rotieren können.
Wenn die Spulvorrichtungen übereinander angeordnet sind, wie in Fig. 1 gezeigt, können die zwei unteren Revolver etwas näher an der Mittelachse des Rahmens installiert werden, damit zwei der Fäden 1 leicht zu den unteren Spulvorrichtungen geführt werden können, was die Kompaktheit verbessert. Auf jedem Revolver sind zwei Spindelanordnungen 5a und 5b drehbar installiert. Jede Spindelanordnung umfaßt eine angetriebene Spindel und ein Spannfutter, an dem die Spulenkerne 7 installiert werden können. "Angetrieben" bedeutet, daß direkt oder indirekt Energie zugeführt werden kann, beispielsweise durch einen Elektromotor. Der Übergabeschild 6, im Querschnitt gezeigt, ist verschiebbar auf dem Revolver 4 zwischen den Spindelanordnungen installiert. Die angetriebenen Spindelanordnungen 5a und 5b sind an ungefähr gegenüberliegenden Seiten der Revolverachse angeordnet und drehen sich im wesentlichen in der von den Pfeilen 8b gezeigten Richtung. Wenn elastomere Filamente aufgespult werden, drehen sich somit die Spindelanordnungen in der gleichen Richtung wie die Revolver, auf denen sie installiert sind, das heißt, sie drehen sich gemeinsam. Eine kurze Ausnahme von dieser gemeinsamen Drehung wird im folgenden im Zusammenhang mit der Garnübergabe beschrieben.
Die Abschiebanordnung 9 ist auf einem pneumatischen Zylinder 9a (im Querschnitt gesehen) installiert, der seinerseits auf dem Rahmen 10 installiert ist. Der Abschiebflügel 9c ist mittels Federn 9b und Tragstange 9d an der Platte 9e installiert. Die Abschiebanordnung kann derjenigen ähnlich sein, die in der veröffentlichten japanischen Patentanmeldung Nr. 56-056774 (1981) offenbart ist.
Eine teilweise bewickelte Spandexspule ist bei 11 gezeigt. Eine Changieranordnung umfaßt eine zylindrische, mit Nuten versehene Changierhubscheibe 12, die; drehbar im Hubscheibenkasten 13 installiert ist, worauf Schienen 14a und 14b fixiert sind, zwischen denen ein Changierfadenführer 15 veschiebbar installiert ist. Der Changierfadenführer ist auf einem Stößel 15a befestigt (siehe Fig. 2), der veschiebbar im einer Nut (nicht gezeigt) der Changierkurvenscheibe installiert ist. Die Hubscheibe kann in jeder beliebingen geeigneten Weise gestaltet sein, einschließlich von Hubscheiben mit einer, 2, 3, 4 oder noch mehr Drehungen. Die Hubscheibe wird von einem Elektromotor angetrieben.
Die Kontaktwalze 16 ist zwischen der Changierkurvenscheibe 13 und der am nächsten liegenden (aktiv spulenden) Spindelanordnung 5a angeordnet. Wie in den Fig. 1, 5, 6, 7 und 8 gezeigt ist, befindet sich die Achse der Kontaktwalze 16 unterhalb einer waagerechten Ebene, in der die Achse des zugehörigen Revolvers 4 liegt. Dies trägt zur Kompaktheit der Spulvorrichtung bei. Wenn die Achse der Kontaktwalze sich über dieser waagerechten Ebene befinden würde, wenn die Spulvorrichtung beispielsweise umgekehrt angeordnet wäre, würde die Spulvorrichtung viel zu hoch werden, da die oberen Fächerführungen 2 erheblich angehoben werden müßten. Dies würde außerdem dazu führen, daß die Bruchwinkel des Filaments, das von der Zuführwalze der Spinnzelle angeliefert wird, für eine gute Qualität des Spulenkörpers zu groß wären, und wenn die Spulvorrichtung nierig gehalten würde, indem man sie am Boden installierte, würde sich die Vollspule 23 so nahe am Boden befinden, daß sie nicht mehr leicht abgenommen werden könnte. Die Kontaktwalze weist im allgemeinen eine Oberfläche auf, die geeignet ist, das Garn, solange es sich auf der Kontaktwalze befindet, im wesentlichen in der Anordnung zu halten; wie die Faser vom Changierfadenführer ausgegeben wurde, während sie gleichzeitig die Neigung der Faser, sich ganz um die Walze zu wickeln, minimiert. Wie in den Fig. 1 und 5 gezeigt, beträgt der Umschlingungswinkel der Elastomerfaser um die Kontaktwalze etwa 180º-225º, wobei er vom niedrigeren Wert zum höheren Wert ansteigt, während das Spulen fortschreitet und die Spulenpackung größer wird. Dieser breite Bereich der Kontaktwalzen-Umschlingungswinkel macht es möglich, daß die Spulvorrichtung ungewöhnlich kompakt ist, während er außerdem dem Bedienungspersonal Zugang zur Kontaktwalze ermöglicht, um etwaige Walzenwickel zu entfernen. Die Kontaktwalze wird vom Schwungarm 18 gegen die Oberfläche der aktiv spulenden Spule gedrängt, welcher vom pneumatischen Flachzylinder 24, der am Träger 19 installiert ist, gegen die rotierende Spindelanordnung gedrängt wird. Geeignete Sensor- und Steuerungssysteme können vorgesehen sein, um die Flachzylinder exakt mit Druck zu beaufschlagen, damit die Kontaktwalze den Spulenkörper korrekt beaufschlagt. Die Kontaktwalze kann durch einen Elektromotor (nicht gezeigt) angetrieben werden oder frei drehen, wobei sie durch den Kontakt mit der Oberfläche des benachbarten Spulenkerns oder Spulenkörpers gedreht wird. Die freie Drehung ist bevorzugt.
Die Führungsstange 17, mit der Wickel entfernt werden, befindet sich in Nachbarschaft und parallel zur Achse der Kontaktwalze 16. Ihre Mittelachse kann hohl sein, so daß sie einen zentralen Hohlraum und eine ringförmige Wand aufweist. Eine Vielzahl von Öffnungen in der Wand können den zentralen Hohlraum mit dem Bereich außerhalb der Führungsstange verbinden. Die Öffnungen sind so ausgerichtet, daß jede Öffnung während des Fadentransfers auf den am nächsten liegenden Spulenkern gerichtet ist.
Die Schwungarme 18 sind an einem Drehpunkt 20 auf einem Träger 19 installiert, so daß sie pendeln, das heißt, sie hängen herab. Wie in Fig. 1 gezeigt, können die Schwungarme um mindestens 7º und vorzugsweise 10º verschwenkt werden, um sich dem wachsenden Durchmesser des Filamentspulenkörpers anzupassen. Bei 19a ist der Träger gezeigt, wie er sich vor der Spulvorrichtung und an der Stirnseite des Rahmens befindet; bei 19b ist zu sehen, daß der Bereich zwischen der Vorderseite und der Stirnseite des Rahmens frei ist, da dieser Bereich durch die changierenden Fäden bestrichen wird. Jede Spulvorrichtung weist zwei Schwungarme 18 auf, einen hinten, in der Nähe der Stirnseite des Rahmens, wie bei den in Fig. 1 gezeigten Spulvorrichtungen "A", "B" und "C" gezeigt, und einen vor der Spulvorrichtung, wie für Spulvorrichtung "D" gezeigt. Das Verschwenken des Schwungarms 18 kann eine Bewegung des Fadens bewirken, und die Verwendung einer doppelten Fächerführung 2 kann dazu beitragen, die Steuerung des Fadens aufrechtzuerhalten. Auf jedem Schwungarm ist ein pneumatischer Zylinder 21 befestigt. Zwischen jedem Schwungarmpaar ist ein Hubscheibenkasten 13 fest installiert. Das Ende der Führungsstange 17 und das Ende der Kontaktwalze 16, die am nächsten zur Stirnseite des Rahmens liegen, sind am hinteren Bauteil (Rahmenstirnseite) jedes Schwungarmpaars ortsfest bzw. drehbar befestigt. Eine Lagerfutterschiene 22 ist fest am vorderen Schwungarm installiert und trägt das vordere Ende der drehbaren Kontaktwalze 16 und das vordere Ende der fixierten Führungsstange 17. Die Form der Schiene 22 ermöglicht einer Bedienungsperson während des Spannens Zugang zum Umfang der Walze 16, dem Spalt zwischen der Walze 16 und dem leeren Spulenkern 7 und dem Umfang des Spulenkerns 7. Auf der Schiene werden außerdem etwaige Kontaktwalzenwickel, die von der Bedienperson von der Kontaktwalze entfernt wurden, gesammelt und festgehalten.
Jede Spindelanordnung kann eine Vielzahl von Fäden aufspulen, abhängig von der Länge der Spindelanordnung, der Kontaktwalze und der Hubscheibe, und von der Zahl der Spulenkerne, die auf jeder Spindelanordnung installiert sind. Bereiche mit stumpfer Oberfläche und Bereiche mit spiegelglatter Oberfläche auf der Kontaktwalze und der gewählte Verlauf der Nuten auf der Changier-Hubscheibe wiederholen sich über die ganze Länge der Walze bzw. der Hubscheibe, ausreichend für die Zahl der verwendeten Spulenkerne und der aufgespulten Fäden.
Die Spulvorrichtung kann einzeln, in doppelter oder mehrfacher Ausführung verwendet werden. Gruppen von mindestens zwei Spulvorrichtungen sind bevorzugt. Beispielsweise kann ein Paar dieser Spulvorrichtungen raumsparend nebeneinander angeordnet werden (beispielsweise A und B von Fig. 1), oder mit geringem vertikalem Platzverbrauch übereinander angeordnet werden (beispielsweise B und C von Fig. 1). Bei der vertikalen Anordnung, wird die untere Spulanordnung vorzugsweise versetzt zur oberen Spulvorrichtung angeordnet, so daß die Fäden für die untere Spulvorrichtung ungehindert an der oberen Spulvorrichtung vorbeilaufen können.
In Fig. 1 sind vier Spulvorrichtungen A, B, C und D mit Revolvern, Schwungarmen und anderen zugehörigen Teilen gezeigt. Bei dieser bevorzugten Anordnung kann ein Vielfaches von 4 Fäden aufgespult werden, beispielsweise 4, 12, 16, 24, 32, 64, 128 usw., abhängig von der Zahl der Spulenkerne 7, die auf jeder Spulanordnung 5 installiert sind. Abgesehen von den Stellungen der Schwungarme 18 und der auf die Spulen gewickelten Fasermenge sind die Spulvorrichtungen A und D spiegelbildgleich zu den Spulanordnungen B und C, und die Drehrichtungen der Kontaktwalze 16, der Spindelanordnungen 5 und des Revolvers 4 sind entsprechend umgekehrt. Jedes der verschiedenen Teile, die für die Spulvorrichtungen beschrieben wurden, ist auf jeder der Spulvorrichtungen A, B, C und D vorhanden, aber aus Gründen der Einfachheit nicht an jeder Spulvorrichtung dargestellt.
Fig. 2 stellt den Pendelschwungarm 18 und Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die auf diesem installiert sind, detaillierter dar. Aus Gründen der Klarheit ist der gezeigte Schwungarm derjenige, der hinter der Spulvorrichtung (Rahmenstirnseite) verwendet wird. Der Faden 1 ist in zwei Stellungen 1a und 1b gezeigt. Der pneumatische Zylinder 21 betätigt die kantengeglättete Übergabezunge 25, die in zwei Stellungen 25a und 25b gezeigt ist und die sich um den Drehpunkt 20 dreht. Spandex wird meist ohne Fadenreserve aufgespult, und unter diesen Umständen ist ein glatter (ungekerbter) Rand der Übergabezunge erforderlich. Die Welle 27 ist mit einer Fadenreserve-Hubscheibe ausgestattet, die, wenn sie entlang ihrer Achse verschoben wird, den Fadenreservearm 26 aus der Stellung 26a in der Zeichnungsebene in Richtung zum Betrachter in die Stellung 26b bewegt, die nicht in der Zeichnungsebene liegt. Für jede Spule ist ein Fadenreservearm vorgesehen, um die Bildung einer Fadenreserve zu ermöglichen, falls eine Reserve erwünscht ist. Das Vorhandensein von getrennten Mechanismen für das Spulen "ohne Reserve" (glatte Übergabezunge, aber kein Fadenreservearm verwendet) und "mit Reserve" (Fadenreservearm) ergibt eine größere Zahl an Spulmöglichkeiten und eine größere Sicherheit bei der Steuerung der Fäden. Es ist gezeigt, daß die Changierfadenführung 15 auf dem Stößel 15a installiert ist, der zwischen den Schienen 14a und 14b verschiebbar ist und in (nicht gezeigten) Nuten in der Changier- Hubscheibe 12 verläuft. Die Changier-Hubscheibe ist drehbar im Hubscheibenkasten 13 installiert, der auf dem Schwungar m 18 installiert ist.
In Fig. 3 ist ein Teil einer selbstspannenden Fächerführung 3 von oben gezeigt. Die Ausstoßstange 3a kann gezielt zurückgezogen und nach vorne bewegt werden, um zuzulassen, daß die Elastomerfaser in die Führung 3b gelangt, oder um die Faser aus der Führung zu drängen. Die Stange ist gezeigt, nachdem sie nach vorne bewegt wurde, und die im Querschnitt gezeigten Fäden 1 können nicht in die Führungen 3b gelangen. Ein keramischer Einsatz 3c ist gezeigt, der in der Führung 3b installiert ist.
Die Fig. 4 zeigt zwei Spulvorrichtungen von oben, es sind zwei Revolver 4 und ihre zugeordneten Spindelanordnungen 5 gezeigt. Jede Spindelanordnung ist mit vier Spulenkernen 7 dargestellt, die auf ihr installiert sind, und ist zusammen mit einer Kontaktwalze 16 und einer Hubscheibe 12 gezeigt, wobei jede Hubscheibe vier Gruppen von Changiernuten aufweist. Es sind die Schwungarme 18 gezeigt, welche die Kontaktwalzen 16 und die Hubscheiben 12 tragen; die Hubscheibenkästen, in denen die Hubscheiben 12 installiert sind, sind nicht gezeigt. Es ist gezeigt, daß die Kontaktwalzen sich abwechselnde Streifen von stumpfer und spiegelglatter Oberfläche aufweisen. Die Fächerführung 3 ist ebenfalls gezeigt. Die Spulvorrichtung ist in Bereitschaftsstellung gezeigt, wobei die Walzen 16 nicht an den Spulenkernen 7 anliegen.
Nachstehend ist die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Anordnung beschrieben, zunächst mit Bezug auf Fig. 1.
Wenn die angetriebenen Teile der Spulvorrichtung mit Energie versorgt und in Betrieb gesetzt werden, kann das Einspannen durch eine Bedienungsperson, beispielsweise mittels einer Saugpistole, durchgeführt werden, wobei die Faser 1 durch die Fächerführungen 2 und optional die Führungen 3, durch die Changierfadenführung 15, um die Kontaktwalze 16, in den Spalt zwischen der Kontaktwalze und dem Spulenkern 7 und um den Spulenkern geführt wird. Während des Einspannens kann es hilfreich sein, den leeren Spulenkern 7 bei höheren Umdrehungen pro Minute laufen zu lassen als dies üblicherweise während des Spulens der Fall ist. Dadurch wird das elastomere Filament stärker gespannt, das straffer gespannte Filament kann von der Bedienperson leichter in die richtige Stellung gebracht werden. Nachdem das Filament erfolgreich auf den Spulenkern gewickelt wurde, kann die Geschwindigkeit auf die Spulbetriebsgeschwindigkeit reduziert werden.
Während des Spannens in den unteren Spulvorrichtungen A und B reicht die Spannung des Fadens, die vom Anspulen erzeugt wird, aus, um die Fäden jeweils entlang der Ausstoßstange 3a zu bewegen und jeweils vor den richtigen Führung 3b in Stellung zu bringen, und sie dann, wenn die Stange zurückgezogen wird, in die richtige Führung 3b in der Fächerführung 3 zu bewegen (siehe Fig. 3). Um das Spannen zu unterstützen, kann der Zylinder 21 (siehe Fig. 2) aktiviert werden, um die Leitzunge 25 aus der Stellung 25a in die Stellung 25b zu bewegen, wodurch die Faser 1 abgelenkt und aus der Changierfadenführung 15 bewegt wird. Wenn die Zunge wieder zurück in Stellung 25a bewegt wird, kann der Faden in die Changierfadenführung zurückkehren, so daß das Changierspulen beginnen kann.
In der in Fig. 1 dargestellten Spulvorrichtung 1 wird die Elastomerfaser 1 während des Spulens durch die Fächerführung 2 in die Changierfadenführung 15 geführt, dann im Uhrzeigersinn um die Kontaktwalze 16 und entgegen dem Uhrzeigersinn auf die Spule 11. Wenn eine Fadenreserve erwünscht ist (siehe Fig. 2), wird beim Anspulen die Zunge 25 mittels des pneumatischen Zylinders 21 aus der Stellung 25a in die Stellung 25b bewegt, und der Fadenreservearm 26 wird aus der Stellung 26a in die Stellung 26b (außerhalb der Ebene) bewegt, wobei der Faden aus der Changierfadenführung 15 und in eine Stellung nahe des Spulenkerns (nicht gezeigt) bewegt wird, wo das Spulen für eine festgelegte Zeit ohne Changieren durchgeführt wird. Wenn auf diese Weise die gewünschte Fadenreserve gebildet wurde, nimmt der Fadenreservearm wieder die Stellung 26a ein, die Zunge kehrt zur Stellung 25a zurück, der Faden 1 kehrt in die Changierfadenführung 15 zurück und das Changierspulen auf den Spulenkern beginnt.
In Fig. 1 stellen die Spulvorrichtungen A und B eine erste Spindelanordnung 5a in der ersten Spulstellung und eine zweite Spindelanordnung 5b in der Anlege/Abnahme- Stellung dar. Die Spulvorrichtungen C und D zeigen die erste Spindelanordnung 5a in der zweiten Spulstellung.
An der Spulvorrichtung A von Fig. 1 ist ein leerer Spulenkern gezeigt, auf dem eine Faser 1 angespult wird.
Die Spulvorrichtung B zeigte eine teilweise bewickelte Spule 11, wobei der Schwungarm 15 sich aufgrund des Drucks des wachsenden Spulenkörpers 1 auf die Kontaktwalze 15 nahe am Träger 19 befindet. Der pneumatische Flachzylinder 24 übt einen Widerstand gegen die Drehung des Schwungarms 18 um den Drehpunkt 20 aus. Für jeden Schwungarm ist ein Flachzylinder vorgesehen, mit anderen Worten, ein Zylinder vor dem Träger 19 und einer in der Nähe der Stirnfläche des Rahmens 10. Der Druck in den Flachzylindern wird mit einem elektropneumatischen Regler (nicht gezeigt) und einem programmierbaren Steuerungssystem (nicht gezeigt) auf einem oder mehreren festgelegten Werten gehalten. Der Druck in den Flachzylindern bestimmt wiederum den Druck der Kontaktwalze 16 gegen die Spule 11. Diese Kraft kann während des Spulens im wesentlichen konstant gehalten werden oder kann während des Spulens verändert werden, um ein Kraftprofil zu erzeugen. Abgesehen von den Stellungen des Schwungarms 18 und daher auch der auf ihm installierten Bauteile sind die Stellungen der Bauteile in der Spulvorrichtung B die gleichen wie in der Spulvorrichtung A, aber spiegelverkehrt angeordnet.
Die Spulvorrichtung der vorliegenden Erfindung kann für eine Reihe von Spulverfahren verwendet werden. Diese Verfahren schließen das Stufenpräzisionsspulen ein, bei dem das Spulverhältnis, also das Verhältnis der Drehgeschwindigkeit, UpM, der Spindelanordnung zur UpM der Changier-Hubscheibe, im wesentlichen konstant, aber vorzugsweise nicht-integral gehalten wird und schrittweise festgelegte Werte einnimmt, während der Spulenkörper anwächst; sowie das Zufallsspulen, bei dem das Spulverhältnis vom Anfang zum Ende der Spule variiert. Es können auch verschiedene andere Arten von Bildstörungen angewendet werden, um eine Bildwicklung zu minimieren.
Ein Sensor, beispielsweise ein Magnetpulssensor (nicht gezeigt), kann die UpM der Kontaktwalze 16 überwachen, wobei die UpM durch Einstellung der UpM der Spindelanordnung 5 im wesentlichen konstant gehalten werden kann. Während der Durchmesser des Spulenkörpers wächst, kann die UpM der Spindelanordnung 5 daher reduziert werden, um die richtige Spulgeschwindigkeit beizubehalten.
Bei Spulenkörpern, die größer sind als ein bestimmter Durchmesser, kann das Spulen in zwei gerasteten Stellungen durchgeführt werden, wobei die zweite Stellung in der Lage ist, einen größeren Enddurchmesser aufzunehmen als die erste Stellung. Die Drehung des Revolvers in die zweite Spulstellung kann an jedem geeigneten Punkt während des Spulens stattfinden, beispielsweise bei einem festgelegten Durchmesser des Spulenkörpers, einer festgelegten UpM der Spindelanordnung oder einer festgelegten Spuldauer. Ein spezielles Beispiel wäre die Überschreitung eines Spulendurchmessers von 170 mm. Der Durchmesser des Spulenkörpers kann anhand des Verhältnisses der Oberflächengeschwindigkeit der Kontaktwalze zur UpM der Spindel festgestellt werden. Die Drehung des Revolvers kann rasch in 1-60 Sekunden durchgeführt werden, im Vergleich zu mehreren Stunden Gesamt-Spulzeit pro Spulenkörper. Diese schnelle Bewegung des Revolvers zwischen einer begrenzten Zahl von gerasteten Spulstellungen vereinfacht den Drehmechanismus des Revolvers und das Spulsteuersystem. Natürlich geht das Spulen während der Revolverdrehung weiter, aber diese Drehung ist so schnell, daß mindestens etwa 99%, und vorzugsweise mindestens etwa 99,5% des Spulens in den gerasteten Stellungen erfolgt. Somit wird eine teilweise bewickelte Spule 11 von einem Punkt wie in Spulvorrichtung B von Fig. 1 gezeigt zu einem Punkt wie in Spulvorrichtung C von Fig. 1 gezeigt bewegt, wo das Spulen weitergehen kann. Während der Drehung des Revolvers aus einer früheren gerasteten Stellung in eine nachfolgende gerastete Stellung wird die Kontaktwalze 16 ausgeschwenkt, um den Kontakt mit der Oberfläche der bewickelten Spule aufrechtzuerhalten.
Wie in Fig. 5 für ein Zweistellungsspulen detaillierter gezeigt, wird eine teilweise bewickelte Spule aus der ersten gerasteten Spulstellung bei 28a in die zweite gerastete Spulstellung bei 28b gedreht. Der Spulenkörper bei 28a ist am Ende des Spulens in der ersten gerasteten Stellung angekommen, und der Spulenkörper bei 28b befindet sich am Beginn des Spulens in der zweiten gerasteten Stellung. Der Winkel theta (der "Bestreichungswinkel"), durch den während der Drehung des Revolvers aus einer gerasteten Spulstellung in die nächste gerastete Spulstellung eine imaginäre Linie, gezogen zwischen der Achse SA der Spindelanordnung (die mit der Achse eines Spulenkerns, der auf der Spindelanordnung installiert ist, zusammenfällt) und der Achse CR der Kontaktwalze, streicht, beträgt mindestens etwa 10º, beträgt vorzugsweise mindestens etwa 25º und beträgt stärker bevorzugt etwa 40º-50º. In Fig. 5 ist die imaginäre Linie in zwei Stellungen, L1 und L2, angezeigt, was zwei gerasteten Stellungen entspricht.
Die Spulvorrichtung D von Fig. 1 stellt eine Vollspule 23 dar, die zur Übernahme (das heißt, dem Spulwechsel des Filaments von einer Vollspule zu einem leeren Spulenkern) vorliegt. Dieser Punkt kann durch den gesamten. Zeitraum, in dem die Spule bewickelt wurde, durch die Spindel-UpM oder durch den Durchmesser der Spulenpackung bestimmt werden. Die relativen Lagen der Spulenkerne, des Spulenkörpers und anderer Komponenten sind im wesentlichen die gleichen wie in der Spulvorrichtung C (abgesehen vom Schwungarm 18 und den darauf installierten Komponenten), aber spiegelverkehrt zur Aufspulvorrichtung C dargestellt.
Wenn auf der nächsten zu bewickelnden Spule auch eine Fadenreserve gewünscht wird, wird bei der Vorbereitung der Übergabe durch die Aktivierung des Zylinders 21 (siehe Fig. 2) die Übergabezunge 25 aus der Stellung 25a in die Stellung 25b bewegt. Die Changierfadenführung führt die Faser nicht mehr changierend, daher wird eine kurze "Wulst" in der Nähe des Randes der Vollspulenoberfläche gebildet. Optional kann der Fadenreservearm 26 aus der Stellung 26a in die Stellung 26b (außerhalb der Ebene) bewegt werden, so daß das Filament auf den freien Teil des Spulenkerns und nicht auf die Spule selbst gepult wird.
Während der Übergabe kann, insbesondere bei elastomeren Garnen, der Revolver 4 aus der für die Spulvorrichtung D in Fig. 1 gezeigten Ausrichtung in eine Stellung hinter derjenigen, die für die Spulvorrichtung A in Fig. 1 gezeigt ist, drehen. Dies ist in den Fig. 6A und 6B gezeigt, wobei die angezeigten Teile der Spulvorrichtung wie oben angegeben numeriert sind. Fig. 6A zeigt die Spulvorrichtung mit einer Vollspule 23 unmittelbar vor der Übergabe. Fig. 6B zeigt die Spulvorrichtung während der Filamentübergabe. Der Revolver 4 hat sich über die erste Spulstellung hinaus gedreht, und das kontinuierliche Filament 1 kann nun um die Kontaktwalze 6, um den leeren Spulenkern 7 (der sich in der vom Pfeil 8b angegebenen Richtung dreht), und dann auf die Vollspule 23 laufen. Somit kann der Revolver vorübergehend in eine Stellung drehen, die jenseits der ersten gerasteten Spulstellung liegt, beispielsweise um bis zu etwa 90º-120º, um den Umschlingungswinkel der Kontaktwalze zu verringern und dadurch den Umschlingungswinkel des leeren Spulenkerns zu vergrößern, wodurch die Sicherheit und Effizienz der Übergabe erhöht wird. Während dieser Überdrehung besteht kein Kontakt zwischen dem einlaufenden oder nach oben laufenden Filament und dem auslaufenden oder abwärts laufenden Filament, und es ist auch kein mechanischer Arm nötig, um das einlaufende Filament um den leeren Spulenkern zu schieben. Diese Vereinfachungen verringern die Wahrscheinlichkeit von Garnwickeln und die mechanische Komplexität der Spulvorrichtung. Die Drehgeschwindigkeiten der Spindelanordnungen 5 können während der Übergabe je nach Wunsch erhöht oder gesenkt werden, um eine geeignete Fadenspannung aufrechtzuerhalten, um einen leeren Spulenkern auf die richtige Geschwindigkeit zu bringen, usw. Beispielsweise kann während der Garnübergabe und der Revolverdrehung aus einer Stellung, wie sie in Fig. 6A gezeigt ist, in eine Stellung, wie sie in Fig. 6B gezeigt ist, die Drehgeschwindigkeit der Vollspule 23 verringert werden, was es ermöglicht, daß sich eine Garnschlinge bildet, die sich um die leere Auflaufspule 7 wickelt. Wenn die Faser sich um den Spulenkern 7 zu wickeln beginnt, wird sie zwischen dem leeren Spulenkern 7 und der Vollspule 23 so weit gedehnt, daß sie reißt. Wenn die Garnübergabe abgeschlossen ist, dreht sich der Revolver wieder in die für Spulvorrichtung A in Fig. 1 gezeigte Stellung, und das Anspulen beginnt in der ersten Spulstellung. Dieses Zurückdrehen während der Garnübergabe stellt eine kurze Ausnahme von der im wesentlichen gemeinsam stattfinden Drehung des Revolvers und der Spindelanordnungen dar, wenn die Spulvorrichtung für das Spulen von elastomerem Filament verwendet wird.
Wenn auf einer Kontaktwalze 16 ein Faserwickel entsteht, verhindert die Wickelentfernungs-Führungsstange 17, daß das Wickelentfernungs-Werkzeug durch Reibung mit der Kontaktwalze in eine Stellung gebracht wird, wo das Werkzeug oder der Wickel die Changierfadenführung 15, die Hubscheibe 12 und andere in der Nähe befindliche Bauteile in Mitleidenschaft ziehen würden. Während der Übergabe kann Luft mit geringem Druck kurz durch den zentralen Hohlraum der Wickelentfernungs- Führungsstange und aus den Öffnungen in der Wand der Führungsstange zu jeder Vollspule 23 geblasen werden (am Punkt D in Fig. 6B), um zu verhindern, daß Garnschlingen und/oder abgerissene Filamente sich um die Kontaktwalze 16 schlingen. Während der Übergabe kann Luft auch auf den Faden zwischen dem leeren Spulenkern und der Vollspule geblasen werden (an Punkt C in Fig. 6B), so daß, wenn der Faden reißt, die zerrissenen Filamente auf ihre eigenen Spulen geblasen werden und sich nicht um die falschen Spulen winden.
Wie in Fig. 1 gezeigt, hat der Querschnitt des Übergabeschilds 6 die Form entgegengesetzt ausgerichteten Apizes und ist einstückig ausgebildet und fest konstruiert. Die rhombenförmige Kapsel in der Mittel verleiht dem Schild Festigkeit. Der Schild ist verschiebbar zwischen den Spindelanordnungen 5a und 5b installiert, so daß jeder Apex die entsprechende Spindelanordnung erreichen kann. Der Übergabeschild erfüllt zwei Funktionen: i) unmittelbar nach der Übergabe, wenn sich die Vollspule 23 immer noch dreht, und ihr Filament an der Außenseite immer noch herumwirbelt, nachdem es gerissen ist, verhindert der Schild, daß das freie Ende auf dem leeren Spulenkern 7 gefangen wird, und ii) wenn die Faser vom Arm 26 bei der Vorbereitung der Übergabe verschoben wird, und eine Fadenreserve auf den neuen Spulenkern gespult wird, verhindern Kerben (nicht gezeigt) am Ende des Schilds, daß die aufgespulte von der Außenfläche der Vollspule 23 abgezogen wird. Die Kerben haben etwa die halbe Breite der Vollspule. Der Übergabeschild beginnt automatisch auf die changierende Faser einzuwirken, wenn sich der Revolver 4 in Vorbereitung der Übergabe dreht.
An der Abnahme/Anlege-Stellung, wie für die Vollspule 23 an der Spulvorrichtung A in Fig. 1 gezeigt, wird die Abschiebanordnung 9 durch den pneumatischen Zylinder 9a (im Querschnitt an der Spulvorrichtung C gezeigt) nach vorne bewegt. Der Abschiebflügel 9c wird dabei gegen den Spulenkörper 23 gedrängt und schiebt den Spulenkörper von der Spindelanordnung 5 herunter. Falls gewünscht, kann eine Vielzahl von Spulenkörpern auf einmal von der Spindelanordnung abgeschoben werden.
Zurück zur Spulenvorrichtung A in Fig. 1: nachdem die Vollspule 23 von der Spindel 5 abgenommen wurde, wird der Übergabeschild 6 aus der Lage 6a in die Lage 6b geschoben, wie vom geraden Pfeil angezeigt, um sich dem wachsenden Durchmesser der neu bewickelten Spule auf dem Spulenkern 7 anzupassen.
Wenn nicht-elastomere Filamente aufgespult werden, weist die Spulvorrichtung einen großen Teil der gleichen Merkmale auf und wird auf ähnliche Weise betrieben wie beim Spulen von elastomeren Fasern. Darum werden hier nur die Unterschiede beschrieben. Die Unterschiede schließen ein, daß der Träger an der Seite des Rahmens und nicht an der Stirnfläche befestigt ist, daß der minimale Schwenkwinkel des Schwungarms kleiner ist (mindestens etwa 5º), daß mit Nuten versehene Spulenkerne verwendet werden, daß sich der Revolver gegenläufig zu den Spindelanordnungen dreht, daß während der Garnübergabe kein Überdrehen stattfindet, daß der Arm anders ausgestaltet und an anderer Stelle installiert ist, und daß der Bereich der Umschlingungswinkel um die Kontaktwalze anders ist, etwa 165º-220º.
Fig. 8A-D (für nicht-elastomere Fasern) ähneln den Abschnitten A-D von Fig. 1 (für elastomere Fasern), sind aber weniger detailliert und zeigen nur eine Ausrichtung der Spulvorrichtung und nicht die nebeneinander liegende, spiegelverkehrte Anordnung, die in Fig. 1 dargestellt ist.
Fig. 8A ähnelt dem Abschnitt A von Fig. 1, ist aber spiegelverkehrt dargestellt. Der leere, mit Nuten versehene Spulenkern 7 ist auf einer Spindelanordnung 5a installiert, und eine nicht-elastomere Faser 1 wird auf den leere Spulenkern angespult. Eine Vollspule 23 liegt zum Abnehmen vor, wonach der verschiebbare Übergabeschild 6 von der Spindelanordnung 5a weg und zur Spindelanordnung 5b hin bewegt werden wird. Während des Spulens dreht sich der Revolver schnell zwischen gerasteten Stellungen in Richtung des Pfeils 8c (in dieser Ausrichtung mit dem Uhrzeigersinn), und die Spindelanordnungen drehen sich in Richtung des Pfeils 8b (in dieser Ausrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn). Wenn nicht-elastomere Filamente auf die Spulvorrichtungen der Erfindung gespult werden, drehen sich also die Spindelanordnungen in entgegengesetzter Richtung ("gegensinnig") zu den Revolvern, auf denen sie installiert sind. In jeden Spulenkern ist eine Umfangsnut geschnitten (nicht gezeigt), um einen nicht-elastomeren Faden während der Garnübergabe zu fangen und festzuhalten, so daß die Faser reißt und auf dem leeren Spulenkern angespult wird.
Fig. 5B ähnelt dem Abschnitt B von Fig. 1 und zeigt eine teilweise bewickelte Spule 11, die gegen die Kontaktwalze 16 drückt und daher den Arm 18 etwas näher zur Vertikalen bewegt. Die Vollspule 23 ist nicht gezeigt, da sie bereits abgenommen wurde. Der verschiebbare Übergabeschild 6 wurde in die Nähe der Spindelanordnung 5b bewegt. Fig. 8C ähnelt dem Abschnitt C der Fig. 1 und zeigt einen Revolver 4, der sich in eine zweite gerastete Spulstellung in Richtung des Pfeils 8c gedreht hat. Der Schwungarm 18 hat sich infolgedessen in eine weniger vertikale Stellung bewegt. Fig. 8D ähnelt dem Abschnitt D von Fig. 1 (aber spiegelverkehrt) und zeigt eine Vollspule 23, die für die Garnübergabe zum leeren Spulenkern 7, der auf der Spindelanordnung 5b installiert ist, vorliegt. Aufgrund der Drehrichtung des Revolvers zwischen den gerasteten Stellungen ist der Umschlingungswinkel um die Kontaktwalze 16 bei nicht-elastomeren Fasern niedriger, etwa 165º-220º. Der Schwungarm hat sich wiederum in eine mehr vertikale Stellung bewegt.
Wie in Fig. 7 gezeigt, wurde der leere Spulenkern 7 während der Garnübergabe in Anlage zur nicht-elastomeren Faser 1 gebracht, indem sich der Revolvers 4 in Richtung des Pfeils 8c in die erste gerastete Spulstellung bewegte, und die Spindelanordnung 5 dreht sich in Richtung 8b gegenläufig zur Richtung des Pfeils 8c ebenso wie gegenläufig zur Bewegung des Filaments 1. Das Filament wird zwischen der Vollspule 23 und dem leeren Spulenkern 7 abgerissen, nachdem es von einer halbumfänglichen Nut (nicht gezeigt) im Spulenkern gefangen wurde, und die Faser beginnt dann, sich auf den neuen Spulenkern zu wickeln. Eine "Über"-Drehung während der Garnübergabe ist nicht notwendig, wenn nicht-elastomere Fasern aufgewickelt werden.
Ein weiterer Unterschied zwischen den Spulvorrichtungen für elastomere und nicht-elastomere Fasern besteht in der Stelle, an der der Fadenreservearm installiert wird, und in seiner Ausgestaltung. In den Fig. 7 und 8 ist der Arm 29 auf einem Träger 19c installiert, der seinerseits an der Seitenfläche (nicht gezeigt) der Spulvorrichtung installiert ist. Während der Garnübergabe (Fig. 7) schwenkt er so, daß die Fadenreserveplatte 29a in den Weg des Filaments 1 zwischen der Spindelanordnung 5a und dem Übergabeschild 6 eintritt. Eine weitere Ansicht der Fadenreserveplatte 29a ist in Fig. 9 gezeigt, wobei der Fadenreservearm 29 auf dem Träger 19c installiert ist. Es ist zu sehen, daß die Platte eine Sägezahnkante und eine kleine Kerbe 30 am Boden jedes Sägezahns aufweist. Die Platte 29a ist in Beziehung zu leeren Spulenkernen 7 gezeigt, in die halbumfängliche Nuten oder Schlitze 32 geschnitten wurden. Es ist gezeigt, daß die Spulenkerne 7 auf der Spindelanordnung 5 installiert sind.
Während des Betriebs, nachdem die Platte 29a die Filamente eingefangen hat und jede Faser in einer Kerbe 30 in einen Sägezahn gerutscht ist, kann die Platte vorübergehend entlang ihrer Achse in die Richtung, die vom Pfeil 31 gezeigt wird, bewegt werden, so daß die Filamente über die Nut 32 in dem sich drehenden Spulenkern 7 gestreift werden, wo sie gefangen werden. Diese Streifbewegung erhöht die Zuverlässigkeit und Präzision der Übergabe. Die fortlaufende Drehung der Spindelanordnung 5 verstreckt die Filamente zwischen den Spulenkernen 7 und der Vollspule (nicht gezeigt), bis die Fasern reißen.

Claims

1. Spulvorrichtung zum Spulen von kontinuierlichen synthetischen elastomeren Filamenten, umfassend:

(a) einen Rahmen (10) mit einer Stirnfläche;

(b) einen Träger (19), der an der Stirnfläche und senkrecht zur Stirnfläche installiert ist;

(c) einen angetriebenen Revolver (4) der eine Achse aufweist und drehbar an der Stirnfläche installiert ist;

(d) eine erste angetriebene Spindelanordnung (5a), die eine Achse aufweist, und eine zweite angetriebene Spindelanordnung (5b), wobei die Spindelanordnungen drehbar an gegenüberliegenden Seiten der Revolver-Achse am Revolver installiert und so ausgelegt sind, daß Spulenkerne an ihnen installiert werden können;

(e) eine frei drehbare Kontaktwalze (16), die eine Achse aufweist und im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Spindelanordnungen und unterhalb einer horizontalen Ebene, in der die Revolverachse liegt, installiert ist; und

(f) eine Changieranordnung, die eine Hubscheibe (12) umfaßt, die achsenparallel und angrenzend an die Kontaktwalze installiert ist, so daß Filament; das durch die Changieranordnung läuft, entlang der Kontaktwalze hin und her laufen kann, wobei die Changieranordnung und die Kontaktwalze auf einem Pendelschwungarm (18) installiert sind, der schwenkbar auf dem Träger installiert ist und der durch einen Bereich von mindestens 7º geschwenkt werden kann;

wobei der Revolver, die ersten und zweiten Spindelanordnungen, der Schwungarm, die Changieranordnung und die Kontaktwalze so installiert sind, daß

(i) die Drehung des Revolvers in eine erste gerastete Spulstellung einen Spulenkern, der an der ersten Spindelanordnung installiert ist, gegen die Kontaktwalze drängen kann, um die Spule teilweise zu bewickeln, (ii) während der schnellen Drehung des Revolvers in und zwischen 1 bis 4 aufeinanderfolgende(n) gerastete(n) Spulanordnungen die teilweise bewickelte Spule auf der ersten Spindelanordnung in Kontakt mit der Kontaktwalze verbleiben kann;

(iii) die Drehung des Revolvers in eine letzte Stellung die Spule auf der ersten Spindelanordnung zum Abnehmen vorlegen und einen Spulenkern auf der zweiten Spindelanordnung für ein Spulen in der ersten Stellung gegen die Kontaktwalze drücken kann;

(iv) der Filament-Umschlingungswinkel um die Kontaktwalze etwa 180º bis 225ºC beträgt; und

(v) das Spulen zu mindestens 99% an den gerasteten Spulstellungen stattfindet;

2. Spulvorrichtung nach Anspruch 2 mit zwei aufeinanderfolgenden gerasteten Spulstellungen, wobei:

(a) der Schwungarm (18) um mindestens etwa 10º verschwenkt werden kann;

(b) während jeder Drehung des Revolvers aus der ersten gerasteten Spulstellung in eine erste folgende Spulstellung und eine zweite. folgende Spulstellung der Bestreichungswinkel mindestens etwa 35º beträgt; und

(c) die Revolver- und Spindelanordnungen sich während des Spulens gemeinsam drehen.

3. Spulvorrichtung nach Anspruch 2 mit einer folgenden gerasteten Spulstellung, wobei während der Drehung des Revolvers aus der ersten gerasteten Spulstellung in die erste folgende gerastete Spulstellung der Bestreichungswinkel 40º-50º beträgt.

4. Spulvorrichtung nach Anspruch 2, außerdem eine auf dem Rahmen installierte Spulen-Abschiebanordnung (9) und einen einstückigen, feststehenden, gekerbten Übergabeschild in Form von einander entgegengesetzt ausgerichteten, miteinander verbunden Apizes umfassend, wobei der Übergabeschild auf dem Revolver verschiebbar installiert ist.

Spulvorrichtung nach Anspruch 2, außerdem eine Übergabezunge (25), eine Fadenreserve-Hubscheibe und einen Fadenreservearm (26), der auf dem Schwungarm installiert ist, umfassend, wobei ein Ende der Kontaktwalze auf einer Lagerfutterschiene gelagert ist.

6. Gruppe von zwei Spulvorrichtung nach Anspruch 2, zueinander in vertikaler Beziehung angeordnet, wobei eine sebstspannende Führung auf dem Träger installiert ist, und eine Ausstoßstange (3a) neben der Führung installiert ist, so daß, wenn sie nach vorne bewegt wird, die Stange verhindert, daß die Filamente in die Führung geraten.

7. Verfahren zum Spulen von synthetischen kontinuierlichen elastomeren Filamenten, die folgenden Schritte umfassend:

(a) Leiten des Filaments durch eine Hubscheiben-getriebene Changierfadenführung und um eine Kontaktwalze, die eine Achse aufweist, mit einem Umschlingungswinkel von etwa 180º-225ºC;

(b) Spulen des Filaments auf einen ersten gerasteten Spulenkern in einer ersten Spulstellung, um eine teilweise bewickelte Spule zu bilden;

(c) schnelles Bewegen der teilweise bewickelten Spule in und zwischen 1 bis 4 aufeinander folgende(n) gerastete Spulstellungen;

(d) Spulen des Filaments auf die teilweise bewickelte Spule an jeder folgenden gerasteten Spulstellung, um eine Vollspule zu bilden, wobei das Spulen zu mindestens etwa 99% an den gerasteten Spulstellungen stattfindet;

(e) schnelles Bewegen der Vollspule in eine letzten zum Abnehmen und gleichzeitiges Bewegen eines zweiten Spulenkerns in die erste Spulstellung;

(f) Übergeben des Filaments von der Vollspule zum zweiten Spulenkern; und

(g) Spulen des Filaments auf den zweiten Spulenkern.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei:

(a) in Schritt (c) die teilweise bewickelte Spule schnell in und zwischen zwei aufeinander folgende(n) gerastete Spulstellungen bewegt wird;

(b) während jeder folgenden Bewegung der Bestreichungswinkel mindestens ungefähr etwa 35º beträgt; und

(c) diese Bewegung in der gleichen Richtung verläuft wir die Spulrichtung des Spulenkerns.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei in Schritt (c) die teilweise bewickelte Spule schnell in eine folgende gerastete Spulstellung bewegt wird, und wobei während dieser Bewegung der Bestreichungswinkel etwa 40º-50º beträgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren den zusätzlichen Schritt des vorübergehenden Bewegens des zweiten Spulenkerus in eine Stellung jenseits der ersten Spulstellung umfaßt, während das Filament von der Vollspule zum zweiten Spulenkern übergeben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, außerdem die folgenden Schritte umfassend:

(a) Abnehmen der Vollspule von der Spulvorrichtung;

(b) Befestigen eines zweiten, leeren Spulenkerns in der letzten Stellung auf der Spulvorrichtung; und

(c) Verschieben eines einstückigen, feststehenden, gekerbten Übergabeschildes in Form von entgegengesetzt zueinander ausgerichteten, miteinander verbundenen Scheiteln aus einer Stellung neben dem zweiten Spulenkern in eine Stellung neben dem leeren Spulenkern.

12. Spulvorrichtung zum Spulen von kontinuierlichen synthetischen nicht-elastomeren Filamenten, umfassend:

(a) einen Rahmen (10) mit einer Stirnfläche und einer Seitenfläche;

(b) einen Träger (19), der an der Seitenfläche und senkrecht zur Stirnfläche installiert ist;

(c) einen angetriebenen Revolver (4), der eine Achse aufweist und der drehbar an der Stirnseite installiert ist;

(d) eine erste angetriebene Spindelanordnung (5a), die eine Achse aufweist, und eine zweite angetriebenen Spindelanordnung (5b), wobei die Spindelanordnungen an einander gegenüberliegenden Seiten der Revolverachse drehbar an dem Revolver installiert sind, und wobei auf ihnen mit Nuten versehene Spulenkerne installiert werden können;

(e) eine frei drehbare, freitragende Kontaktwalze (16), die eine Achse aufweist und die im wesentlichen parallel zu den ersten und zweiten Spindelanordnungen und unterhalb einer horizontalen Ebene, in der die Revolverachse liegt, installiert ist; und

(f) eine Changieranordnung, umfassend eine Hubscheibe (12), die achsenparallel und neben der Kontaktwalze installiert ist, so daß Filament, das durch die Changieranordnung läuft, entlang der Kontaktwalze changieren kann, wobei die Changieranordnung und die Kontaktwalze an einem Pendelschwungarm (18) installiert sind, der schwenkbar auf dem Träger installiert ist und der um mindestens etwa 5º verschwenkt werden kann;

wobei der Revolver, die ersten und zweiten Spindelanordnungen, der Schwungarm, die Changieranordnung und die Kontaktwalze so installiert sind, daß:

(i) die Drehung des Revolvers in eine erste gerastete Spulstellung einen mit Nuten versehenen Spulenkern, der auf der ersten Spindelanordnung installiert ist, gegen die Kontaktwalze drängen kann, um eine Spule teilweise zu bewickeln;

(ii) während der schnellen Drehung des Revolvers in und zwischen eine bis vier aufeinanderfolgende(n) gerastete Spulstellungen die teilweise bewickelte Spule auf der ersten Spindelanordnung in Kontakt mit der Kontaktwalze verbleiben kann;

(iii) die Drehung des Revolvers in eine letzten Stellung die Spule auf der ersten Spindelanordnung für das Abnehmen vorlegen kann und einen mit Nuten versehenen Spulenkern auf der zweiten Spindelanordnung für ein Spulen in der ersten Stellung gegen die Kontaktwalze drängen kann; (iv) der Filament-Umschlingungswinkel um die Kontaktwalze etwa 165º-220º beträgt.

(v) das Spulen zu mindestens etwa 99% in den gerasteten Stellungen stattfindet; und

(vi) sich der Revolver und die Spindelanordnungen gegensinnig drehen.

13. Spulvorrichtung nach Anspruch 12 mit zwei aufeinander folgenden gerasteten Spulstellungen, wobei während der Drehung des Revolvers aus der ersten Spulstellung in die erste folgende Spulstellung und zwischen dieser ersten folgenden Spulstellung und einer zweiten folgenden Spulstellung der Bestreichungswinkel mindestens etwa 35º beträgt.

14. Spulvorrichtung nach Anspruch 13, außerdem eine auf dem Rahmen installierte Spulen-Abstreifvorrichtung (9) und einen einstückigen, feststehenden, gekerbten Übergabeschild in Form von einander entgegengesetzt ausgerichteten, miteinander verbundenen Scheiteln umfassend, wobei der Übergabeschild verschiebbar auf dem Revolver installiert ist.

15. Spulvorrichtung nach Anspruch 13, außerdem eine auf dem Schwungarm installierte Übergabezunge (25) mit glatten Rändern und einen auf dem Träger installierten Fadenreservearm umfassend.

16. Verfahren zum Spulen von kontinuierlichem synthetischem nicht-elastomerem Filament, die folgenden Schritte umfassend:

(a) Führen des Filaments durch eine Hubscheiben-getriebene Changierführung und um eine Kontaktwalze, mit einem Umschlingungswinkel von etwa 165º bis 220ºC;

(b) Spulen des Filaments auf einen ersten mit Nuten versehenen Spulenkern in einer ersten gerasteten Spulstellung, um eine teilweise bewickelte Spule zu bilden;

(c) schnelles Bewegen der teilweise bewickelten Spule in und zwischen eine bis vier aufeinanderfolgende(n) gerasteten Spulstellungen, wobei die Bewegungsrichtung der Richtung der Spulenkern-Bewicklung entgegengesetzt ist;

(d) Spulen des Filaments auf die teilweise bewickelte Spule an jeder folgenden gerasteten Spulstellung, um eine Vollspule zu bilden, wobei das Spulen zu mindestens etwa 99% in den gerasteten Spulstellungen stattfindet;

(e) schnelles Bewegen der vollständig bewickelten Spule in eine letzte Stellung für das Abnehmen und gleichzeitiges Bewegen eines zweiten mit Nuten versehenen Spulenkerns in die erste Spulstellung;

(f) Übergaben des Filaments von der Vollspule zum zweiten Spulenkern; und

(g) Spulen des Filaments auf den zweiten Spulenkern.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei in Schritt (c) die teilweise bewickelte Spule schnell in und zwischen zwei aufeinander folgende(n) gerastete Spulstellungen bewegt wird, und wobei während jeder solchen Bewegung der Bestreichungswinkel mindestens etwa 35º beträgt.

18. Verfahren nach Anspruch 17, außerdem die folgenden Schritte umfassend:

(h) Abnehmen der Vollspule von der Spulvorrichtung;

(i) Befestigen eines zweiten, leeren, mit Nuten versehenen Spulenkerns in der letzten Stellung auf der Spulvorrichtung und

(j) Verschieben eines einstückigen, Z-förmigen, feststehenden, mit Nuten versehenen Übergabeschilds aus einer Stellung neben dem zweiten Spulenkern in eine Stellung neben dem leeren Spulenkern.