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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung eines
Spannungsausgleichs und einer Falschdrehung in einem Spinnband
und zur Ablage des Spinnbandes in Form einer Kreuzwicklung auf
einer sich aufbauenden Spule mittels eines
Bewicklungsschlittens in einer Gillbox oder in einer abgeleiteten Maschine. In
der nachstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen wird der
Begriff "Spinnband" durchgehend verwendet, um ein textiles
Faservorgespinst, ein textiles Faserspinnband oder jegliche
andere Ansammlung textiler Fasern zu bezeichnen.
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In einer Gillbox mit Spinnbandsammlung auf Spulen
herkömmlicher Art wird die Wicklung durch Aufwickeln des Spinnbandes
auf einer freilaufenden Walze aufgebaut, die durch eine oder
mehrere Riffelwalzen in Umdrehung versetzt wird, mittels einer
Falschdreheinrichtung, die angeordnet ist, um dem Spinnband
eine Verrundung und eine Festigkeit zu verleihen, und um ein
Vereinzeln beim nachfolgenden Abwickeln zu ermöglichen.
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Es ist bekannt, daß das Spinnband, während es von der
Ausgangskalandereinheit der Gillbox zu dem Aufwickelsystem
gefördert wird, der notwendigen Sammelspannung unterworfen werden
muß, um eine kompakte Spule zu bilden. Die Aufwicklung muß
daher bei möglichst hoher Verdichtung der Spinnbandfasern
erfolgen, so daß die Kohäsion zwischen den Fasern das Auftreten
eines Fehlabrisses in dem Stück des Spinnbandes zwischen
seinem Ausgang aus der Gillbox und seiner Ablagerung auf der
Oberfläche der sich aufbauenden Spule nicht zuläßt. Das die
Kalandereinheit verlassende Spinnband ist oftmals brüchig, da
die es bildenden Fasern kurz sind oder durch geringe
Verdrehung zusammengehalten sind. Das Spinnband ist auch einer
zyklischen Veränderung des Abstandes zwischen dem festen Punkt
des Ausgangs aus der Kalandereinheit der Gillbox und der sich
bewegenden Wickelgarnführung unterworfen, die mit einer Hin-
und Herbewegung entlang der sich aufbauenden Spule angetrieben
wird. Diese Veränderung des Sammelabstandes darf keine
Spinnbandspannung hervorrufen, die die Eigenschaften des
Spinnbandes hinsichtlich seiner Abmessungen und seiner Qualität
zwischen dem Kalanderausgang und dem Punkt, an dem der
Aufwickelvorgang stattfindet, verändert. Relativ große
Spannungsveränderungen könnten auch zu Spinnbandrissen führen. Es ist
auch klar, daß ein Riß dieser Art den Herstellungsvorgang
unterbricht und die Hilfe von Wartungspersonal fordert.
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Die Arbeitskosten einer derartigen Nothilfe ist ein
beträchtlicher Faktor bei der Berechnung der Herstellungskosten. Es
wurden bereits unterschiedliche Lösungen vorgeschlagen, um
dieses Aufwickelproblem zu lösen. In der US-A-3 670 978 wird
beispielsweise vorgeschlagen, das Spinnband durch einen
Zwischenführungsring hindurchzuleiten, der zwischen dem
Ausgang der Gillbox-Kalandereinheit und dem Aufwickelsystem in
einer Weise beweglich angeordnet ist, daß die Summe des
Abstandes zwischen dem Ring und dem Kalanderausgang sowie dem
Abstand zwischen dem Ring und der Spinnbandführung stets
konstant ist. Unterschiedliche Systeme, die auf dem gleichen
Prinzip basieren, wurden auch vorgeschlagen und konstruiert,
und umfassen beispielsweise Schwenkverbindungshebel oder
ähnliche Elemente, die in der Lage sind, die gewünschte
Verbindung herzustellen. Allerdings haben alle diese Lösungen
Nachteile, da sie die hin- und hergehende Bewegung relativ
großer Massen beinhalten und bei den derzeitigen
Hochgeschwindigkeitsmaschinen nicht angewendet werden können;
nicht nur aufgrund der damit verbundenen hohen Menge an
Energie und dem schnellen Verschleiß der unterschiedlichen
Teile, sondern auch weil Vibration und daraus herrührende
Ermüdungsfehler auftreten können. Von der Anmelderin wurden
viele Versuche unternommen, um eine Spinnbandspule mit einer
möglichst gleichförmigen Wicklung zu erzielen. Ein typisches
Beispiel dieser praktischen Versuche durch die Anmelderin ist
in der EP-A-0 295 731 beschrieben, die ein Dokument nach dem
Stand der Technik gemäß EPÜ Art. 54(3) darstellt. Die in
diesem Dokument beschriebene Vorrichtung umfaßt wenigstens ein
drehendes Spiralelement und ein aktiv verdrehendes Element,
das durch einen sich drehenden Trichter gebildet ist, wobei
das erste Element bezüglich des zweiten aufstromliegend
angeordnet ist, wobei beide Elemente zusammenwirken, um das
dichte, abgerundete Spinnband auf der Sammelspule aufzuwickeln
und das Spinnband stets einem elastischen Ausgleich für die
wiederkehrenden Längenänderungen des Abstandes zwischen den
zwischenliegenden Wickelpunkten und den Endwickelpunkten der
sich aufbauenden Spule zu unterwerfen. Diese Vorrichtung
arbeitet verglichen mit den davor vorgeschlagenen Anordnungen
aus dem Stand der Technik gut, allerdings könnte ihre
Arbeitsweise verbessert werden. Die Anwendung der vorstehend
beschriebenen Vorrichtung wurde insoweit nicht als vollständig
zufriedenstellend beachtet, als bei der Verwendung bestimmter
Spinnbandarten eine nicht gleichförmige Drehung wegen der
komplizierten Führung des Spinnbandes entlang der
feststehenden
Windungen des in dieser Vorrichtung vorhandenen
Spiralelementes erzielt wird. Diese Auswirkung, obwohl sie sehr
begrenzt ist, ist unerwünscht, da sie das Erscheinungsbild des
Spinnbandes beeinträchtigt und zusätzlich einen fehlerhaften
Abzug hervorrufen kann, der die Festigkeit des gesammelten
Spinnbandes während dessen Abwickeln in der nachfolgenden
Verarbeitungsstufe beeinflußt.
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Unter Berücksichtigung dieser und der davor genannten
Unzulänglichkeiten und Nachteile besteht die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung darin, eine verbesserte Vorrichtung der
zuletzt genannten Art bereitzustellen, die in der Lage ist, das
Spinnband auf die Oberfläche der sich aufbauenden Spule zu
führen, während sie gleichzeitig die Längenänderung durch das
Einbringen einer großen Anzahl von Verdrehungen ausgleicht,
die das Spinnband während der gesamten Kreuzwicklung
widerstandsfähig und elastisch machen, so daß das
Spiralelement der Vorrichtung die vorgenannten Nachteile nicht
erleidet. Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung
eine Vorrichtung vorgeschlagen, die die in Anspruch 1
definierten Merkmale aufweist. Weitere bevorzugte Merkmale der
Vorrichtung sind in den Unteransprüchen definiert.
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Das Spiralelement der Vorrichtung besteht aus einer Röhre oder
einem Draht aus Federstahl oder einem anderen verschleißarmen
Material, das schraubenförmig gewunden ist, wobei die Steigung
und die Anzahl der Windungen von der Art und dem Gewicht des
zu verarbeitenden Materials abhängen. Wenn das Spiralelement
einfach aus einem Stahldraht oder einem Stahlrohr besteht, hat
es eine minimale Trägheit und beeinflußt daher die schnellen
Bewegungsumkehrungen des Bewicklungsschlittens nicht
wesentlich. Das sich drehende Spiralelement bringt eine große Anzahl
von Verdrehungen ein, die teilweise von der Verdrehungswirkung
seiner Schraubenwindungen und teilweise von seiner Drehung um
sich selbst herrühren. Dies ruft die notwendige Bindung und
Kompaktheit der Spinnbandfasern hervor, um sicherzustellen,
daß das Spinnband, wenn es während des Kreuzwicklungsvorgangs
unter Spannung steht, elastisch reagiert. Genauer gesagt,
führt die Drehspirale das Spinnband zu seiner Sammlung auf der
Oberfläche der sich aufbauenden Spule, während es gleichzeitig
dem Spinnband eine sich rückwärts zu der Kalandereinheit
erstreckende Verdrillung mitgibt. Diese Verdrillung, die sich
entlang des Abschnittes erstreckt, der von dem Spiralelement
aufstromliegend bis zum Ausgang von der Kalandereinheit
reicht, ist entlang von Spinnbandabschnitten geringeren
Querschnitts konzentriert, um so ihre gegenüber anderen
Abschnitten mit größerem Querschnitt geringe Festigkeit auszugleichen.
Es ist offensichtlich, daß dies die Festigkeit entlang des
gesamten Spinnbandes gleichmäßig gestaltet und Abschnitte mit
geringerer Torsionsfestigkeit ausschließt, die aufgrund einer
Unterbrechung des Herstellungsvorgangs leicht reißen können,
was einige der vorgenannten Konsequenzen zur Folge hat.
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Die durch das sich drehende Spiralelement dem Spinnband an
seinem Ausgang von der Kalandereinheit mitgegebene Verdrillung
hält daher die Faserteilchen des Spinnbandes in vorteilhafter
Weise zusammengebunden und ermöglicht es, daß das Spinnband
durch elastische Längung gespannt wird, um einen vollkommenen
Ausgleich für die Längenänderung zu schaffen, ohne dabei die
Gefahr eines fehlerhaften Abzugs hervorzurufen.
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Aufgrund der einfachen und leichten Gestaltung des sich
drehenden Spiralelementes kann die Aufwickelleistung der
Maschine erheblich gesteigert werden und die Kosten der
Maschine erheblich verringert werden. Die Drehung des
Spiralelementes um sich selbst trägt zu einer erheblichen
Verbesserung der Verdrillung des gesammelten Spinnbandes bei
und bewirkt dessen vollkommene Verrundung. In dieser Hinsicht
wurde festgestellt, daß das Drehen des
Spiralgarnführungselementes um seine Achse eine Verdrillung hervorruft, die in
einer gleichförmig verteilten Weise weitergeleitet wird, um
demzufolge eine Beständigkeit des Querschnitts des
Faserspinnbandes beim fortlaufenden Aufwickeln hervorzurufen, um so
das sogenannten "Verheiraten" zu vermeiden, d.h. das
Aneinanderkleben flacher Fasern, was Unregelmäßigkeiten während der
nächsten Verarbeitungsverfahrensstufe hervorruft, bei der die
Spule abgewickelt wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung ist nachstehend durch ein nicht
einschränkendes Beispiel unter Bezugnahme auf die einzige beigefügte
Zeichnung beschrieben.
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In der Zeichnung ist 2 eine unterbrochene Linie, die
schematisch die Gillbox oder eine nachgeordnete Maschine bezeichnet;
ist 1 die Kalandereinheit, die als Fördermittel für das
Spinnband wirkt, das aus der Gillbox 2 austritt; ist 7 die
Druckrolle der Kalandereinheit 1, die zusammen mit der Rolle 8 das
Faserspinnband 9 aus dem Abzugsbereich herauszieht; ist 9 das
textile Faserspinnband, das im wesentlichen aus einer mehr
oder weniger zahlreichen Ansammlung textiler Fasern
unterschiedlicher Länge besteht; ist 3 ein sich drehendes
Spiralelement in Gestalt einer Schraubenfeder mit einer oder
mehreren Windungen, das einen Innendurchmesser hat, der positiv
oder höchstens negativ ist, und das eine Ganghöhe aufweist,
das von der Faserart und dem Gewicht des zu verarbeitenden
Spinnbandes abhängt. Das Spiralelement 3 hat zwei Enden, von
denen eines mit der Drehbuchse 6 verbunden ist und das andere
an der Verdichtungsbuchse 14 befestigt ist; 19 ist die Platte
zum Verbinden und Haltern der Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung mit bzw. an dem Bewicklungsschlitten 20, der geführt
ist, um sich parallel zur Achse der sich aufbauenden Spule 16
zu bewegen; 24 ist die Buchse, die entlang der zylindrischen
Führungsstange 22 bewegbar ist, die parallel zur Achse 30 der
Antriebsrolle 32 für die sich aufbauende Spule angeordnet ist;
26 ist die profilierte Trägerplatte für die gesamte
Vorrichtung und mit einer hin- und hergehenden Bewegung entlang einer
querverlaufenden Bahn angetrieben, die im wesentlichen mit der
gewünschten axialen Länge der Spule 16 übereinstimmt; 4 ist
die Lageranordnung, die es dem Buchsenelement 6 erlaubt,sie um
sich selbst zu drehen, während es durch den hin- und
hergehenden Schlitten 20 dazu veranlaßt wird, sich kontinuierlich
hinund herzubewegen; 5 ist das sich nicht drehende äußere Gehäuse
des Elementes 6; 18 ist die geeignet geformte, mit Rillen
versehene Rolle, die durch die Wirkung eines Rundriemens 12
oder eines ähnlichen Elementes und in Zusammenwirkung mit der
Rückseite oder Führung 15 die Drehbewegung des Elementes 6
durch deren Ableiten von der hin- und hergehenden Bewegung
erzeugt; 14 ist die Verdichtungsbuchse mit einer Innenfläche
mit einem sphärischen, konischen oder kegelstumpfförmigen
Profil, das sich längs der Richtung verjüngt, in der das
Spinnband 9 auf der Spule 16 aufgesammelt wird. Die
nachstehend unter Bezugnahme auf die Figur gegebene
Funktionsbeschreibung bezieht sich insbesondere auf die Vorrichtung
gemäß der Erfindung, während die Elemente oder Teile, die
während des Betriebs zusammen oder gegeneinander wirken, nicht
beschrieben sind, da diese für sich bekannt sind.
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Das Spinnband, das Vorgespinst oder die Faseransammlung, die
die Kalandereinheit 1 verläßt, wird in die Spirale 3 entlang
ihrer Achse eingeführt und durch die Verdichtungsbuchse 14
gefördert, um am Umfang der Spule 16 auf der Wickelspindel 28
gesammelt zu werden. Die durch die Drehung des Spiralelementes
3 und durch die Reibung entlang der Innenfläche seiner
Schraubenwindungen hervorgerufene Verdrillung wandert schnell und
kontinuierlich bis zu den Rollen 7 und 8 zurück, um dem
Spinnband die Drehdichte mitzugeben, um es unter der
wechselnden Spannung elastisch zu machen, die in einer
Kreuzwicklung vorhanden ist. Eine bevorzugte Ausführungsform der
Erfindung wurde vorstehend beschrieben, allerdings können die
Gestalt und die Abmessungen der Teile verändert werden, oder
der Draht des Spiralelementes kann eine andere als eine runde
Querschnittsgestalt haben, z.B. eine ovale, rechteckige oder
dgl., ohne daß der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung,
wie er nachstehend beansprucht ist, verlassen wird.