EP3241793B1 - Flügelrad-fadenverlegevorrichtung sowie spulmaschine mit hubweitenverstellung und adaptiver fadenführungseinheit - Google Patents

Flügelrad-fadenverlegevorrichtung sowie spulmaschine mit hubweitenverstellung und adaptiver fadenführungseinheit Download PDF

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EP3241793B1
EP3241793B1 EP16167954.3A EP16167954A EP3241793B1 EP 3241793 B1 EP3241793 B1 EP 3241793B1 EP 16167954 A EP16167954 A EP 16167954A EP 3241793 B1 EP3241793 B1 EP 3241793B1
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EP
European Patent Office
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thread
impellers
impeller
yarn
adjustment
Prior art date
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EP3241793A1 (de
Inventor
Marcel Christe
Claudio Hofer
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SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
Original Assignee
SSM Schaerer Schweiter Mettler AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/2836—Traversing devices; Package-shaping arrangements with a rotating guide for traversing the yarn
    • B65H54/2839—Traversing devices; Package-shaping arrangements with a rotating guide for traversing the yarn counter rotating guides, e.g. wings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H54/00—Winding, coiling, or depositing filamentary material
    • B65H54/02—Winding and traversing material on to reels, bobbins, tubes, or like package cores or formers
    • B65H54/28—Traversing devices; Package-shaping arrangements
    • B65H54/2848—Arrangements for aligned winding
    • B65H54/2854—Detection or control of aligned winding or reversal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2701/00—Handled material; Storage means
    • B65H2701/30—Handled filamentary material
    • B65H2701/31—Textiles threads or artificial strands of filaments

Definitions

  • an impeller yarn laying apparatus which has been proven in practice not least because of its simple structural design and its reliability.
  • This thread laying devices are characterized by two opposing rotatable impellers off.
  • the impellers usually each have two or three wings, which extend away from the axis of rotation of the respective impeller in the radial direction.
  • the foundedspulende on the yarn tube thread is performed during the winding process in constant change to the wings of the one and the other impeller and is thereby reciprocated in the sense of a traversing movement relative to the coil in the direction of the longitudinal axis in rapid succession.
  • the thread guide is usually designed as a so-called bow disc.
  • the wings of the impellers emerge during the winding process from the thread guide contour and occur in the area of immersion points back into the thread guide contour.
  • a yarn transfer between the impellers and a consequent stroke reversal of the traversing movement of the thread takes place approximately in the region of the immersion points of the wings of the impellers. These yarn transfer points coincide in an orthogonal direction to the longitudinal axis of the yarn tube with the reversal points of the traversing movement of the yarn.
  • the aforementioned crossing angle must be at least 1 ° to 2 ° in order to ensure locally sufficiently precise and reproducible yarn transfer. This is the case when the radius of the guide contour is larger than the radius of the respective rotation circle of the two impellers.
  • the shape of the thread guide contour is selected taking into account the so-called thread triangle.
  • this thread triangle is understood to mean the fact that the thread length between a central feed point of the thread and the yarn tube on the Reversal points of the traversing movement of the thread is largest and in the middle between these reversal points smallest.
  • impeller thread laying devices in which the yarn can be reciprocated with a variable stroke length with respect to the yarn tube.
  • the axial position of the reversal points of the traversing movement of the yarn can be varied relative to the yarn tube.
  • the threads can be wound on different yarn packages on the one hand.
  • yarn or filament wound can be produced with side edges which are curved or aligned obliquely to the longitudinal axis of the yarn tube.
  • Such an impeller thread laying device is for example from the WO 2015 007 339 A1 known.
  • the known impeller thread laying device is designed for a defined standard stroke (basic stroke) and adjusted accordingly.
  • the thread can therefore not always be guided along the thread guide contour with the required precision in the critical reversal points of the traversing movement. This can lead to disruptions of the winding process or of the respective winding pattern of the yarn to be wound up on the yarn tube.
  • the task relating to the thread-laying device is achieved by a thread-laying device having the features specified in claim 1.
  • the winding machine according to the invention has the features specified in claim 10.
  • Preferred embodiments of the invention are subject of the dependent claims and the description.
  • the impeller thread laying device serves to wind a thread or yarn on a yarn tube, which is rotatable about its longitudinal axis.
  • the impeller thread laying device comprises two impellers, which are driven in opposite directions about their respective axis of rotation to reciprocate the réellespulenden thread by means of a traversing movement in the direction of the longitudinal axis of the yarn tube between two reversal points relative to the yarn tube.
  • the impellers may in a conventional manner each have one, two, three or more wings, which extend away from the axis of rotation of the respective impeller in the radial direction.
  • a guide device with a (convex) arcuate thread guide contour serves to guide the thread reciprocating from the vane wheels.
  • the leadership of the thread on the thread guide contour is essential for a precise winding pattern réellespulenden on the yarn tube thread or yarn, especially in the area of the reversal points of the traversing movement of the thread.
  • the guide device can be embodied, for example, in the form of a so-called sheet plate or as an arcuate wire or the like.
  • the impeller thread laying device according to the invention has an adjusting device by means of which a stroke of the traversing movement of the thread is adjustable or adjustable. As a result, the thread laying device has an improved use width.
  • threads can be wound on different yarn tubes or thread winding with curved or inclined to the longitudinal axis of the yarn sleeve side edges are produced on a yarn tube.
  • the two axes of rotation of the impellers and the guide means by means of the adjustment, preferably together along an adjustment so rectified (in the same direction) adjustable or movable, that a respective Verstellator V F of the guide means and a respective corresponding Verstellator V D of the axes of rotation along the adjustment axis always in a fixed proportional ratio m to each other, which is chosen such that the thread during a winding process regardless of the respective predetermined stroke of the traversing movement in the region of the reversal points of traversing movement of the thread in a direction parallel to the axes of rotation of the vanes or substantially parallel direction is guided along the thread guide contour of the guide device.
  • the reversal points of the traversing movement wander apart in the direction of the longitudinal axis of the yarn sleeve.
  • a change in position of the yarn transfer points in the direction of the adjustment ie a change in height of the yarn transfer points relative to the longitudinal axis of the yarn package, which is due to the curved course of the thread guide contour compensated or nearly compensated. This applies in a corresponding manner even in the case of a reduction in the stroke of the traversing movement.
  • m of the adjustment path V F of the guide device and the respectively corresponding adjustment path V D of the axes of rotation is preferably: m ⁇ 1.
  • the axes of rotation of the impellers and the guide means are preferably forcibly coupled to each other via a threaded spindle with two male threaded portions.
  • the two male thread sections differ in their respective thread pitch from each other.
  • the impellers may be arranged (with their axes of rotation) in particular on a bearing carriage which, preferably via a movement nut, is coupled to that outer threaded portion which has the respectively greater thread pitch of the two externally threaded portions.
  • the guide device is coupled to the threaded spindle, for example via a movement nut, which engages in the externally threaded portion with the respective smaller thread pitch.
  • the stroke-adjusting can be realized on the one hand particularly simple and inexpensive.
  • the combined adjustment of the axes of rotation of the impellers and the thread guide contour can be implemented with little interference and with little control effort.
  • the threaded spindle is vorzugswiese by means of a (electric) motor rotatably adjustable.
  • a control device To control the (electric) motor is preferably a control device.
  • the control device is preferably freely programmable.
  • the stroke of the traversing movement of the thread is preferably freely definable according to the invention.
  • the aforementioned control device is preferably programmed to the axes of rotation of the two impellers and Consequently, to move the thread guide contour by a corresponding control of the spindle motor in a corresponding to the respective stroke distance of the traversing movement corresponding adjustment along the Verstellache.
  • the control device preferably has a memory in which a plurality of winding patterns with different stroke widths of the traversing movement is stored.
  • the winding patterns can be called by an operator before a start of the winding process, selected and specified for the respective winding process.
  • the thread guide contour of the guide device is particularly preferably in the form of arc line sections of two laterally staggered identical ellipses in their (lateral) edge regions.
  • each of the ellipses according to the invention advantageously has a height and a width which are in the same relationship to each other as the thread pitches of the two threaded portions of the threaded spindle.
  • the thread guide contour is executed in a circular arc shape only in its arranged between the two edge regions vertex area. The thread guide contour is in this area in the two edge arc line sections of the two ellipses tangentially (step-free) over.
  • the thread guide contour is therefore edge-side, ie in those areas of the thread guide contour, which are relevant for the guidance of the thread in the respective selected stroke corresponding reversal points of the traversing movement of the thread, each elliptical arc-shaped and formed in the apex area circular arc. Due to the proposed shaping of the thread guide contour or for a respective predetermined stroke coordinated positioning of the thread guide contour axially in the direction of the adjustment axis and the shape or the curvature of the thread guide contour of the thread in the reversal points of its traversing movement with a further improved precision to the axes of rotation running parallel to the thread guide contour along and the yarn sleeve are supplied.
  • the impeller thread laying device preferably comprises a support frame, on which the impellers are slidably mounted with their axes of rotation and the guide means is / are.
  • the support frame has at least two longitudinal profiles, which are connected to one another in a distance-invariant manner via one or more transverse profiles.
  • the impeller thread laying can according to the invention comprise thread tensioner, which together with the guide device form lateral inlet slots for the thread.
  • the thread can be guided even more reliably in the critical areas of the reversing points of the traversing movement during the winding process. This is particularly advantageous for precision windings of the yarn on the yarn tube.
  • the thread tensioners can be connected in a distance-invariant manner with the axes of rotation of the impellers and can be displaceably arranged together with them along the aforementioned adjustment axis.
  • the winding machine comprises at least one bobbin holder with a motor for rotationally driving a yarn package held by the yarn bobbin holder and an above-described impeller thread laying apparatus. It is understood that the winding machine for a simultaneous winding of threads can have a plurality of winding units each having one of the aforementioned Garnspulenhalterept and one of the aforementioned impeller thread laying devices.
  • Fig. 1 shows a winder 10 with an impeller thread laying device 12 for winding a yarn 14 on a yarn tube 16 in a partial view.
  • the réellespulende on the yarn tube 16 thread 14 can, for example, on a in Fig. 1 be provided not shown reproduced supply coil.
  • the yarn sleeve 16 is arranged on a coil holder 18 and by means of a reproduced by dashed lines motor 20 about its longitudinal axis 22 in the direction of arrow 24 driven in rotation.
  • the impeller thread laying device 12 has in each case two impellers 26, 28 .
  • the two impellers 26, 28 are independent of each other by means of an electric motor 30 about its respective axis of rotation 32 driven in opposite directions.
  • the impellers 26,28 serve to reciprocate the yarn 14 to be wound on the yarn tube 16 in the direction of the longitudinal axis 22 relative to the rotating yarn tube 16 in rapid succession to provide a yarn package on the yarn package 16 designated as 34 during the winding process form.
  • the yarn sleeve 16 tapered thread 14 is guided on a guide device 36, here a sheet plate, with a (single) arcuate thread guide contour 38 , at which the thread is always present under tension and guided.
  • the foundedspulende thread 14 first runs a rotatably mounted support roller 39 to which the Garnhüle 16 and the filament winding 34 abuts before it contacts the yarn sleeve 16 and the filament winding 34.
  • the support roller 39 is aligned parallel to the longitudinal axis 22 of the yarn sleeve 16.
  • the thread tension can not in closer reproduced manner be set by means of a so-called yarn delivery.
  • the impeller thread laying device 12 may further comprise two so-called thread tensioner 40 for the thread 14, of which in Fig. 1 For reasons of illustration, only one thread tensioner 40 is shown.
  • the adjusting device 42 includes a bearing carriage 44, on which the impellers 26, 28 are arranged.
  • the bearing carriage 44 and thus also the axes of rotation 32 of the two impellers 26, 28 are mounted on a support frame 46 along a reference axis 48 denoted relative to the longitudinal axis 22 slidably.
  • the adjusting device 42 has a threaded spindle 50 which is rotationally drivable (circulating) by means of a spindle motor 52 .
  • the spindle motor 52 is preferably an electric motor.
  • the threaded spindle 50 has in the sense of a differential thread on a first and a second male threaded portion 54a, 54b , which are arranged along the threaded spindle 50 one behind the other.
  • the two external thread sections 54a, 54b each have the same direction of rotation, that is, both are each designed as a so-called left-hand thread or as a right-hand thread. However, the two external thread sections 54a, 54b differ in their thread pitch 56 from each other.
  • the first external thread section 54a has a larger thread pitch 56 than the second external thread section 54b.
  • the threaded spindle 50 can be designed as a so-called ball screw or a roller screw spindle if necessary.
  • a first movement element 58a here a movement nut
  • a second movement element 58b here another movement nut, a.
  • the second movement element 58b can be fastened, for example, via a linkage 60 to the guide device 36 or the sheet plate.
  • a rotational movement of the threaded spindle 50 about the adjustment axis 48 caused by the spindle motor 52 is converted into a synchronous and rectilinear translatory adjustment movement of the bearing carriage 44 together with the impellers 26, 28 and the guide device 36 mounted thereon relative to the support frame 46 or the adjustment axis 48.
  • a 360 ° rotation of the threaded spindle 50 about the adjusting axis 48 there is due to the thread pitch 56 of the first external thread portion 54a of a designated S D (first) adjustment distance of the bearing carriage 44 and the axes of rotation 32 of the impellers 26, 28 along the adjustment axis 48.
  • the ratio m is selected such that the thread 14 during the winding process regardless of a respective set stroke of the traversing movement in the reversal points of traversing movement in a direction parallel to the axes of rotation 32 of the impellers 26, 28 direction or substantially parallel direction of the thread guide contour 38 in Direction of the yarn sleeve 16 along guided or guided along.
  • This allows the thread 14 in the decisive for the quality of the thread winding 34 edge regions of the thread winding, ie the reversal points of the traversing movement of the thread 14, regardless of a respective chosen stroke of traversing movement of the support roller 39 and thus the yarn tube 16 in a constant manner (direction / angle ).
  • the spindle motor 52 and / or the motor 20 of the coil holder 18 is here a control device 62.
  • the stroke of the traversing movement of the thread can be preferably freely specified by an operator.
  • the control device may in particular have a memory 64 , in which winding programs W are stored with different stroke widths for the winding of the thread 14 on the yarn tube 16. Such winding programs W are freely selectable by an operator via a user interface and can be specified for the winding process.
  • Fig. 2 shows the yarn laying device 12 Fig. 1 in a partially cutaway plan view.
  • the two impellers 26, 28 each have, for example, three blades 66.
  • the wings 66 each have a leading edge 66a which serves to guide the thread fourteenth
  • the axes of rotation 32 of the two impellers 26, 28 are in the direction of in Fig. 1 shown longitudinal axis 22 each other laterally offset.
  • a distance of the axes of rotation 32 of the two impellers 26, 28 is designated 65 .
  • the support frame 46 here comprises two mutually parallel extending longitudinal profiles 46a, 46b which are interconnected via at least one transverse profile 46c distance- invariant .
  • At the two longitudinal profiles 46a, 46b of the support frame of the bearing carriage 44 is slidably mounted with the two impellers 26, 28.
  • a stop means 68 is used to zero the rotational position of the two impellers 26, 28.
  • the stop means 68 is movable by moving the bearing carriage 44 in the direction of the stop means 68 in a swept by the two Fügelendern Rotationskeis R 1 , R 2 inside, so that the Control device 62 ( Fig. 1 ) can be calibrated to a defined by the stop means 68 rotational position of the two impellers 26, 28.
  • the two impellers 26, 28 can be exactly synchronized in their respective rotational position about their axis of rotation 32 before the beginning of the winding process.
  • Fig. 2 are the two thread tensioner 40, which together with the thread guide contour of the guide device side inlet slots for the Form thread (not shown), easy to recognize.
  • the thread tensioner 40 are preferably arranged distance-invariant to the axes of rotation 32 of the two impellers.
  • the thread 14 is therefore always guided at the thread transfer at a distal portion of the wing leading edge 66a of the respective immersion point E1, E2 dipping behind the thread guide contour 38 wing 66.
  • the emergence points A 1 , A 2 and the immersion points E 1 , E 2 of the two impellers do not coincide due to the rotational axes 32 of the impellers 26, 28 which are offset in the direction of the longitudinal axis 22 and offset from each other.
  • the wing leading edges 66a of the individual wings 66 of the impellers 26, 28 are all configured such that they do not clamp the yarn or the thread during the winding process against the thread guide contour, so as to avoid a disruption of the winding process or a yarn breakage.
  • the immersion points E 1 , E 2 of the impellers are as well as the substantially corresponding reversal points U 1 , U 2 of the traversing movement of the thread 14 each delivered to each other in the axial direction and moved towards each other.
  • the stroke H of the traversing movement can be freely specified by an operator.
  • the control device 62 is advantageously programmed to move the axes of rotation 32 of the two impellers 26, 28 and thus also the thread guide contour 38 by a corresponding control of the spindle motor 52 along the adjustment axis 48 in a to the predetermined stroke H respectively corresponding adjustment position.
  • Fig. 5 shows the guide means 36 of the above in connection with the FIGS. 1 to 4 explained impeller thread laying device 12 in an exempted detailed view.
  • the thread guide contour 38 is for the purpose of optimal guidance of the thread 14 (FIG. FIGS. 1 and 3 ) to the Hubweitenver ein the impeller thread laying 12 ( Fig. 1 ) and not carried out in the usual way alone as a simple circular arc line.
  • T F A through the immersion point E 1 extending succulentsungskonturtangente is denoted by T F.
  • An axis extending through the immersion point E 1 rotation circle tangent to the rotation circle R 1 is denoted by T R.
  • the guide contour tangent T F and the rotation circle tangent T R intersect at the immersion point E 1 and enclose an intersection angle ⁇ between them.
  • the crossing angle ⁇ must in practice have a minimum size of about 1 ° to 2 °, so that the points of intersection E 1 E 2 of the respective tangents locally determined sufficiently precise, ie pronounced, are.
  • T F crossing angle
  • T R for different stroke lengths H of the traversing movement of the thread 14 (FIG. Fig. 2 )
  • the thread guide contour 38 is formed at the edge by arcuate sections of two ellipses and in the apex region by a circular arc line, as described below with additional reference to Fig. 6 is explained.
  • the thread guide contour 38 has a vertex area 70 , to which edge portions 72 of the thread guide contour 38 adjoin on both sides.
  • a central axis of the guide device 36 or the thread guide contour 38 is denoted by 74 .
  • the central axis 74 is in practice to the adjustment axis 48 ( Fig. 2 ) of the adjusting 42 arranged to extend parallel.
  • the thread guide contour 38 is embodied in each of its two edge sections 72 as a curved line section 76 of an ellipse 78a, 78b .
  • the ellipses 78a, 78b are arranged with their respective center Z 1 , Z 2 offset sideways to the central axis 74, ie to the axis of rotation 32 of the respective impeller 26, 28 (FIG. Fig. 2 ) shifted towards arranged.
  • the two centers Z 1 , Z 2 of the ellipses 78 a, 78 b in this case have a distance 79 from each other, the in Fig. 2 shown distance 65 of the two axes of rotation 32 of the impellers 26, 28 corresponds to each other.
  • the apex region 70 of the thread guide contour 38 is formed as a circular arc segment 80 of a circle 82 .
  • the circle 82 is sized in its radius such that the circular arc segment 80 and the Arc line sections 76 of the ellipses 78a, 78b tangentially merge into each other.
  • the ellipses 78a, 78b each have a uniform height h and a uniform width b .
  • the height h and the width b of the two ellipses 78a, 78b are each in the same relative relationship as the thread pitch of the second external thread section 54b to the thread pitch 56 of the first external thread section 54a of the threaded spindle 50 (FIG. Fig.1 ).
  • the position of the thread guide contour 38 of the guide device 36 (for the respective predetermined stroke width H) predetermined and in each case coordinated with one another can be adjusted ( Fig. 2 ) and the axes of rotation 32 of the impellers 26, 28 in the direction of the adjustment axis 48 of the thread 14 and at the same time by the coordinated positioning of the thread guide contour 38 in the axial direction and the shaping (curvature) of the thread guide contour 38 in the (critical) reversal points of the traversing movement of the thread 14 - regardless of the respective stroke distance - always a to the axes of rotation 32 of the impellers 26, 28 parallel threadline along the thread guide contour 38 and in the direction of the yarn tube (16) and the support roller 39 ( Fig. 1 ).
  • a winding precision which was previously unattainable in the case of impeller thread laying devices with stroke adjustment can be achieved in the region of the respective reversal points U 1 , U 2 of the traversing movement of

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Winding Filamentary Materials (AREA)

Description

  • In der textilen Produktion werden Garne bzw. Fäden für ihre Verwendung in Webereien bzw. Strickereien üblicherweise auf einem Träger, einer sogenannten Garnhülse, aufgewickelt bzw. aufgespult. Bei diesem Spulprozess werden in der Regel Spulmaschinen mit einer Vielzahl von Spulstellen eingesetzt, bei denen der aufzuspulende Faden jeweils mittels einer Changier- oder Fadenverlegevorrichtung mit hoher Frequenz gegenüber der um ihre Längsachse rotierenden Garnhülse in axialer Richtung hin- und herbewegt wird.
  • Eine Bauart der Fadenverlegevorrichtungen wird als Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung bezeichnet, die sich in der Praxis nicht zuletzt aufgrund ihres einfachen konstruktiven Aufbaus und ihrer Zuverlässigkeit bewährt hat. Diese Fadenverlegevorrichtungen zeichnen sich durch zwei gegensinnig rotierbare Flügelräder aus. Die Flügelräder weisen üblicherweise jeweils zwei oder drei Flügel auf, die sich von der Drehachse des jeweiligen Flügelrads in radialer Richtung wegerstrecken. Der auf der Garnhülse aufzuspulende Faden ist während des Spulprozesses im ständigen Wechsel an den Flügeln des einen und des anderen Flügelrads geführt und wird dadurch im Sinne einer Changierbewegung gegenüber der Spule in Richtung deren Längsachse in schneller Folge hin- und herbewegt.
  • Während des Spulprozesses muss der Faden an der Fadenführungskontur einer Führungseinrichtung geführt werden. Die Fadenführung ist zumeist als eine sogenannte Bogenscheibe ausgeführt. Die Flügel der Flügelräder treten während des Spulprozesses aus der Fadenführungskontur hervor und treten im Bereich von Eintauchpunkten wieder in die Fadenführungskontur ein. Eine Fadenübergabe zwischen den Flügelrädern sowie eine daraus folgende Hubumkehr der Changierbewegung des Fadens erfolgt dabei jeweils ungefähr im Bereich der Eintauchpunkte der Flügel der Flügelräder. Diese Fadenübergabepunkte fallen in orthogonaler Richtung zur Längsachse der Garnhülse mit den Umkehrpunkten der Changierbewegung des Fadens zusammen.
  • In der Regel wird ein geeigneter Radius der Fadenführungskontur einerseits auf Grundlage von fix vorgegebenen Übergabepunkten des Fadens von einem Flügelrad zum anderen sowie der Kreuzungswinkel zwischen der Kreistangente der Führungskontur und dem Rotorkreis des im jeweiligen Übergabepunkt (=Umkehrpunkt der Changierbewegung des Fadens) hinter die Führungskontur der Bogenplatte abtauchenden Flügelrads bestimmt. Der vorgenannte Kreuzungswinkel muss dabei zumindest 1° bis 2° betragen, um eine örtlich hinreichend präzise und zudem reproduzierbare Fadenübergabe zu gewährleisten. Dies ist dann der Fall, wenn der Radius der Führungskontur größer gewählt ist, als der Radius des jeweiligen Rotationskreises der beiden Flügelräder. Andererseits wird die Form der Fadenführungskontur unter Berücksichtigung des sogenannten Fadendreiecks gewählt. Unter dem erwähnten Fadendreieck versteht man im Wesentlichen den Umstand, dass die Fadenlänge zwischen einem zentralen Zuführpunkt des Fadens und der Garnhülse an den Umkehrpunkten der Changierbewegung des Fadens am größten und in der Mitte zwischen diesen Umkehrpunkten am kleinsten ist. Darüber hinaus muss auch der Winkel zwischen der Flügelradführungskante der einzelnen Flügel beider Flügelräder und der Tangente des Radius der Führungskontur beachtet werden. Dieser Winkel darf nicht zu klein gewählt werden, weil das aufzuspulende Garn (=Faden) andernfalls im Bereich der Übergabepunkte zwischen der Fadenführungskontur und dem den Faden führenden Flügel des jeweiligen Flügelrads geklemmt werden kann. Dies kann schlimmstenfalls zu einem Fadenbruch führen.
  • Zwischenzeitlich existieren Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen, bei denen der Faden mit einer variablen Hubweite gegenüber der Garnhülse hin- und herbewegt werden kann. Mit anderen Worten kann die axiale Position der Umkehrpunkte der Changierbewegung des Fadens relativ zur Garnhülse variiert werden. Dadurch können die Fäden einerseits auf unterschiedlichen Garnspulen aufgespult werden. Andererseits können Garn- bzw. Fadenwickel mit Seitenflanken erzeugt werden, die gewölbt bzw. zur Längsachse der Garnhülse schräg verlaufend ausgerichtet sind. Eine derartige Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung ist beispielsweise aus der WO 2015 007 339 A1 bekannt geworden. Die bekannte Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung ist allerdings für eine definierte Standard-Hubweite (Grund-Hubweite) ausgelegt und dementsprechend justiert. Bei einer von der Standard-Hubweite stärker abweichenden Hubweite kann der Faden deshalb in den kritischen Umkehrpunkten der Changierbewegung nicht immer mit der erforderlichen Präzision an der Fadenführungskontur entlanggeführt werden. Dies kann zu Störungen des Spulprozesses bzw. des jeweiligen Wickelmusters des auf der Garnhülse aufzuwickelnden Fadens führen.
  • Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung sowie eine Spulmaschine anzugeben, bei denen der auf der Garnhülse aufzuwickelnde Faden, d. h. das Garn, selbst bei einer variablen Hubweite der Changierbewegung des Fadens in den Umkehrpunkten der Changierbewegung mit hoher Präzision geführt werden kann.
  • Die die Fadenverlegevorrichtung betreffende Aufgabe wird durch eine Fadenverlegevorrichtung mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Die erfindungsgemäße Spulmaschine weist die in Anspruch 10 angegebenen Merkmale auf. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung.
  • Die erfindungsgemäße Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung dient dem Aufspulen eines Fadens bzw. Garns auf einer Garnhülse, die um ihre Längsachse rotierbar ist. Die Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung umfasst dabei zwei Flügelräder, die um ihre jeweilige Drehachse gegenläufig antreibbar sind, um den aufzuspulenden Faden mittels einer Changierbewegung in Richtung der Längsachse der Garnhülse zwischen zwei Umkehrpunkten gegenüber der Garnhülse hin- und herzubewegen. Die Flügelräder können dabei in an sich bekannter Weise jeweils ein, zwei, drei oder auch mehr Flügel aufweisen, die sich von der Drehachse des jeweiligen Flügelrads in radialer Richtung wegerstrecken. Eine Führungseinrichtung mit einer (konvex) bogenförmigen Fadenführungskontur dient der Führung des von den Flügelrädern hin- und herbewegten Fadens. Die Führung des Fadens an der Fadenführungskontur ist für ein präzises Wickelmuster des auf der Garnhülse aufzuspulenden Fadens bzw. Garns, insbesondere im Bereich der Umkehrpunkte der Changierbewegung des Fadens, unerlässlich. Die Führungseinrichtung kann dabei beispielsweise in Form einer sogenannten Bogenplatte oder als ein bogenförmiger Draht oder dergl. ausgeführt sein. Die Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung weist erfindungsgemäß eine Verstelleinrichtung auf, mittels derer eine Hubweite der Changierbewegung des Fadens verstellbar bzw. einstellbar ist. Dadurch weist die Fadenverlegevorrichtung eine verbesserte Einsatzbreite auf. So können Fäden auf unterschiedlichen Garnhülsen aufgespult werden bzw. Fadenwickel mit gewölbten oder mit zur Längsachse der Garnhülse schräggestellten Seitenflanken auf einer Garnhülse erzeugt werden. Erfindungsgemäß sind die beiden Drehachsen der Flügelräder und die Führungseinrichtung mittels der Verstelleinrichtung, vorzugsweise gemeinsam, längs einer Verstellachse derart gleichgerichtet (gleichsinnig) verstellbar bzw. bewegbar, dass eine jeweilige Verstellstrecke VF der Führungseinrichtung und eine dazu jeweils korrespondierende Verstellstrecke VD der Drehachsen längs der Verstellachse stets in einem fix proportionalen Verhältnis m zueinander stehen, das derart gewählt ist, dass der Faden während eines Spulprozesses unabhängig von der jeweilig vorgegebenen Hubweite der Changierbewegung im Bereich der Umkehrpunkte der Changierbewegung des Fadens in einer zu den Drehachsen der Flügelräder parallelen oder im Wesentlichen parallelen Richtung an der Fadenführungskontur der Führungseinrichtung entlanggeführt ist. Dadurch kann ein qualitativ besonders hochwertiges Wickelmuster mit scharf (präzis) definierten Seitenrändern unabhängig von der jeweils gewählten Hubbreite der Changierbewegung des Fadens reproduzierbar erzeugt werden. Die Fadenführungskontur wird somit bei einer Hubweitenverstellung gemeinsam mit den Drehachsen der Flügelräder in Richtung der Verstellachse dynamisch mitgeführt. Eine Verstellung der Hubweite der Changierbewegung bedingt mithin immer eine Relativverstellung der Drehachsen der beiden Flügelräder und der Fadenführungskontur der Führungseinrichtung zueinander. Bei einer Vergrößerung der Hubweite der Changierbewegung des Fadens wandern die Fadenübergabepunkte des Fadens von einem Flügelrad zum anderen entlang der bogenförmigen Fadenführungskontur der Führungseinrichtung nach außen. Dementsprechend wandern die Umkehrpunkte der Changierbewegung in Richtung der Längsachse der Garnhülse auseinander. Durch das gleichsinnige Verstellen der Fadenführungskontur in Richtung der Verstellachse kann dabei eine Positionsänderung der Fadenübergabepunkte in Richtung der Verstellachse, d. h. eine Höhenänderung der Fadenübergabepunkte gegenüber der Längsachse der Garnspule, die dem gewölbten Verlauf der Fadenführungskontur geschuldet ist, kompensiert bzw. nahezu kompensiert werden. Dies gilt in entsprechender Weise auch für den Fall einer Verkleinerung der Hubweite der Changierbewegung. Insgesamt kann dadurch sichergestellt werden, dass der aufzuspulende Faden der Garnspule bzw. einer an der Garnspule anliegenden Stützwalze in den Umkehrpunkten der Changierbewegung unabhängig von der jeweilig eingestellten Hubweite der Changierbewegung des Fadens stets unter einem gleichbleibenden Winkel relativ zur Längsachse der Garnspule und mithin in einem unveränderten (Erst-)Kontaktbereich mit dem jeweiligen Bauteil zugeführt wird. Unerwünschten Störungen des Wickelmusters des Fadens, wie diese im Bereich der Umkehrpunkte der Changierbewegung beispielsweise durch einen zu frühen Kontakt des Fadens mit der Garnspule bzw. des darauf angeordneten Fadenwickels auftreten können, kann dadurch entgegengewirkt werden.
  • Für das fix proportionale Verhältnis m der Verstellstrecke VF der Führungseinrichtung und der dazu jeweils korrespondierenden Verstellstrecke VD der Drehachsen gilt vorzugsweise: m < 1. Für eine Veränderung der Hubweite der Changierbewegung werden mit anderen Worten die Drehachsen längs der Verstellachse immer über eine größere Wegstrecke (= Verstellstrecke) bewegt, als die Fadenführungskontur der Fadenführungseinrichtung.
  • Im konstruktiv einfachsten Fall sind die Drehachsen der Flügelräder und die Führungseinrichtung vorzugsweise über eine Gewindespindel mit zwei Außengewindeabschnitten zwangsweise miteinander bewegungsgekoppelt. Die beiden Außengewindeabschnitte unterscheiden sich dabei in ihrer jeweiligen Gewindesteigung voneinander. Die Flügelräder können (mit ihren Drehachsen) insbesondere auf einem Lagerschlitten angeordnet sein, der, vorzugsweise über eine Bewegungsmutter, mit demjenigen Außengewindeabschnitt gekoppelt ist, der die jeweils größere Gewindesteigung der beiden Außengewindeabschnitte aufweist. Die Führungseinrichtung ist demgegenüber, beispielsweise über eine Bewegungsmutter, die in den Außengewindeabschnitt mit der jeweils kleineren Gewindesteigung eingreift, mit der Gewindespindel verkoppelt. Durch den Einsatz einer solchen Differenzgewindespindel kann die Hubweiten-Verstelleinrichtung einerseits besonders einfach und kostengünstig realisiert werden. Andererseits kann die kombinierte Verstellbewegung der Drehachsen der Flügelräder und der Fadenführungskontur wenig störanfällig und mit nur geringem Steuerungsaufwand umgesetzt werden.
  • Die Gewindespindel ist vorzugswiese mittels eines (Elektro-)Motors rotatorisch verstellbar. Zur Steuerung des (Elektro-)Motors dient vorzugsweise eine Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise frei programmierbar.
  • Die Hubweite der Changierbewegung des Fadens ist nach der Erfindung bevorzugt frei vorgebbar. Die vorgenannte Steuereinrichtung ist dabei vorzugsweise dazu programmiert, die Drehachsen der beiden Flügelräder und mithin auch die Fadenführungskontur durch eine entsprechende Ansteuerung des Spindelmotors in eine zu der jeweilig vorgegebenen Hubweite der Changierbewegung korrespondierende Verstellposition entlang der Verstellache zu bewegen.
  • Die Steuereinrichtung weist vorzugsweise einen Speicher auf, in dem eine Mehrzahl von Wickelmustern mit unterschiedlichen Hubweiten der Changierbewegung abgespeichert ist. Die Wickelmuster können von einer Bedienperson vor einem Beginn des Spulprozesses aufgerufen, ausgewählt und für den jeweiligen Spulprozess vorgegeben werden.
  • Die Fadenführungskontur der Führungseinrichtung ist in ihren (seitlichen) Randbereichen im Gegensatz zu den aus der Praxis bekannten Bogenplatten besonders bevorzugt in Form von Bogenlinienabschnitten zweier zueinander seitlich versetzt angeordneter gleicher Ellipsen ausgebildet. Dabei weist jede der Ellipsen nach der Erfindung vorteilhaft eine Höhe und eine Breite auf, die in einem gleichen Verhältnis zueinander stehen, wie die Gewindesteigungen der beiden Gewindeabschnitte der Gewindespindel. Erfindungsgemäß ist die Fadenführungskontur dabei nur in ihrem zwischen den beiden Randbereichen angeordneten Scheitelbereich kreisbogenförmig ausgeführt. Die Fadenführungskontur geht in diesem Bereich in die beiden randseitigen Bogenlinienabschnitte der beiden Ellipsen tangential (stufenfrei) über. Die Fadenführungskontur ist mithin randseitig, d. h. in denjenigen Bereichen der Fadenführungskontur, die für die Führung des Fadens in den zu der jeweils gewählten Hubweite korrespondierenden Umkehrpunkten der Changierbewegung des Fadens maßgeblich sind, jeweils ellipsenbogenförmig und allein im Scheitelbereich kreisbogenförmig ausgebildet. Durch die vorgeschlagene Formgebung der Fadenführungskontur bzw. die für eine jeweils vorgegebene Hubweite aufeinander abgestimmte Positionierung der Fadenführungskontur axial in Richtung der Verstellachse und der Formgebung bzw. des Krümmungsverlaufs der Fadenführungskontur kann der Faden in den Umkehrpunkten seiner Changierbewegung mit einer nochmals weiter verbesserten Präzision zu den Drehachsen parallel verlaufend an der Fadenführungskontur entlang und der Garnhülse zugeführt werden.
  • Die Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung umfasst vorzugsweise einen Tragrahmen, an dem die Flügelräder mit ihren Drehachsen bzw. die Führungseinrichtung verschiebbar gelagert ist/sind. Im konstruktiv einfachsten Fall weist der Tragrahmen zumindest zwei Längsprofile auf, die über ein oder mehrere Querprofile miteinander abstandsinvariant verbunden sind.
  • Die Flügelrad-Fadenverlegung kann nach der Erfindung Fadenspanner aufweisen, die gemeinsam mit der Führungseinrichtung seitliche Einlaufschlitze für den Faden bilden. Dadurch kann der Faden in den beim Spulprozess kritischen Bereichen der Umkehrpunkte der Changierbewegung nochmals zuverlässiger geführt werden. Dies ist insbesondere für Präzisionswicklungen des Fadens auf der Garnhülse von Vorteil. Die Fadenspanner können erfindungsgemäß abstandsinvariant mit den Drehachsen der Flügelräder verbunden sein und gemeinsam mit diesen längs der vorgenannten Verstellachse verschiebbar angeordnet sein.
  • Die erfindungsgemäße Spulmaschine weist zumindest eine Garnspulenhalterung mit einem Motor zum rotierenden Antreiben einer von der Garnspulenhalterung gehaltenen Garnspule und eine vorstehend erläuterte Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung auf. Es versteht sich, dass die Spulmaschine für ein zeitgleiches Aufspulen von Fäden eine Vielzahl von Spulstellen mit jeweils einer der vorgenannten Garnspulenhalterungen und einer der vorgenannten Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen aufweisen kann.
  • Die Spulmaschine kann für jede Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung jeweils eine eigenständige Steuereinrichtung oder eine zentrale Maschinensteuerung für alle Fadenverlegevorrichtungen aufweisen.
    Zum Einstellen der Hubweite H bei einer vorstehend erläuterte Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung 12 werden erfindungsgemäß die folgenden Schritte durchgeführt:
    1. a) Vorgeben einer gewünschten Hubweite H der Changierbewegung des Fadens 14;
    2. b) gleichgerichtetes und synchronisisertes Bewegen der Drehachsen 32 der beiden Flügelräder 26, 28 und der Führungseinrichtung 36 mitsamt ihrer Fadenführungskontur 38 längs einer gemeinsamen Verstellachse 48 in eine mit der vorgegebenen Hubweite H jeweils korrespondierende axiale Position der Drehachsen 32 und der Führungseinrichtung 36, indem die Führungseinrichtung 36 und die Drehachsen 32 längs der Verstellachse 48 über eine jeweilige Verstellstrecke SD, SF bewegt werden, die in einem fix proportionalen Verhältnis m zueinander stehen, wobei das Verhältnis m derart gewählt bzw. vorgegeben wird, dass der Faden 14 während des Spulprozesses bei der jeweils vorgegebenen Hubweite H des Fadens 14 im Bereich der Umkehrpunkte U1, U2 der Changierbewegung in einer zu den Drehachsen 32 der Flügelräder 26, 28 im Wesentlichen parallelen Richtung oder einer zu den Drehachsen 32 der Flügelräder 26, 28 parallelen Richtung an der Fadenführungskontur 38 entlanggeführt ist.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1
    eine Spulmaschine mit einer Garnspulenhalterung und mit einer Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung mit einer Führungseinrichtung zum Aufspulen eines Fadens bzw. Garns auf einer Garnhülse, bei einer ersten Hubweiteneinstellung einer durch die Flügelräder bewirkten Changierbewegung des Faden, in einer Seitenansicht;
    Fig. 2
    die Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung gemäß Fig. 1 in einer freigestellten Ansicht,
    Fig. 3
    die Spulmaschine gemäß Fig. 1 bei einer größeren Hubweiteneinstellung als in Fig. 1 , in einer Seitenansicht
    Fig. 4
    die Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung der Spulmaschine gemäß Fig. 3 in einer freigestellten Ansicht;
    Fig. 5
    eine Fadenführungskontur der Führungseinrichtung gemäß Fig. 1 in einer freigestellten Draufsicht; und
    Fig. 6
    die Führungseinrichtung gemäß Fig. 5, bei der die Fadenführungskontur in seitlichen Randabschnitten als Ellipsenbogenabschnitte zweier zueinander seitlich versetzter Ellipsen ausgebildet sind, wobei die Fadenführungskontur in ihrem Scheitelbereich als eine Kreisbogenlinie ausgeführt ist, die tangential in die Ellipsenbogenabschnitte übergeht;
  • Fig. 1 zeigt eine Spulmaschine 10 mit einer Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung 12 zum Aufspulen eines Fadens 14 auf einer Garnhülse 16 in einer ausschnittsweisen Ansicht. Der auf der Garnhülse 16 aufzuspulende Faden 14 kann beispielsweise auf einer in Fig. 1 nicht näher wiedergegebenen Vorlagespule bereitgestellt sein. Die Garnhülse 16 ist auf einer Spulenhalterung 18 angeordnet und mittels eines mit gestrichelter Linie wiedergegebenen Motors 20 um ihre Längsachse 22 in Pfeilrichtung 24 umlaufend antreibbar.
  • Die Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung 12 weist jeweils zwei Flügelräder 26, 28 auf. Die beiden Flügelräder 26, 28 sind voneinander unabhängig mittels jeweils eines Elektromotors 30 um ihre jeweilige Drehachse 32 gegenläufig antreibbar.
  • Die Flügelräder 26, 28 dienen dazu, den auf der Garnhülse 16 aufzuspulenden Faden 14 in Richtung der Längsachse 22 gegenüber der rotierenden Garnhülse 16 in schneller Folge hin- und her zu bewegen, um während des Aufspulprozesses einen mit 34 bezeichneten Fadenwickel auf der Garnhülse 16 zu bilden. Der der Garnhülse 16 zulaufende Faden 14 ist dabei an einer Führungseinrichtung 36, hier einer Bogenplatte, mit einer (einzigen) bogenförmigen Fadenführungskontur 38 geführt, an der der Faden allzeit unter Spannung unmittelbar anliegt und geführt ist. Der aufzuspulende Faden 14 läuft zunächst einer rotierbar gelagerten Stützwalze 39 zu die an der Garnhüle 16 bzw. dem Fadenwickel 34 anliegt, bevor dieser die Garnhülse 16 bzw. den Fadenwickel 34 kontaktiert. Die Stützwalze 39 ist zur Längsachse 22 der Garnhülse 16 parallel verlaufend ausgerichtet. Die Fadenspannung kann in nicht näher wiedergegebener Weise mittels eines sogenannten Fadenlieferwerks eingestellt werden. Die Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung 12 kann darüber hinaus zwei sogenannte Fadenspanner 40 für den Faden 14 aufweisen, von denen in Fig. 1 aus Darstellungsgründen nur ein Fadenspanner 40 gezeigt ist.
  • Zum Verstellen bzw. Einstellen einer gewünschten Hubweite der Changierbewegung des Fadens in Richtung der Längsachse 22 dient eine Verstelleinrichtung 42. Die Verstelleinrichtung 42 umfasst einen Lagerschlitten 44, an dem die Flügelräder 26, 28 angeordnet sind. Der Lagerschlitten 44 und somit auch die Drehachsen 32 der beiden Flügelräder 26, 28 sind an einem Tragrahmen 46 längs einer mit 48 bezeichneten Verstellachse relativ zur Längsachse 22 verschiebbar gelagert.
  • Die Verstelleinrichtung 42 weist eine Gewindespindel 50 auf, die mittels eines Spindelmotors 52 rotatorisch (umlaufend) antreibbar ist. Der Spindelmotor 52 ist vorzugsweise ein Elektromotor. Die Gewindespindel 50 weist im Sinne eines Differenzgewindes einen ersten und einen zweiten Außengewindeabschnitt 54a, 54b auf, die längs der Gewindespindel 50 hintereinanderliegend angeordnet sind. Die beiden Außengewindeabschnitte 54a, 54b weisen jeweils die gleiche Drehrichtung auf, sind also beide jeweils als ein sogenanntes Links- oder als ein Rechtsgewinde ausgeführt. Die beiden Außengewindeabschnitte 54a, 54b unterscheiden sich jedoch in ihrer Gewindesteigung 56 voneinander. So weist vorliegend der erste Außengewindeabschnitt 54a eine größere Gewindesteigung 56 auf, als der zweite Außengewindeabschnitt 54b. Es versteht sich, dass die Gewindespindel 50 im Bedarfsfall als eine sogenannte Kugelgewindespindel bzw. eine Rollengewindespindel ausgeführt sein kann. In den ersten Außengewindeabschnitt 54a greift ein erstes Bewegungselement 58a, hier eine Bewegungsmutter ein, das am Lagerschlitten 44 befestigt ist. In den zweiten Außengewindeabschnitt 54b der Gewindespindel 50 greift ein zweites Bewegungselement 58b, hier eine weitere Bewegungsmutter, ein. Das zweite Bewegungselement 58b kann beispielsweise über ein Gestänge 60 an der Führungseinrichtung 36 bzw. der Bogenplatte befestigt sein.
  • Eine durch den Spindelmotor 52 bewirkte rotatorische Bewegung der Gewindespindel 50 um die Verstellachse 48 wird in eine synchrone und gleichgerichtete translatorische Verstellbewegung des Lagerschlittens 44 mitsamt den darauf angeordneten Flügelrädern 26, 28 und der Führungseinrichtung 36 relativ zum Tragrahmen 46 bzw. der Verstellachse 48 umgewandelt. Bei einer 360° Drehung der Gewindespindel 50 um die Stellachse 48 ergibt sich aufgrund der Gewindesteigung 56 des ersten Außengewindeabschnitts 54a eine mit SD bezeichnete (erste) Verstellstrecke des Lagerschlittens 44 bzw. der Drehachsen 32 der Flügelräder 26, 28 längs der Verstellachse 48. Im Gegensatz hierzu ergibt sich aufgrund der kleineren Gewindesteigung 56 des zweiten Außengewindeabschnitts 54b bei einer 360° Drehung der Gewindespindel 50 eine im Vergleich zur ersten Verstellstrecke SD des Lagerschlittens 44 kleinere (zweite) Verstellstrecke SF der Führungseinrichtung 36 in Richtung der Verstellachse 48. Das Verhältnis der jeweiligen Verstellstrecken SF, SD ist mithin durch das Verhältnis der Gewindesteigungen 56 der beiden Außengewindeabschnitte 54a, 54b der Gewindespindel 50 fix bestimmt. Die jeweilig zueinander korrespondierenden Verstellstrecken SF und SD stehen mithin in einem fix proportionalen Verhältnis m mit m < 1 zueinander. Das Verhältnis m ist derart gewählt, dass der Faden 14 während des Spulprozesses unabhängig von einer jeweilig eingestellten Hubweite der Changierbewegung in den Umkehrpunkten der Changierbewegung in einer zu den Drehachsen 32 der Flügelräder 26, 28 parallelen Richtung oder im Wesentlichen parallelen Richtung an der Fadenführungskontur 38 in Richtung der Garnhülse 16 entlangführbar bzw. entlanggeführt ist. Dadurch kann der Faden 14 in den für die Qualität des Fadenwickels 34 entscheidenden Flankenbereichen des Fadenwickels, d. h. den Umkehrpunkten der Changierbewegung des Fadens 14, unabhängig von einer jeweilig gewählten Hubweite der Changierbewegung der Stützwalze 39 und somit der Garnhülse 16 in gleichbleibender Weise (Richtung/Winkel) zugeführt werden. Ein unerwünschtes vorzeitiges umfangsseitiges Kontaktieren der Garnhülse 16 bzw. des Fadenwickels 34 durch den Faden 14 und - damit einhergehend - die Gefahr einer unerwünschten und unkalkulierbaren Verschiebung der gewählten Umkehrpunkte der Changierbewegung entlang der Längsachse 22 der Garnhülse 16, kann dadurch zuverlässig vermieden werden.
  • Zum Steuern der Elektromotoren 30 der beiden Flügelräder 26, 28, des Spindelmotors 52 und/oder des Motors 20 der Spulenhalterung 18 dient hier eine Steuereinrichtung 62. Die Hubweite der Changierbewegung des Fadens kann von einer Bedienperson vorzugsweise frei vorgegeben werden. Die Steuereinrichtung kann insbesondere einen Speicher 64 aufweisen, in dem Wickelprogramme W mit unterschiedlichen Hubweiten für das Aufwickeln des Fadens 14 auf der Garnhülse 16 gespeichert sind. Derlei Wickelprogramme W sind durch eine Bedienperson über eine Benutzerschnittstelle frei auswählbar und können für den Spulprozess vorgegeben werden.
  • Fig. 2 zeigt die Fadenverlegevorrichtung 12 aus Fig. 1 in einer teilweise freigestellten Draufsicht. Die beiden Flügelräder 26, 28 weisen beispielhaft jeweils drei Flügel 66 auf. Die Flügel 66 weisen jeweils eine Flügelvorderkante 66a auf, die der Führung des Fadens 14 dient. Die Drehachsen 32 der beiden Flügelräder 26, 28 sind in Richtung der in Fig. 1 gezeigten Längsachse 22 zueinander seitlich versetzt angeordnet. Ein Abstand der Drehachsen 32 der beiden Flügelräder 26, 28 ist mit 65 bezeichnet.
  • Der Tragrahmen 46 umfasst hier zwei zueinander parallel verlaufend angeordnete Längsprofile 46a, 46b die über zumindest ein Querprofil 46c abstandsinvariant miteinander verbunden sind. An den beiden Längsprofilen 46a, 46b des Tragrahmens ist der Lagerschlitten 44 mit den beiden Flügelrädern 26, 28 verschiebbar gelagert.
  • Ein Anschlagmittel 68 dient einem Nullabgleich der Drehposition der beiden Flügelräder 26, 28. Das Anschlagmittel 68 ist durch ein Verschieben des Lagerschlittens 44 in Richtung auf das Anschlagmittel 68 in einen von den beiden Fügelrädern überstrichenen Rotationskeis R1 , R2 hinein bewegbar, so dass die Steuereinrichtung 62 (Fig. 1) auf eine durch das Anschlagmittel 68 definierte Drehlage der beiden Flügelräder 26, 28 kalibrierbar ist. Dadurch können die beiden Flügelräder 26, 28 vor Beginn des Spulprozesses auf einfache Weise in ihrer jeweiligen Drehstellung um ihre Drehachse 32 exakt synchronisiert werden. In Fig. 2 sind die beiden Fadenspanner 40, die gemeinsam mit der Fadenführungskontur der Führungseinrichtung seitliche Einlaufschlitze für den Faden (nicht gezeigt) bilden, gut zu erkennen. Die Fadenspanner 40 sind zu den Drehachsen 32 der beiden Flügelräder vorzugsweise abstandsinvariant angeordnet.
  • Während des Spulprozesses treten die Flügel 66 der Flügelräder 26, 28 an jeweiligen Auftauchpunkten A1, A2 aus der Fadenführungskontur 38 der Führungseinrichtung 36 hervor und tauchen in die bzw. hinter der Fadenführungskontur des Fadenführungslineals im Bereich von Eintauchpunkten E1 , E2 wieder ab. Eine effektive Fadenübergabe zwischen den Flügelrädern 26, 28 erfolgt im Betrieb der Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung 12 in Richtung der Längsachse 22 der mit dem Faden 14 zu bewickelnden Garnhülse 16 jeweils kurz bevor derjenige Flügel 66, der den Faden 14 zum jeweilig nächstfolgenden Umkehrpunkt U1, U2 der Changierbewegung des Fadens 14 führt, im jeweiligen Eintauchpunkt E1, E2 hinter der Fadenführungskontur 38 abtaucht. Der Faden 14 wird mithin bei der Fadenübergabe immer noch an einem distalen Abschnitt der Flügelvorderkante 66a des im jeweiligen Eintauchpunkt E1, E2 hinter die Fadenführungskontur 38 abtauchenden Flügels 66 geführt. Die Auftauchpunkte A1, A2 und die Eintauchpunkte E1, E2 der beiden Flügelräder fallen aufgrund der in Richtung der Längsachse 22 bzw. zueinander versetzt angeordneten Drehachsen 32 der Flügelräder 26, 28 nicht zusammen. Die Flügelvorderkanten 66a der einzelnen Flügel 66 der Flügelräder 26, 28 sind allesamt derart ausgestaltet, dass sie das Garn bzw. den Faden während des Spulprozesses gegen die Fadenführungskontur nicht klemmen, um so eine Störung des Spulprozesses bzw. einen Fadenbruch zu vermeiden.
  • Werden die beiden Drehachsen 32 der Flügelräder durch ein Verdrehen der Gewindespindel (Fig. 1) in einem größeren Umfang in Richtung auf die Garnhülse 16 bzw. die Spulenhalterung 18 (Fig. 1) bewegt, als die Fadenführungskontur 38, so bewirkt dies eine Vergrößerung der Hubweite H der Changierbewegung des Fadens 14 (Fig. 1) in Richtung der Längsachse 22. Die Eintauchpunkte E1, E2 der Flügel 66 der beiden Flügelräder 26 sind dann in Richtung der Längsachse 22 gegensinnig seitwärts nach außen verschoben. Dementsprechend sind die Umkehrpunkte U1, U2 der Changierbewegung des Fadens 14 in axialer Richtung weiter voneinander beabstandet, wie dies in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist.
  • Werden die beiden Drehachsen 32 der Flügelräder mittels der Verstelleinrichtung in Richtung der Verstellachse 48 von der Längsachse 22 bzw. der Spulenhalterung 18 wegbewegt, so bewirkt dies in dazu entsprechender Weise eine Verkleinerung der Hubweite H der Changierbewegung. Die Eintauchpunkte E1, E2 der Flügelräder werden ebenso wie die dazu im Wesentlichen korrespondierenden Umkehrpunkte U1, U2 der Changierbewegung des Fadens 14 jeweils in axialer Richtung aufeinander zugestellt bzw. aufeinander zubewegt. Durch die zu den Drehachsen 32 gleichsinnige proportionale Verstellbewegung der Fadenführungskontur 38 wird dabei in den Umkehrpunkten U1, U2 der Changierbewegung des Fadens 14 ein zu den Drehachsen 32 paralleler bzw. im Wesentlichen paralleler Fadenlauf des Fadens 14 in Richtung der Stützwalze 39 bzw. der Garnhülse 16 gewährleistet.
  • Die Hubweite H der Changierbewegung kann von einer Bedienperson frei vorgegeben werden. Die Steuereinrichtung 62 ist dabei vorteilhaft dazu programmiert, die Drehachsen 32 der beiden Flügelräder 26, 28 und mithin auch die Fadenführungskontur 38 durch eine entsprechende Ansteuerung des Spindelmotors 52 entlang der Verstellachse 48 in eine zu der vorgegebenen Hubweite H jeweils korrespondierenden Verstellposition zu bewegen.
  • Während des Spulprozesses können unerwünschte Veränderungen der Fadenspannung mit einem hochdynamischen Lieferwerk kompensiert werden.
  • Fig. 5 zeigt die Führungseinrichtung 36 der vorstehend im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 4 erläuterten Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung 12 in einer freigestellten Detailansicht. Die Fadenführungskontur 38 ist zwecks einer optimalen Führung des Fadens 14 (Fign. 1 und 3) an die Hubweitenverstellung der Flügelrad-Fadenverlegung 12 (Fig. 1) angepasst und nicht in der üblichen Weise alleinig als eine einfache Kreisbogenlinie ausgeführt.
  • Auf der linken Seite der Führungseinrichtung 36 ist beispielhaft ein Fadenübergabe- bzw. Eintauchpunkt E1 des abtauchenden Flügelrades 26 (Fig, 2) gezeigt. Eine durch den Eintauchpunkt E1 verlaufende Führungskonturtangente ist mit TF bezeichnet. Eine durch den Eintauchpunkt E1 verlaufende Rotationskreistangente des Rotationskreises R1 ist mit TR bezeichnet.
  • Die Führungskonturtangente TF und die Rotationskreistangente TR schneiden sich im Eintauchpunkt E1 und schließen zwischen sich einen Kreuzungswinkel α ein.
  • Der Kreuzungswinkel α muss in der Praxis eine Mindestgröße von ungefähr 1° bis 2° aufweisen, so dass die Schnittpunkte E1 E2 der jeweiligen Tangenten örtlich ausreichend präzis bestimmt, d.h. ausgeprägt, sind. Um den vorgenannten Kreuzungswinkel α der Tangenten TF, TR für verschiedene Hubweiten H der Changierbewegung des Fadens 14 (Fig. 2) sicherzustellen, ist die Fadenführungskontur 38 randseitig durch Bogenlinienabschnitte zweier Ellipsen sowie im Scheitelbereich durch eine Kreisbogenlinie gebildet, wie dies nachstehend unter zusätzlicher Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert ist.
  • Gemäß Fig. 6 weist die Fadenführungskontur 38 einen Scheitelbereich 70 auf, an den sich zu beiden Seiten Randabschnitte 72 der Fadenführungskontur 38 anschließen. Eine Mittelachse der Führungseinrichtung 36 bzw. der Fadenführungskontur 38 ist mit 74 bezeichnet. Die Mittelachse 74 ist in der Praxis zur Verstellachse 48 (Fig. 2) der Verstelleinrichtung 42 parallel verlaufend angeordnet.
  • Die Fadenführungskontur 38 ist in ihren beiden Randabschnitten 72 jeweils als Bogenlinienabschnitt 76 einer Ellipse 78a, 78b ausgeführt. Die Ellipsen 78a, 78b sind mit ihrem jeweiligen Zentrum Z1 , Z2 jeweils zur Mittelachse 74 seitwärts versetzt angeordnet, d. h. zur Drehachse 32 des jeweiligen Flügelrads 26, 28 (Fig. 2) hin verschoben angeordnet. Die beiden Zentren Z1, Z2 der Ellipsen 78a, 78b weisen dabei einen Abstand 79 zueinander auf, der dem in Fig. 2 gezeigten Abstand 65 der beiden Drehachsen 32 der Flügelräder 26, 28 zueinander entspricht.
  • Der Scheitelbereich 70 der Fadenführungskontur 38 ist demgegenüber als ein Kreisbogensegment 80 eines Kreises 82 gebildet. Der Kreis 82 ist in seinem Radius derart bemessen, dass das Kreisbogensegment 80 und die Bogenlinienabschnitte 76 der Ellipsen 78a, 78b tangential ineinander übergehen. Die Ellipsen 78a, 78b weisen jeweils eine einheitliche Höhe h und eine einheitliche Breite b auf. Die Höhe h und die Breite b der beiden Ellipsen 78a, 78b stehen jeweils in demselben Relativverhältnis wie die Gewindesteigung des zweiten Außengewindeabschnitts 54b zur Gewindesteigung 56 des ersten Außengewindeabschnitts 54a der Gewindespindel 50 (Fig.1).
  • Bei der erfindungsgemäßen Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung 10 kann durch die - für die jeweils vorgegebene Hubweite H - vorgegebene und jeweils aufeinander abgestimmte Positionierung der Fadenführungskontur 38 der Führungseinrichtung 36 (Fig. 2) und der Drehachsen 32 der Flügelräder 26, 28 in Richtung der Verstellachse 48 des Fadens 14 sowie zugleich durch die aufeinander abgestimmte Positionierung der Fadenführungskontur 38 in axialer Richtung und die Formgebung (Krümmungsverlauf) der Fadenführungskontur 38 in den (kritischen) Umkehrpunkten der Changierbewegung des Fadens 14 - unabhängig von der jeweiligen Hubweite - stets ein zu den Drehachsen 32 der Flügelräder 26, 28 paralleler Fadenlauf entlang der Fadenführungskontur 38 und in Richtung der Garnhülse (16) bzw. der Stützwalze 39 (Fig. 1) gewährleistet werden. Dadurch kann eine bei Flügelrad-Fadenverlegevorrichtungen mit Hubweitenverstellung bislang unerreichte Wickelpräzision im Bereich der jeweiligen Umkehrpunkte U1, U2 der Changierbewegung des Fadens 14 erreicht werden.

Claims (10)

  1. Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung (12) für das Aufspulen eines Fadens (14) auf einer um ihre Längsachse (22) rotierenden Garnhülse (16), umfassend:
    - zwei Flügelräder (26, 28), die um ihre jeweilige Drehachse (32) gegenläufig antreibbar sind, um den aufzuspulenden Faden (14) mittels einer Changierbewegung in Richtung der Längsachse (22) der Garnhülse (16) zwischen zwei Umkehrpunkten (U1, U2 ) gegenüber der Garnhülse (16) hin- und herzubewegen;
    - eine Führungseinrichtung (36) mit einer bogenförmigen Fadenführungskontur (38), an der der von den Flügelrädern (26, 28) hin- und herbewegte Faden (14) während eines Spulprozesses entlanggeführt ist; und
    - eine Verstelleinrichtung (42) zum Verstellen einer Hubweite (H) der Changierbewegung des Fadens (14),
    wobei die beiden Drehachsen (32) der Flügelräder (26, 28) und die Führungseinrichtung (36) mittels der Verstelleinrichtung (42) längs einer Verstellachse (48) gleichgerichtet verstellbar sind, wobei eine jeweilige Verstellstrecke (SF) der Führungseinrichtung (36) und eine dazu jeweils korrespondierende Verstellstrecke (SD) der Drehachsen (32) längs der Verstellachse (48) stets in einem fix proportionalen Verhältnis m zueinander stehen, das derart gewählt ist, dass der Faden (14) während des Spulprozesses der Changierbewegung des Fadens (14) unabhängig von der jeweilig eingestellten Hubweite (H) im Bereich der Umkehrpunkte (U1, U2) in einer zu den Drehachsen (32) der Flügelräder (26, 28) im Wesentlichen parallelen Richtung oder in einer zu den Drehachsen (32) der Flügelräder (26, 28) parallelen Richtung an der Fadenführungskontur (38) der Führungseinrichtung (36) entlanggeführt ist.
  2. Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstelleinrichtung (42) eine Gewindespindel (50) mit zwei Außengewindeabschnitten (54a, 54b) aufweist, die sich in ihren Gewindesteigungen (56) voneinander unterscheiden, wobei die Drehachsen (32) der Flügelräder (26, 28) und die Führungseinrichtung (36) jeweils über ein Bewegungselement (58a, 58b), insbesondere eine Bewegungsmutter, mit jeweils einem der Außengewindeabschnitte (54a, 54b) der Gewindespindel (50) verkoppelt sind.
  3. Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (50) durch einen Spindelmotor (52) rotatorisch verstellbar ist, der von einer Steuereinrichtung (62) der Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung (12) angesteuert ist.
  4. Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubweite (H) der Changierbewegung des Fadens (14) frei vorgebbar ist, wobei die Steuereinrichtung (62) dazu programmiert ist, die Drehachsen (32) der beiden Flügelräder (26, 28) durch eine entsprechende Ansteuerung des Spindelmotors (52) in einer zu der vorgegebenen Hubweite (H) jeweils korrespondierenden Verstellposition entlang der Verstellache (48) zu positionieren.
  5. Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführungskontur (38) der Führungseinrichtung (36) Randabschnitte (72) aufweist, die in Form von Bogenlinienabschnitten (76) zweier zueinander seitlich versetzt angeordneter gleicher Ellipsen (78a, 78b) ausgebildet sind.
  6. Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ellipsen (78a, 78b) in ihrer Höhe (h) und ihrer Breite (b) jeweils derart bemessen sind, dass diese in einem gleichen Verhältnis zueinander stehen wie die Gewindesteigungen (56) der beiden Außengewindeabschnitte (54a, 54b) der Gewindespindel (50).
  7. Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenführungskontur (38) der Führungseinrichtung (36) zwischen den beiden Randabschnitten einen kreisbogenförmigen Scheitelbereich (70) aufweist.
  8. Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Tragrahmen (46), an dem die Flügelräder (26, 28) und/oder die Führungseinrichtung (36) gelagert ist/sind.
  9. Flügelrad-Fadenverlegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Fadenspanner (40), die gemeinsam mit der Führungseinrichtung (36) seitliche Einlaufschlitze für den Faden (14) bilden.
  10. Spulmaschine (10) mit einer Spulenhalterung (18) mit einem Motor (20) zum rotierenden Antreiben einer von der Spulenhalterung gehaltenen Garnhülse (16) und mit einer Flügelrad-Fadenverlegung (12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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