Verfahren und Vorrichtung zum Anlegen mehrerer gesponnener Fäden
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anlegen mehrerer Fäden in mehreren Wickelstellen einer Aufspulmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zum Anlegen mehrerer Fäden in mehreren Wickelstellen einer Aufspulmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Bei der Herstellung von synthetischen Fäden in einem Schmelzspinnpro- zess ist es üblich, dass innerhalb einer Spinnposition mehrere Fäden parallel nebeneinander durch Spinndüsen gesponnen werden. Nach einer je nach Fadentyp individuellen Behandlung der Fäden werden diese in mehreren Wickelstellen einer Aufspulmaschine durch eine Spulspindel zu Spulen gewickelt. Eine derartige Schmelzspinneinrichtung ist beispielsweise in der WO 1999/037835 AI offenbart.
Für den Fall, dass in dem Prozess eine Störung auftritt, ist unterhalb einer Spinnvorrichtung eine Absaugeinrichtung vorgesehen, in welcher die durch die Spinndüsen erzeugten Fäden kontinuierlich aufgenommen und zu einem Abfallbehälter abgeführt werden. Damit wird gewährleistet, dass die Extru- sion der Fäden an den Spinndüsen nicht unterbrochen werden muss.
Sobald die Störung in dem Prozess beseitigt ist, müssen die Fäden in den Wickelstellen der Aufspulmaschine neu angelegt werden. Hierzu ist es üb- lieh, dass die Fadenschar mittels einer manuell geführten Saugpistole aufgenommen wird und durch einen Operator zum Anlegen geführt werden. So muss der Operator die Fadenschar von der stationären Absaugeinrichtung trennen und mit der manuell geführten Saugpistole übernehmen. Dann wird
die Saugpistole zur Aufspulmaschine geführt, so dass die an der Aufspulmaschine angeordneten Hilfseinrichtungen die Fadenschar erfasst und den Wickelstellen zum Anlegen zuführt. Insoweit ist das heute übliche Verfahren zum Anlegen mehrerer Fäden in mehreren Wickelstellen sehr bedie- nungsintensiv.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anlegen mehrerer Fäden in mehreren Wickelstellen einer Aufspulmaschine zu schaffen, bei welchem bzw. welcher die Fadenschar möglichst schnell und reproduzierbar den Wickelstellen zuführbar ist.
Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, das Verfahren und die Vorrichtung zum Anlegen mehrerer gesponnener Fäden möglichst zu automatisieren.
Für das erfindungsgemäße Verfahren wir die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Fadenschar in einem Fadenabschnitt vor Einlauf in die Absaugeinrichtung durch ein Führungsmittel erfasst und als eine Fadenschlaufe einer unteren stationären Absaugeinrichtung unterhalb der Spulspindel zugeführt wird.
Dementsprechend löst die erfindungsgemäße Vorrichtung diese Aufgabe dadurch, dass die Aufspulmaschine unterhalb der Spulspindel eine untere stationäre Absaugeinrichtung aufweist und dass die untere Absaugeinrich- tung mit einem beweglichen Führungsmittel zusammenwirkt, durch welches die von der oberen Absaugeinrichtung aufgenommene Fadenschar als eine Fadenschlaufe der unteren Absaugeinrichtung zuführbar ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die von einer stationären Ab- saugeinrichtung aufgenommenen Fäden beim Abzug von den Spinndüsen strahlenförmig zu einem Konvergenzpunkt zusammengeführt werden. Insoweit werden die einzelnen Fäden mit einem sich in Abhängigkeit von der Höhe veränderten Fadenabstand geführt. Um diesen Effekt zu nutzen, setzt die Erfindung nun eine untere stationäre Absaugeinrichtung unterhalb der Spulspindel ein, in welcher die Fadenschar durch ein Führungsmittel überführt wird. Das Führungsmittel ergreift die Fadenschar dabei unmittelbar vor Einlauf in der oberen Absaugeinrichtung in einem Abschnitt, bei denen die Fäden der Fadenschar fast bündeiförmig geführt sind. Nach der Übergabe der Fadenschar an die untere stationäre Absaugeinrichtung können die strahlenförmig zugeführten Fäden im Bereich der Wickelstellen vorteilhaft erfasst und angelegt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist hierzu eine untere stationäre Absaugeinrichtung auf, die unterhalb der Spulspindel der Aufspulmaschine angeordnet ist. Die untere Absaugeinrichtung wirkt dabei mit einem beweglichen Führungsmittel zusammen, durch welches die von der oberen Absaugeinrichtung aufgenommene Fadenschar als eine Fadenschlaufe der unteren Absaugeinrichtung zuführbar ist. Insoweit sind keine manuellen Bedienungsvorgänge erforderlich, um die Fadenschar in den Wickelstellen der Aufspulmschine anzulegen.
Um eine definierte Übernahme und Erfassung der Fadenschar durch die untere Absaugeinrichtung zu ermöglichen, wird gemäß einer vorteilhaften Verfahrensvariante ein Fadenstrang der Fadenschlaufe durch ein Schneid-
mittel durchtrennt. Hierbei wird der Fadenstrang, der sich zwischen der oberen Absaugeinrichtung und dem Führungsmittel einstellt, dem Schneidmittel zugeführt. Das Schneidmittel ist somit unmittelbar der unteren Absaugeinrichtung zugeordnet.
Damit die bei der Schlaufenbildung an der Fadenschar erzeugten Fadenspannungen möglichst gering gehalten werden können, weist das Führungsmittel eine frei drehbare Führungsrolle auf, die an einem beweglichen Rollenträger gehalten ist. Insoweit lässt sich die Fadenschar ohne Schlupf an dem Führungsmittel führen.
Da in der Regel die Fadenschar beim Durchtrennen einen Gegenwiderstand benötigen, die ein Ausweichen der Fadenschar verhindert, ist die Weiterbildung der Erfindung bevorzugt ausgeführt, bei welcher die Führungsrolle durch den Rollenträger zwischen einer Sammelposition und einer Übernahmeposition führbar ist und bei welcher die Führungsrolle in der Übernahmeposition mit der unteren Absaugeinrichtung zusammenwirkt. So lassen sich ortsfeste Umgebungen unmittelbar nutzen, um das Durchtrennen und Übernehmen der Fadenschar durch die untere Absaugeinrichtung zu verbessern.
Um den Eingriff in die Fadenschar von außerhalb der Wickelstellen zu ermöglichen, ist zudem der Rollenträger durch einen Schwenkarm und einen Führungsschlitten gebildet, wobei der Schwenkarm an dem höhenver- schiebbaren Führungsschlitten angeordnet ist, wobei der Schwenkarm die Führungsrolle an einem freien Ende trägt, wobei der Führungsschlitten durch ein Schlittenantrieb entlang einer Führungsschiene geführt ist und wobei der Schwenkarm durch einen Schwenkantrieb gesteuert wird.
Um den Vorgang zum Anlegen der Fäden in den Wickelstellen abschließen zu können, weist die Aufspulmaschine eine Hilfseinrichtung auf, durch welche die Fadenschar in einem Fadenabschnitt vor Einlauf in die untere Absaugeinrichtung erfassbar und den Wickelstellen zuführbar ist. Durch den Höhenunterschied zwischen der unteren Absaugeinrichtung und der Hilfseinrichtung können die sich einstellenden Fadenabstände zwischen den einzelnen Fäden der Fadenschar vorteilhaft genutzt werden, um eine Selektierung der Fäden zum Anlegen der Wickelstellen zu ermöglichen. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Anlegen mehrerer Fäden in mehreren Wickelstellen einer Aufspulmaschine bieten somit den großen Vorteil, dass in einem Schmelzspinnprozess relativ kurze Unterbrechungszeiten nach einem Störfall realisierbar sind. Durch vorbestimmte Steuerungsalgorithmen lässt sich das Anlegen der Fä- den in den Wickelstellen der Aufspulmaschine automatisiert durchführen. Damit können sich die manuellen Tätigkeiten bei einem Schmelzspinnprozess allein auf die Beseitigung von Störungen konzentrieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausfüh- rungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anlegen mehrerer Fäden in mehreren Wickelstellen einer Aufspulmaschine unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Es stellen dar:
Fig. 1.1
und
Fig. 1.2 schematisch eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung in mehreren Betriebssituationen
Fig. 2.1
und
Fig. 2.2 schematisch eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels aus
Fig. 1.1 in verschiedenen Betriebssituationen
Fig. 3 schematisch eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels aus
Fig. 1.1 im Betrieb
In den Fig. 1.1 und 2.1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung in mehreren Ansichten dargestellt. Fig. 1.1 zeigt das Ausführungsbeispiel in einer Seitenansicht und in Fig. 2.1 ist das Ausführungsbeispiel in einer Vorderansicht dargestellt. Insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist, gilt die nachfolgende Beschreibung für beide Figuren. Das Ausführungsbeispiel ist in einer Schmelzspinneinrichtung zur Herstellung von synthetischen Fäden integriert. Die Schmelzspinneinrichtung weist eine Spinnvorrichtung 1, eine Abkühlvorrichtung 2, eine Galettenvorrichtung 5 und eine Aufspulmaschine 6 auf, die untereinander angeordnet sind. Grundsätzlich sei an dieser Stelle erwähnt, dass in derartigen Schmelzspinneinrichtungen weitere Prozessaggregate wie beispielsweise Präparationsvorrichtungen, Verwirbe- lungsvorrichtungen, Texturiervorrichtungen und / oder Kräuselvorrichtungen enthalten sein könnten. Ebenso ist die Galettenvorrichtung 5 in ihrer Ausbildung beispielhaft.
Die Spinnvorrichtung 1 weist einen beheizten Spinnbalken 1.1 auf, der an seiner Unterseite mehrere Spinndüsen 1.2 trägt. Die Spinndüsen 1.2 sind in diesem Ausführungsbeispiel als sogenannte Doppeldüsen ausgebildet, so dass aus jeder Spinndüse 1.2 jeweils zwei Fäden extrudiert werden. Die Spinndüsen 1.2 sind mit einer Spinnpumpe 1.3 verbunden. Die Spinnpumpe 1.3 ist als Mehrfachpumpe ausgebildet und über einen Schmelzezulauf 1.4
mit einer hier nicht dargestellten Schmelzequelle beispielsweise einem Extruder verbunden.
Unterhalb der Spinnvorrichtung 1 ist die Abkühlvorrichtung 2 angeordnet, die eine Blaskammer 2.2 und einen Kühlschacht 2.1 aufweist. Der Kühlschacht 2.1 könnte beispielsweise durch einen Kühlzylinder gebildet sein, der innerhalb der Blaskammer 2.2 angeordnet ist. Die Blaskammer 2.2 ist mit einer hier nicht dargestellten Klimaeinrichtung verbunden. Der Kühlschacht 2.1 weist eine gasdurchlässige Wandung auf, so dass eine aus der Blaskammer 2.2 strömende Klimaluft in den Kühlschacht 2.1 zum Kühlen der extrudierten Fäden führt. Unterhalb des Kühlschachtes 2.1 schließt sich ein Fallschacht 2.3 an. Innerhalb des Fallschachtes 2.3 ist unterhalb des Kühlschachtes 2.1 pro Spinndüse 1.2 jeweils ein Sammelfadenführer 3 vorgesehen. Durch die Sammelfadenführer 3 werden die aus einer Mehrzahl von Filamenten extrudierten Fäden jeweils separiert und als Filamentbündel zusammengeführt.
Unterhalb des Fallschachtes 2.3 folgt eine Galettenvorrichtung 5, die mehrere auskragende an einem Träger 5.4 gehaltene Galetten 5.1 und 5.2 auf- weist. Den Galetten 5.1 und 5.2 sind an einer Rückseite des Trägers 5.4 jeweils Galettenantriebe 5.3 zugeordnet.
Der Träger 5.4 der Galettenvorrichtung 5 stützt sich an einem Maschinengestell 6.10 der Aufspulmaschine 6 ab.
Die Aufspulmaschine 6 weist einen drehbar gelagerten Spulrevolver 6.3 auf, der zwei auskragend gelagerte Spulspindeln 6.2 trägt. Die Spulspindeln 6.2 sind mit Spindelantrieben 6.4 verbunden. Der Spulrevolver 6.3 ist über einen Revolverantrieb 6.5 drehbar, so dass die Spulspindeln 6.2 abwech-
selnd zwischen einem Betriebsbereich und einem Wechselbereich verschwenkt werden können.
Im Betriebsbereich wirken die Spulspindeln 6.2 mit mehreren Wickelstellen 6.1 zusammen. In diesem Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Wickelstellen 6.1 an der Aufspulmaschine 6 ausgebildet. Die Wickelstellen 6.1 sind identisch aufgebaut und weisen jeweils eine Umlenkrolle 6.9 und eine Changiereinrichtung 6.7 auf. Die Umlenkrollen 6.9 sind der Galettenvor- richtung 5 nachgeordnet, um die Fäden auf die Wickelstellen 6.1 zu vertei- len. Die Changiereinrichtungn 6.7 weisen pro Faden jeweils ein Changiermittel zum Hin- und Herführen des Fadens auf. Zum Ablegen der Fäden am Umfang gewickelter Spulen ist eine Andrückwalze 6.6 vorgesehen, die sich parallel zu der Spulspindel 6.2 erstreckt. Um im Fall einer Störung die extrudierten Fäden aufnehmen zu können, ist oberhalb der Galettenvorrichtung 5 eine stationäre Absaugeinrichtung 4 vorgesehen. Die hier als obere Absaugeinrichtung 4 bezeichnete Einrichtung weist einen Fadenraffer 4.3 auf, um bei einer Störmeldung die Fadenschar 9 einzusammeln und über eine Saugöffnung 4.1 und einer Abfalllei- tung 4.2 einem hier nicht näher dargestellten Abfallbehälter zuzuführen. Hierzu ist dem Fadenraffer 4.3 ein Trennmesser 4.4 zugeordnet, durch welches ein Fadenende an der Fadenschar 9 zum Einsaugen in die Saugöffnung 4.1 erzeugt wird. Zum Anlegen der Fäden der Fadenschar 9 in die Wickelstellen 6.1 ist der Auf Spülmaschine 6 eine untere Absaugeinrichtung 7 zugeordnet. Die untere Absaugeinrichtung 7 ist unterhalb der Spulspindeln 6.2 angeordnet. Die untere Absaugeinrichtung 7 weist eine Saugöffnung 7.1 und eine Abfallleitung 7.2 auf, die zur Aufnahme der Fadenschar und zur Abfuhr der Faden-
schar zu einem Abfallbehälter zusammenwirken. Der Saugöffnung 7.1 ist ein Schneidmittel 7.3 zugeordnet. Das Schneidmittel 7.3 wird bevorzugt durch ein Messer oder mehrere Messer gebildet, die mit möglichst geringem Schneidwiderstand eine Durchtrennung der Fadenschar ermöglichen.
Die obere Absaugeinrichtung 4 und die untere Absaugeinrichtung 7 wirken mit einem Führungsmittel 8 zusammen, um die Fadenschar von der oberen Absaugeinrichtung 4 zur unteren Absaugeinrichtung 7 zu übergeben. In diesem Ausführungsbeispiel wird das Führungsmittel 8 durch eine frei drehbare Führungsrolle 8.1 gebildet, die an einem Schwenkarm 8.2 gehalten ist. Der Schwenkarm 8.2 ist über einen Schwenkantrieb 8.3 quer zu Fadenlaufrichtung schwenkbar ausgeführt. Der Schwenkarm 8.2 und der Schwenkantrieb 8.3 sind an einem Führungsschlitten 8.4 angeordnet. Den Führungsschlitten 8.4 lässt sich an einer vertikal ausgerichteten Führungsschiene 8.5 durch einen Schlittenantrieb 8.6 hin- und herführen. Die Führungsschiene 8.2 ist hierzu seitlich zur Stirnseite der Aufspulmaschine 6 angeordnet. In den Fig. 1.1 und 2.1 ist die Schmelzspinneinrichtung in einer Betriebssituation dargestellt, bei welcher die Fadenschar 9 über die obere Absaugeinrichtung 4 kontinuierlich zu einem Abfallbehälter abgeführt wird. Die Ga- lettenvorrichtung 5 und die Aufspulmaschine 6 befinden sich in einem Anlegemodus, um die Fadenschar 9 aufnehmen zu können. Hierzu ist die be- weglich gehaltene Galette 5.1 der Galettenvorrichtung 5 in einer Anlegestellung verschoben, wie in Fig. 1.1 gestrichelt dargestellt ist. Die Aufspulmaschine 6 weist eine Hilfseinrichtung 6.8 auf, die in diesem Fall durch einen beweglichen Rollenträger 6.8 gebildet ist, der die Umlenkrollen 6.9 trägt. Der Rollenträger 6.8 ist in einer ausgefahrenen Stellung (gestrichelt
dargestellt) gehalten. Nun wird das Führungsmittel 8 in eine Sammelposition geführt. In der Sammelposition wird der Führungsschlitten 8.4 in eine obere Position an der Führungsschiene 8.5 gehalten. Der Schwenkarm 8.2 mit der Führungsrolle 8.1 wird über den Schwenkantrieb 8.3 in den Faden- lauf der Fadenschar 9 eingeschwenkt, wobei die Führungsrolle 8.1 die Fadenschar 9 unmittelbar in einem Fadenabschnitt kurz oberhalb der Absaugeinrichtung 4 erfasst. Sobald die Fadenschar 9 am Umfang der Führungsrolle 8.1 geführt ist, wir der Führungsschlitten 8.4 durch den Schlittenantrieb 8.6 aktiviert. Der Führungsschlitten 8.4 verlässt die Sammelposition und wird in eine untere Übernahmeposition am unteren Ende der Führungsschiene 8.5 geführt. Dabei bildet sich an der Führungsrolle 8.1 eine Fadenschlaufe 9.1 aus. Die von den Spinndüsen 1.2 extrudierten Fäden werden dabei nach wie vor von der Absaugeinrichtung 4 aufgenommen und umschlingen die Führungsrolle 8.1. Diese Situation ist in Fig. 1.1 und 2.1 ge- strichelt dargestellt.
In der Fig. 1.2 und 2.2 ist die Schmelzspinneinrichtung in der Situation gezeigt, in welcher die Fadenschar 9 durch die untere Absaugeinrichtung 7 aufgenommen und geführt ist. Das Führungsmittel 8 befindet sich hierzu in der unteren Übernahmestellung, wobei die Fadenschar an der Führungsrolle 8.1 durch den Schwenkarm 8.2 den Schneidmittel 7.3 und der Saugöffnung 7.1 der unteren Absaugeinrichtung 7 zugeführt wird. Das Schneidmittel 7.3 durchtrennt den zwischen der Absaugeinrichtung 4 und der Führungsrolle 8.1 geführten Fadenstrang der Fadenschlaufe 9.1. Dabei wird nach Durch- trennung der Fadenschar 9 das sich bildende Ende von der Saugöffnung 7.1 der unteren Absaugeinrichtung 7 aufgenommen. Dieser Zustand ist in den Fig. 1.2 und 2.2 dargestellt.
Der Schwenkarm 8.2 mit der Führungsrolle 8.1 wird in eine Neutralstellung geführt. Zum Anlegen der Fäden in den Wickelstellen 6.1 wird nun die Hilfseinrichtung 6.8 aktiviert. Die an dem beweglichen Rollenträger 6.8 gehaltenen Umlenkrollen 6.9 sind mit einem Versatz zueinander in der An- legeposition gehalten, so dass durch eine einfache Einschubbewegung eine Übernahme der mit gewissem Fadenabstand nebeneinander geführten Fäden selektiert werden und in die Wickelstellen überführt werden. Der Höhenabstand zwischen der Hilfseinrichtung 6.8 und der unteren Absaugeinrichtung 7 ist derart abgestimmt, dass ein vorbestimmter Fadenabstand zwi- sehen den Fäden der Fadenschar 9 im Bereich der Hilfseinrichtung 6.8 vorherrscht.
Zum Abschluss wird die Galette 5.1 der Galettenvorrichtung 5 aus der Anlegeposition in ihre Betriebsposition überführt, so dass die Schmelzspin- neinrichtung bereit ist, zur kontinuierlichen Herstellung der synthetischen Fäden. In Fig. 3 ist die Schmelzspinneinrichtung im normalen Betriebszustand gezeigt. Die Fäden der Fadenschar 9 werden zu Spulen gewickelt.
Die in dem vorgenannten Ausführungsbeispiel gezeigten Hilfseinrichtungen zum Selektieren der Fadenschar beim Anlegen in die Wickelstellen sind beispielhaft. Wesentlich für das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ist das Zusammenwirken zwischen einer oberen und einer unteren stationären Absaugeinrichtung mit einem zur Fadenschlaufenbildung geeigneten Führungsmittel. Als Führungsmittel konnte an Stelle einer Führungsrolle auch ein Fadenführer oder eine Fadenstange verwendet werden.