Fadenüberlaufrolle
Die Erfindung betrifft eine Fadenüber lanfrolle mit wellenförmiger Verlegung des Fadens zur Erhöhung der Haftwirkmg. Er- Lindungsgemäss liegt der Faden abwechselnd auf der Oberfläehe zweier versetzt angeord- neter Karlottenreihen auf.
Es ist bekannt, Fadenüberlaufrollen so auszubilden, dalS die überlaufenden Fäden bzw. Seile, nachstehend allgemein als Fäden bezeichnet, längs ihrer Anlagelinien auf der Rolle in wellenförmigem Verlauf geführt werden. Durch eine solehe Verlegung des Fadens wird eine erhöhte Haftwirkung zwischen dem Faden und der Rolle erzielt, die sich in einer grösseren Kraftübertragung pro Umschlingungswinkel auswirkt.
Die bisher bekanntgewordenen Rollen dieser Art zeigen zwar die erhöhte Haftwirkung zwisehen Faden und Rolle, sie haben sich aber nicht bewährt, weil die Ein-und Auslaufvorgänge den Faden zu sehr beanspruchen. Um den Faden in Wellenform zu verlegen, muss man ihn längs der Einlaufbahnen in seine später einzunehmende Verlegungsform hineingleiten lassen. Während dieses Einlaufens werden die Teile des Fadens, die unmittelbare Berührung mit den Einlauffläehen haben, unter der Spannung im Trum oder Bündel ausserordentlich auf Querreibung beansprucht, was einen erhöhten Verschlie# des Trums zur Folge hat.
Seile werden nach kurzer Betriebs- dauer zerstört, und textile Fadenbundel sind wegen Bruchs ihrer feinen Kapillarfäd'en nicht mehr in der ersten Güteklasse verwendbar.
Es ist bei Ausführungsbeispielen der vorlie- genden Erfindung gelungen, den Einfluss der schädlichen Querreibung auf den Faden durch eine giinstige konstruktive Ausbildung der Rolle zu mindern. Dabei wurde die Erkenntnis gewonnen, dass eine häufigere Umlenkung der Fäden-also eine kleinere Periode, der wel lenförmigen Verlegung-eine wesentlich ge- ringere Beanspruchung der von der Querreibung betroffenen Fadenteile zur Folge hat.
Der Weg zur Verbesserung soleher Fadeniiber- laufrollen liegt also darin, die wellenförmige Verlegmmg mit so kleiner Teilung, wie sie die Stärke des Fadens zulässt, vorzunehmen und dabei die Gleitflächen für den Einlauf so kurz und die Oberfläche derselben so glatt und allseitig so stetig gekriimmt wie nur irgend möglich zu gestalten.
Es wurde nun gefunden, da. ss den zwei Forderungen naeh möglichst kleiner Wellenteilung und möglichst kurzer, glatter und stetiger Einlauffläche dadurch entsprochen werden kann, dass man als fadenverlegende Ele- mente zwei Reihen gegeneinander versetzter Kugeln auf der Mantelfläche der Rolle anordnet. Derartige Kugeln können entspreehend dem zu verlegenden Fadentiter klein genug gewählt werden, um die Wellenteilung klein zu halten. Sie entsprechen weitgehendst der andern Forderung nach hoher Oberfläehengüte und stetiger Krümmung der Einlauf- fläche. Gemä# dem klein zu wählenden Durchmesser der Kugeln wird auch der Einlaufweg des Fadens kurz sein.
Es hat sich weiterhin gezeigt, dass man diese Fadenüberlaufrollen mit Kugelauflage den verschiedensten Verwendungszweeken zz- führen kann. Ordnet man zum Beispiel die beiden versetzten Kugelreihen so an, dass die Kugeln einander tief durchdringen, so wird der zu verlegende Faden auf weniger geneigten Tangentialebenen der Kugeln aufliegen.
Die Haftwirkung wird in diesem Falle nur in geringem Masse erhöht. Eine solehe Rolle eignet sich dann vortrefflich als Vor-oder Nacheilnolle, das heisst als Rolle, auf der der Faden gegenüber der Auflagefläehe in seiner Laufrichtung eine Relativbewegung ausführt. Der Faden gleitet also auf der sich drehenden Rolle. Liegen die beiden Kugel- reihen bzw. die beiden sie enthaltenden Ebenen weiter auseinander, so wird der Faden auf einer steileren Tangentialebene zu liegen kom- men ; er wird also tiefer zwischen die beiden Kugelreihen eindringen und infolgedessen einer grösseren Haftwirkung unterliegen als vordem.
Diese Art Rollen dienen zur schlupf- freien Fadenführung, wobei zu beachten ist, dass der Kugelreihenabstand nicht so gross gewä. hlt wird, dass der Faden beim tieferen Eindringen die Kugelberührungspunkte erreicht.
Er würde sich andernfalls zwisehen den Kugeln festklemmen und beschädigt werden.
An Stelle der hochpolierten Kugeln mag es auch in vielen Fallen ausreiehend sein, Prägeteile mit Kugelkalotten in hochfestem und korrosionsbeständigem Stahl, seinen Le gierungenundändernMetallen oder Kugelkalotten-Pressteile aus Glas, Keramik und andern Kunststoffen, aus denen man auch sonst Rollen herzustellen pflegt, zu verwenden.
Diese Kugelkalotten sind zu Ringen zusammengefasst und gestatten eine leichte Montage der Rolle. Die Kalottenringe können als Planringe oder als Mantelringe angeordnet sein.
Zur ersten Ausführung gehören dann immer zwei einander gegenüberstehende Ringe, die sieh durch die versetzte Anlage der Kalotten von selbst gegeneinander zentrieren. Diese Planringe brauchen dann nur dureh eine Schraub-oder ähnliche Verbindung fest gegeneinandergepresst zu werden. Die Mantel ringausführung wird vorteilhafterweise auf derTrägerrolleaufgeschrumpft, sofern die Kalottenform nieht von vornherein in die Mantelfläche der Rolle eingepresst wird. Es sind aber auch andere Befestigungsmoglich- keiten denkbar.
In der beiliegenden Zeichnung sind Aus- führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt :
Fig. 1 eine Fadenüberlaufrolle in teilwei- sem Axialsehnitt und Ansieht in Blickrieh- tung senkrecht zur Drehachse, Fig.'2 die Fadenüberlaufrolle nach Fig. 1 in teilweisem Querschnitt und Ansicht in Blickrichtung der Drehachse,
Fig. 3 eine Kugelanordnung bei Vor-bzw.
Nacheilrollen,
Fig. 4 eine Kugelanordnung für sehlupffreie Haftrollen,
Fig. 5 einen Axialscnitt durch eine Planringrolle und
Fig. 6 einen Teilsehnitt bzw. eine Teilansieht einer Mantelringrolle.
Die Fadenüberlaufrolle der Fig. 1 und 2 besteht aus zwei sieh gegenüberstehenden Trä gerscheiben 1 und 2,, von denen die erstere auf der Welle 3 mit der Schraube 4 befestigt ist.
Nahe ihrem Aussenrand haben beide Scheiben in einer Wulst je eine umlaufende Rille, in welcher Kugeln in zwei Reihen und versetzt gegeneinander gelagert sind. Die Kugeln sind also so angeordnet, dass in den Zwisehenraum zwischen zwei Kugeln 6 der einen Reihe immer eine Kugel 5 der andern und umgekehrt hin- einragen. Die Kugeln beider Reihen haben Punktberührung. Die beiden Trägerseheiben 1 und 2 werden durch Muttern 7, die e auf den verlängerten, Gewinde tragenden Fuss 8 der Trägerscheibe 1 aufgeschra.
ubt sind, aneinan- dergepresst. Zweeks selbsttätigen Eingleitens in die Kugelauflage beim Anlegen des Fadens sind die obern Ränder 9 der Trägerscheiben 1 und 2 konisch ausgearbeitet.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen Aus sehnitt aus der Kugelauflage in vergrössertem Massstab. Die beiden Ebenen der Kugel- reihen, jeweils gebildet durch die aneinander- g Kugeln 5 und 6, liegen, wie der Abstand 10 wiedergibt, dicht beieinander. Die versetzt angeordneten Kugeln ragen jeweils tief in die Zwisehenräume der gegenüberlie- genden hinein. Der Faden 11 wird infolge- dessen weit oben auf den Kugeln, also an Stellen geringer Neigung der Tangential- el) enen der Kugeln, geführt.
Diese Anordnung eignet sieh bevorzugt fiir Fadenüberlaufrollen, bei denen der Faden gegenüber der Rolle eine Relativbewegung ausführt, also für Vor-und Naeheilrollen.
Fig. 4 zeigt die entspreehende Anordnung für schlnpffreie Haftrollen. Der Abstand der beiden Kugelebenen 12 ist gegenüber dem der Fig. 3 gross. Die Kugeln 5 und 6 ragen weniger tief ineinander. Der Fad'en 11 liegt hier tiefer zwisehen den beiden Kugelreihen an Stellen mit grosser Tangentialneigung der Wel- gelfläellen. Die Haftwirkung zwischen Faden und Rolle ist erheblich grosser als in Fig. 3, so dass ersterer bei gegebenem Umschlingungs- winkel fest geführt wird.
In Fig. 5 ist eine Kugelkalottenrolle mit Planringseheiben dargestellt. Die beiden Planringe 13 und 14 sind durch die Buchse 15 und die Mutter 7 fest aneinandergepresst. Die Buchse 15 ist durch eine Schraube 4 oder andere Befestigungsmittel fest mit der Welle 3 verbunden. Die beiden Planringe 13 und 14 haben einen umgebördelten Anlegerand 16.
Oieht innerhalb des Bördelrandes sind die bei len Eugelkalobtenreihen 17 und 18 in die Planringe 13 und 14 eingeprägt. Die Planringe sind nun so gegeneinandergepresst, dass immer eine Kalotte der Reihe 17 zwischen zwei Kalotten der Reihe 18 und umgekehrt zu liegen kommen. Die gegenseitige Zentrierung der beiden Planringschiben 13 und 14 erfolgt selbsttätig dureh die Kugelkalottenreihen 17 und 18.
Selbstverständlich sind auch an dieser Planringausführung bei entsprechender Prä- gung der Kalotten Fadenverlegungen gemäss den Fig. 3 und 4 gegeben, so dass Rollen sol cher Konstruktion dann a. uch als Vor-oder Nacheil-und als schlupffreie Rollen Verwendung finden.
Fig. 6 zeigt eine Mantelringrolle. Diese Ausführungsform besteht aus einem Träger- körper 19, der mittels einer Schraube 4 wiederum auf der Welle 3 befestigt ist. Auf den Trägerkörper 1'9 ist ein Mantelring 20 aufge- schrumpft, dem mehrere Reihen ineinander versetzter Kugelkalotten eingeprägt sind. Zwi schen diesen Kalotten 2il wird der Faden ähnlich wie bei den andern Ausführungen verlegt. Um ein Abgleiten von dem Mantelring 20 zu verhindern, empfiehlt es sich, vier Reihen mit Kugelkalotten 21 vorzusehen, so d'ass drei Verlegungsmöglichkeiten vorhanden sind.
Normalerweise läuft dann der Faden in der mittleren. Sollte er aber einmal aus dieser herausspringen, so ist ein Weiterlaufen in einer Seitenformbahn möglich, bis er durch den Einfluss ausserhalb der Rolle angeordneter Führungsmittel von selbst wieder in die mittlere Hauptbahn zurüekspringt.
In den Fig. 1, 2, 5 und 6 sind Ausführungsformen beschrieben, die eine Verwendung der Rolle mit Fadenformverlegung und daraus sich ergebender höherer Haftwirkung in der Praxis ermöglichen. Eine Ausführung ähnlieh der Fig. 6 könnte auch ohne eigenen Mantelring 20, aber mit direkt auf den Trägerkörper 19 aufgepressten Kugelkalotten 21 vorgesehen sein, andere Beispiele können noeh besondere betriebliche Forderungen erfiillenwie zum Beispiel die Ausführung einer Fadenbremse, bei der die Planringe 13 und 14 der Fig. 5 oder die Trägerseheiben 1 und 2 der Fig.
1 nicht unmittelbar durch Schrauben, sondern unter Zwischenschaltung einer Federkupplung aneinandergepresst werden, so dass eine Relativbewegung der Rolle auf der Welle oder der tragenden Buchse mög- lich wird.
Schliesslich könnte die Mantelringrolle der Fig. 6 an Stelle der Kugelkalotten 21 1 zum Beispiel auch ellipsoidförmige Kalotten erhalten.
Werden ellipsoidförmige Körper in einer Rolle gemäss Fig. 1 aufgereiht, so empfiehlt sich die Anwendung von aus der Kugellagertechnik bekannten Käfigen.
Die vorbeschriebenen Rollen mit Ellipsoid- bzw. Kugelkalottenauflage können überall in der Textiltechnik als Fadenüberlaufrollen für endlose Fäden und Stapelgarn für künstliche und natürliche Fäden auf Spinn-, Zwirn- und Spulmaschinen eingesetzt werden. Die in Fig. 3 bezeichnete und beschriebene Voreil-oder Nacheilanordhung dient, wie die bekannten glatten Rollen ohne Fadenformverlegung dieser Art, zur Verringerung oder Erhöhung der Spannung eines gleitenden Fadens.
Eine solche Voreil-oder Nacheilrolle bietet gegen- über den glatten Rollen neben dem Vorteil der durch Formverlegung erhöhten Gleitreibung auch noch den weiteren eines wesentlich ge ringeren Versehleisses, da man bei der Formverlegung einmal die Möglichkeit hat, zum Erreichen des erforderlichen Reibmgsbeiwertes einen härteren, wenn auch glatteren Werkstoff zu verwenden und zum andern bei der Formverlegung eine grössere Auflagebreite vom Faden bestrichen wird, durch welche sicli die Standzeit der Roltenoberfläche erheblich erhöht.
Thread overflow roller
The invention relates to a thread over long roll with undulating laying of the thread to increase the adhesive effect. According to the invention, the thread rests alternately on the surface of two offset rows of Karlottos.
It is known to design thread overflow rollers in such a way that the overflowing threads or ropes, hereinafter generally referred to as threads, are guided along their contact lines on the roller in an undulating course. By laying the thread in this way, an increased adhesive effect is achieved between the thread and the roll, which results in a greater transmission of force per angle of wrap.
The rolls of this type that have become known hitherto show the increased adhesive effect between the thread and the roll, but they have not proven themselves because the infeed and outfeed processes place too much stress on the thread. In order to lay the thread in a wave shape, you have to let it slide along the inlet tracks into the laying shape to be adopted later. During this run-in, the parts of the thread that are in direct contact with the run-in surfaces are subjected to extreme transverse friction under the tension in the strand or bundle, which results in increased closure of the strand.
Ropes are destroyed after a short period of operation, and textile thread bundles can no longer be used in the first quality class because their fine capillary threads have broken.
In embodiments of the present invention, it has been possible to reduce the influence of the harmful transverse friction on the thread by means of a favorable structural design of the roller. The knowledge was gained that a more frequent deflection of the threads - that is, a smaller period, the wavy laying - results in significantly less stress on the thread parts affected by the transverse friction.
The way to improve such thread overflow rollers is to undertake the undulating laying with as small a pitch as the thickness of the thread allows, while keeping the sliding surfaces for the infeed as short and the surface of the same as smooth and as continuously curved as just to make it possible.
It has now been found there. The two requirements for the smallest possible corrugation pitch and the shortest, smooth and steady inlet surface possible can be met by arranging two rows of mutually offset balls on the outer surface of the roller as thread-laying elements. Such balls can be selected to be small enough, depending on the denier to be laid, to keep the corrugation pitch small. They largely correspond to the other requirement for high surface quality and constant curvature of the inlet surface. According to the small diameter of the balls to be selected, the inlet path of the thread will also be short.
It has also been shown that these thread overflow rollers with ball support can be used for the most varied of purposes. For example, if the two staggered rows of balls are arranged so that the balls penetrate each other deeply, the thread to be laid will rest on less inclined tangential planes of the balls.
The adhesive effect is only slightly increased in this case. Such a roll is then excellently suited as a leading or lagging roll, that is to say as a roll on which the thread executes a relative movement in its running direction with respect to the support surface. So the thread slides on the rotating roller. If the two rows of balls or the two planes containing them lie further apart, the thread will come to lie on a steeper tangential plane; it will penetrate deeper between the two rows of balls and consequently be subject to a greater adhesive effect than before.
These types of rollers serve to guide the thread without slipping, whereby it must be ensured that the distance between the rows of balls is not so large. It is held that the thread reaches the ball contact points as it penetrates deeper.
Otherwise it would get caught between the balls and be damaged.
Instead of the highly polished balls, it may be sufficient in many cases to use stamped parts with spherical caps in high-strength and corrosion-resistant steel, its alloys and other metals, or spherical cap pressed parts made of glass, ceramics and other plastics, from which rollers are usually made.
These spherical caps are combined to form rings and allow easy assembly of the role. The spherical rings can be arranged as plane rings or as jacket rings.
The first version always includes two opposing rings, which center themselves against each other due to the offset contact of the domes. These plane rings then only need to be pressed firmly against one another by means of a screw or similar connection. The jacket ring design is advantageously shrunk onto the carrier roll, provided that the dome shape is not pressed into the jacket surface of the roll from the start. However, other fastening options are also conceivable.
In the accompanying drawing, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown, namely:
1 shows a thread overflow roller in partial axial section and viewed in the direction of view perpendicular to the axis of rotation, FIG. 2 the thread overflow roller according to FIG. 1 in partial cross section and view in the direction of view of the axis of rotation,
Fig. 3 shows a ball arrangement in front or.
Lagging roles,
Fig. 4 shows a ball arrangement for sehlupfree adhesive rollers,
5 shows an axial section through a plane ring roller and
6 shows a partial section or a partial view of a jacket ring roller.
1 and 2 consists of two opposing Trä gerscheiben 1 and 2 ,, of which the former is attached to the shaft 3 with the screw 4. Die Gerscheiben 1 and 2,
Near their outer edge, both discs each have a circumferential groove in a bead, in which balls are mounted in two rows and offset from one another. The balls are thus arranged in such a way that one ball 5 of the other and vice versa always protrude into the space between two balls 6 of one row. The balls in both rows have point contact. The two carrier disks 1 and 2 are screwed onto the elongated, thread-bearing foot 8 of the carrier disk 1 by nuts 7.
ubt are pressed together. The upper edges 9 of the carrier disks 1 and 2 are conical in shape for the purpose of automatic sliding into the ball support when the thread is applied.
Fig. 3 shows a plan view of a section from the ball support on an enlarged scale. The two levels of the rows of balls, each formed by the balls 5 and 6, lie close to one another, as the distance 10 shows. The staggered spheres each protrude deep into the spaces between the two opposite ones. As a result, the thread 11 is guided high up on the balls, that is to say at points of slight inclination of the tangential elements of the balls.
This arrangement is particularly suitable for thread overflow rollers in which the thread executes a relative movement with respect to the roller, that is to say for forward and sewing rollers.
Fig. 4 shows the corresponding arrangement for slip-free adhesive rolls. The distance between the two spherical planes 12 is large compared to that in FIG. 3. The balls 5 and 6 protrude less deeply into one another. The thread 11 lies here deeper between the two rows of balls at points with a great tangential inclination of the corrugated surfaces. The adhesive effect between the thread and the roll is considerably greater than in FIG. 3, so that the former is firmly guided at a given angle of wrap.
In Fig. 5, a spherical cap roller with flat ring washers is shown. The two plane rings 13 and 14 are firmly pressed against one another by the bushing 15 and the nut 7. The bush 15 is firmly connected to the shaft 3 by a screw 4 or other fastening means. The two plan rings 13 and 14 have a flanged contact edge 16.
Oight within the beaded edge, the Eugelkalobten rows 17 and 18 are embossed in the plane rings 13 and 14. The planar rings are now pressed against one another in such a way that one calottes in row 17 always come to lie between two calottes in row 18 and vice versa. The mutual centering of the two flat ring disks 13 and 14 takes place automatically through the rows of spherical caps 17 and 18.
Of course, with the corresponding embossing of the domes, thread displacements according to FIGS. 3 and 4 are also given in this planar ring design, so that rolls of such a construction then a. They can also be used as leading, trailing and non-slip roles.
Fig. 6 shows a jacket ring roller. This embodiment consists of a carrier body 19 which is in turn fastened to the shaft 3 by means of a screw 4. A jacket ring 20 is shrunk onto the carrier body 1'9, and several rows of spherical caps staggered into one another are stamped into it. Between these domes 2il the thread is laid similarly to the other versions. In order to prevent slipping off the jacket ring 20, it is advisable to provide four rows with spherical caps 21 so that there are three possibilities for laying.
Usually the thread then runs in the middle. However, if it should jump out of this, it is possible to continue running in a side-shaped path until it automatically springs back into the middle main path through the influence of guide means arranged outside the roller.
In FIGS. 1, 2, 5 and 6, embodiments are described which enable the use of the roll with thread-form laying and the higher adhesive effect resulting therefrom in practice. An embodiment similar to FIG. 6 could also be provided without its own jacket ring 20, but with spherical caps 21 pressed directly onto the carrier body 19; Fig. 5 or the support disks 1 and 2 of Fig.
1 are not pressed against each other directly by screws, but with the interposition of a spring clutch, so that a relative movement of the roller on the shaft or the supporting bush is possible.
Finally, instead of the spherical caps 21 1, the jacket ring roller of FIG. 6 could also have ellipsoidal caps, for example.
If ellipsoidal bodies are lined up in a roll according to FIG. 1, the use of cages known from ball bearing technology is recommended.
The above-described rollers with ellipsoidal or spherical cap support can be used everywhere in textile technology as thread overflow rollers for endless threads and staple yarn for artificial and natural threads on spinning, twisting and winding machines. The leading or trailing arrangement identified and described in FIG. 3 serves, like the known smooth rollers without thread shape laying of this type, to reduce or increase the tension of a sliding thread.
Compared to the smooth rollers, such a leading or lagging roller offers the advantage of increased sliding friction due to the relocation of the mold, as well as the further advantage of a significantly lower level of loss, also to use smoother material and, on the other hand, when laying the mold, a larger contact width is coated by the thread, which significantly increases the service life of the roller surface.