DE1077370B

DE1077370B - Device for cutting endless running artificial threads into stacks

Info

Publication number: DE1077370B
Application number: DEP8933A
Authority: DE
Inventors: Harry Marshall Cook
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 1951-12-28
Filing date: 1952-12-27
Publication date: 1960-03-10

Description

Vorrichtung zum Schneiden endloser laufender Kunstfäden in Stapel Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden endloser laufender Kunstfäden, insbesondere Polyacrylnitrilfäden, in Stapel.Device for cutting endless running synthetic threads into stacks The invention relates to a device for cutting endless running synthetic threads, especially polyacrylonitrile threads, in stacks.

Bekannte Schneidvorrichtungen für Fäden weisen eine umlaufende Scheibe mit axialem Fadeneinführung,skanal, dessen Mündung in einen bis zum Scheibenumfang reichenden radialen Kanal übergeführt ist, und ein vor dem Kanalausgang angeordnetes feststehendes Messer auf. Die beim schnellen Umlauf der Scheibe auftretenden beachtlichen Zentrifugalkräfte setzen die Fäden unter Spannung. Wenn das Messer am Scheibenumfang schleift, bilden sich in ihm rasch Rillen, und das Messer wird rasch abgenutzt. Auchdie Anordnung des Messers im Abstand von mehreren hundertstel Millimeter ist ungenügend.Known cutting devices for threads have a rotating disk with axial thread introduction, channel, the mouth of which in one up to the disc circumference reaching radial channel is transferred, and arranged in front of the channel outlet fixed knife on. The considerable ones that occur when the disk rotates rapidly Centrifugal forces put the threads under tension. When the knife on the disc circumference sharpened, grooves quickly form in it and the knife wears out quickly. The arrangement of the knife is also several hundredths of a millimeter apart insufficient.

Man hat weiter vorgeschlagen, in der Mündung des in der Scheibe vorgesehenen ra--dialen Kanals ein über den Scheibenumfang vorspringendes Endstück auswechselbar anzuordnen, das mit dem Messer zusamnienwirkt. Aber bei Verwendung der üblichen Werkstoffe für das Endstück und das Messer tritt auch bei einwandfreier Lagerung der Scheibe und starrer Anordnung des Messers ein rasches Stumpf- und Schartigwerden der Messerschneide auf, da die Scheibe vor der Einführung der Fäden auf Drehzahl gebracht wird und die Einführung zu Unwuchten führt und etwas den Rotationskreis vergrößert. Wenn das Messer so eingestellt ist, daß es die mit ihm zusammenwirkende Fläche gerade berührt, genügt aber schon eine ganz geringe Gleichgewichtsstörung, um in dem Messer Kerben oder Scharten zu erzeugen.It has also been proposed that the one provided in the disc be in the mouth In the radial channel, an end piece protruding over the circumference of the disk can be exchanged to arrange that cooperates with the knife. But when using the usual Materials for the end piece and the knife occurs even with proper storage The disc and the rigid arrangement of the knife quickly become blunt and jagged the knife edge on, since the disc before the introduction of the threads on speed is brought and the introduction leads to imbalances and something the rotation circle enlarged. When the knife is adjusted so that it interacts with it Surface just touched, but a very slight disturbance of balance is sufficient, to create nicks or nicks in the knife.

Man ist daher dazu übergegangen, das Endstück aus einem gegen Verschleiß beständigen, sehr harten Material, wie künstlichen Edelsteinen, zu fertigen und seiner am Messer hart vorbeistreichenden Fläche eine Steigung zu geben. Das Messer ist dabei federnd ge- lagert, derart, daß es der Steigung folgt und nach dem Vorbeistreichen in seine Ausgangslage zurückspringt. Auch dieser Übergang zum härteren Werkstoff, der ebenso auf einem entfernt liegenden, andersartige Probleme bietenden Gebiet, nämlich für die mit dem Messer von Papierschneidemaschinen zusammenwirkenden Gegenstücke, vorgeschlagen worden ist, hat keine befriedigende Lösung geschaffen, wozu nicht zuletzt die bei längerem Einsatz sehr mangelhafte federnde Messerlagerung beiträgt. Insbesondere beim Schneiden moderner Kunstfäden in Art der Polyacrylnitrilfäden treten diese Mängel besonders stark in Erscheinung.One has therefore switched to making the end piece from a very hard material that is resistant to wear, such as artificial gemstones, and to giving its surface, which passes hard by the knife, a slope. The knife is resiliently superimposed Ge, such that it follows the slope and springs back after passing coating in its initial position. This transition to the harder material, which has also been proposed in a remote area that poses different problems, namely for the counterparts that interact with the knife of paper cutting machines, has not created a satisfactory solution, not least because the resilience, which is very inadequate with prolonged use Knife storage contributes. These defects are particularly evident when cutting modern synthetic threads in the manner of polyacrylonitrile threads.

Die Erfindung, die von der bekannten, aus einer umlaufenden Scheibe mit axialem Einführungskanal, dessen Mün-dung in einen bis zum Umfang,der Scheibe reichenden radialen, mit einem auswechselbaren, über den Umfang der Scheibe vorspringenden Endstück versehenen Kanal übergeführt ist, und einem vor dem Kanalausgang angeordneten feststehenden Messer bestehenden Vorrichtung ausgeht, beseitigt diese Schwierigkeiten dadurch, daß das mit dem feststehenden Messer zusammenwirkende Endstück aus einem weichen abschabbaren Material besteht.The invention, that of the known, from a rotating disc with axial introduction channel, the mouth of which in one up to the circumference of the disc reaching radial, with an interchangeable, protruding over the circumference of the disc End piece provided channel is transferred, and arranged in front of the channel outlet Fixed knife existing device runs out, eliminates these difficulties in that the cooperating with the fixed knife end piece from a soft scrapable material.

Wenn das angemessen starre, jedoch verhältnismäßig weiche erfindungsgemäße Endstück erstmalig mit dem Messer in Kontakt gebracht wird, wird die Endstückfläche von dem Messer unter Bildung einer mit ihm zusammenwirkenden Schneidfläche abgeschabt. Diese Schneidfläche bleibt während einer langen Schneiddauer, auch bei mehrmaligem Ab- und Anschalten der Vorrichtung, erhalten, ohne daß die Messerschneide in merklichem Grade stumpf wird. Die Einstellung des Messers braucht nicht so genau, wie es bei den bekannten Vorrichtungen nötig ist, und auch nicht für jede Inbetriebnahme -der Vorrichtung neu zu erfolgen, es sei denn, das Fadengut hat sich in dem Zwischenraum zwischen den Schneiden festgeklemmt und dadurch zum Entstehen einer wesentlichen Unwucht und der daraus resultierenden überstarken Abschabung des Endstücks geführt. Das Endstück, das vom Messer jeweils leicht gestreift wird, wird auf diese Weise allmählich weggeschaibt, springt jedoch so weit hervor, daß es ziemlich lange dauert, bis sich das Messer der Scheibe zu stark nähert. Die Endstücke sind billig, so daß ein Ersatz nicht ins Gewicht fällt; darüber hinaus wird auch die Lebensdauer des Messers durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Endstückes um ein Vielfaches erhöht. überraschenderweise wir d trotz der Weichheit des Endstücks, sogar bei den harten Kunstfäden, wie Polyacrylnitrilfäden, ein stets gleichmäßiger einwandfreier Schnitt bei absolut gleichmäßiger Stapellänge erhalten. Eine Stauchung der Faserenden oder ein Ausfasern der Stapelenden tritt nicht auf.When the appropriately rigid but relatively soft end piece of the present invention is first brought into contact with the knife, the end piece surface is scraped from the knife to form a cooperating cutting surface. This cutting surface is retained during a long cutting period, even when the device is switched off and on several times, without the knife edge becoming noticeably blunt. The setting of the knife does not need to be done as precisely as it is necessary with the known devices, nor does it need to be carried out anew for each start-up of the device, unless the thread material has become stuck in the space between the cutting edges and is thereby created a significant imbalance and the resulting excessive scraping of the end piece. The end piece, which is slightly brushed by the knife, is gradually scraped away in this way, but protrudes so far that it takes quite a long time for the knife to come too close to the disc. The end pieces are cheap, so replacement is of no consequence; In addition, the service life of the knife is increased many times over by using the end piece according to the invention. Surprisingly, we get d despite the softness of the end, even in the hard synthetic fibers such as polyacrylonitrile, a constantly uniform perfect cutting with absolutely uniform staple length. A compression of the fiber ends or a fraying of the stack ends does not occur.

Besonders stark zeigen sich die Vorteile der Erfindung beim Schneiden von Fäden in Art der Polyacrylnitrilfäden. So können mehrere tausend Pfund Polyacrylnitrilfadenkabel geschnitten werden, bevor das Endstück ausgewechselt werden muß, Weiter konnten 11,4t und mehr endloses Polyacrylnitrilfadenkabel auf 6,4-cm-Stapel geschnitten werden, bevor die Messerschneide wieder geschärft werden mußte, aber selbst in diesem Zeitpunkt war die Schneide kaum schartig. Vor der Erfindung wurden in der Scheibe aus Bronze bestehende Endstücke verwendet und sorgfältig so eingestellt, daß sie das Messer gerade berührten. Mit solchen Endstücken ließen sich häufig nicht mehr als 120 kg Fäden schneiden, bevor das Messer infolge in ihm entstandener großer Scharten und Kerben wieder geschliffen werden mußte.The advantages of the invention are particularly evident when cutting threads in the manner of polyacrylonitrile threads. For example, several thousand pounds of polyacrylonitrile filament cord could be cut before the end piece had to be replaced, further 11.4t and more of endless polyacrylonitrile filament cord could be cut into 6.4 cm stacks before the knife edge had to be sharpened again, but was even at this point the cutting edge barely notched. Prior to the invention, end pieces made of bronze were used in the disc and carefully adjusted so that they just touched the knife. With such end pieces it is often not possible to cut more than 120 kg of thread before the knife had to be sharpened again due to the large nicks and notches that had formed in it.

Um diesen Anforderungen zu genügen, ist ein bestimmter Härtegrad des Endstückwerkstoffes wesentlich, nämlich eine Knoopsche Härte zwischen etwa 12 und 90 (die Bestimmung der Knoopschen Härte ist im »Metals Handbook«, 1948, American Society for Metals, auf S. 96 in dem Abschnitt »The Tukon Tester« beschrieben). Vorzugsweise besitzt der Endstückwerkstoff eine Knoopsche Härte von etwa 15 bis 80, insbesondere von in der Regel 60 oder weniger. Werkstoffe mit einer Härte nach Knoop von über etwa 90 führten zu einem raschen Stumpf- und Schartigwerden des Messers, während solche mit einer wesentlich größeren Weichheit als einer Knoopschen Härte von 12 zu weich und deformierbar sind, um den wiederholten plötzlichen Berührungen mitdem Messer zu widerstehen.In order to meet these requirements, a certain degree of hardness of the end piece material is essential, namely a Knoop hardness between about 12 and 90 (the determination of the Knoop hardness is in the "Metals Handbook", 1948, American Society for Metals, on p. 96 in the section "The Tukon Tester"). The end piece material preferably has a Knoop hardness of about 15 to 80, in particular of generally 60 or less. Materials with a Knoop hardness of more than about 90 lead to the knife quickly becoming blunt and jagged, while those with a significantly greater softness than a Knoop hardness of 12 are too soft and deformable to withstand repeated sudden contact with the knife.

Beispiele für Werkstoffe, die eine in diesem allgemeinen Bereich liegende Härte aufweisen und sich für die erfindungsgemäßen Endstücke eignen, sind Bleilegierungen, wie die Blei-Zinn-Lote, die Babbittmetalle (Lagermetalle) auf Bleibasis mit überwiegendem Bleigehalt, aber auch einem Gehalt an bis zu 100/0 oder mehr Kupfer, bis zu 201% Zinn, Antimon oder Wismut mit oder ohne Zusatz kleinerer Mengen an Arsen, Zink, Kadmium usw., die zinnreichen Legierungen, wie die Babhittmetalle auf Zinnhasis, die außer dem überwiegenden Zinngehalt bis zu 101/o Antimon -und bis zu 100/9 Kupfer enthalten, Kupfer und Bleilegierungen mit überwiegendem Kupfergehalt und 30 bis 40% Blei, wismutreiche Legierungen, z. B. Roses Metall, und andere Metallegierungen dieser Art, die dem Fachmann bekannt sind. Das Endstück kann auch aus zahlreichen organischen Kunststoffen gefertigt werden, wie Methylmethacrylatpolymeren und anderen Acrylsäurepolymeren, Polyamiden, Polystyrol, Vinylidenhalogenidmischpolymeren, z. B. solchen mit Vinylchlorid, mit Vinylacetat usw.Examples of materials that have a hardness in this general range and are suitable for the end pieces according to the invention are lead alloys, such as lead-tin solders, babbitt metals (bearing metals) based on lead with a predominant lead content, but also a content of up to 100/0 or more copper, up to 201% tin, antimony or bismuth with or without the addition of smaller amounts of arsenic, zinc, cadmium, etc., the tin-rich alloys, such as the tin-based babhitt metals, which, in addition to the predominant tin content, up to 101 / o Antimony and up to 100/9 copper, copper and lead alloys with a predominant copper content and 30 to 40% lead, alloys rich in bismuth, e.g. B. Roses metal, and other metal alloys of this type known to those skilled in the art. The end piece can also be made from a variety of organic plastics such as methyl methacrylate polymers and other acrylic acid polymers, polyamides, polystyrene, vinylidene halide copolymers, e.g. B. those with vinyl chloride, with vinyl acetate, etc.

Die physikalischen Eigenschaften von Metallen einschließlich der Härte werden von einer metallurgischen Behandlung weitgehend beeinflußt. Viele Me_ talle und Legierungen haben im »toten« weichen Zustand die für die erfindungsgemäßen Endstücke -eeignete Weichheit, während sie im kaltgehärteten oder wärmebehandelten Zustand unter Umständen überhaupt nicht brauchbar sind. Einige geeignete Stoffe dieser Art sind Aluminium. Kupfer und deren Legierungen. So kann z. B. weiches Kupfer eine Knoopsche Härte von etwa 70 bis 80 besitzen, während eine Bearbeitung diesen Härtewert auf 150 oder mehr erhöhen kann. Die Knoopsche Härte bestimmter Kupferlegierungen liegt im unbearbeiteten Zustand zwischen etwa 50 und 80. Nahezu reines Aluminium kann eine Knoopsche Härte von nur 29 oder je nach dem Bearbeitungsgrad von 40, 50 oder mehr, sogar bis zu 100 besitzen. Für den Zweck der Erfindung sind als Material für das Endstück die nicht oder nur leicht bearbeiteten Metalle und Legierungen dieser Gruppe geeignet, d. h. diejenigen mit einer Knoopschen Härte unterhalb 80 oder 90 und zweckmäßig unterhalb 60. So haben sich z. B. ein Aluminiummetall mit einer Knoopschen Härte von 126 und ein Kupfermetall mit der gleichen Härte als für die Erfindung unbrauchbar erwiesen. Auch Johnson-Bronze mit einer Härte von 202 war ungeeignet.The physical properties of metals, including hardness, are largely influenced by metallurgical treatment. Many metals and alloys have the softness suitable for the end pieces according to the invention in the "dead" soft state, while they may not be useful at all in the cold-hardened or heat-treated state. Some suitable materials of this type are aluminum. Copper and their alloys. So z. B. soft copper have a Knoop hardness of about 70 to 80 , while machining can increase this hardness value to 150 or more. The Knoop hardness of certain copper alloys in the unmachined state is between about 50 and 80. Almost pure aluminum can have a Knoop hardness of only 29 or, depending on the degree of machining, of 40, 50 or more, even up to 100 . For the purpose of the invention, the unprocessed or only lightly processed metals and alloys of this group are suitable as material for the end piece, i. H. those with a Knoop hardness below 80 or 90 and expediently below 60 . B. an aluminum metal with a Knoop's hardness of 126 and a copper metal with the same hardness proved to be unusable for the invention. Johnson bronze with a hardness of 202 was also unsuitable.

Andere Metalle, die bei der Bearbeitung einer geringeren Härtung unterliegen, wie Magnesium und Zink, sind auch als Endstückwerkstoff geeignet.Other metals that are subject to less hardening during machining, like magnesium and zinc, are also suitable as end piece material.

el ZD Magnesium besitzt in verschiedenen Formen eine Knoopsche Härte zwischen etwa 35 und 70, und Zinkhat eine Knoopsche Härte von etwa 75. Es kann auch sein, daß Werkstoffe im Einsatz einer Härtung unterliegen, aber sie sind verwendbar, solange ihre Knoopsche Härte unterhalb 80 bis 90 bleibt, da das Endstück dann ohne ernsthafte Abstumpfung der Messerschneide abgeschabt wird.el ZD Magnesium in various forms has a Knoop hardness between about 35 and 70, and zinc has a Knoop hardness of about 75. It is also possible that materials are subject to hardening in use, but they can be used as long as their Knoop hardness is below 80 to 90 remains because the end piece is then scraped off without serious blunting of the knife edge.

Das aus dem oben beschriebenen Werkstoff bestehende Endstück wird zweckmäßig an der sich zuerst dem Messer nähernden Seite derart abgtschrägt, daß das Messer nur etwa mit dem hinteren Drittel des Endstückes in Berührung kommt. Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das mit dem Endstück zusammenwirkende Messer einen Schneidenwinkel von etwa 25 bis 35' auf, und das Messer wird mit einem Abstandswinkel von etwa 0 bis 5, vorzugsweise 2,5 bis 3,5' gegenüb#er der Scheibe angeordnet.The end piece consisting of the material described above is appropriately beveled on the side first approaching the knife in such a way that the knife only comes into contact approximately with the rear third of the end piece. According to a further embodiment of the invention, the knife cooperating with the end piece has a cutting angle of about 25 to 35 ' , and the knife is at a distance angle of about 0 to 5, preferably 2.5 to 3.5' with respect to the disc arranged.

In der Zeichnung zeigt Fig. 1 eine bevorzugte Anordnung des Messers in bezug auf das aus der umlaufenden Scheibe vorspringende Endstück, Fig. 2 in schematischer Darstellung die gesamte Schneidvorrichtung und die Zuführung des endlosen Fadengutes, Fig. 3 in vergrößertem Maßstab die Schneide de-, Messers.In the drawing Figure 1. 2 shows a preferred arrangement of the knife with respect to the projecting from the rotating disk end piece, Fig. A schematic representation of the entire cutting device and the feed of the continuous filament material, Fig. 3 in an enlarged scale the cutting de-, Knife.

Wie in Fig ' 2 dargestellt, wird das endlose laufende Fadengut 1 über oder unter Führungsorganen 2 -, welche ihm eine Vorspannung erteilen und alle losen Einzelfäden ausrichten, hinweg von den Förderwalzen 3 dem axialen Einführungskanal der praktisch vibrationsfrei gelagerten, umlaufenden Scheibe 4 mit einer auf ihre Umlaufgeschwindigkeit (gewöhnlich etwa 1500 bis 4000 U/min) und die gewünschte Stapellänge abgestimmten Geschwindigkeit zugeführt. Der Einführungskanal 7 (Fig. 1) erstreckt sich in der Scheibe 4 his zum Umfang derselben; in seiner Mündung am Scheibenumfang ist über diesen vorspringend auswechselbar das Endstück 5 gemäß der Erfindung eingesetzt, mit welchem das feststehende Messer 6 zusammenwirkt. Besonders gute Ergebnisse sind mit einem solchen Mundstück aus einer hochbleihaltigen Legierung aus etwa 83% Blei, etwa 161% Antiinon, einer kleinen Menge Zinn und einem kleinen Prozentbruchteil Eisen erzielt worden (Knoopsche Härte etwa 28). Andere spezielle Werkstoffe, deren Knoopsche Härte in dem oben genannten Bereich liegt und die mit sehr gutem Erfolg verwendet wurden, sind kupfergehärtetes Babbittmetall, gleichteilige Blei- Zinn-Lote, Roses Metall, Kunststoffe aus Polymethacrylsäureestern, Polyamide und Polystyrol.As shown in Fig . 2, the endless running thread material 1 is above or below guide elements 2 - which give it a bias and align all loose individual threads, away from the conveyor rollers 3 to the axial introduction channel of the rotating disc 4, which is mounted practically vibration-free, with a their orbital speed (usually about 1500 to 4000 rpm) and the desired stack length are fed to a coordinated speed. The introduction channel 7 (Fig. 1) extends in the disc 4 up to the periphery of the same; the end piece 5 according to the invention, with which the fixed knife 6 interacts, is inserted in its mouth on the disc circumference, projecting and replaceable. Particularly good results have been achieved with such a mouthpiece made of an alloy with a high lead content, about 83% lead, about 161% antiinone, a small amount of tin and a small percentage of iron (Knoop hardness about 28). Other special materials whose Knoop hardness is in the above range and which have been used with very good success are copper-hardened Babbitt metal, lead-tin solders of equal size, rose metal, plastics made from polymethacrylic acid esters, polyamides and polystyrene.

Der durch die Scheibe 4 gelegte Schnitt von Fig. 1 zeigt die Stellung des Messers zum Endstück, wobei die Endfläche des Endstücks 5 weiter, wie deutlicher in Fig. 3 dargestellt, an der sich zuerst dem Messer 6 nähernden Seite derart abgeschrägt ist, daß das Mess,er nur etwa mit dem hinteren Drittel des Endstücks in Berührung kommt. Das Messer 6 ist so geschliffen, daß sein S chneidenwinkel A zwischen etwa 25 und 30' liegt, und unter einem Abstandswinkel B (gemessen zwischen der Messerunterseite und der Tangente an den Berührungspunkt zwischen Endstück und Messer) von insbesondere etwa 2,5 bis 3,5' gegenüber der Scheibe 4 angeordnet. Dieser Abstandswinkel kann jedoch auch zwischen 0 und 5' lieg#en.The defined by the disk 4 section of FIG. 1 shows the position of the blade to the end piece, the end face of the end piece 5 on, as shown more clearly in Fig. 3, is tapered at which first the knife 6 approaching side such that the Mess, it only comes into contact with the rear third of the end piece. The knife 6 is ground so that its S chneidenwinkel A 'lies between about 25 and 30, and under a spacing angle B (measured between the knife base and the tangent at the contact point between the end piece and diameter) of in particular about 2.5 to 3, 5 'arranged opposite the disk 4. However, this spacing angle can also be between 0 and 5 ' .

Das Messer 6 kann aus einem guten gehärteten Werkzeugstahl bestehen. Ein sehr gut geeigneter Werkstoff ist Stahl der Type SAF--1095 (ein Kohlenstoffstahl mit einem C-Gehalt von annähernd 0,95 %). Rex-AA-Werkzeugstahl, ein 18-4-1-Schnelldrehstahl mit Wolfranicarbid in der Mikrostruktur, kann -ebenfalls mit gutem Erfolg verwendet werden.The knife 6 can consist of a good hardened tool steel. A very suitable material is steel of the type SAF - 1095 (a carbon steel with a C content of approximately 0.95%). Rex-AA tool steel, an 18-4-1 high speed steel with Wolfranicarbide in the microstructure, can also be used with good success.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for cutting endless running synthetic threads, in particular polyacrylonitrile threads, in stacks, consisting of a circumferential disk with an axial insertion channel, the opening of which into a radial one that extends up to the circumference of the disk, with an exchangeable end protruding over the circumference of the disk, The channel provided with the piece is transferred, and a stationary knife arranged in front of the channel outlet, characterized in that the end piece (5) cooperating with the stationary knife (6 ) consists of a soft material that can be scraped off.

2. Device according to claim 1, characterized in that the end piece (5) consists of a metal with a Knoop hardness of about 12 to 90, preferably of about 15 to 60 . 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the end piece (5) consists of an alloy with a content of about 83 % lead and about 16 % antimony. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end piece is beveled on the side first approaching the knife that the knife comes into contact only approximately with: the rear third of the end piece. 5. The device according to claim 1, characterized in that the knife (6) has a cutting angle of about 25 to 35 ' and with a spacing angle of about 0 to 5', preferably 2.5 to 3.5 ', against the disc ( 4) is arranged. Documents considered: German Patent No. 744 108; French Patent Nos. 840 211, 854 989; U.S. Patent Nos. 2,411,644, 2,394,603 .