DE1270912B - Fuehrung fuer Faeden, Garne, Baender oder Filme - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B 65 h

Deutschem.: 47 k-3/00

Nummer: 1270 912

Aktenzeichen; P 12 70 912.5-53

Anmeldetag: 29. Oktober 1964

Auslegetag: 20. Juni 1968

Die Erfindung betrifft eine Führung für fortlaufende Fäden, Garne, Bänder, Filme und ähnliche dünne längliche Gebilde.

Bei der Behandlung oder Verarbeitung eines dünnen länglichen Gebildes kommt dasselbe während der Vorwärtsbewegung mit den Oberflächen verschiedener Vorrichtungsteile in Berührung. Solche Oberflächen sind gewöhnlich die Oberflächen von Rollen, Stiften, Fadenführungen u. ä. Für eine wirtschaftliche Arbeitsweise ist es äußerst erwünscht, daß diese Oberflächen xo sich nur wenig abnutzen und daß eine geringe Reibung zwischen dem laufenden länglichen Gebilde und den verschiedenen Oberflächen herrscht.

Bisher wurden viele Materialien für den Bau von Textilführungen, Rollen und anderen ähnlichen Vorrichtungen, die zum Leiten dünner länglicher Gebilde bestimmt sind, vorgeschlagen. Aus Gründen einer mechanischen Festigkeit und ausreichenden Wärmeübermittlung ist es oft erwünscht, wenn nicht sogar wesentlich, Vorrichtungen einzusetzen, welche aus Metall hergestellt sind. Metalle, wie z. B. Messing, Kupfer, Stahl und Aluminium, wurden verwendet, und zwar häufig mit einer Oberflächenplattierung aus Chrom oder einem anderen Hartmetall.

Wenn bisher eine Vorrichtung aus Metall mit einer Oberfläche geringer Reibung erforderlich war, wurde die metallische Oberfläche häufig sandgestrahlt und hierauf verchromt, um eine mattierte Chromoberfläche zu erzeugen. Jedoch sind solche mattierten Oberflächen rauh und weisen viele scharfe Spitzen auf. Als Folge davon wird der gleichmäßige Lauf der Garne gestört, und es tritt ein Rucken oder gar ein Verheddern der Garne auf.

Wenn demgegenüber die verchromte Oberfläche glatt und poliert ist, dann wird die Spannung im Garn, welches über die Oberfläche läuft, hoch, und dementsprechend steigt die Reißhäufigkeit an.

Aus der schweizerischen Patentschrift 330 772 sind Laufrollen bekannt, bei denen eine erhöhte Haftwirkung zwischen dem Faden und der Rolle dadurch erzielt wird, daß die Rolle an ihrem Umfang mit wenigstens zwei in der Umfangsrichtung des Mantels verlaufenden Reihen von Erhebungen versehen sind, wobei diese Erhebungen in den benachbarten Reihen in Bezug aufeinander versetzt sind. Die Erhebungen können die Form allgemein bekannter geometrischer Körper, wie Kugel-, Ellipsoid-, Paraboloidkalotten, Kegel, Pyramiden u. dgl., besitzen. Wenn nun die Fäden über derartige Rollen laufen, dann legen sie sich zwischen die Flanken dieser Erhebungen auf dem Mantel, wodurch sie eine Wellenlinie bilden und wodurch gleichzeitig eine erhöhte Haftwirkung erzielt Führung für Fäden, Garne, Bänder oder Filme

Anmelder:

British Nylon Spinners Limited,

Pontypool, Monmouthshire (Großbritannien)

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
8000 München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Stuart Rowley, Abergavenny, Monmouthshire;

Martin Richard Winterbottom,

Pontnewydd, Cwmbran, Monmouthshire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 30. Oktober 1963 (42 728)

wird. Diese Erhöhungen müssen ziemlich hoch sein, damit die Fäden in einer Wellenform abgelegt werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Führung für Fäden, Garne, Bänder oder Filme zu schaffen, bei welcher diejenige Oberfläche, die mit dem laufenden länglichen Gebilde in Berührung kommt, ausreichend rauh ist, um eine zufriedenstellende niedrige Reibung zwischen der Führung und dem länglichen Gebilde zu gewährleisten, wobei aber trotzdem die Rauhigkeit solcher Art ist, daß die Fäden od. dgl. glatt laufen und ein Rucken bzw. Verheddern der Fäden verhindeit wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Führung für Fäden, Garne, Bänder oder Filme mit einer glatte, abgerundete Erhöhungen aufweisenden Metalloberfläche vorgeschlagen, wobei die Führung dadurch gekennzeichnet ist, daß die Erhöhungen 0,5 bis 5,0 μ hoch sind.

Die Erfindung beruht ganz allgemein auf der Entdeckung, daß ein wichtiger Faktor, welcher zum Reißen und Abscheuern eines über eine Oberfläche laufenden Garns führt, die Textur der Oberfläche ist, womit die Gestalt der Unebenheiten gemeint ist, die die Rauhigkeit der Oberfläche bedingen. So kann eine Oberfläche rauh sein, und trotzdem kann die Reißhäufigkeit eines darüberlaufenden Garns kleiner sein als die Reißhäufigkeit eines über eine glattere und

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stärker polierte Oberfläche laufenden Garns. Dies ist Es wurde festgestellt, daß aus diesen Gründen ein

der Fall, wenn die Oberfläche glatt abgerundete verchromter Ziehstift aus Stahl, Kupfer oder Messing Oberflächenerhöhungen und keine oder nur wenige mit einer Chromoberfläche der »Orangenschalenart«, scharfe Spitzen aufweist. Die Textur einer derartigen die mit dem laufenden Garn in Berührung kommt, Oberfläche erinnert an das Äußere einer »Orangen- 5 besonders für die Verarbeitung von Garnen geeignet schale«, und deshalb wird diese Art von Oberflächen ist.

als »orangenschalenartige« Oberfläche bezeichnet, und Die Oberflächenrauhigkeitswerte in Mikron, von

es ist eine solche Oberfläche gemeint, wenn der Aus- denen in dieser Beschreibung die Rede ist, sind druck »Orangenschale« in dieser Beschreibung ge- »Zentralliniendurchschnittswerte«, wie sie von einem braucht wird. io Taststiftoberflächenmeßinstrument erhalten werden,

Gemäß eines weiteren Merkmals der vorliegenden das direkte Werte in Mikron ergibt. Die Messung des Erfindung kann die Vorrichtung vollständig aus Metall »Zentralliniendurchschnittwertes« geht folgendermaßen hergestellt sein und aus einem Metallkem bestehen, vor sich: Zunächst wird entlang einer geraden Strecke auf welchem beispielsweise durch ein geeignetes auf der Oberfläche, deren Rauhigkeit gemessen werden Elektroplattierverfahren eine Schicht aus einem anderen 15 soll, die Oberflächenkonturenlinie abgetastet und Metall, wie z. B. aus Chrom oder Nickel, nieder- aufgezeichnet. Hierauf wird durch diese Oberflächengeschlagen ist, um die Oberfläche für die Berührung konturenlinie eine Gerade (die »Zentrallinie«) gelegt, des fortlaufenden durchgehenden länglichen Gebildes derart, daß die Flächen zwischen der Konturenlinie zu schaffen. und der Zentrallinie oberhalb und unterhalb der

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Vor- 20 Zentrallinie gleich sind. Die gesamte Fläche oberhalb richtung, welche die durch diese Erfindung vorge- und unterhalb der Zentrallinie wird dann durch die schlagene Oberfläche aufweist, wird ein Metallkem, Länge der Meßstrecke dividiert, wobei der Zentralbeispielsweise in Form einer Verstreckrolle aus rost- liniendurchschnittswert für diese Strecke erhalten wird, freiem Stahl, durch ein Dampfstrahlverfahren (vapour An verschiedenen Stellen der Oberfläche werden diese blasting process) aufgerauht, und durch ein Elektro- 25 Werte ermittelt, woraus dann der Mittelwert gebildet plattierverfahren wird ein kontinuierlicher dünner wird.

Belag aus einem Plattierungsmetall, beispielsweise aus Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher

Chrom oder Nickel, darübergelegt. erläutert. Es zeigt

Vorausgesetzt, daß das Plattierungsmetall dünn F i g. 1 eine Querschnittsansicht einer Separierrolle,

auf dem Metallkem abgeschieden ist, gibt es genaue- 30 welche die neue erfindungsgemäße Oberfläche aufstens die Oberfläche dieses Kerns wieder, wodurch weist,

eine »Orangenschalenoberfläche« erhalten wird. F i g. 2 eine ähnliche Ansicht eines Verstreck- oder

Die Dicke des Metallbelags liegt zweckmäßigerweise Ziehstiftes, welcher die neue erfindungsgemäße Oberim Bereich von 13 bis 1300 μ, vorzugsweise im Bereich fläche aufweist, von 13 bis 650 μ. Glatt abgerundete Erhöhungen mit 35 F i g. 3 einen Querschnitt durch die neue erfindungseiner durchschnittlichen Höhe von mindestens 0,5 μ gemäße Oberfläche, welcher stark vergrößert die glatt können mit Metallbelägen, die wesentlich dünner abgerundeten Erhöhungen zeigt, die für eine »orangenals 13 μ sind, nicht hergestellt werden, wenn eine schalenartige« Oberfläche charakteristisch ist, Kontinuität des Belages aufrechterhalten werden soll, F i g. 4 ein Schaubild der zweiten Ableitung der

während die obere Grenze weniger genau festliegt. 40 Oberflächenkonturenlinie von Fig. 3, Beläge mit einer Dicke von 38 bis 76μ sind im allge- Fig. 5 ein ähnliches Schaubild wie Fig. 4, das

meinen für die meisten Zwecke zufriedenstellend. jedoch von einer Oberfläche mit scharfen Spitzen Brauchbare Beläge in einer Stärke von 1300 μ können erhalten wurde, es ist für Vergleichszwecke beigefügt, leicht hergestellt werden. Es wurde beobachtet, daß F i g. 6 eine fotografische Darstellung eines Teils

die Größe der Erhebungen mit der Dicke des Belags 45 der neuen Oberfläche von F i g. 3 und 4. und bei zylindrischen Vorrichtungen mit dem Durch- F i g. 1 stellt eine zylinderförmige Metallrolle 1

messer der beschichteten metallischen Vorrichtung, dar, welche für die Verwendung als Separierrolle für d. h. also mit zunehmendem Krümmungsradius des allgemeine Anwendung bei Textilverfahren geeignet zu beschichtenden Metallgegenstandes, steigt. ist. Die Rolle hat eine zentrale Bohrung 2, mit welcher

Zweckmäßigerweise wird Chrom als Plattierungs- 50 die Rolle gelagert und durch eine Welle gedreht metall verwendet, obwohl eine Reihe anderer Metalle, werden kann, sowie Flansche 3. Ein durchgehender wie z. B. Nickel, ebenfalls geeignet sein würde. Chrombelag 5 von 38 μ Stärke ist durch Elektro-

Ein besonders brauchbares Vorrichtungsteil, das plattierverfahren auf die gekrümmte Außenfläche 4 eine gemäß der Erfindung hergestellte Oberfläche auf- der Metallrolle niedergeschlagen, in der Weise, daß weist, ist eine Garnbremsvorrichtung in Form eines 55 der Chrombelag 5 eine glatte, mit abgerundeten Streckstiftes, welcher in der angelsächsischen Literatur Erhöhungen versehene Oberfläche aufweist. Das auch als »snubber pin« bezeichnet wird. Bei der Ver- plattierte Metall folgt den Konturen der Flansche arbeitung verschiedener Garntypen, beispielsweise am Ende der Rolle. Die Dicke des plattierten Metalls gewisser Nylongarne, ist es nötig, dem Garn bei einer ist in F i g. 1 und 2 stark übertrieben, bestimmten Verfahrensstufe Wärme zuzuführen. Dies 60 F i g. 2 zeigt einen praktisch zylindrischen Ziehstift 7 geschieht zweckmäßigerweise dadurch, daß man das aus Kupfer. Ein durchgehender Chrombelag 5 von Gam um einen geheizten Streckstift herumführt, 38 μ Stärke ist durch ein Elektroplattierverfahren auf welcher zwecks einer wirksameren Wärmeübermittlung der Außenfläche des Metallstiftes niedergeschlagen, vorzugsweise aus Metall hergestellt ist. Zusätzlich muß in der Weise, daß der Chrombelag 5 eine glatte, mit es die Oberfläche des Stiftes erlauben, das Garn unter 65 abgerundeten Erhöhungen versehene Oberfläche auf-Spannung um den Stift hemmzuziehen, ohne daß weist. Ein Ende 8 des Stiftes ist unbelegt gelassen, dabei das Gam reißt oder in irgendeiner Weise be- wobei der Stift für die Einführung in einen Sockel schädigt wird. geeignet ausgeführt ist, der sich in einem (nicht

gezeigten) durch eine geeignete Vorrichtung geheizten Block befindet, so daß der Ziehstift auf die gewünschte Temperatur erhitzt werden kann. Die Tatsache, daß der Stift vollständig aus Metall hergestellt ist, bedeutet, daß ein gleichmäßiger rascher Wärmefluß und eine wirksame Wärmeübermittlung erfolgt.

Beim Arbeiten wird Garn 9 von einer (nicht gezeigten) Zuführrolle herangeführt, ein oder mehrere Male um den Ziehstift geschlungen und dann einer (nicht gezeigten) Verstreckrolle zugeführt, welche mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit läuft als die Zuführrolle.

F i g. 3 erläutert einen Teil eines Querschnitts des neuen Chrombelags 5, wie er durch ein selbstschreibendes Taststiftoberfiächenmeßinstrument aufgezeichnet wird. Die glatt abgerundeten Erhöhungen können leicht erkannt werden. In dieser Figur ist die vertikale Vergrößerung etwa 2000fach und die horizontale Vergrößerung etwa 20fach.

Die Rauhigkeit der Oberfläche 5 liegt im Bereich von 1,0 bis 1,5 μ, ausgedrückt als Zentralliniendurchschnittswert.

Die Tastschreiberaufzeichnungen und die Zentralliniendurchschnittswerte, die daraus erhalten werden, geben an sich keinen ausreichenden Aufschluß über die Textur der Oberfläche, aber ein zusätzlicher Aufschluß kann aus einer Aufzeichnung, wie z. B. der von F i g. 4 erhalten werden, die eine zweite Ableitung einer Oberflächenkonturenlinie des Belages 5 darstellt und durch Zuleiten des Signals aus dem Tastschreiber in einen Analogrechner und Aufzeichnen mittels eines Schreibers erhalten wird. Dies ergibt ein Schaubild der Schärfe der Unebenheiten auf der Oberfläche des Belages 5. Je schärfer die Unebenheit ist, desto höher ist in dem Schaubild die Linie oberhalb oder unterhalb der Zentrallinie. Eine Linie oberhalb der Zentrallinie stellt einen konvexen Radius auf der Oberfläche dar, und eine Linie unterhalb der Zentrallinie zeigt einen konkaven Radius. Um die Schaubilder zu eichen, wurde eine Reihe dreieckiger Wellen mit parabolischen Ecken mit Hilfe des Analogrechners hergestellt.

Die Abwesenheit einer wesentlichen Anzahl scharfer Spitzen auf der Chromoberfläche 5 wird in F i g. 4 durch das Schaubild der zweiten Ableitung veranschaulicht, welches sehr wenig Spitzen oberhalb der Zentrallinie zeigt. Diese Abwesenheit scharfer Spitzen von einer »orangenschalenartigen« Oberfläche, wie z. B. derjenigen der Chromoberfläche 5, steht mit der unregelmäßigen, zahlreiche scharfe Spitzen aufweisenden Oberfläche im Gegensatz, welche erhalten wird, wenn ein verchromter Messingstift durch ein Sandstrahlverfahren aufgerauht wird. Das Schaubild der zweiten Ableitung einer solchen Oberfläche ist in F i g. 5 gezeigt. Die Häufigkeit der Spitzen und ihre Ausdehnung auf die im Schaubild oberhalb und unterhalb der Zentrallinie ist ein Zeichen der Schärfe der Unregelmäßigkeiten auf der Chromoberfläche. Um die Brauchbarkeit der in F i g. 3 und 4 gezeigten Oberfläche mit Brauchbarkeit der in F i g. 5 gezeigten Oberfläche beim Verarbeiten von synthetischen Garnen zu vergleichen, wurden Nylongarne über Stifte gezogen, die Oberflächen aufweisen, welche denen in den Figuren gezeigten entsprachen, und Werte für die Reißhäufigkeit je 45 kg und für gerissene Fäden je 45 kg ermittelt. Die Werte sind in der folgenden Tabelle gezeigt:

Oberfläche	Reißhäufigkeit je 45 kg	Gerissene Fäden je 45 kg
Entsprechend F i g. 3 und 4 ... Entsprechend Fig. 5	2,5 176	1,9 2

Die Überlegenheit der »orangenschalenartigen« Oberfläche von F i g. 3 und 4 bei der Verarbeitung von synthetischen Garnen ist augenscheinlich.

F i g. 6 ist eine fotografische Darstellung eines Teils der Oberfläche des Belages 5 mit einer etwa 150fachen Vergrößerung und zeigt deutlich die »orangenschalenartige« Natur der Oberfläche. Die glatt abgerundeten Erhebungen 10 können leicht beobachtet werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Führung für Fäden, Garne, Bänder oder Filme mit einer glatte, abgerundete Erhöhungen aufweisenden Metalloberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen 0,5 bis 5,0 μ hoch sind.

2. Führung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Metallkern besteht, auf dem sich eine durch ein Elektroplattierungsverfahren abgeschiedene Metallschicht befindet.

3. Führung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht eine Stärke von 13 bis 1300 μ aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form eines Ziehstiftes besitzt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie die Form einer Separierrolle besitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 330 772.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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