DE2211196A1

DE2211196A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Er zeugung einer Zwirnung in Textilgarnen

Info

Publication number: DE2211196A1
Application number: DE19722211196
Authority: DE
Inventors: 6901 Nußloch DOIh 7 06 Doschko Werner
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1971-03-08
Filing date: 1972-03-08
Publication date: 1972-10-05
Also published as: US3802175A; NL7202758A; BE780279A; FR2129488A5; GB1374980A; CA966024A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und auf ein Verfahren zur Erzeugung einer -Zwirnung in Textilgarnen» Die Erfindung eignet sich besonders zu'r Erzeugung von texturierten Garnen unter Verwendung des Falsohzwirnungsprinzips, bei welchem die Zwirnung dem Garn von einem sich drehenden Reibung'skörper erteilt wird. Die Erfindung bezieht sich auch auf dadurch hergestellte Garne. Einer der Hauptgründe sura Aufbringen einer Zwirnung auf ein laufendes Garn besteht darin, ein texturiertes Garn herzu-

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stellen. Ein weit verwendetes Verfahren zur Herstellung von texturierten Garnen ist die Falsehzwirnung, wobei ein Garn gezwirnt, durch. Erhitzung in seinem gezwirnten Zustand fixiert und anschließend wieder entzwirnt wird, so daß ein gebauschtes Garn entsteht. Bei einem kontinuierlichen Verfahren wird daβ Garn zunächst durch einen Erhitzer und dann durch eine Zwirnungsvorrichtung geführt. Hierbei erteilt die Zwirnungsvorrichtung dem Garn eine Zwirnung, die in den Erhitzer zurückläuft, wo die Zwirnung " im Garn fixiert wird. Die Zwirnungsvorrichtung hat dabei den zusätzlichen Effekt, das Garn zu entzwirnen, wenn es die Vorrichtung verläßt, wobei die Entzwirnung des fixierten gezwirnten Garns ein gebauschtes Garn ergibt.

Es sind verschiedene Verfahren zur Erzeugung einer Zwirnung in einem laufenden Garn bekannt. Bei einem dieser Verfahren wird das Garn um einen Zwirnungsstift geschlungen, wobei es durch ein sich drehendes Rohr hindurchläuft. Der Stift dreht sich mit dem Rohr und ist in einem Winkel zur Drehachse des Rohrs geneigt, so daß das dynamische Gleichgewicht zwischen dem sich drehenden Rohr und dem Garn eine Zwirnung im Garn hervorruft* Dieses Verfahren ist hinsichtlich der Übertragung der Zwirnung auf das Garn sehr genau, wobei die Zwirnung im Garn durch die Geschwindigkeit des Zwirnungskopfs bestimmt wird. Jedoch kann bei diesem Verfahren nur eine Zwirnung für jede Drehung "der Spindel aufgebracht¹ werden, und somit wird die Zwirnungsrate eliminiert, wenn alleine Reibung zur Erzeugung der Zwirnung verwendet wird. Ein Verfahren zur Erzeugung einer Zwirnung durch Reibung besteht darin, das Garn durch einen sich drehenden, hohlen zylindrischen Körper hindurchzuführen, dessen innere*Oberfläche eine Reibungsoberfläche aufweist. Das Garn berührt die Reibungsoberfläche mit einem Winkel zur Drehrichtung der Reibungsoberfläche und mit einem definierten Berühr ungs druck, so daß es gezwirnt wird, wenn es über die Reibungsoberfläche läuft. Unter Verwendung dieses Prinzips ist es möglich, eine größere Anzahl von Garnzwirnungen bei nur einer Drehung des ringförmigen Körpers aufzubringen. Diese Technik besitzt den

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Nachteil, daß es nötig ist, das Garn durch die Zwirnungsvorrichtung hindurchzuführen, was zu Schwierigkeiten "beim Einfädeln und bei der "Herstellung der Maschine und beim ,Betrieb führt, wo es erwünscht ist, mehrere Zwirnungseiriheiten mit einem gemeinsamen Bandantrieb zu drehen, so daß es nötig ist, alle Einheiten stillzulegen, wenn nur eine eingefädelt werden soll.

Es gibt auch Vorrichtungen zum Zwirnen von Textilgarnen unter Verwendung von Reibung, welche eine rotationssymmetrische ringförmige Reibungsoberfläche aufweisen, die sich auf einer festen Achse dreht und mit einem gespannten laufenden Garn an mindestens einem Punkt in Berührung kommt, wobei das Garn sich der Vorrichtung von der gleichen Seite nähert, wie es die Vorrichtung verläßt. Bei dieser Vorrichtung ist die Reibungsoberfläche die innere Oberfläche des Rings, Dabei wird das Garn gegen die Reibungsoberfläche durch einen doppelten oder mehrstufigen Hebelarm gedrückt. Ein Machteil dieser Art von Vorrichtung besteht darin, daß eine große Zunahme in der laufspannung des Garns auftritt, während es durch die Einheit hindurchgeht. Der Grund hierfür liegt darin, daß es nötig ist, das Garn in die durch die Reibungsoberfläche gebildete Kavität zu drücken, was mit Hilfe einer Garnführung erreicht wird, die auf einem Hebelarm befestigt ist. Hierbei ist aber eine große Änderung der Garnrichtung nötig, damit es gegen die Reibungsoberfläche gedrückt v/erden kann. Weiterhin besteht ein großer Bogenkontakt zwischen dem Garn und der Führung, was eine hohe Reibung und eine große Zunahme der Garnspannung zur Folge hat, Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß das Garn gezwungen werden kann, sich in einer Richtung zu bewegen, derart, daß sein Vektor in der laufrichtung der Reibungsoberfläche entgegengesetzt zur Laufrichtung der Oberfläche ist. Dies erzeugt zusätzliche Reibungskräfte und damit eine weitere Zunahme der Spannung im Garn. Außerdem laufen Zwirnungen in einem Garn nicht leicht über ein Hindernis im Garnweg, und deshalb kann es vorkommen, auch wenn eine hohe Zwirnung zwischen der sich dre-

daß henden Reibungsoberfläche und der Garnführung erzeugt wird, die

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Zwirnung die Garnführung nicht passiert und nicht-zum Heizer zurückläuft, weshalb eine solche Vorrichtung nur zur Erzeugung von faIschgezwirnten Garnen mit niedriger Zwirnung verwendet werden kann. Diese Vorrichtung gestattet also nicht die Erreichung des gewünschten Effekts, eine maximale Zwirnung mit einer minimalen Spannungszunähme zu erzielen. Diese Spannungezun&hme ist "beim texturieren von unverstischten thermoplastischen synthetischen Garnen, wie z.B. Hylon-6,6-, Nylon-6-, .Polyester- oder PoIyacrylonitrilgarnen, sogar noch unerwünschter als hei verstreckten, wo das Verstrecken und Bauschen entweder unmittelbar aufeinander oder gleichzeitig vorgenommen werden. Bei diesen Verfahren ist die Spannung im Garn vor dem Eintritt in die Reibungseinheit ia allgemeinen beträchtlich größer als in den Prozessen, wo dos verstreckte Garn gezwirnt wird, was bedeutet, daß, sofern das Zwirnen eine Zunahme der Spannung zur Folge hat, die Wahrscheinlichkeit besteht, daß die Paser beschädigt wird. Es wurde auch festgestellt, daß dies -eu einer höheren Reißhäufigkeit führt.

Gemäß der Erfindung wird nunmehr eine Vorrichtung für die Erzeugung einer Zwirnung auf einem laufenden Garn vorgeschlagen, welche eine 8ich drehende Reibungsoberfläche und ein drehbares Garnführungseleinent aufweist, welches das Garn gegen die genannte Reibungsoberfläche hält und sich dreht, während dae Garn darüberläuft. Die vorliegende Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Erzeugung einer Zwirnung auf einem laufenden Garn, wobei das Garn gegen eine sich drehende Reibungsoberfläche gedrückt wird, und zwar mit Hilfe eines Garnführungselements, um welches das Garn gesohlungen ist und welches sich dreht, während das Garn unter Berührung mit dem Führungselement läuft.

Es wird bevorzugt, daß das Garnelement sich frei und unabhängig von der ReibungsflMohe dreht, da dies eine gute Kontrolle der Garnspannung ergibt. Die Drehachse des Garnführungseleraents und der Reibungsoberfläche können identisch sein. Es kann jede geeignet geformte Reibungsoberfläche gemäß der Erfindung verwen-

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det werden, aber es wird bevorzugt, eine Oberfläche zu verwenden, welche eine geringstmögliche Änderung der Iiaufrichtung des Garns erfordert und dabei den nötigen Kontaktbereich und Kontaktdruck zwischen dem Garn und der Reibungsoberfläche gestattet, um die gewünschte Zwirnung im Garn zu erzeugen. Die bevorzugte Reibungsoberflache besteht deshalb aus einer ringförmigen Büchse, die so geformt und angeordnet ist, daß der Reibungskontakt zwischen dem Garn und der Büchse außerhalb des Rauras' stattfindet, der durch den Ring definiert wird, wobei das Garn dadurch gegen die Reibungsoberfläche gehalten wird, daß es rund um das drehbare Garnfüh~ ' rungselement geschlungen ist, welches sich in den Raum erstreckt, der durch die ringförmige Büchse definiert wird. Dies hat den zusätzlichen Vorteil, daß die Randfläche und die äußere Oberfläche der Büchse sich rascher dreht als die innere Oberfläche, wodurch eine größere Zwirnung erzielt wird, als wenn sie durch die innere Oberfläche aufgebracht wird. So nähert sich also bei dieser Ausführungsform das Garn von der gleichen Seite, wie es abläuft, wobei nur eine geringe Zunahme der Spannung auf Grund des Kontakts mit dem Ga^nführungselement stattfindet, und zwar erstens, weil es nicht nötig ist, eine starke Änderung der Garnrichtung zur Sicherstellung eines Kontakts mit der Reibungsoberfläche vorzusehen und da zweitens sich das Garnführungselement mit dem Lauf des Garns dreht.

Die erfindungsgemäß bevorzugte Form der Reibüngsoberfläche ist ein Ring, dessen normaler Querschnitt, dort wo er· das Garn berührt, flach oder konvex ist, d,,h., daß die Außenpberflache und die Kantenfläche des Rings im Garn die Zwirnung erteilen. So wird die Zwirnimg auf einer Fläche des Rings hervorgerufen, wo die Normalen zur Ringoberfläche entweder parallel zur Richtung · der Drehachse des Rings verlaufen oder davon weg weisen. Jeder Kontakt zwischen dem Garn und dem Teil der Oberfläche deren ilormale zur Drehachse weisen, stabilisiert lediglich die lage dee Garns„

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Re ibungse lenient sollte vorzugsweise so angeordnet sein, daß das Garn bei der Zuführung vom Garnvorrat zum Garnführungselement gegen die obere Oberfläche des Rings gehalten wird. Die 3?orm der oberen Oberfläche und die Winkel, um welche das Garn beim Lauf abgelenkt werden muß, um den Kontakt mit der Reibungsoberfläche zu erzielen, können nach Bedarf so eingestellt werden, daß die gewünschte Zwirnungsdichte erreicht wird, wobei aber gleichzeitig eine Kontrolle über die Garnspannung erhalten wird.

Das bevorzugte Oberflächenprofil des Garnführungselements hängt von der erforderlichen Zwirnungsdichte und Spannung im Garn ab. Das Garnführungselement kann zylindrisch» konisch, konka? oder konvex sein. Die Form sollte so gewählt werden, daß ein freier Lauf des Garns ohne Schlupf gewährleistet wird, während es um das Führungselement geschlungen ist.

Bei der Verwendung der bevorzugten Form einer ringförmigen Reibungsvorrichtung, wie sie oben beschrieben wurde, wird es bevorzugt, daß die Garnführung verjüngt ist, wobei der dünnere Teil sich in den durch die Büchse definierten Hohlraum erstreckt. Das Garnführungselement Ist vorzugsweise so befestigt, daß es sich unabhängig von der Reibungsoberfläche drehen kann. Es kann auf Rollenlagern befestigt sein, so daß es durch das laufende Garn in Drehung versetzt wird, das um das Führungselement geschlungen ist. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Garnführungselement selbst angetrieben werden, und zwar möglicherweise mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Reibungsoberfläche. In diesem Fall kann die Spannung im Garn durch eine richtige Wahl des effektiven Durchmessers des Garnführungselements kontrolliert werden. So bewegt sich beim Betrieb der bevorzugten Ausführungsform das Garn zunächst unter Spannung über die Reibungsoberfläche und ist rund um die frei drehbare Garnführung geschlungen. Die Schlingung kann in oder entgegen der Drehrichtung der Reibungsoberfläche erfolgen. Die Garnführung stellt einen Kontakt mit einem

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oäer mit beiden Reibungsoberflächenteilen sicher, wie es oben beschrieben wurde. Mit dieser Vorrichtung kann eine Falschzwirnung in jedem Garn hergestellt werden, das eine positive Oberflächenreibung besitzt. Die Vorrichtung kann besonders nützlich sein beim Falschzwirnen von verstreckten synthetischen thermoplastischen Garnen, synthetischen Garnen, die unmittelbar vorher in einem Arbeitsgang verstreckt worden sind, und unverstreckten synthetischen Garnen, beispielsweise Garne aus Nylon-6, Nylon-6,6, Polyester usw. Wie oben beschrieben,ist das Palschzwirnen ein Verfahren, bei dem Garn derart gezwirnt wird j daß die Zwirnung auf dem Garn in eine Zone zurückläuft, wo es erhitzt und die Zwirnung fixiert wird. Bei dieser Technik ist die Wirkung der Zwirnungsbüchse zweifach, insofern, als sie dem Garn, das der Büchse eugeführt wird, eine Zwirnung erteilt und als sie das Garn beim Verlassen der Büchse entzwirnt. Die erfindungsgemäße Technik kann leicht bei der Zwirnungsstufe eines solchen Prozesses verwendet werden. Die Spannungen vor der Reibungseinheit während der Texturierung eines Garn, welches unmittelbar vor der Texturierung verstreckt worden ist, und die Spannungen im unverstreckten Garn sind regelmäßig beträchtlich höher als die entsprechenden Spannungen während der Texturierung von verstreckten Garnen, so daß die kleinere Zunahme der Spannung, wenn das Garn durch die Reibungseinheit hindurchläuft eine positive Wirkung auf die Stetigkeit des I<aufs.ausübt und weniger leicht zur Beschädigung des Garns führt. Weiterhin ist das Einfädeln des Garns vor Beginn des Verfahrens besonders leicht, da das Garn leicht entweder mit Hilfe einer Saugpistole oder mit einer mechanischen Vorrichtung oder von Hand um die Garnführung gelegt werden kann.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Zwirnung bei einem laufenden Garn, welche eine ringförmige sich drehende Reibungsoberfläche aufweist, wobei das Garn gegen die Reibungsoberfläche gedrückt wird, und welche eine Einrichtung zum Abziehen des gezwirnten Garns aufweist, wobei die Zuführ- und

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Abzugseinrichtungen so angeordnet sind, daß das Garn die sich drehende Reibungsoberfläche sich auf der gleichen Seite nähert, wie es die sich drehende Reibungsoberfläche verläßt» wobei die Einrichtung, mit der das Garn gegen die Reibungsoberfläche gedrückt wird, ein drehbares Teil aufweist, welches sich innerhalb des Volumens erstreckt, das durch die ringförmige sich drehende Reibungsoberfläche definiert wird, so daß, wenn das laufende Garn um das Teil geschlungen ist, das Garn gegen die Reibungsoberfläche gedrückt wird.

Die Erfindung wird nun an Hand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichungen zeigen:

Figur 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung; Figur 2 eine Ansicht in der Richtung X von Figur Iy Figur 5 eine alternative erfindungsgemäße Vorrichtungι und Figur 4- eine Ansicht in.der Richtung Y von Figur 3.

Gemäß Figur 1 besteht die Vorrichtung aus einer Spindel 1 die auf einer Welle 2 befestigt ist, wobei ein Rollenlager 6 ewischen der Welle und der Spindel vorgesehen ist, so daß die Spindel durch ein Band 5 um die Welle gedreht werden kann. Der Reibungering 4 ist innerhalb des Kanals angeordnet, der am Ende der Spindel 1 vorhanden ist, und ist außerdem so geformt, daß die Außenfläche und Randfläche 7 der Reibungsoberfläche eich über das Ende der Spindel erstreckt und dann sich bei 8 zur inneren Ringoberfläche weg krümmt.

Eine Welle 9 stellt einen Fortsatz der Spindel 1 dar. Ein konischer Körper 3 ist mit Hilfe von Rollenlagern 10 auf der Welle angeordnet, derart, daß er.sich nicht mit der Welle 9 dreht. Beim Betrieb läuft ein Garn/über die Reibungsfläche 7 und rund um das konische Führungsteil 3, welches sich auf Grund des Vorhandenseins der Rollenlager 10 dreht, wenn das Garn um dieses

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herumläuft, Figur 2 zeigt, wie das Garn herumgeschlungen ist. Die Bezugs zeichen stellen die gleichen Teile wie in Figur 1 dar.

Figur 3 zeigt eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung. Die Spindel und die Reibungsoberfläche sind in ihrer Konstruktion und in ihrem Arbeitsverhalten identisch mit Figur 1. Das Garnführungselement unterscheidet sich jedoch. Bei dieser Ausfuhrungsform ist das Garnführungselement völlig unabhängig von der Spindel und der Reibungsoberfläche angeordnet und besteht aus einem konischen Teil 12, welches über ein Rollenlager 14 in solcher. ' Weise an einem Halter 13 befestigt ist, daß das konische Teil 12 sich frei um den Halter 13 dreht. Der Halter 13 ist selbst an einem justierbaren Hebel 15 befestigt, der zum Einfädeln des Garns 16 und zur Erhöhung oder Verringerung des Kontaktdrucks zwischen dem Garn und der Reibungsfläche, hin und her bewegt werden kann, wenn es erforderlich ist.

Die Garnschlinge bei dieser Vorrichtung ist in Figur 4 gezeigt. Die Vorrichtung arbeitet in ähnlicher Weise wie die Vorrichtung von Figur 1.

Die Erfindung wird nun an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert, in denen die Spannungen des Garns mit Hilfe eines Schmidt-Tensometers geraessen wurden.

Beispiel 1

Verstrecktes ITylongarn wurde zunächst über eine Zuführrolle und dann unter Berührung mit einem 1,5 m langen Plattenheizer, schließlich über Führungen durch eine 1,0 m lange Kühlzone zu einer Falschzwirnvorrichtung der in Figur 1 dargestellten Art und abschließend durch eine zweite Rolle zu einer Aufspulvorrichtung geführt. Die durch die Falschzwirnvorrichtung aufgebrachte Zwirnung lag in dem Teil des Garns vor, welches auf den

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thermoplastischen Bereich erhitzt wurde. Die Sntzwirnung fand statt, nachdem das Garn durch die Palschzwirnungsvorriehtung hin~ durchgegangen war.

Beispiel 2 '

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch mit einem unverstreckten Hylongam "begonnen wurde, welches unmittelbar vor der !Texturierung verstreckt wurde. Bei dieser Arbeitsweise wurden drei Zufüthrrollen verwendet, wobei das Garn zwischen der ersten und zweiten Rolle verstreckt und.zwischen der zweiten und dritten Rolle gezwirnt wurde.

Beispiel 3 '

Beispiel 2 würde wiederholt, wobei jedoch ein unverstrecktes Polyestergarn als Ausgangsmaterial verwendet wurde.

Die Resultate der Beispiele 1 bis 3 sind in der "folgenden Tabelle zusammengestellt:

Bei spiel	Garnart (verstreckter Titer)	Spannung im Garn vor dein Eintritt in die Reibungseinheit in g	Spannung im Garn vor dem Verlassen der Reibungseinheit in g
1 2 3	Nylon-6,6 (22 dtex) Nylon-6,6 (110 dtex) Polyester (167 dtex)	30 100 150	10 100 160

Es ist also leicht ersichtlich, daß in der Spannung des Garns nur eine kleine Zunahme (und unter Umständen sogar eine Abnahme) auftritt, wenn das Garn durch die Reibungseinheit hindurchläuft.

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Beispiel 4

7mm. Zwecke des Vergleichs wurde Beispiel 1 unter Verwendung einer Zwirnungsvorrichtung wiederholt, in der das Garn mit Hilfe einer festen Arraführung gegen die innere Oberfläche eines Reibungsring3 gedruckt wurde.

Die Spannung des Garns beim Eintritt in die Reibungseinheit betrug 6 g, wogegen die Spannung des Garns, beim Verlassen der Einheit 25 g betrug.

Beispiel 5

Beispiel 4 wurde wiederholt, wobei ein unverstrecktes Garn verwendet wurde, das unmittelbar vor dem Einlauf zur Zwirnungseinrichtung verstreckt wurde.-Der endgültige Titer des verstreckten Garns betrug 22 dtex. In diesem Pail war die Spannung des in die Zwirnungeeinheit eintretenden Garns 10 g, wogegen die Spannung im Garn, welches die Einheit verließ» 46 g betrug,

Beispiel 6

Beispiel 5 wurde wiederholt, mit dem unterschied, daß das Garn gleichzeitig verstreckt und gezwirnt wurde. Die Spannung im Garn, welches zur Zwirnungseinheit zulief, betrug 15 g, wogegen die Spannung im Garn, welches die Einheit verließ, 65 g betrug.

Ähnliche Vergleichsversuche mit Nylongärnen anderer Titer und mit Polyestergarnen ergaben ähnliche Resultate.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer Zwirnung auf einem laufenden Garn, welche eine sich drehende Reibungsoberfläche aufweist, gegen welche das Garn durch ein Garnführungselement gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet,, daß das Garnführungeelement sich dreht, während das Garn darüberläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsoberfläche sich auf einer ringförmigen Büchse befindet, die so geformt und angeordnet ist, daß der Reibungskontakt zwischen dem Garn und der Büchse außerhalb des durch den Ring definierten Raums stattfindet,

3· Vorrichtung nach·Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dröhbare Garnführungseleraent sich in das durch die ringförmige Büchse definierte Volumen erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reibungsoberfläche aus einem Ring besteht, dessen Querschnitt dort, wo er durch das Garn berührt wird, flach oder konvex ist, so daß die Garnzwirnung auf der Fläche des Rings erfolgt, wo die Normalen zur Ringoberfläche entweder parallel zur Richtung der Drehachse des Rings verlaufen oder davon weg weisen.

5. Vorrichtung zur Erzeugung einer Zwirnung auf einem laufenden. Garn, welche eine sich drehende ringförmige Reibungsoberfläche, eine Einrichtung für die Zuführung des Garns zur Reibungsoberfläche, eine Einrichtung zum Drücken des Garns gegen die Reibungsoberfläche und eine Einrichtung zum Abziehen des Garns von der Reibungsoberfläche aufweist, wobei die Zuführ- und

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Abführeinriehtungen so angeordnet sind, daß das Garn die sich drehende Reibungsoberfläche an der gleichen Seite verläßt, wie es zuläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, mit der das Garn gegen die Reibungsoberfläche gedrückt wird, ein drehbares Teil aufweist, das sich in das Volumen erstreckt, welches durch die ringförmige, sich drehende Reibungsoberfläche definiert wird, so daß, wenn das laufende Garn rund um das Teil geschlungen ist, es gegen diese Reibungsoberfläche gehalten wird.

- PATENTANWÄLTE MMNG.H. FINCKc, DIPL-ING. H. BQHR DIPUNG. 1.8TASGEf

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