DE2226248A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der dralluebertragung zwischen rotierenden friktionselementen und dem garn bei falschdrallmaschinen - Google Patents

Description

t)r.-lng. Hü'zhüuse/·
DipUviet. Gold bach

Patentanwälte
OFFENBACH AM MAIN
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Dr.H./8t.

Heberlein & Co. AG_C GH-9630 Wattwil - Schweiz

Verfahren und Vorrichtung zur Regelung der Drallübertragung zwischen rotierenden Friktionselementen und dem Garn bei Falschdrallmaschinen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung der Drallübertragung zwischen rotierenden Friktionselementen und dem Garn bei Falschdrallmaschinen»

Derzeit sind bei Palschdrallmaschinen in erster Linie zwei Verfahren zur Drallerteilung bekannt. Dabei weist an sich die Drehungserteilung durch Friktion gegenüber formschlüssigen Systemen in erster Linie den Vorteil wesentlich höherer Betriebsdrehzahlen sowie ein sich in Abhängigkeit von Fadendurchmesaer automatisch einstellendes "Übersetzungsverhältnis" zwischen Antriebsrolle und Faden auf; es läßt sich jedoch infolge bestimmter äußerer Einflüsse

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bei bekannten Friktionssysteinen ein über längere Zeit gleichmäßiger Ablauf der Drehungserteilung nicht gewährleisten,,

Diese Unregelmäßigkeiten resultieren insbesondere aus Schwankungen des Fadenmaterials, der Fadentemperatur und der Fadensteifigkeit sowie direkter Veränderung der Reibung zwischen Friktionsrolle und Faden infolge Staub, Faserabrieb, Feuchtigkeit oder auch durch Verringerung des Reibungskoeffizienten der Friktionsrolls durch Abnutzung.

Durch jede Veränderung der Reibungskraft zwischen Friktionselement und Faden, zum Beispiel infolge des Auftretens einer oder mehrerer der aufgezählten Einflußgrößen, wird auf bislang nicht kompensierbare Weise die Kraft- beziehungsweise Drallübertragung auf den Faden so stark verändert, daß der Grad der Drehungserteilung laufend schwankt»

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden, insbesondere also ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung beziehungsweise Konstanthaltung der Drallübertragung zwischen Faden und Friktionselement zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe auf einfachste Weise dadurch gelöst, daß in direkter Abhängigkeit vom Betrag der

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Differenz zwischen Fadendrehung und Umfangsgeschwindigkeit des Friktionselementes die Fadenspannung am Friktionselement verändert wird«. Durch die Veränderung der Spannung des Fadens am Friktionselement wird dabei direkt Einfluß auf die Reibungskraft zwischen Faden und Friktionselement genommen. Sobald im Betriebsablauf beispielsweise die Fadendrehzahl durch Änderung der Reibungszahl des Friktionselementes und/oder des Fadens sinkt, wird erfindungsgemäß durch Erhöhung der Fadenspannung die Normalkraft zwischen Faden und Friktionselement vergrößert und damit die Reibungskraft ebenfalls so lange erhöht ^ bis die Fadendrehzahl den Sollwert wieder erreicht hat.

Ersichtlicherweise werden erfindungsgemäß auch andere Störgrößen wie zum Beispiel FadenspannungsSchwankungen und dergleichen kompensiert, da einerseits direkte "überwachung der Regelgröße "Fadendrehzahl" erfolgt und andererseits über die Veränderung der Fadenspannung in jedem Fall durch Erhöhen oder Senken der Reibungskraft der Kopplungsgrad zwischen Faden und Friktionselement und damit die Drallübertragung beeinflußt werden kann. Die "Überwachung der Fadendrehzahl und Nachstellung der Fadenspannung kann dabei an sich durch beliebige pneumatische oder elektrische Regeleinrichtungen vorgenommen werden·

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Um jedoch derartige aufwendige und mit gewissen Verzögerungen ansprechende Einrichtungen hinfällig zu machen, wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, die Regelung dadurch selbsttätig und ohne Jeden Aufwand direkt durch das Friktionseiement durchzuführen, wobei letzteres auf der mit dem Faden in Berührung stehenden Fläche schräg verlaufende, vorzugsweise in Form einer vielgängigen Schraube angeordnete Bahnen zur Drallerteilung aufweist. Dabei wird der Faden in Richtung der Auflagefläche des Friktionseiementes vorgespannt und die Drehrichtung des Friktionseiementes im Verhältnis zum Winkel zwischen Fadenlaufrichtung und schräg verlaufenden Bahnen derart gewählt, daß sich die auf letzteren abwälzenden Auflagepunkte des Fadens infolge der Steigerung der Bahnen axial jeweils der Fadenlaufrichtung entgegen verlagern und bei Gleitreibung eine der Fadenlaufrichtung entgegen gerichtete Kraftkomponente auf den Faden übertragen, deren Betrag sich mit zunehmender Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten von Faden und Friktionseiement erhöht.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der erfindungsgemäßen selbsttätigen Regelung sei angenommen, daß im Betriebsablauf der Faden -derart mit dem rotierenden Friktionselement beziehungsweise den darauf vorgesehenen Bahnen in Eingriff steht, daß der Faden ohne jeden Schlupf auf dem Friktionselement abrollt. In diesem Fall wird durch die gegenläufige Verlagerung der Auflagepunkte des Fadens auf den Bahnen

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- 5 keinerlei Beeinflussung auf den Faden ausgeübt.

Sobald sich, jedoch zum Beispiel infolge Veränderungen der Reibungskoeffizienten die Fadendrehung verlangsamt, tritt zwischen Faden und schräg verlaufenden Bahnen Gleitreibung auf. Die dabei infolge Drehung des Friktionselementes relativ zum Faden auf letzteren übertragene Kraft ist infolge der Schräglage der Bahnen in zwei Komponenten zerlegbar, deren eine in Drehrichtung des Friktionselementes liegt und deren andere der Fadenlaufrichtung entgegen gerichtet ist. Durch die Gegenkraft wird ersichtlicherweise die Fadenspannung erhöht, so daß Normalkraft Faden/Friktionselement sowie Reibungskraft Faden/Friktionselement so lange steigen, bis der Gleichlauf wiederhergestellt und die Kraftkomponente in Faden-Gegenrichtung wieder auf Null abgesunken ist.

Selbstverständlich wird im praktischen Anwendungsfall der Sollwert der Fadendrehung meist nicht im Bereich des Synchronismus mit dem Friktionselement liegen, da in diesem Fall nur Regelung bei Unterschreiten des Sollwertes einträte und darüber hinaus Gleichlauf nur schwer erreichbar ist.

Der Sollwert wird demnach durch Justieren der Fadenvorspannung, zum Beispiel mittels Zubringer- und Abtriebsrollen auf einen Wert unterhalb des Synchronlaufes einge-

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stellt, bei welchem Kraftübertragung zur Drallerteilung und Gegenkraft durch Schlupf systembezogen im Gleichgewicht sind ο

Das Friktionselement kann ein in Fadenlaufrichtung gewölbter Eotationskörper sein, zum Beispiel ein £onnenförmiger Körper oder eine Scheibe mit abgerundetem Rand. Ferner kann der Rotationskörper auch die Form eines Rohres mit trichterartig erweiterten Endteilen haben, wobei der Faden über die Rohrinnenfläche geführt wird. Mit Hilfe von Fadenführungsmitteln, die gleichzeitig den Faden in seiner seitlichen Lage festhalten, kann der Faden in einem bestimmten Umschlingung swink el OC über die Wölbung gespannt sein, wobei die durch Fadenspannung hervorgerufene Normalkraft über die ganze Berührungsfläche des Friktionselementes hin weitgehend konstant verläuft.

Die schräg angeordneten Bahnen auf der Überfläche des als Friktionselement dienenden Rotationskörpers können als Stellen erhöhter Reibung, zum Beispiel durch Oberflächenbehandlung des Materials oder auch als Erhöhung auf der Oberfläche, ausgebildet sein» Die Anordnung von Erhöhungen hat dabei den zusätzlichen Vorteil, daß durch die Rillen zwischen den einzelnen Erhöhungen infolge elastisch in Eingriff gelangendes Fadenmaterial eine gewisse Formschlüssigkeit bei der Kraftübertragung hervorgerufen wird,

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Der technische Fortschritt und der erfinderische Inhalt des Anmeldungsgegenstandes wird insgesamt sowohl durch die neuen Einzelmerkmale als auch durch Kombinationen der Anwendung findenen Merkmale gewährleistet.

Die Erfindung ist im folgenden in einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläuterte Es zeigen:

Fig.1 bis 3 die schematische Darstellung des Funktionsablaufes der Drallerteilung und Gegenspannungserzeugung an einer Friktionsscheibe mit den Merkmalen der Erfindung,

Figur 4- eine schematische Darstellung der Fadenzuführung zur Friktionsscheibe mit Zufuhr- und Abtriebsrollen und

Figur 5 eine abgewandelte Ausfuhrungsform einer Friktionsscheibeο

Gemäß Figur 1 ist ein in Pfeilrichtung geförderter Faden 1 über eine ausschnittweise dargestellte Friktionsscheibe 2 gespannt. Scheibe 2 dreht sich in der angedeuteten Richtung und übermittelt auf diese Weise an Faden 1, der mittels der in Figur 4 dargestellten Fadenführer 7, 8 in seiner seitlichen

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Lage festgehalten wird,den gewünschten Drall. Da die Scheibenoberfläche mit Ausnehmungen 3 versehen ist, liegt Faden 1 lediglich auf den schräg verlaufenden erhöhten Bahnen 4 auf_β Der Umschlingungswinkel<X kann mittels der Förderwalzenpaare 5» 6 oder mittels der Fadenführer 7» 8 eingestellt werden.

Sofern Faden 1 absolut synchron mit Scheibe 2 gedreht wird, wird durch die Scheibendrehungen keinerlei Gleitreibung an den Berührungspunkten verursacht, da sich dann Faden 1 schraubenartig auf den Bahnen 4 abwälzt.(Die Reibungskomponente durch den Transport des Fadens 1 in Förderrichtung ist konstant und wird bei dieser Betrachtung außer acht gelassen.)

Sofern jedoch Gleichlauf zwischen Faden 1 und Scheibe 2 nicht vorliegt, wird infolge der einem Gleiten des Fadens vom dargestellten Auflagepunkt A zu Punkt B und G bei Drehung der Scheibe 2 entgegen gerichteten Reibungskraft, eine der Fadenlaufrichtung entgegen gerichtete Kraftkomponente Pr> auf den Faden übertragen so daß Fadenspannung Pp und - wie aus Figur 4 ersichtlich - Kormalkraft P^ steigt, wodurch sich die Reibungskraft zwischen Scheibe 2 und Faden 1 erhöht. Diese Erhöhung 1 führt jedoch dazu, daß sich die Drallübertragung wieder dem Gleichlauf nähert, was wiederum eine Reduzierung der Komponente P-^ bewirkt.

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Die geschilderten Vorgänge finden im Be trieb säblauf in Sekundenbruchteilen statt, bis sich, in Abhängigkeit von der zur Sollwertvorgabe durch mit verschiedenen Geschwindigkeiten antreibbaren Walzenpaaren 5 und. 6 einstellbaren Fadenv or spannung (P,, - P2) sowie sonstiger Parameter wie Umschlingungswinkel OC , Reibungskonstante der Scheibe 2 und des Fadens 1 usw., Gleichgewicht des Systems einstellt. Jeder Störgrößeneinfluss wird jedoch auf diese Weise selbsttätig kompensiert, ohne dass aufwendige Regeleinrichtungen notwendig wären»

Figur 5 zeigt eine Frifctionsscheibe mit abgewandelter Oberflächenausbildung ο Die Ausnehmungen 3 sind dabei nicht durchgehend ausgeführt, so daß die Bahnen 4 im Bereich des größten Scheibendurchmessers in einem durchgehenden Streifen 4a auslaufen, der auf vorteilhafte Weise je.de Haftungsverminderung des Fadens 1beim Abrollen Von einer Bahn 4- auf die nächste sowie etwa dabei auftretende Schwingungen oder Entspannung der bereits erreichten Verdrehung verhindert wird.

Anstelle einer einzelnen Friktionsscheibe kann auch ein System aus einer Anzahl Scheiben verwendet werden, zum Beispiel mehrere Scheiben, welche übereinander angeordnet sind und deren Ränder sich teilweise überlappen. Eine solche An—

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Ordnung hat den Vorteil, daß sich "besondere Fadenführer zwecks Festhaltung des Fadens in seiner seitlichen Lage und zwecks Einstellung des Umschlingungswinkels teilweise erübrigen, indem diese Funktion "bei den inneren Scheiben durch die Ränder der äußeren Scheiben übernommen wird_e

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Claims (8)

1. 22262A8

   AA-

   Ansprüche :

   e Verfahren zur Regelung der Drallübertragung zwischen rotierenden Friktionselementen land dem Garn bei Falschdrallmaschinen, bei welchen das Garn mit einer Kraftkomponente in Richtung auf die Auflagefläche des Friktionselementes über letzteres gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in direkter Abhängigkeit vom Betrag der Differenz zwischen Fadendrehung undLUmf angsge schwindigkeit des Friktionselementes die Fadenspannung am Friktionselement verändert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Anwendung mindestens eines rotierenden Frikt ions element es, welches auf der mit dem Faden in Berührung stehenden Fläche schräg verlaufende Bahnen zur Drallerteilung aufweist, dadurch gekennzeichnet daß der Faden (1) in Richtung-der Auflagefläche des Friktionselementes (2) vorgespannt wird und dass die Drehrichtung des Friktionselementes im Verhältnis zum Winkel zwischen Fadenlaufrichtung un den schräg verlaufenden Bahnen (4) derart gewählt wird, daß sich die auf letzteren abwälzenden Auflagepunkte (A, B, 0) des Fadens infolge der Steigung der Bahnen axial jeweils der Fadenlauf-

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   richtung entgegen verlagern und bei Gleitreibung eine der Fadenlaufrichtung entgegen gerichtete Kraftkomponente (Bn) auf den Faden übertragen, deren Betrag sich mit zunehmender Differenz der Umfangsgeschwindigkeiten von Faden und Friktionselement erhöhte
3. 3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit mindestens einem rotierenden Friktionselement, welches auf der mit dem Faden in Berührung stehenden Fläche schräg verlaufende Bahnen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Friktionselement ein Rotationskörper mit in Fadenlaufrichtung gewölbter Oberfläche ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Einstellung des Umschlingungswinkels (cc ) über die gewölbte Oberfläche des Rotationskörpers vorgesehen sind.
5. 5· Vorrichtung nach An'spruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen (4) im höchsten Punkt der Wölbung in einem sich um den gesamten Umfang des Rotationskörpers erstrekkenden, ,ständig mit dem Faden in Eingriff stehenden Streifen (4a) übergehene

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6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 3 undjden Unteransprüchen 2 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen (4-) als schräg verlaufende Erhöhungen ausgebildet sind.
7. 7· Vorrichtung nach Anspruch 3-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnen (4) als schräg verlaufende Streifen erhöhter Reibung ausgebildet sind.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 3-7» dadurch gekennzeichnet, daß der Rotationskörper als Scheibe (2) ausgebildet ist und daß der Scheibenrand beidseitig abgerundet ist_o

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