DE2362354A1 - Verfahren und vorrichtung zum zwirnen von fadenmaterial - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE HENKEL— KERN — FEILER — KANZEL— MÜLLER

DR-PHIL. DIPL.-ING. DR. HER. NAT. DIPL.-ING. , DIPL.-ING.

im. ix: ns 29 no 2 HNKI..I) E D UARD-S CH M ID-STRASSE 2 bayerische Hypotheken- und

TH1.HI-ON: (08 11) 66 3197. 66 30'U-¹II _ ή_ηηη ._{ί(ϊλΙΡιί}π_Η on WECIISELBANKMuNCHENNRvSIe-SSlH TI-U-CRAMMIi; ELLIPSOID MÜNCHEN ' D-öUUU MUNCiIKJM yU . POSTSCHECK: MCHN 162147—809

Leesona Corporation 1 \ OEZ, 1973 Warwick, R.I. # V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Zwirnen von Fadenmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zwirnen von Fadenmaterial. - .

Es sind bereitS zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen asunt Falschzwirnen bzw· -drallen von Fadenmaterial bekannt. Im wesentlichen gibt es jedoch drei grundsktzliche Verfahren, nämlich das Nadelspindelzwirnen, das Reibungszwirnen und das Zwirnen mittels eines strömenden Fluidums, beispielsweise Luft. Jedem dieser Verfahren haften jedoch verschiedene Einschränkungen und Nachteile an: Beim Nadelzwirnen wird eine Nadel bzw. ein Stift in eine von einem Lager oder einem Rad getragene Welle eingeführt. Der zu verzwirnende Garnfaden tritt in die höhle Welle ein, wird um die' Nadel herumgeschlungen und tritt«aus der Hohlwelle aus, wobei eine .Spindelumdrehung einer Fadendrehung entspricht. Beim Reibungszwirnen in seiner industriell angewandten Form ist ein im wesentlichen ringwulstförmiges Element in einer Fälachzwirnspindel montiert» die um ihre Längsachse drehbar/ ist. Das genannte Element greift an einem Garhfaden an und erteilt ihm bei jeder Umdrehung der Spindel eine Anzähl von Drallen oder Zwirndrehungen. Beim FIüiäumiBWirnen mittels

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eines mit hoher Geschwindigkeit strömenden Strömungemittels oder Gasstroms tritt ein Garnfaden in eine kleine kammer ein, in die ein schnellströmendes Gas eingeleitet wird, um einen eich drehenden Hochgeechwindigkeits-Gasetrom zu erzeugen, welcher dem Garn die Zwirnung erteilt. Diese bekannten Vorrichtungen werfen insbesondere bei den für die wirtschaftliche Garnverarbeitung erforderlichen hohen Garngeschwindigkeiten zunehmend Probleme auf. Beispielsweise ist es bekannt, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das Garn beim Nadelzwirnen behandelt werden kann, von der Drehzahl dee Zwirnkopfeθ abhingt. Die handelsüblichen Zwirnköpfe erfordern extrem hohe Drehzahlen und ergeben, damit oft unzulässig hohe Belastungen für die Lager, wenn die industriell üblichen Arbeitsgeschwindigkeiten des zu verarbeitenden Garne erreicht werden sollen. Wenn beispielsweise einem mit einer Geschwindigkeit von etwa 450 m/min (500 yards/min) durchlaufenden Garnfaden eine Zwirnung mit 4 Drehungen pro mm (100 Drehungen pro Zoll) erteilt werden soll, müßte die Spindel mit einer Drehzahl von 1 800 U/min umlaufen. Derartig hohe Drehzahlen sind aber derzeit nicht erzielbar, und selbst die heutzutage realisierbaren Drehzahlen im Bereich von 200 000 - 500 000 U/min führen zu hohen Lagerbelastungen mit davon herrührenden hohen. Austausch— kosten. Die Fluidumzwirnun^ ist dagegen wegen des hohen Verbrauchs an Gas (Luft) im allgemeinen kostspielig und führt zu Unregelmäßigkeiten in der Garnstruktur.

Obgleich auf dem Gebiet der Keibungszwirnun^ gewisse Erfolge erzielt worden sind, ist auch, die in der UB-PS 3 668 856 beschriebene Vorrichtung infolge zu hoher Garngeschwindigkeiten bei der industriellen !Fertigung bestimmten betrieblichen Einschränkungen unterworfen* Bei allen bekannten Reibungszwirnvorrichtungen unterliegen die Eriktions- oder Reibungselemente kritischen Oberflächenparametern, die ihrerseits unweigerlich durch Änderungen infolge des erforderlichen periodischen und nahezu konstanten Schlupfes

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des Garns beeinflußt werden· Dieser Schlupf erzeugt Abrieb, welcher die OberflScheneigenschaften eines solchen Elements mit der Zeit weiter verändert·

Aus diesen Gründen wird seit längerem nach Zwirnvorrichtungen gesucht, die selbst mit niedrigen Drehsahlen arbeiten* dabei aber den mit zulässigen hohen Fertigungsge schwindig— keiten durchlaufenden Garnfäden eine starke Verzwirnung erteilen. Bin Beispiel für eine bekannte Vorrichtung dieser Art ist in der US-PS 2 943 433 offenbart. Diese Patentschrift beschreibt zwei Walzen oder Rollen in form von Hyperboloiden, die in gegenseitiger Überflächenberührung stehen und dabei einem «wischen ihnen hindurchlaufenden Fadenmaterial eine Zvnrnun/r bzw, einen Drall erteilen· Die in dieser Patentschrift beschriebene Vorrichtung wurde jedoch nie industriell realisiert, was auf die Unmöglichkeit der Einhaltung der Toleranzen zurückzuführen ist, die erforderlieh sind, um die zusammengepaßten Hyperboloidflächen entweder in abriebfreier ■ Berührung miteinander oder um einen genau der Garndicke entsprechenden Abstand voneinander getrennt zu halten. Dieeer Umstand tritt noch deutlicher zutage, wenn man die geringen Dicken der handelsüblichen Garne hohen Reinheitsgrade betrachtet, z.B. solcher mit einer Stärke von nur 0,05 mm.

Andere, nicht voll zufriedenstellende Lösungen dieses Problems finden sich in den ÜS-PSen 3 045 416, 3 32? 461, 3 327 463, 3 635 008, 2 908 133, 3 228 181 und 3 495 390 sowie in der GB-PS 1 083 052. Eine industriell eingesetzte, in den U3-PSen 2 936 537 und 2 935 670 offenbarte Reibungszwirnvorrichtung läßt sich am besten a Is ringwulstfönnige Friktions- bzw· Reibspindel beechrelben, bei welcher das Garn die Reibungsfläche unter einem winkel überläuft und bei welcher folglich eine vergleichsweise starke Reibungeberührung zwischen der umlaufenden Fläche und dem Garn er-

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forderlich 1st· Hierdurch wird wiederum die Notwendigkeit für eine vergleichsweise hohe Zugspannung «wischen den umlaufenden Heizmaterial und den Garn hervorgerufen, was im Widerspruch sum Erfordernis für eine niedrige Zugspannung in der Erwärmungezone steht, damit sieh das Garn zusammenziehen und schrumpfen kann« Wie erwähnt, wird außerdem hei höherer Zugspannung ein zunehmend höherer Verschleiß auf den Ringwulst oder auf andere Reibungsflächen ausgeübt« wobei die betriebliche Erfahrung gelehrt hat, daß das Garn Wärme erzeugen und eich infolge des erforderlichen« ständigen Schlupfes in Axialrichtung tatsächlich In die Eingflache einschneiden kann* Die entwickelte Reibung hängt selbstverständlich von der Oberfläche des Hingwulstes ab« wobei Oberflächen niedriger Durometer-Härte zwar einen höheren betrieblichen Reibkontakt gewährleisten, aber schlechtere Abriebeigenschaften besitzen, während härtere Oberflächen «war bessere Abriebeigenschaften bieten, aber zu einem geringeren betrieblichen Reibkontakt führen·

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu entwickeln, die dem mit industriell üblichen Geschwindigkeiten verarbeiteten Garn einen vergleichsweise starken Drall zu erteilen vermag, wobei das Garn nicht axial zu der die Reibung erzeugenden Oberfläche rutscht, so daß der unerwünschte Abrieb der bekannten Vorrichtungen, *.B. im Bereich des Ringwulstes, vermieden und eine beträchtlich verlängerte Betriebsiebenedauer der reibungserzeugenden Vorrichtungen erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum Zwirnen von Fadenmaterial erfindungageall* dadurch gelöst, daß das Fadenmaterial über dl· Oberfläche von einander zugewandten, einander nicht berührenden Flächen geführt wird, daß das fadenmaterial gleich»·!tig an einer Ansacl von auf Abstand· v*r-

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teilten Stellen an beiden Seiten erfaßt brw. kontaktiert wird, wobei die gegenüberliegenden Flächen das Fadenmaterial berühren und gemeinsam fortlaufend ergreifen, und daß das Fadenmaterial gleichzeitig zwischen den gegenüberliegenden Flächen weitergefördert wird, während eich diese Flächen synchron zueinander bewegen.

Eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete, erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die im Patentanspruch 8 definierten Maßnahmen umrissen. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. - - ' " ·-'-■■- * -- - ;- - · ^:

Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung best immte Vorrichtung zum Zwirnen eines durchlaufenden Textilfaden? erreichen unter Vermeidung der aufgeführten Unroll— kommenheiten der bekannten Zwirnvorrichtungen eine Zwirnoder Drallwirkung sowie gleichseitig eine Förderwirkung in einer einzigen kombinierten Einheit· Bei der Förderung ergibt sieh kein nennenswerter Schlupf zwischen den verschiedenen Zwirn- und Förderelementen einerseits und dem Garnfaden andererseits, da sowohl die Förder- als auch die Zwirnelemente gleichseitig angewandt werden und auf das Garn eine Greifwirkung ausüben. Die Re ibungszwi meiern« nte bewegen sich vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit, bei welcher ihre Förder- und Zwirnbauteile an die GarnepeisegeBChwindigkeit bzw. an den gewünschten Verzwirnungegrad angepaßt sind. Außerdem wird durch den mehrfachen Angriff dieser Elemente ein Schlupf zwischen dem Garnfaden und diesen Elementen in einer Richtung senkrecht zum durchlauf enden Garnfaden vermieden. Dies führt zu einem konstanten Verswirnungsgrad unabhängig von der Garngeschwindigkeit, einer ebenfalls von der Garngeechwihdigkeit unabhängigen» konstanten Zugspannung und einem Mindestmaß

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Verschleiß der Reibungsfördereleinente.

Ire folgenden ist eine bevorzugte Ausftihrungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fiff, 1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungeform der Erfindung,

Pig, 2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Schnitt län*s der Linie 2-2 in Pig. 1,

Fig. 3 einen Teilechnitt längs einer die Garnbahn zwischen den Rollen schneidenden Ebene, welcher speziell daa Verhältnis und die Wirkung der Rollenzähne gegenüber dem Garnfaden veranschaulicht,

Jig. 4- einen Pig. 3 ähnelnden Teilschnitt, in welchem jedoch das parallele Zusammengreifen der Zähne von hyperbolischen Rollen besonders hervorgehoben ist,

Pig· 5 eine scheaatische Sarstellung eines Abschnitts des durch die erfindungsgemäße Vorrichtung behandelten Garnfadens, in welcher speziell die durch die Abrollwirkung der am Garn angreifenden Glieder auf dieses ausgeübten Kräfte dargestellt sind,

Flg. 6 eine sohematische Darstellung einer Palschzwirnmaschine, bei welcher die erfindungsgemäße Priktions- oder Reibspindel Anwendung findet,

Pig. 7 eine schematisch· Darstellung der auf das Garn bei seiner Verarbeitung gemäß der Erfindung ausgeübten Vektorkräfte und

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Fig, a eine vergrößerte Bchematinche Darstellung der durch ein einziges Garnangriffeglied während eine« endlichen Zeitinkrements ausgeübten Vektorkrüfte und eier relativen Strecken, tielchedBe Garn und dae Glied y?ghrend dieses Zeitabschnitte durchlaufen·

Tn Eic:. 1 1st eine spezielle Ausftöirungaforni der Erfindung veranschaulicht, bei welcher eine Friktions- oder Reibapindel 10 vorgesehen let, die teilweise· aus Rollen 12 und 12* von im wesentlichen gleicher Konstruktion besteht, die derart miteinander zusammenwirken, daß sie auf noch näher ztt erläuternde i.^reise eine Reibzwirnungöberührung mit einem zwischen ihnen hindurchlaufenden Garnfaden herstellen. Jede Rolle 12 und -12V besteht, aus einem -zylindrischen Mantel 14, der an seiner Außenfläche mit einer Reihe von abstehenden Zähnen 16 versehen i3t'. Die Zähne 16 sind parallel zueinander und bei der speziellen dargestellten Ausführungsform unter einen Winkel von 45° zur Außeniüngeflache der Rollen 12, 12* angeordnet. Diese Zähne 16 laufen an beiden Enden abschließend an je einem Flansch. 18 aus, der auf das betreffende Ende der Bolle aufgesetzt ißt.

Die Oberflächen, der Zähne 16 sind durch maschinelle Bearbeitung oder anderweitig so ausgebildet, daß sie eine spiralige bzw. wendeIfBrmige Oberflächenkontur festlegen. Die Spitzenteile der Zähne 16 sind außerde» init Teilen 20 versehen, die aus einem für den Eingriff mit Abschrtitten des darüber hinweglaufenden Garns geeigneten Material bestehen. Heee z.B. aus Gufflmi bestehenden Teile 20 können innichtdargestellt· Hüten, die in den AuBm- bzw* Spitzenf lachen der Zähne 16 .ausgebildet sind, eingerastet oder anderweitig, z.B. mit Hilfe von Klebnittel, an den ZShnen angebracht werden.

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In Fig, 2 ist die gegenseitige Anordnung der Rollen zueinander am besten veranschaulicht, bei welchen die Zähne 16 unter einem Winkel von 45° über die Oberflächen der Rollen 12 und 12* verlaufen. Infolge dor Anordnung der Achsen der Rollen 12, 12* unter einem Winkel von 90° zueinander kommen die einander gegenüberliegenden Zähne der !tollen 12, 12^f in parallelen Eingriff miteinander, wenn die Rollen synchron mit der gleichen Oberflächengeschwindigkeit angetrieben werden. Die gegenseitige Anordnung der Rollen wird dur ch die allgemeine Formel 180° - 2x bestimmt, in welcher χ den Winkel bedeutet _t unter dem die Zähne gegenüber den Rollen angeordnet sind.

Wie aus der folgenden Beschreibung noch deutlicher werden, wird, sind die Rollen außerdem so angeordnet, daß die am ffamfaden angreifenden Teile 20 in ihren einander am dichtesten gegenüberliegenden Positionen um einen Betrag voneinander getrennt sind, welcher zumindest der Dicke des verarbeiteten Garne entspricht und vorzugsweise größer ist als diese Garndicke. Obgleich darauf hinzuweisen ist, daß die einander gegenüberstehenden Zähne nur im Schnittpunkt zwischen den Mittelebenen der Rollen genau parallel zueinander liegen, nähern sich die von diesem Punkt weglaufenden und die zulaufenden Zahnabschnitte dieser Parallelauerichtung an und ermöglichen somit den Eingriff zwischen einander gegenüberliegenden Zähnen, so daß ein zwischen und senkrecht zu diesen Zähnen verlaufender Garnfaden an gegenüberliegenden Seiten durch eine Anzahl· von Teilen 20 erfaßt wird. Ee ist mithin ersichtlich, daß die Zähne der Rollen das Garn 22 nicht zwischen sich verklemmen, sondern nur am Garnfaden angreifen und ihn rollen, so daß ihm ein Drall erteilt wird* Heben der Drallkomponente wird auf dae Garn ajich noch eine zusätzliche Vorschubkomponente auegeübt, die dazu dienen kann, den Garnfaden durch die erfindungsgemäße Torrichtung hindurchzufördern.

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Die dem Gam Y erteilten Bewegungskomponenten sind in Pig. 5 veranschaulicht, la welcher die Zwirn- oder Drallkomponente durch den Buchstaben T und die Torwarts- ©der Vorschubkömpönente durch den Buchstaben Έ angegeben ist. Die relative Größe der Drall- und der Vorsehsibkbmponente, die einem bestimmten Garnfaden Y erteilt wird* hängt von der Winkelausrlchtung (Winkel θ) der miteinander kämmenden Teile in bezug auf ihre Antriebsträger, z*B_e die Hollen 12* 12*, oder nicht dargestellte Riemen ab, welche ihrerseits das Verhältnis der Garnbahn gegenüber diesen bewegungeerteilenden Äntriehaträgern bestirnt» Dieser Winkel ist der Spiral- oder Schraubenwinkel der Zähne, wenn die Antriebsträger die splralVerzahnten Zahnräder gemäß FIg* 2 darstellen»

Da däB Garn praktisch unter einem rechten Winkel zur Oberfläche der miteinander kämmenden Seil© zugeführt wird, werden die dem Garn durch die Teile jedes 1striebstWägers erteilten Bewegungekomponenten dureti den Sinus und Kosinus dieses Winkele bestimmt, wie dies in den Mg« 7 und 8 dargestellt istj wobei die ausgezogenen und strichpunktierten Linien gemäß Fig. 7 den oberen bzw» den unteren Antriebstrager angeben· Dieser Zustand ist besonders aus Hg· 8 ersichtlich, in welcher die dem Garn erteilten Kräfte noch genauer veranschaulicht sind· Die Vorsehtabkomponente eines Zahns, welche die Achse dea Antriebsträgers, d.h. bei der dargestellten Ausführungsform der Roll©, unter einem Winkel © schneidet, entspricht somit {M ööe f|, webei ]? übt AxLalbewegung, d.h. der Voraohubbewegung, und F der Bewegung d©s Zahnberührungepunkts in einem vorgegebenen Zeitinkrement entspricht, während die Drallkompönente gleich (S=P ein ö) 1st» worin T die Umfangsbewegung des Garns (Zwirnung öder Drall) bedeutet. Weiterhin ist ersichtlich» daß die Zahl der dem Garn erteilten Drehungen gleich |f ist, wobei 0 dem Umfang des gezwirnten Garne entspricht. Die Zahl der Drehungen pro Zoll (25,4 mm)

QBlSfNAlJ.

(TPI) des gezwirnten Garns entspricht dabei (TPI= ^x -jj), was wiederum (TPI= ■ ) entspricht. Die theoretische Brehungszahl TPI auf 25,4 mm bei einem Garn mit einem Durchmesser von etwa 0,076 mm und einem Winkel £ von 60° würde dabei 184 betragen (7,35 Drehungen pro mm), während unter dem gleichen Winkel angeordnete Glieder eine theoretische Drehung TPI von 98 (3,85 Drehungen pro mm) bei einem Garn mit einem Durchmesser von etwa 0,142 mm erzeugen würden.

Da die Garnbahn durch die Antriebsträger eine gewisaermassen sinusförmige Gestalt annimmt, weil das Garn an gegenüberliegenden Seiten und an auf Abstände verteilten Stellen mit den Garnangriffsteilen in Berührung steht, wird angenommen, daß in dieser Garnbahn eine um etwa 10% längere Teillänge des Garna vorhanden ist, so daß die Drehungen entsprechend über ein tatsächlich längeres Garnstüclc hinweg verteilt werden müssen, wodurch die theoretische Drehungszahl TPI verringert wird. Die korrigierte theoretische Drehungezahl TPI beträgt daher für die vorstehend angenommenen ,Beispiele 169 Drehungen pro Zoll (6,7 Drehungen pro mm) bzw. 39 Drehungen/-ZoIl (3,5 Drehungen pro mm).

Im folgenden it.t die Einrichtung beschrieben, durch welche die Rollen 12 und 12· relativ zueinander gelagert sind. Jede Rolle 12, 12' ist mit einem inneren Quersteg 24 versehen, der von einer zentralen Bohrung 26 zur Aufnahme eines lotrechten Zapfens oder Wellenstummels 28 durchsetzt wird, welcher wiederum mit einer Welle 30 verbunden ist, die über ein an Ihrem unteren Ende vorgesehenes Zahnrad 34 in einem Gehäuse 32 drehbar gelagert ist. Das Zahnrad 34, z.B. Kegelrad, kämmt mit einem Zahnrad 36, das seinerseits über einen Zahnriemen 40 durch eine Welle 38 angetrieben wird. Der Riemen 40 ist mit einer nicht dargestellten Einrichtung verbunden, über welche die Welle 41 der Rolle 12' mit der gleichen Drehzahl und

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auf gleiche ;'ei se angetrieben wird wie die Rolle 12. Die in Pig. 1 angedeuteten Drehrichtungen der beiden Rollen 12, 12V ermöglichen ein Kämmen der gegenüberstehenden Zähne beider Rollen auf die vorher beschriebene Weise·

Wie am besten au3 Fig« 6 hervorgeht, wird dan zu verarbeitende Garn von einem Garnvorrät 44 aus mit Hilfe von Speieewal-, zen 48 durch einen Fadenführer 46 hindurchgezogen und über ein& Heizeinrichtung 50 zur Spindel 10 geleitet, wo ihm eine Zwirnung erteilt wird; anschließend .wird das Garn durch Aufspul- oder Abziehwalzen 52 zu einem Aufspulwickel 54 geführt· >.lit Ausnahme der vorliegenden Spinde]: 10 ist dieses allgemeine Verfahren bekannt, wobei die unteren, d.tu in Bewegungs-. rieht an.; hinteren Speisewalzen als Zwirn- oder Drallbremee dienen, so d-aß der dem Garn sv/i sehen diesen Speisewalzen und der Spindel erteilte Drall sich infolge der Erweiehungswirkun^ in der Heizeinrichtung aufbauen kann und anschließend unter dem iiinfluS einer zwischen der Spindel und der Heizein-, richtung angeordneten Kühlzone beim Austritt des gezwirnten Garns aus der"Heizeinrichtung fixiert wird. Die erfindungsgemäße Spindel 10 erteilt dem Garn 22 den Drall bei seinem Verlauf aus der Heizeinrichtung, worauf das Garn mittels Fadjenführern 42 senkrecht über die miteinander kämmenden Zähne 16 der JIo.ilen 12. und 12' geleitet v;ird, und zwar gemäß Fig· I in einer diagonalen Bewegungsbahn senkrecht zu den Zähnen Ton der unteren linken Seite zur oberen-rechten-Seite der lotrechten Rolle. .-'■■". .

Diese dem Garn beim erfindungsgemäßen Verfahren erteilten Drall- und Vorschubkomponenten Bind in Fig. 5 veranschaulicht, in welcher Y ein Garnsegment am ungefähren Mittelpunkt dee Zusaiamenwirkens zwischen den gegenüberstehenden Zähnen 16, T eine dem Garn erteilte Drall- oder Rollkraftkomponente und Ϊ seine Vorwärts- oder Linearbewegungskoraponente bedeuten. Ba

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BAO '

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die am Garn angreifenden Flächen bzw. Teile 20 der zueammengreifenden Zähne 16 daß Garn nicht verklemmen, sondern rollen, und da das Garn an einer Anzahl von auf Abstände verteilten Stellen an beiden Heiten erfaßt wird, wird es effektiv zwangeläufig erfaßt bzw. ergriffen, wobei ihm durch die genannte Kollwirkung der Prall erteilt wird, während es gleichzeitig linear durch die Behandlungszone hindurchbeweg-t wird, is wird angenommen, daß diese Wirkung durch den größeren Umschlingungswinkel des Garns über die Berührungeteile, welcher durch das Zusammengreifen dieser Teile hervorgebracht wird, noch verstärkt wird. Infolge dieses zwangelgui'igen -krfassene kann die erfindungegemäße Vorrichtung selbst rjit niedrigen Drehzahlen arbeiten, während sie dem mit industriell zulässigen hohen Geschwindigkeiten durchlaufenden Garn einen starken Drall erteilt, weil es hierbei nicht nötig ist, wie bei den bekannten Reibungszwirnvorrichtungen die Berührungsflächen infolge des dabei auftretenden hohen Schlupfes mit wesentlich über den theoretischen Werten liegenden, für die Arbeitsweise solcher Vorrichtungen erforderlichen Drehzahlen anzutreiben. Die erfindungegemäße Reibepindel verleiht dem Garn den Drall, ohne daß ein Schlupf zwischen dem Garn und seinen Berührungsflächen aufzutreten braucht, so daß der zusätzliche Schlupf und der dadurch hervorgerufene Verschleiß an den Garnberührungsflächen, wie er bei den bekannten Vorrichtungen auftritt, weitgehend ausgeschaltet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet daher eine Verzwirnung bzw. einen Drall bei Drehzahlwerten, die sich den theoretischen, auf der Grundlage der Analyee der dem Garn erteilbaren Kräfte ermittelten Werten annähern, was im deutlichen Gegensatz zu den bekannten Friktions— oder Reibungsewirnvorrichtungen (mit Büchse oder Ringwulst) steht, bei denen der Schlupf des Garns unvermeidbar ist und bei denen alle Arten von zusätzlichen Paktoren, wie Garnausrüstung und Zugspannung, den resultierenden Verzwirnungsgrad beeinflussen.

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Obgleich die erfindungegemäße Friktions- oder Iteibspindel neben der AufgabedesVerzwirnens auch dazu benutzt werden kann, da3 Garn selbst zu fördern, ist diese FSrderfünlction bei Verwendung mit den, industriell übiioheii ialechzwirnanlagen nicht erforderlich* da hierbei bereite Garnspeiee- und -aufspuleinrichtungen vorgesehen sind, welche zum Zuführen und Spannen des zu behandelnden Garnfadens dienen.Bs ist Jedoch vorteilhaft, die Spindeldrehzahlen auf die Drehzahlen der Speise— und Aufspulwalzen abzustimmen-, so daß sich die auf das Garn ausgeübten ÄXialkrafte der'tatsächlichen, ihm durch die Speise- tmd Aufspulwalzen verliehenen Gesehwindig— keit in Axialrichtung annähern.

Bei einem Äüsfuhrungsbeispiel würden^^^ zwei Eollen der in der Zeichnung dargeatellten Art mi/fe^ einem Spirälwinkel der 2ähi» von 45° auf die beschriebene Weise in eine Zwirnvorrichtung eingebaut und zum V^rzwirxien des in eineir Ealachzwirn-Texturiermasehine (Leesona Modell Nr. 570} verarbeiteten Garns benutzte Dabei wurden folgendeVErgebnisae^ erzieIts

45° - 18 Zahn« Auflendurchmeeaer 69.8

Öarnso2?te "

Garngeschwindigkeit 91 #5

Spindeldrekiahl ; 16QQ V/λΙΑ .

Tätsäöhliöhe Drehungezahl 185/^öli bew. 7,5 pro

Temperatur der Heizeinrichtung 224^σ6

Theoretische Drehungszahl f^/ZtiuX b«w# 7*6 pro

Garn-Außendurchmeeeer 0_f038 b»

(in gezwirntem. Zustand)

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit ein neuartige» Verfahren und eine neuartige Vorrichtung .Bua Verzwirnen iron

BADORiQIISJAL¹

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Fadenmaterial, wie Garn, geschaffen, bei weloheα bzw. welcher das Garn in Bewegungsrichtung hinter einer Heizeinrichtung und zwischen einer Aufspul- bzw. Abziehstation und einer Speisestation gezwirnt wird. Die gegenüberliegenden 3eiten des Garns werden dabei an aufeinanderfolgenden Stellen in Garnlängsrichtungerfaßt, und das Garn wird dadurch festgehalten, während ihm sowohl eine Vorschub- als auch eine Rollbewegung erteilt wird. In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung erfolgt diese Krafterteilung durch zwei Rollen, die auf ihren Umfangsflächen mit miteinander kämmenden Zähnen versehen sind. Die Rollen sind dabei unter einem solchen Winkel zueinander montiert, daß ihre jeweiligen Zähne an den gegenüberliegenden Seiten eines Fadenmaterialstücks und an auf Abstände verteilten Stellen demselben anzugreifen vermögen, das zwischen den beiden Rollen hindurchläuft. Infolge dieses Kontakts nimmt das Garn eine ununterbrochene und im wesentlichen stabile Bewegungsbahn zwischen den Rollen ein, und es wird ein zwangsläufiger Angriff auf das Garn ausgeübt, wodurch das Drehmoment überwurden wird, das als Prlktions- bzw. Reibzwirnungskomponente der miteinander kämmenden Zähne auf das Garn ausgeübt wird. Die erfindungegemäße Vorrichtung läßt sich somit als Reibungsswirnkopf und sein Betriebsverfahren als Verfahren zur Ausbildung einer Palschzwirnung bzw. eines Falschdralls in einem Fadenmaterial durch Reibungsberührung charakterisieren·

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BAD ORIGINAL ^

Claims (11)

1. 23G235A

   Pa t e nt ans ρ r ü eh e

   Verfahren zur Verarbeitung von Fadenmaterial, dadurch gekennzeichnet , daß das Fadenmaterial über ti je übe rf lache von einander zugewandten, einander nicht berührenden Flächen geführt wird, daß des Fadenmaterial gleichzeitig, an einer Anzahl von auf Abstände verteilten Stellen an beiden Seiten erfaßt bzw. kontaktitrt vriru, wobei die gegenüberliegenden Flächen das Fadenmaterial berühren und gemeinsam fortlaufend ergreifen, una üäL das -!fadenmaterial gleichzeitig zwischen den gegenüberliegenden Flächen weitergefordert wird, während diese Flächen synchron zueinander bewegen.
2. 2. !"erfahren zum. Zwirnen von Fadenmaterial, dadurch g e - k e η η ζ e i c h net , daß des Fadenmaterial durch er.rie kontakt zone "mit gegenüberliegenden Abschnitten getrennter, einander gegenüberstehender Glieder geleitet und ir, dieser Zone an einer Ansahl von auf Abstände verteilten stellen an gegenüberliegenden reiten kontaktiert wird und dabei in UrEfangsrichtung gerollt und gleichzeitig nit einer axial gerichteten luraftkoisponente beaufschlagt wird-,- so daß das ladenmaterial während seiner Verzwirnung gleichzeitig durch die genannte Zone gefördert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge k e η η zeich n-e t , daß das Fadenmaterial durch die gegenüberliegenden Fläclien bzw. in der genannten Zone in einer sinusförmigen Bewegungsbahn gefördert wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ. e i c h net, daß die einander gegenüberliegenden Flächen während des Kontakts mit dem Fadenmaterial in gegenseitigem Eingriff stehen bzw. miteinander kämmen·

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   BAD ¹
5. 5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß die einander gegenüberliegenden Flächen in der genannten Zone in gegenseitigem Eingriff stehen und daß diese Flächen das Fadenmaterial gemeinsam b~w. fortlaufend erfassen.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

   ze lehret, daß das Fadenmaterial in .Bewegungsrichtung vor bzw. hinter der genannten Zone mit einer praktisch durch die In der genannten Zone erteilte axiale Kr?rft>omponente bestimmten ersten Geochwindigkeit gefördert wird.
7. 7. Verfahrer) nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß das Fadenmaterial in Bewegungsrichtung vor bzw. hinter der genannten Zone mit einer ersten. Geschwindigkeit gefördert wird, die größer ist alo es der axialen Kraftkomponente entspricht, jedoch nicht so groß, daß die Greifwirkung-gegen dae Fadenmaterial überwunden wird und ein Reibungeschlupf zwischen dem Fadenmaterial und den genannten Flächen entsteht·
8. 8. Vorrichtung zum Zwirnen von Fadenmaterial, dadurch g e — kennze lehnet , daß zwei längs einer Fläche mit parallelen Vorsprüngen (16) versehene Glieder (Rollen 12, 12') vorgesehen sind, die einander in einem bestimmten Bereich teilweise überlappen, daß die Vorsprünge jedes Glieds in einem Teil dieses Überlappungsbereichs, der eine Zone dee Kontakts mit dem Fadenmaterial bildet, einander im wesentlichen parallel und kontaktfrei gegenüberliegen, daß mehrere dieser Vorsprünge innerhalb dieser Zone das Fadenmaterial an auf Abstand stehenden Stellen an eeinen beiden Seiten berühren, und daß eine Einrichtung (42) vorgesehen ist, welche das Fadenmaterial in der genannten Zone quer über die Vorsprtinge und im wesentlichen senkrecht zu ihnen führt.

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   BAD ORJGINAL
9. 9« Vorrichtung- nach Anspruch. 8,dadu|ch g e k e; ii ft -,■*-■ 2 e ich η et _r daß die VorSprünge auf gleip&e At^- strinde voneinander angeordnet_xsind und dal? eine iiin?· - richtung vorgesehen ist,- welche die genannten Crlieder mit gleichen Oberflächengeschwindigleeiten antreibt«·
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e It e η χι *>

    7. e i c h η e t , daß die genannten Glieder Italien (12, 12'} sind. - " ~
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch g e k e η η -

    ζ e i c h. η e t , dal? die genannten Glieder 'Riemen sind«

    %2_% Verrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge k e η η g e i Q % net , daß die Vorspriiiige (16), ineinander eingreif en hzp. ?nit§inander kainmen·

    forrifihtung gum Zwirne η von £^d^nma%e„pia;I najgh,- einem vorhergehenden Ansp,rüche, _f .ge k e. η η se i e fe. U e. % durch zvffi Rpll^n^iSt 12*)% deren L^ngsac|i§.§|i unter e.inem Viinke.l zueinander B.teh§n undL dereii Qmfan^pff|.ä§h.fη guf gleiche Abatänäe voneinander angeor!inete_f parallelg, ftb«·. atehende Zghnfi C to) gu.fi?eigen_t y?e;lch§ unter eiii§m Winkel zur Achse, der betreffenden EqIIe, Trerlauffn, .y?§^e| die, ne der einen lolle berührungsfrei mit d^iifn öer kämmen_f ^yLFCh;- ein§ Einriphtun^ zur fühjPttng

    aiier ober die. Zähne unj ipi w^sen^liehen rec,ht dazu^ wobei 9l?|ijcere_v ZjgbiQß $&§ Pa4^nmat§riil an Aliai^äiide. verteilten S^§|l§n an/ belf§n 1^i^fη e UnJ₁ durch ei|if ■ Einrichtung, i^l^lit |i§ pollen mi,%

    _e Vopcichtungf nagh Anstprt|Ch i_t dgdujcfh g· e k ^ η η -s ζ e i.p h ri e %"..»-" gaf $±% 2ähie_; unter eineia Winkel angeordnet §|||d_t

    BAÖ

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    15· Vorrichtung nach Anspruch S, dadurch ge k e η η «- zeichnet, daß die Zahnoberflache hyperbolisch ist.

    3825/1068
    BAD ORIGINAL