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Texturiermaschine nach dem Friktionsfalschdrall-
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Prinzip Die Erfindung betrifft eine Texturiermaschine der im Oberbegriff
des Hauptanspruchs angegebenen Art.
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Texturiermaschinen nach dem Friktionsfalschdrall - Prinzip sind in
der Textilindustrie weitgehend bekannt und haben sich inzwischen insbesondere wegen
ihrer hohen Produktionsgeschwindigkeit bewährt.
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Nach der DT-OS 2 213 881 ist eine Friktionsfalschdrallvorrichtung
- im folgenden auch kurz als "Falschdraller" bezeichnet -nach dem Scheibentyp bekannt,
die je nach Ausführungsbeispiel aus drei oder vier Friktionsscheiben bzw. drei oder
vier Gruppen von Scheibenelementen besteht, welche gleichzeitig mit ihrem Außenumfang
am Umfang ein und desselben Fadens angreifen. Jede der Scheibenelementengruppen
besteht dort aus jeweils zwei auf einer gemeinsamen Drehachse axial übereinander
gesteckten und relativ zueinander undrehbaren Scheibenelementen. Im folgenden sollen
die gleichbedeutenden Ausdrücke Gruppen von Scheibenelementen" und "gleichachsige
Friktionsscheiben" nur noch dann verwendet werden, wenn es für die eindeutige Klarstellung
- wie z. B.
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in einigen Patentansprüchen - unbedingt notwendig ist. Da jedoch die
Zahl der auf einer gemeinsamen Drehachse befestigten Scheibenelemente nicht erfindungswesentlich
ist, sollen hier unter "Friktionsscheibe" sowohl eine als auch mehrere auf einer
gemeinsamen Drehachse angeordnete Scheibenelemente verstanden werden können.
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Der Antrieb des Falschdrallers erfolgt von einem durch die gesamte
Maschine sich erstreckenden Tangentialriemen, der eine Friktionsscheibe eines Falschdrallers
unmittelbar über einen Wirtel antreibt, von dem über einzelne, endlose Rundschnurriemen
die übrigen zum gleichen Falschdraller gehörenden Friktionsscheiben angetrieben
werden. Wenn auch die auf diese Weise angetriebenen Falschdraller den bisher an
sie gestellten Anforderungen durchaus entsprechen, so stehen jedoch einige ihnen
anhaftende Nachteile weiteren Produktionssteigerungen - wie sie die Textilindustrie
fordert - entgegen.
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Zur Steigerung der Produktionsgeschwindigkeiten ist es erforderlich,
die Drehzahlen der Friktionsscheiben erheblich zu erhöhen, um den Fäden bei den
erhöhten Laufgeschwindigkeiten mindestens die gleiche Zahl von Fadendrehungen pro
Längeneinheit wie bisher erteilen zu können.
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Gerade bei den somit notwendig hohen Drehzahlen ist der Schlupf bei
Riemenantrieben - insbesondere bei den Tangentialriemen -aber auch bei den Rundschnurriemen-Antrieben
- derart hoch, und unkontrollierbar, daß den Falschdrallern keine definierte Dreh
zahl erteilt werden kann. Dadurch ist auch der für die Texturierqualität bekanntlich
unerläßliche Gleichlauf der Friktionsscheiben eines Falschdrallers nicht gewährleistet.
Frst recht kann keine gleichmäßige Qualität aller auf einer Texturiermaschine hergestellter
Fäden garantiert werden. Die Anwendung von Zahnrädern oder Zahnriemen als Antriebselemente
ist bei derartig hohen Drehzahlen deshalb nicht mehr wirtschaftlich, weil der
Verschleiß
dabei sehr hoch und ihre dadurch bedingte Lebensdauer zu gering sind. Darüberhinaus
wirken sich die bei Riemenantrieben bekanntlich auftretenden, durch den Riemenzug
bedingten Querkräfte an der Welle und insbesondere deren Lagern in diesen Drehzahlbereichen
derartig ungünstig aus, daß die Lager nach relativ wenigen Betriebsstunden ausgewechselt
werden müssen. Außerdem nimmt die bei sehr hohen Drehzahlen durch Riemenantriebe
bedingte Lärmbelästigung für das Bedienungspersonal unzumutbare Ausmaße an.
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Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
die bekannte Texturiermaschine nach dem Friktionsfalschdrall - Prinzip so umzugestalten,
daß spürbare Produktionssteigerungen bei gleichbleibender Qualität der erzeugten
Fäden erreicht werdquMit anderen Worten: die Drehzahlen der Friktionsscheiben müssen
bei absolutem Gleichlauf aller in der Texturiermaschine arbeitenden Friktionsscheiben
erhöht werden. Außerdem sollen bei gleichbleibend einfacher Bedienbarkeit der Maschine
die Nebenzeiten - z. B. die Zeiten zum Fadenanlegen - kurz bleiben, bzw. noch verringert
werden.
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Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung
gelöst. Damit sind die maschinentechnischen Hindernisse, die einer Erhöhung der
Fadenlaufgeschwindigkeiten entgegenstanden, aus dem Wege geräumt. Durch Wegfall
des Riemenantriebs und der damit verbundenen Lagerquerkräfte wird ein ruhiger und
schwingungsfreier Lauf der Friktionsscheiben erreicht. Dadurch, daß über die motoreigenen
Lager hinaus keine besonderen Lager für die Friktionsscheiben mehr benötigt werden,
ergibt sich überraschender Weise auch ein kostensparender Effekt.
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Die vom Faden auf die Friktionsscheiben ausgeübten Radialkräfte sind
so geringfügig, daß die dadurch entstehenden Lagerquerkräfte ohne weiteres von den
ohnehin vorhandenen Lagern für den umlaufenden Teil des Elektro-Motors aufgenommen
werden können. Es ist
also einzusehen, daß neben den erheblich höheren
Drehzahlen der Friktionsscheiben zusätzlich eine längere Lebensdauer der Lagerungen
erzielt werden.
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Außerdem wird der Aufbau der Textilmaschine insgesamt übersichtlicher
und die einzelnen Bauelemente zugänglicher, denn sowohl der durch die gesamte Maschine
sich erstreckende Tanaentialantriebsriemen als auch die kurzen Endlosriemen innerhalb
der einzelnen Friktionsfalschdraller fallen fort. Außerdem wird dadurch der Lärmpegel
merklich gesenkt.
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Weiterhin ist man bei der Anordnung der Falschdraller nicht mehr an
die Lage des Tangentialriemens gebunden. Zum Fadenanlegen können die DIontageplatten
geteilt und die Teile derart gelenkig miteinander verbunden sein, daß z. B. eine
Friktionsscheibe relativ beweglich gegenüber den anderen beiden, oder zwei Friktionsscheiben
relativ gegenüber einer ortsfesten bewegbar angeordnet sind. Es ist ebenso möglich,
alle drei Friktionsscheiben eines Falschdrallers relativ zueinander beweglich anzuordnen.
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Texturiermaschine ermöglicht
es weiterhin, die Falschdraller mit definierter Drehzahl zu fahren und insbesondere
den Gleichlauf aller Friktionsscheiben der einzelnen Falschdraller bzw. auch der
gesamten Texturiermaschine durch den separaten Antrieb der einzelnen Friktionsscheiben
und durch die zentrale Einrichtung mit großer Sicherheit zu steuern.
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Dadurch wird eine höhere und gleichmäßigere Qualität aller auf einer
Texturiermaschine behandelter Faden erreicht.
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Durch die Ausgestaltung der Texturiermaschine nach den Ansprüchen
2 und 3 wird die Gleichlaufsteuerung der Falschdraller in kostensparender und einfacher
Weise erzielt.
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Die Weiterbildungen der Texturiermaschine nach den Ansprüchen 4 und
5 führen zu besonders raum- und kostensparenden Falschdrallern. Die Anordnung der
Friktionsscheiben - Drehachsen nach Anspruch 6 ergibt eine besonders robuste und
schwingungsfreie Konstruktion der Falschdraller.
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Die Ausgestaltung der Falschdraller nach den Ansprüchen 7 bis 9 erleichtert
das Fadenanlegen und verkürzt die Maschinennebenzeiten. Außerdem ist es nun möglich,
die Friktionsscheiben in zueinander unveränderlicher Stellung anzuordnen.
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In der Zeichnung sindAusführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es zeigen: Fig. 1: eine perspektivische Ansicht eines Friktionsfalschdrallers
nach dem Scheibenprinzip mit Fadenanleger, gemäß einem Schnitt I - I durch Fig.
2; Fig. 2: das Schema einer Draufsicht auf Fig. 1, jedoch ohne obere Monategplatte;
Fig. 3: einen senkrechten Schnitt durch eine einzeln angetriebene Friktionsscheibe;
Fig. 4: einen wie in Fig. 3 geführten Schnitt, jedoch durch ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel;
Fig. 5: das Schema eines Texturiermaschinenabschnittes; Fig. 6: ein weiteres Schema
ähnlich dem in Fig. 5 dargestellten, jedoch von einem abgewandelten Ausführungsbeispiel.
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Der Friktionsfalschdraller nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus
den drei Friktionsscheiben 1, 2 und 3.
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Dabei sind die Friktionsscheiben 1, 2 und 3 im dargestellten Beispiel
aus jeweils drei Scheibenelementen zusammengesetzt.
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Die im Falle der Friktionsscheibe 1 mit 1, 1' und 1'' bezeichneten
Friktionsscheibenelemente sind drehfest mit der Achse 4 verbunden.Die Achsen 4,5
und 6 sind Verlängerungen der Rotoren der Elektromotoren 7,8 und 9. Die Achsen 4,5
und 6 sind in den Montageplatten 10 und 11 gelagert. Die Halterungen der Elektromotoren
7,8 und 9 sind der besseren Uberchtlichkeit wegen nicht dargestellt. Die Friktionsscheiben
1, 2 und 3 sind in axialer Richtung derart einander zugeordnet, daß die scheibenförmigen
Friktionselemente zweier Friktionsscheiben jeweils in die Zwischenräune zwischen
den Scheibenelementen der dritten Friktionsscheibe greifen.
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Dem aus den Friktionsscheiben 1, 2 und 3 bestehenden Falschdraller
ist eine Fadenanlegevorrichtung zugeordnet, die aus einer parallel zu den Friktionsscheibenachsen
4, 5 und 6 liegenden Schwenkachse 12 und aus zwei daran befestigten Hilfsfadenführern
13 und 14 mit Fadenführerösen 15 und 16 besteht. Der Hilfsfadenführer 13 mit der
Fadenführeröse 15 liegt oberhalb der Montageplatte 11, der Hilfsfadenführer 14 mit
der Fadenführeröse 16 unterhalb der Motoren 7,8,9. Anstelle der beiden Hilfsfadenführer
13 und 14 kann gegebenenfalls auch nur ein Hilfsfadenführer z. B. 13 mit der Fadenführeröse
15 vorgesehen sein, der dann an der Schwenkachse 12 befestigt oder um eine feststehende
Achse drehbar angeordnet sein kann. Die Montageplatten 10 und 11 sind je mit einem
Einfädelschlitz 26 versehen, durch deren abgerundetes Ende der Faden während seiner
Texturierbehandlung läuft.
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Die Elektromotoren 7, 8 und 9 können Gleichstrommotoren oder Synchronmotoren
sein. Ihre Zuleitungen sind jeweils lediglich durch eine einzige Linie 17, 18 und
19 dargestellt. In den gemeinsamen
Zuleitungen 20 ist eine Einrichtung
21 zum Umschalten der Drehrichtung vorgesehen. In die Zuleitungen 17 und 18 sind
Ausschalter 22 und 23 zwischengeschaltet.
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Sie können mechanisch oder elektrisch in an sich bekannter Weise derartig
gegeneinander verriegelt sein, daß je nach Stellung der Einrichtung zur Drehrichtungsumkehr
jeweils nur ein bestimmter der beiden Aus-Schalter betätigbar ist.
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In der Draufsicht nach Fig. 2 ist lediglich die Montageplatte 10 dargestellt.
Die in Fig. 1 dargestellte Montageplatte 11 ist der verständlichennDarstellung wegen
weggelassen. Die Drehrichtung der Friktionsscheiben 1, 2 und 3 sind durch Pfeile
angedeutet. Das von den Drehachsen der Friktionsscheiben gebildete Polygon ist gestrichelt
dargestellt.Das Überlappungsdreieck der Friktionsscheiben 1, 2 und 3 ist mit 24
bezeichnet. Die beiden Friktionsscheiben 2 und 3 bilden miteinander den Zwickel
25. Der Einfädelschlitz ist mit 26 bezeichnet.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 besteht die Friktionsscheibe~27
aus den Scheibenelementen 27, 27' und 27''.
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Als Antrieb dient ein Außenläufermotor,dessen Stator mit 28 und dessen
Rotor mit 29 bezeichnet sind. Die Statorachse 30 ist mit ihrem unteren und ihrem
oberen Ende in den Montageplatten 10 und 11 mittels ihrer nicht im einzelnen bezeichneten
Gewindezapfen und mittels entsprechender Muttern starr jedoch lösbar befestigt.
Die Friktionsscheibe 27 kann jedoch auch nur an einer,z. B. der unteren Montageplatte
10 befestigt sein.
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Dabei endet dann die Statorachse 30 unmittelbar oberhalb des Kugellagers
32.Mittels der Endscheiben 31 und 33, die als Speichen- oder Voll scheiben ausgebildet
sein können und mit Hilfe der Kugellager 32 und 34 ist die Friktionsscheibe 27 auf
der Statorachse 30 drehbar gelagert. Die Friktionsscheibe 27 mit ihren Scheibenelementen
27' und 27'' können an das Gehäuse des
Rotors 29 angeformt oder
aber als buchsenartiges Auswechselteil mit dem nicht im einzelnen dargestellten
Gehäuse des Rotors 29 drehfest jedoch lösbar verbunden sein.
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Nach einem anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem
die Friktionsscheibe auch von einem Außenläufermotor angetrieben wird, ist die Friktionsscheibe
nicht - wie in Fig. 3 gezeigt - radial auf dem Gehäuse des Rotors, sondern axial
auf dem Rotorgehäuse angeordnet. Dabei ist die Statorachse derartig verlängert,
daß sie die axial auf dem Rotor angeordnete Friktionsscheibe durchdringt und überragt.
Die verlängerte Statorachse kann mit ihrem oberen Ende in einer Montageplatte befestigt
sein.
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Nachdem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Friktionsscheibe
35 - bestehend aus den Scheibenelementen 35, 35' und 35'' - von einem Innenläufermotor
angetrieben, dessen Stator mit 36 und dessen Rotor mit 37 bezeichnet sind.
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Das Statorgehäuse 38 ist mittels Halterungen 39 auf der Montageplatte
10 lösbar befestigt. Der Rotor 37 ist mit Hilfe der Rotorachse 40, den Kugellagern
41 und 42 im Gehäuse 38 gelagert. Die Stirnscheibe 43 verbindet die Rotorachse 40
mit der topfartigen Friktionsscheibe 35.
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Das Antriebsgehäuse 44 des in Fig. 5 schematisch dargestellten Texturiermaschinenabschnittes
enthält als wesentliche Teile den Hauptmotor 45 und das Hauptgetriebe 46 mit der
Abtriebswelle 47. Über mehrere Zwischengetriebe bzw. Ubersetzungsgetriebe werden
von der Abtriebswelle 47 die verschiedenen Baugruppen der Texturiermaschine angetrieben.
Solche Baugruppen sind z. B. die Fadenlieferwerke 48 auf der Antriebswelle 49, eine
zweite Gruppe von Lieferwerken 50 auf der Antriebswelle 51 und die Antriebswalze
52 auf der Antriebswelle 53 für den Antrieb der Aufwickelspulen 54. Zu jeder Texturierstelle
gehört eine
Heizeinrichtung 55. Da diese Baugruppen und Heizeinrichtungen
jedoch nicht Gegenstand der Erfindung sind, können sie in anderer Zahl und Reihenfolge
als hier dargestellt angeordnet sein. Es können z. B. auch zwei Heizeinrichtungen
für eine Texturierstelle vorgesehen sein.
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Die Friktionsfalschdraller 56 können mit Synchronmotoren, die Friktionsfalschdraller
56a mittels Gleichstrommotoren angetrieben sein. Das von der Abtriebswelle 47 angetriebene
stufig oder stufenlos regelbare Zwischengetriebe 57 kann über eine durch die ganze
Texturiermaschine sich erstreckende Welle 58 oder aber auch über einen Tangentialriemenantrieb
die Frequenzgeneratoren 59 antreiben, um die die Friktionsfalschdraller 56 antreibenden
Synchronmotoren über nicht näher bezeichnete Zuleitungen mit einer Wechselspannung
bestimmter Frequenz zu versorgen. Im Falle der Spannungsgeneratoren 59a werden diese
von der Welle 58 angetrieben, um die die Falschdraller 56a antreibenden Gleichstrommotoren
über die nicht näher bezeichneten Zuleitungen mit Gleichstrom bestimmter Spannung
zu versorgen. Die Drehzahl der Falschdraller 56 und 56a werden in beiden Fällen
von dem am Zwischengetriebe 57 eingestellten Übersetzungsverhältnis bestimmt.
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Auf diese Weise wird der Gleichlauf aller zur Texturiermaschine gehörenden
Friktionsscheiben bei einer bestimmten gewünschten Drehzahl auf einfache Weise sichergestellt.
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Der Aufbau der Texturiermaschine nach dem in Fig. 6 dargestellten
Schema ist bis auf die Energieversorgung der die Friktionsfalschdrallscheiben antreibenden
Elektromotoren gleich dem Aufbau der Maschine nach Fig, 5. Die Friktionsfalschdraller
sind mit 60 bzw. 60a bezeichnet. Die Bezugsziffer 60 steht für die von Synchronmotoren
angetriebenen Friktionsscheiben, die Bezugsziffer 60a für die mittels Gleichstrommotoren
angetriebenen Friktionsfalschdraller. Der maschinenzentrale Frequenzgenerator
61
bzw. der Gleichspannunsenerator 61a wird über das stufig bzw. stufenlos regelbare
Cetriebe 57 angetrieben. Über das durch die ganze Texturiermaschine sich erstreckende
Versorgungskabel 62 und die im einzelnen nicht bezeichneten Zuleitungen werden die
Synchronmotoren der Falschdraller 60 mit einer Wechsel spannung bestimmter Frequenz
bzw. die Gleichstrommotoren der Falschdraller 60a mit einem Gleichstrom bestimmter
Spannung versorgt. Die Drehzahl der Friktionsfalschdraller 60 bzw. 60a läßt sich
durch die Einstellung des stufenlos bzw. stufig regelbaren Zwischengetriebes 57
nach Wunsch bestimmen. Durch die Versorgung aller Falschdraller 60 bzw. 60a der
Texturiermaschine mit Spannung derselben Frequenz bzw. mit Gleichstrom derselben
Spannung ist die Drehzahl der Friktionsfalschdraller und damit die gleichmäßige
Qualität der von ihnen bearbeiteten Fäden gewährleistet.
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Da es wünschenswert ist, den auf ein und derselben Texturiermaschine
zu verarbeitenden Fäden den Falschdrall wahlweise einmal als S-Drall und ein anderes
Mal als Z-Drall erteilen zu können, kann dem Zwischengetriebe 57 im Ausführungsbeispiel
nach Fig. 5 ein Wendegetriebe in an sich bekannter Weise nachgeschaltet sein. Durch
Umkehrung des Antriebsdrehsinns der Frequenzgeneratoren bewirkt die von ihnen an
die Synchronmotoren der Friktionsscheiben abgegebene Spannung die Drehrichtungsänderung
der die Friktionsscheiben antreibenden Synchronmotoren. Eine Drehrichtungsumkehrung
der die Friktionsscheiben antreibenden Gleichstrommotoren kann durch die Drehsinnänderung
des Antriebs der Gleichspannungsqeneratoren erreicht werden, wenn die Gleichstrommotoren
der Falschdraller 56a fremd erregt sind.
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In der Texturiermaschine nach Fig. 6 kann die Drehrichtungsänderung
der die Falschdraller 60 bzw. 60a antreibenden Motoren in an sich bekannter Weise
sehr einfach durch den
Einbau von Schaltern oder Relais in die
Zuleitungen 62 erfolgen.
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In Fig. 1 ist die Einrichtung zur Drehrichtungsänderung in den Zuleitungen
20 kurz vor den Antriebsmotoren der Friktionsscheiben angedeutet. Beim Anlegen des
Fadens an einen Falschdraller ist die Drehrichtung der Friktionsscheiben dann ein
zu beachtender Faktor, wenn die Abstände der Achsen 4,5 und 6 zueinander unveränderbar
sind. Die Zusammenhänge werden durch die folgende Beschreibung des Fadenanlegevorganges
in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 deutlich. Der anzulegende Faden wird zunächst
in die Ösen 15 und 16 der in Ruheposition sich befindenden Hilfsfadenführer 13 und
14 eingefädelt ( Fig. 1).
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Es soll angenommen werden, daß die Friktionsscheiben 1, 2 und 3 in
dem in Fig. 2 durch Pfeile angedeuteten Drehsinn angetrieben werden. Das bedeutet,
daß sich der Umfang der Friktionsscheibe 2 im zwickel 25 in das Überlappungsdreieck
24 hineinbewegt, wohingegen der Umfang der Friktionsscheibe 3 im Zwickel 25 aus
dem Überlappungsdreieck 24 herausläuft. Durch die entsprechende Einstellung der
Drehrichtungsumkehreinrichtung ist bei diesem Drehsinn der Motoren 7, 8 und 9 der
Schalter 22 mechanisch oder elektrisch in an sich bekannter Weise verriegelt.
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Durch Betätigen des Aus-Schalters 23 (Fig.1) wird nun kurzzeitig der
Antrieb der Friktionsscheibe 3 stillgesetzt. Die Fadenführer 13 und 14 werden im
Uhrzeigersinn derartig um die Drehachse 12 aeschwenkt, daß der in die Fadenführeröse
15 und 16 eingefädelte Faden durch den Schlitz 26 in den Zwickel 25 gelangt. Dort
kommt er in Berührung mit dem Umfang der weiterhin angetriebenen Friktionsscheibe
2, wird von diesem erfaßt und in das Überlappungsdreieck 24 mitgenommen, wo er von
den Hilfsfadenführern 13 und 14 in der richtiqen Position gehalten wird.
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Nach Freigeben des Tastschalters 23 läuft die Friktionsscheibe 3 sofort
wieder an, so daß die Texturierbehandlung begonnen, bzw.
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nach einem Fadenbruch fortgesetzt wird. Wenn der Falschdraller
in
dem den angedeuteten Pfeilen in Fig. 2 entgegengerichteten Drehsinn angetrieben
wird, wird durch Betätigen des Tastschalters 22 der die Friktionsscheibe 2 antreibende
Motor stillgesetzt, so daß der anzulegende Faden von der Friktionsscheibe 3 in das
überlappungsdreieck geführt wird.