DE2708204B1

DE2708204B1 - Falschdrallvorrichtung

Info

Publication number: DE2708204B1
Application number: DE2708204A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing Dr Sturhahn
Original assignee: Feldmuehle AG
Current assignee: Feldmuehle AG
Priority date: 1977-02-25
Filing date: 1977-02-25
Publication date: 1978-08-03
Also published as: FR2381844B1; IT7812497A0; DE2708204C2; US4195470A; GB1601716A; FR2381844A1; IT1102989B; CH626125A5

Description

ORIGINAL INSPECTED

diese sich nicht auf der dichten Oxidkeramik festsetzen können und dadurch die Reibwerte verändern. Auf Grund seiner hohen Standzeit, d. h. seiner Verschleißfestigkeit kann man dieses Material so bearbeiten, daß aneinandergrenzende Abschnitte unterschiedliche s Rauhigkeitswerte aufweisen, wobei diese Rauhigkeitswerte sich im Gegensatz zu den bekannten nicht ändern, d. h. daß ein Polieren durch den Faden nicht stattfindet Wesentlich ist dabei auch, daß die Werte der Oberflächenrauhigkeit Ra, die speziell auf das Material, to also die hochreine gesinterte Oxidkeramik abgestimmt sind, eingehalten werden.

Ein derartiges Material gewährleistet eine lange Standzeit von Friktionsscheiben ohne jegliche Veränderungen der Friktionsoberfläche über Jahre hinaus, wobei gerade durch die Kombination der hohen Dichte mit der niedrigen mittleren Korngröße und der hohen Reinheit des gesinterten Aluminiumoxids die hervorragenden Laufeigenschaften erreicht werden. Unter Reinheit ist dabei zu verstehen, daß in dem Aluminiumoxid möglichst wenig Fremdstoffe als weitere Bestandteile vorhanden sein sollten, die zu einer glasartigen Zwischen- oder Übergangsphase führen können. Nicht im Widerspruch zu dieser Forderung steht, daß dem Ausgangspulver, also dem Aluminiumoxid bestimmte Zusätze, wie beispielsweise Magnesiumoxid als Kornwachstumshemmer zugesetzt werden können, ebenso wie es möglich ist, färbende Substanzen, beispielsweise Chromoxid bewußt in Spuren zuzusetzen, um durch die Farbgebung der Friktionsscheibe den über sie laufenden Faden deutlicher sichtbar zu machen.

Gemäß der Erfindung liegt die Oberflächenrauhigkeit Ra der Friktionsflächen im Bereich des Fadeneinlaufs zwischen 0,3 μπι und 1,5 μπι und im Bereich des Fadenablaufs zwischen 0,05 μπι und 0,25 μπι. Vorzugsweise liegt dabei die Oberflächenrauhigkeit der Friktionsfläche des Fadeneinlaufs bei Ra ^ 0,8 μπι, im Bereich des Fadenablaufs, also dem polierten Teil der Friktionsscheibe liegt der Rauhigkeitswert Ra bevorzugt zwischen 0,1 und 0,15 μπι.

Durch die Kombination dieser Rauhigkeitswerte ist gewährleistet, daß dem Garn bei größtmöglichster Schonung und damit praktisch abrieblos die Drehung erteilt wird.

Von ausschlaggebender Bedeutung ist dabei der Unterschied der Oberflächenrauhigkeiten zwischen dem Bereich des Fadeneinlaufs und dem Bereich des Fadenauslaufs der Friktionsflächen. Die Kontaktfläche im Bereich des Fadeneinlaufs erzeugt den Drall und dient damit der Texturierung des Fadens. Drallgebende so Reibung im Bereich des Fadenauslaufs ist jedoch unerwünscht und führt lediglich zum Verschleiß, d.h. also, zum Abrieb vom Faden. Um diesen Abrieb zu vermeiden, ist deshalb bereits vorgeschlagen worden, Reibscheiben statt mit einem Halbkreis an ihrer Peripherie lediglich mit einem Viertelkreis auszurüsten, d.h. dünne Scheiben herzustellen, die nur einen Anlaufbereich für den Faden aufweisen. Zwangsläufig erfolgt dabei die Umleitung des Fadens so, daß er um eine Kante von ca. 90° geführt werden muß, was wegen hoher Walkarbeit zu einer sehr hohen Faserschädigung führt Durch die vorliegende Erfindung ist es jetzt möglich, den Faden um praktisch einen Bogen von 180° zu führen und ihn trotzdem nur im Anlaufbereich der Friktionsfläche reibenden Kräften auszusetzen, da die Ablauffläche eine wesentlich geringere Oberflächenrauhigkeit aufweist und damit geringere Reibwerte im Bereich des Fadenablaufs auftreten.

Eine derartige Ausgestaltung der Friktionsoberflächen ist nur bei Einsatz gesinterter hochreiner Oxidkeramik möglich, weil nur bei diesem Material ein so geringer Verschleiß auftritt, daß die einmal gewählte Oberflächenrauhigkeit erhalten bleibt, d. h, daß durch den Faden keine Oberflächenänderung hervorgerufen wird. Eine Politur, wie sie bei anderen Materialien durch den laufenden Faden hervorgerufen wird, schadet im Bereich des Fadenablaufs nicht, so daß es möglich ist die Friktionsscheiben als Keramik/Metall/Verbundscheiben auszuführen, wobei die Friktionsfläche im Bereich des Fadeneinlaufs aus gesinterter Oxidkeramik und die Friktionsfläche im Bereich des Fadenablaufs aus Metall, insbesondere aus Leichtmetall bestehen kann.

Die Friktionsscheiben gemäß der Erfindung können eine asymmetrische Konstruktion aufweisen. Unter asymmetrisch ist zu verstehen, daß der Randbereich der Scheiben nicht durch lediglich einen Radius gebildet wird, sondern daß zwei oder mehr Radien und gegebenfalls auch Flächen an der Ausbildung dieses Randbereichs, also der eigentlichen Friktionsfläche beteiligt sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Friktionsfläche im Bereich des Fadeneinlaufs einen Bogen von 30 bis 140° umfaßt, wobei dieser Bogen wiederum durch mehrere Radien gebildet sein kann. Sinngemäß das gleiche gilt für die Friktionsfläche im Bereich des Fadenauslaufs, wobei hier der Bogen 20 bis 110° umfassen solL Besonders bevorzugt ist eine Konstruktion, bei der der Fadeneinlauf der Friktionsfläche zunächst durch eine sich unter einem flachen Winkel von der Stirnseite der Friktionsscheibe erstrekkenden Geraden gebildet wird, an die sich ein relativ kleiner Radius anschließt dessen Größe ca. 30 bis 50% der Scheibendicke beträgt; der so gebildete Bogen dann durch einen Radius mit einer Größe, die 80 bis 90% der Scheibendicke beträgt verlängert wird, wobei durch diese beiden Bögen ein Winkel von insgesamt 50 bis 130° umfaßt wird und sich an die durch die beiden Bögen gebildete Kontur bis zur gegenüberliegenden Stirnfläche der Friktionsscheibe ein Bogen anschließt dessen Radius die Größe von 10 bis 25% der Scheibendicke aufweist Dieser letztgenannte Bogen umfaßt dabei einen Winkel von ca. 40 bis 90° und entspricht gleichzeitig der Länge der Friktionsfläche des Fadenauslaufs. Gegebenenfalls kann sich an diesen letztgenannten Bogen noch einmal eine kurze Gerade anschließen, die analog zur Fadeneinlaufseite unter Bildung eines stumpfen Winkels in die zweite Stirnfläche der Friktionsscheibe mündet Diese Gerade ist dann ebenfalls Teil der Friktionsfläche des Fadenablaufs.

Die vorstehend beschriebenen Konturen einer asymmetrischen Friktionsscheibe beziehen sich selbstverständlich auf den Querschnitt durch die Scheibe, also entlang des Scheibendurchmessers. Statt der beschriebenen komplizierten Kontur der asymmetrischen Scheibe, mit der besonders gute Ergebnisse erzielt werden, ist es selbstverständlich auch möglich, Friktionsscheiben einzusetzen, die als Kontur lediglich einen Radius aufweisen, wenn dabei nur die maßgebenden Konditionen eingehalten werden, d.h., daß die Friktionsflächen im Bereich des Fadeneinlaufs einen Bogen von mindestens 30 bis höchstens 140° umfassen und entsprechend im Friktionsbereich des Fadenauslaufs einen Bogen von 20 bis 110°.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen beschrieben.
F i g. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung eine

Falschdrallvorrichtung mit auf Wellen angeordneten Friktionsscheiben;

Fig.2 bis 8 zeigen Schnitte durch unterschiedliche Friktionsscheiben, wobei in den

F i g. 4 bis 8 Metall/Keramik/Verbundscheiben darge- s stellt sind.

Die Friktionsscheiben 1 sind auf Wellen 2 angeordnet, die unter einem Winkel von 120° zueinander versetzt sind. Der Abstand der Friktionsscheiben 1 zueinander ist durch Distanzstücke 3 festgelegt Der Antrieb der Wellen 2 erfolgt über einen Motor 4, der alle drei Wellen 2 gleichzeitig mittels des Zahnriemens 5 antreibt Durch den Exzenter 6, der über den Hebel 7 betätigt wird, ist ein Verstellen der Wellen 2 zueinander möglich, so daß die Einführung des Fadens 8, der durch die Buchsen 9 geführt wird, möglich ist.

Die Friktionsscheiben 1 der F i g. 2,3 und 6 bestehen aus hochreinem gesintertem Aluminiumoxid in Form von Platten 10. Sie weisen eine Dicke von drei bis sieben Millimeter auf, wobei ihr Querschnitt durch unterschiedliehe Radien bzw. Grade bestimmt wird. Die Friktionsfläche ergibt sich dabei aus der Rotationsfläche des Querschnittsbereiches mit dem größten Durchmesser und den an diesen anschließenden Linien, wobei diese Friktionsfläche unterteilt ist. Bei symmetrischem Körper, d. h. also, der symmetrischen Friktionsscheibe, erfolgt die Unterteilung so, daß sich zwei Winkel ergeben, α der Winkel für den Einlaufbereich des Fadens 8, β der Winkel für den Auslaufbereich des Fadens 8. Im Bereich dieser Winkel umschlingt der Faden 8 die Friktionsscheiben 1, wobei die durch den Bogen über α gebildete Rotationsfläche die größere Rauhigkeit und die über dem Bogen β gebildete Rotationsfläche die geringere Rauhigkeit aufweist In der Praxis bedeutet das, die Rauhigkeit Ra im Bereich des Winkels α liegt zwischen 0,3 und 1,5 μιη, insbesondere bei 0,5 bis 0,6; wohingegen die Oberflächenrauhigkeit des Bogens über Winkel β bei Ra "0,05 bis 0,25, insbesondere zwischen 0,1 und 1,15 μιη liegt Der Bogen über Winkel β ist also die Fläche der Friktionsscheibe 1, die poliert ist

Bei asymmetrischen Friktionsscheiben 1, wie sie in den Fig.6 und 7 dargestellt sind, ergibt sich die Friktionsfläche nicht nur aus den Bögen, sondern auch aus Bereichen der sich daran anschließenden Geraden, also der Fadeneinlaufsgeraden 11 und der Fadenauslaufsgeraden 12 Des weiteren sind auch die Winkel unterteilt weil die Kontur der Friktionsscheibe 1 im Randbereich aus mehreren Radien zusammengesetzt ist. So ergibt sich durch Zusammenzählen der Winkelwerte von <x 1 und α 2 der Gesamtwert für den Winkel α, also für den Bereich, der hohe Rauhigkeit aufweist wozu jedoch je nach Anstellung der Welle 2 noch die Fadeneinlaufsgerade 11 hinzugezählt werden muß, um den Teil der Kontur zu erhalten, der drallgebend auf den Faden 8 einwirkt Der polierte Bereich wird wieder durch den Winkel β dargestellt Auch hierbei muß, wenn die Wellen 2 stark gegeneinander zugestellt sind, zur Ermittlung der Berührungsfläche des Fadens 8 mit der Friktionsscheibe 1 — diesmal jedoch im polierten Bereich der Friktionsscheibe 1 — eine Gerade hinzugezählt werden, die Fadenauslaufsgerade 12.

Die in den Fig.4 und 7 dargestellten Friktionsscheiben 1 sind Metall/Keramik-Verbundkonstruktionen, die aus der Keramikplatte 10 und dem Metallelement 13 bestehen. Wie die Fig. 5 und 8 zeigen, übergreift das Metallelement 13 in diesen Fällen einen in den Keramikplatten 10 befindlichen Ansatz 14, d. h. es erfolgt eine Art Zentrierung der Keramikplatte 10, wobei hier eine Klemmverbindung vorliegt zusätzlich jedoch noch eine Verklebung zwischen dem Metallelement 13 und der Keramikplatte 10 erfolgen kann. Die Bohrung 15 in den Friktionsscheiben 1 ist in allen Fällen so gewählt daß die Friktionsscheiben 1 im Gleitsitz auf den Wellen 2 befestigt werden können. Sie werden durch die Distanzstücke 3 voneinander getrennt auf der Welle 2 gegeneinander verspannt so daß sie sich nach der Montage nur gemeinsam mit den Wellen 2 drehen könnea

Statt des Einsatzes der Distanzstücke 2, wie sie zweckmäßig bei der Verwendung von Friktionsscheiben 1 erfolgt die ganz aus Keramik, d. h. also aus gesinterter Oxidkeramik bestehen, ist wie in F i g. 8 dargestellt bei der Verwendung ein;r Keramik/Metall-Verbundkonstruktion als Fruktio.isscheibe 1 das Metallelement 13 mit einer Nabe 16 zweckmäßigerweise versehen, die die Funktion des Distanzstückes 3 übernimmt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

Keramikscheiben zu verwenden, bzw. Metallscheiben

Patentanspruch: mit einem flammgespritzten Überzug aus Keramik zu

versehen. Wiesen die reinen Metallscheiben einen zu

Friktionsscheibe zum Friktionsfalschdrallen von hohen Abrieb und damit eine sich kontinuierlich Fäden, insbesondere synthetischen Fäden, deren s verändernde Reibeigenschaft auf, eine Aussage die auch Kontaktfläche mit dem Faden aus nebeneinanderlie- für die Polyurethanscheiben gilt, so besaßen die genden, ringförmigen Abschnitten mit unterschiedli- flammgespritzten Oberflächen von Reibscheiben, insbechen Reibungskoeffizienten besteht, dadurch sondere die mit Keramikbelag flammgespritzten, eine gekennzeichnet, daß die gesamte Friktions- so hohe Porosität, daß eine zu starke Schädigung des scheibe aus gesintertem Aluminiumoxid besteht/mit io Garns stattfand und sich Ablagerungen von Garn und einer Dichte gleich oder größer 332 g/cm², Avivage auf diesen Scheiben aufbaute,
einer Porosität gleich oder kleiner 2%, Handelsübliche Keramik war auf Grund ihrer hohen einer Wasseraufnahme gleich oder kleiner Bruchanfälligkeit und bei Stößen und Schlägen nicht 0,01%, geeignet, sie hielt auch den geforderten hohen einer Reinheit gleich oder größer 99,7% AI2O3, is Drehzahlen nicht stand Drehzahlen, die in der Gegend einer Vickershärte fP-2 N) gleich oder größer von 14 000 U/Min, liegen können, überschreiten am 22 000 N/mm², Außendurchmesser der Friktionsscheiben, auch wenn einer mittleren Korngröße gleich oder kleiner diese nur einen relativ geringen Durchmesser aufwei-10 μσι, sen, die Zugfestigkeitswerte üblicher Keramiken. Des einer mittleren Biegefestigkeit gleich oder 20 weiteren besteht gerade bei diesen schnellaufenden größer 320 N/mm², Aggregaten die Forderung nach hoher Betriebssichereiner Druckfestigkeit gleich oder größer heit und Unfallfreiheit

4000 N/mm², Außer vom Material der Friktionsscheibe wird der

einer Zugfestigkeit gleich oder größer 160 Friktionskoeffizient erheblich von der Oberflächen-

N/mm², 25 rauhigkeit beeinflußt Auf der einen Seite soll dabei eine

die Oberflächenrauhigkeit Ra der Friktionsflächen gewisse Oberflächenrauhigkeit vorhanden sein, um

im Bereich des Fadeneinlaufes zwischen 03 μπι und überhaupt zu einem Drall zu gelangen; auf der anderen

1,5 μπι und die Oberflächenrauhigkeit Ra der Seite muß jedoch das Garn sehr pfleglich behandelt

Friktionsflächen im Bereich des Fadenablaufes werden, um die Fasern nicht zu beschädigen, wobei

zwischen 0,05 μπι und 0,25 μπι liegt 30 Abrieb — Schnee — entsteht Abrieb der Faser tritt

aber an allen bisher bekannten Aggregaten auf, d h, der

Faden wird in jedem Fall in gewissen Bereichen

geschädigt Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, diese Fadenschädigung durch eine Falschdrall-

Die Erfindung betrifft eine Friktionsscheibe zum ?s vorrichtung möglichst weitgehend zu reduzieren und Friktionsfalschdrallen von Fäden, insbesondere synthe- Friktionsscheiben zu schaffen, die bei erheblicher tischen Fäden, deren Kontaktfläche mit dem Faden aus Standzeit gleichbleibende Reibwerte zwischen Garn nebeinanderliegenden, ringförmigen Abschnitten mit und Friktionsscheibe aufweisen, d. h. ihre Oberflächenunterschiedlichen Reibungskoeffizienten besteht rauhigkeit im einmal gewählten Bereich behalten.

Falschdrallvorrichtungen sind als solche bekannt und 40 Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Friktionsbeispielsweise in der DE-OS 23 45 128 beschrieben. scheibe zum Falschdrallen von Fäden, insbesondere Weitere Daten finden sich in der Literaturstelle synthetischen Fäden, deren Kontaktfläche mit dem »Chemiefasern/Textil-Industrie«, Oktober 1975, unter Faden aus nebeneinanderliegenden ringförmigen Abdem Titel: »Verbessertes Friktionstexturierverfahren«. schnitten mit unterschiedlichen Reibungskoeffizienten Der DE-AS 23 06 853 ist der Vorschlag zu entnehmen 45 besteht mit dem kennzeichnenden Merkmal, daß die durch Einsatz von mindestens zwei Werkstoffen, einen gesamte Friktionsscheibe aus gesintertem Aluminium-Werkstoff mit höherem Reibungskoeffizienten und oxid besteht mit einer Dichte gleich oder größer einem mit niederem Reibungskoeffizienten im Bereich 3,92 g/cm², einer Porosität gleich oder kleiner 2%, einer der Kontaktfläche mit dem Faden in Eingriff zu bringen. Wasseraufnahme gleich oder kleiner 0,01%, einer Als Werkstoffe mit niederem Reibungskoeffizienten so Reinheit gleich oder größer 99,7% AI₂O₁, einer werden Metalle, wie Messing, Stahl, Aluminium, oder Vickerhärte P-2 N gleich oder größer 22 000 N/mm², Kunststoffe, wie Hostaform und Delrin genannt Als einer mittleren Korngröße gleich oder kleiner 10 μπι, Werkstoffe mit höherem Reibungskoeffizienten wird einer mittleren Biegefestigkeit gleich oder größer Polyurethan oder Perbunan angeführt Alle diese 320 N/mm², einer Druckfestigkeit gleich oder größer Werkstoffe weisen bekanntlich eine sehr geringe 55 4000 N/mm², einer Zugfestigkeit gleich oder größer Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb auf, dh, daß sie 160 N/mm², die Oberflächenrauhigkeit Ra der Frikstark verschleißanfällig sind Außerdem ändern sich die tionsflächen im Bereich des Fadeneinlaufes zwischen Reibungskoeffizienten durch Anlagerungen aus dem Osmund 1,5 μΐη und die Oberflächenrauhigkeit/ta der Garnabrieb wie beispielsweise aus der Avivage-Auf- Friktionsflächen im Bereich des Fadenablaufs zwischen lage. Durch die sich ändernden Reibwerte ergibt sich 60 0,05 μπι und 0,25 μπι liegt

eine Fadenschädigung, eine geringe Standzeit der Durch die hochreine Oxidkeramik für den Lauf-Friktionsscheiben und ein ungleichmäßiger DralL bereich des Fadens an der Friktionsfläche wird Um die Reibeigenschaften der Friktionsscheiben sichergestellt daß zunächst eine definierte Reibung möglichst konstant zu halten, ist man deshalb in vielen zwischen Friktionsfläche und Faden auftritt die sich Fällen von dem Einsatz von Polyurethan bereits 65 während der langen Lebensdauer der Keramik nicht abgegangen und setzt Scheiben aus Metall mit verändert Sie wird weder durch Abrieb beeinträchtigt, flammgespritzten Oberflächen oder aus Metall mit da die Oxidkeramik äußerst verschleißfest ist noch eingelagerten Diamantkörnem ein, ebenso ist bekannt durch den Aufbau von Avivage oder Pigmenten, da