DE3143263C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum partiellen Strec­ ken und Parallelisieren der Fasern eines Fadens oder Faden­ endes zur Vorbereitung eines Fadenverbindungsvorganges. Wenn zwei Fäden oder Fadenenden zum Beispiel durch Spleißen miteinander verbunden werden sollen, ist es in be­ stimmten Fällen erforderlich, zuvor die Fasern der Fäden oder Fadenenden partiell zu strecken und zu parallelisieren. Die Fäden weisen im allgemeinen eine Fadendrehung auf, die besei­ tigt werden muß, so daß die Einzelfasern in möglichst gestreck­ ter Lager möglichst parallel zueinander liegen.

Es ist bekannt, zum Strecken und Parallelisieren der Fasern einen rotierenden Luftstrom einzusetzen. In der DE-OS 20 39 481 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Spleißen von gesponnenen Fäden vorgestellt. Die Vorbereitung der Fadenenden zum Spleißen erfolgt in sogenannten Fadenendhaltedüsen. In diesen Düsen mündet jeweils ein Einstrahlkanal schräg zur Richtung, in der die Saugkraft wirkt. Durch den Einstrahlkanal wird Druckluft eingeblasen, die auf das jeweilige Fadenende wirkt. Der Einstrahlkanal kann auch in Tangentialrichtung einmünden, so daß kreisende oder wirbelnde Luftströmungen erzeugt werden, die im entgegengesetzten Drehsinn zur Drehrichtung des Fadens auf diesen Faden einwirken.

Bei dieser bekannten Vorrichtung kann beispielsweise besonders bei aus langen Fasern gesponnenen Fäden und bei verschmutzten und verklebten Fasern die Vorbereitung der Fadenenden nicht befriedigend ausfallen. Außerdem ist der notwendige Energieaufwand zur Erzeugung der Druckluftstöße groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Ener­ gieaufwand zu erreichen, daß die Fasern eines Fadens oder Fa­ denendes partiell gestreckt und parallelisiert werden, wobei der Faden seine Fadendrehung in diesem partiellen Gebiet ver­ liert.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die hierzu verwendete Vorrichtung als eine mit Druckgas an­ treibbare Turbine mit einem außen beaufschlagten Läufer aus­ gebildet ist, wobei der Läufer eine den Faden oder das Faden­ ende aufnehmende, in der Rotationsachse liegende Zentral­ öffnung aufweist.

Es handelt sich hierbei nur um eine ganz kleine, einfach ge­ baute Druckgasturbine. Der zu behandelnde Faden oder das zu behandelnde Fadenende wird in die Zentralöffnung eingeführt, und dann wird durch einen Druckgasstrom der Läufer in Rotation versetzt. Teile des Fadens legen sich dabei gegen die Wand der Zentralöffnung, nehmen so an der Rotation teil mit der Folge, daß die Fadendrehung aufgelöst wird, sofern der Läufer entgegen der Fadendrehung des Fadens rotiert.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Zentralöffnung eine das Abrollen des Fadens ermög­ lichende oder unterstützende trichterartig erweiterte Ein­ trittsöffnung besitzt. Es ist hierbei daran gedacht, den Fa­ den an dem zulaufenden Ende abzuwinkeln, so daß er sich an die trichterartig erweiterte Eintrittsöffnung anlegt und dann während der Rotation des Läufers abrollen kann. Dadurch wird ebenfalls die Fadendrehung aufgelöst und das Strecken und Parallelisieren der Fasern verbessert. Um diesen Effekt zu verstärken, kann die Eintrittsöffnung aufgerauht oder mit Un­ ebenheiten versehen sein.

Insbesondere für den Fall, daß man mit niedriger Rotations­ geschwindigkeit arbeiten will, aber auch für den Fall, daß der Faden oder das Fadenende durch Schlichten, Avivage, Ver­ kleben oder dergleichen nur schwer von seiner Fadendrehung zu befreien ist, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Zentralöffnung vorzugsweise an ihrem Ausgang eine Haltevorrichtung für den Faden oder das Faden­ ende besitzt. Die Haltevorrichtung kann zum Beispiel aus einer das Ende der Zentralöffnung federnd verschließenden Klappe be­ stehen, die zur Einführung des Fadens oder Fadenendes durch einen in die Zentralöffnung gegebenen Druckgasstoß vorüber­ gehend aufklappbar ist. Die Klappe kann zum Beispiel aus einem Gummiplättchen bestehen, das an einem Rand mit dem Läufer ver­ bunden ist. Es kann sich aber auch um eine durch eine Feder belastete verschließbare Klappe handeln.

Damit der Läufer eine gehörige Kraft auf den Faden oder das Fadenende ausüben kann und damit bei der Rotation nicht un­ nötig viel Energie verbraucht wird, wird außerdem vorgeschla­ gen, daß der Läufer auf seiner Außenoberfläche Unebenheiten aufweist. Die Unebenheiten bilden dann Angriffspunkte für das Druckgas. Vorteilhaft bestehen die Unebenheiten aus axial ge­ richteten Erhöhungen oder Vertiefungen. Längs der Erhöhungen oder Vertiefungen kann das Druckgas dann auch besser abströ­ men. Die Unebenheiten können aber auch in schraubenlinienför­ mig angeordneten Erhöhungen oder Vertiefungen bestehen. Auch ein außen aufgebrachtes Schraubengewinde ist brauchbar.

Der Stator der Turbine kann ganz einfach gestaltet sein. Es wird daher vorgeschlagen, daß die Turbine einen rohrartigen Stator besitzt. Dieser Stator weist vorteilhaft mindestens eine der Führung des Druckgases dienende Düse auf, deren Aus­ richtung auf den Läufer eine tangentiale und eine axiale Kom­ ponente besitzt. Die Düse ist also schräg gegen den Läufer gerichtet, so daß er gezwungen ist, stets in der durch die Ausrichtung der Düse bestimmten Drehrichtung zu rotieren, und außerdem wird das Druckgas veranlaßt, in einer vorbestimmten Richtung abzuströmen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Stator länger als der Läufer ist und in seinem ver­ längerten Teil als Führungsrohr für das abströmende Druckgas und die gegebenenfalls pneumatisch entfernten Kurzfasern dient. Der Stator erfüllt somit hier eine Doppelfunktion.

Eine besonders leichte Turbinenkonstruktion ergibt sich dann, wenn der Stator verschiebbar in einem Grundkörper gelagert ist, der mindestens einen Druckgaszufuhrkanal aufweist. Die Düse des Stators ist dabei in Deckung mit dem Druckgaszufuhr­ kanal. Das Auswechseln des Stators ist hierbei problemlos. Ein Auswechseln des Stators kann erforderlich sein, wenn Fä­ den anderer Fadendrehung behandelt werden sollen.

Man kann das Auswechseln des Stators aber dadurch vermeiden, daß in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Stator für wahlweisen Rechtslauf oder Linkslauf des Läufers auf einer Umfangslinie liegende Düsen aufweist, die durch Verdrehen des Stators wahlweise mit dem Druckgaszufuhrkanal in Deckung gebracht werden können.

Im einfachsten Fall ist der Läufer vorteilhaft fliegend im Stator gelagert und besitzt an seiner Fadeneintrittsseite eine das Durchrutschen durch den Stator verhindernde flansch­ artige Erweiterung.

Nach den weiter oben stehenden Erläuterungen tritt am Läufer während des Betriebes eine axial gerichtete Kraftkomponente auf, die dann die flanschartige Erweiterung gegen den Stator drückt, so daß der Läufer auch nicht zur entgegengesetzten Seite aus dem Stator herausrutschen kann. In besserer Aus­ führung kann der Läufer aber auch mit Hilfe eines Wälzlagers im Stator gelagert sein.

Zusammengefaßt bestehen die mit der Erfindung erzielten Vor­ teile insbesondere auch darin, daß für jeden Faden, für jede Stärke und Richtung der Fadendrehung, für unterschiedliches Fasermaterial und unterschiedliche sonstige Randbedingungen des Fadens oder Fadenendes ein wohldosiertes partielles Strecken und Parallelisieren der Fasern bei schonender Be­ handlung ermöglicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Anhand dieser Ausführungsbeispiele wird die Er­ findung in den folgenden Textabschnitten noch weiter erläu­ tert und beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Turbine im Schnitt,

Fig. 2 in der An­ sicht von oben. Die

Fig. 3, 4 und 5 zeigen Ansichten unter­ schiedlicher Läufer.

Bei der Ausführung der Erfindung nach den Zeichnungen Fig. 1 und Fig. 2 besteht die insgesamt mit 11 bezeichnete Turbine aus einem rohrartigen Stator 12 und einem außen beaufschlag­ ten Läufer 13. Die Turbine 11 ist mit Druckgas antreibbar.

Der Stator 12 ist verschiebbar in einem Grundkörper 14 gela­ gert, der einen Druckgaszufuhrkanal 15 aufweist. Für wahl­ weisen Rechtslauf und Linkslauf des Läufers 13 besitzt der Stator 12 auf einer Umfangslinie liegende Düsen 16 und 17. Durch Verdrehen des Stators 12 kann wahlweise eine der bei­ den Düsen mit dem Druckgaszufuhrkanal 15 in Deckung gebracht werden. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Düse 17 mit dem Druckgaszufuhrkanal 15 in Deckung gebracht worden.

Beide Düsen 16 und 17 sind so angeordnet, daß ihre Ausrich­ tung auf den Läufer 13 eine tangentiale und eine axiale Kom­ ponente aufweist. Fig. 2 zeigt, daß die Düse 16 dabei eine linksdrehende und die Düse 17 eine rechtsdrehende tangentiale Komponente besitzt.

Der Stator 12 ist länger als der Läufer 13 und dient mit sei­ nem verlängerten Teil zugleich als Führungsrohr für das in Richtung der Pfeile 18 abströmende Druckgas und die gegebe­ nenfalls pneumatisch entfernten Kurzfasern.

Der Läufer 13 besitzt eine das Fadenende 19 eines Fadens 20 aufnehmende, in der Rotationsachse 21 liegende Zentralöff­ nung 22. Die Zentralöffnung ist hier als eine Bohrung aus­ gebildet. Sie besitzt eine das Abrollen des Fadens 20 ermög­ lichende oder unterstützende trichterartig erweiterte Ein­ trittsöffnung 23. Die Eintrittsöffnung 23 ist aufgerauht und außerdem mit Unebenheiten 24 versehen, die als Kerben ausge­ bildet sind. Es sind insgesamt sechs Kerben vorhanden.

Der Läufer 13 besitzt auf seiner Außenoberfläche Unebenhei­ ten 25 in Form eines Gewindes. An seiner Fadeneintrittsseite besitzt der Läufer 13 eine flanschartige Erweiterung 26. Mit Hilfe eines Wälzlagers 27 ist der Läufer 13 am Stator 12 und im Grundkörper 14 gelagert.

Zum partiellen Strecken und Parallelisieren der Fasern wird das Fadenende 19 des Fadens 20 zunächst in die Zentralöff­ nung 22 des Läufers 23 eingeführt. Der Faden 20 wird dann so gehalten, daß er auf der trichterartig erweiterten Eintritts­ öffnung 23 abrollen kann. Durch den Druckgaszufuhrkanal 15 wird dann in Richtung der Pfeile 28 und 29 ein Druckgasstoß in die Turbine 11 gegeben, wodurch der Läufer 13 in Rotation gerät. Das Druckgas, zum Beispiel Druckluft, strömt in Rich­ tung der Pfeile 30 und 31 ab. Unter der Mitwirkung der ge­ streckten und parallelisierten Fasern des bei der Rotation auffasernden Fadenendes 19 wird der Läufer 13 abgebremst und kommt dann zum Stillstand. Während der Rotation des Läufers 13 rollt der Faden 20 auf der trichterartig erweiterten Eintritts­ öffnung 23 ab, was eine Verstärkung der Fadendrehung in dem außen liegenden Teil des Fadens 20 und ein Auflösen der Faden­ drehung in dem in der Zentralöffnung 22 liegenden Teil des Fadenendes 19 zur Folge hat. Auch diese beiden Wirkungen der Rotation des Läufers 13 tragen schließlich zu seinem Abbremsen bei.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel rotiert der Läufer 13 in Richtung des gebogenen Pfeils 32, und der Faden 20 besitzt eine S-Drehung.

Soll bei einem anderen Anwendungsfall ein Faden mit Z-Drehung behandelt werden, muß der Läufer 13 in entgegengesetzter Rich­ tung rotieren. Hierzu ist es erforderlich, den Stator 12 so weit zu verdrehen, bis die Düse 16 mit dem Druckgaszufuhr­ kanal 15 fluchtet.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 hat der Läufer 33 einen als Lager dienenden Halsteil 36 und eine das Durchrut­ schen durch den Stator verhindernde flanschartige Erweiterung 39. Dieser Läufer ist ohne Mithilfe eines Wälzlagers im Stator fliegend gelagert. Die Unebenheiten auf der Außenoberfläche bestehen hier in axial gerichteten rippenartigen Erhöhungen 42.

Auch der Läufer 34 nach Fig. 4 ist für eine fliegende Lage­ rung im Stator gedacht. Er besitzt einen Halsteil 37, der die Lagerung ermöglicht, und eine flanschartige Erweiterung 40. Die Unebenheiten auf der Außenoberfläche bestehen hier in einer schraubenlinienförmig angeordneten, rippenartigen Er­ höhung 43.

Auch der Läufer 35 nach Fig. 5 wird fliegend im Stator gela­ gert. Hierzu dient ein Halsteil 38. Eine flanschartige Erwei­ terung 41 verhindert dabei das Durchrutschen durch den Stator. Die Unebenheiten auf der Außenoberfläche bestehen hier aus schraubenlinienförmig angeordneten, rillenartigen Vertiefun­ gen 44.

Die Zentralöffnung 45 des Läufers 35 hat an ihrem Ausgang eine Haltevorrichtung für den Faden oder das Fadenende, die aus einer das Ende der Zentralöffnung 45 federnd verschließenden Klappe 46 besteht. Die Klappe 46 ist an ihrem Rand an der Stelle 46′ mit dem Läufer 35 verbunden. Sie besteht aus gummielasti­ schem Material. Zum Einführen eines Fadens oder Fadenendes ist die Klappe 46 durch einen in die Zentralöffnung 45 gege­ benen Druckgasstoß vorübergehend aufklappbar. Mit dem Druck­ gasstoß wird zugleich das Fadenende oder der Faden befördert und nach dem Aufhören des Druckgasstoßes durch die Klappe 46 festgehalten. Die Klappe 46 verschließt die Zentralöffnung 45 aber nicht so fest, daß der Faden oder das Fadenende nicht wieder herausgezogen werden könnte.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum partiellen Strecken und Parallelisieren der Fasern eines Fadens oder Fadenendes zur Vorbereitung eines Fadenverbindungsvorganges, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vorrichtung als eine mit Druckgas antreibbare Turbine (11) mit einem außen beaufschlagten Läu­ fer (13, 33, 34, 35) ausgebildet ist, wobei der Läufer (13, 33, 34, 35) eine den Faden (20) oder das Fadenende (19) aufnehmende, in der Rotationsachse (21) liegende Zentralöffnung (22, 45) auf­ weist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralöffnung (22) eine das Abrollen des Fadens (20) ermög­ lichende oder unterstützende trichterartig erweiterte Ein­ trittsöffnung (23) besitzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittsöffnung (23) aufgerauht oder mit Unebenheiten (24) versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zentralöffnung (45) vorzugsweise an ihrem Ausgang eine Haltevorrichtung (46) für den Faden oder das Fadenende besitzt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung aus einer das Ende der Zentralöffnung (45) federnd verschließenden Klappe (46) besteht, die zur Einfüh­ rung des Fadens oder Fadenendes durch einen in die Zentral­ öffnung (45) gegebenen Druckgasstoß vorübergehend aufklapp­ bar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Läufer (13, 33, 34, 35) auf seiner Außenoberfläche Unebenheiten (25, 42, 43, 44) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unebenheiten aus axial gerichteten Erhöhungen (42) oder Vertiefungen bestehen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unebenheiten aus schraubenlinienförmig angeordneten Erhöhun­ gen (43) oder Vertiefungen (44) bestehen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Turbine (11) einen rohrartigen Sta­ tor (12) besitzt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator mindestens eine der Führung des Druckgases dienende Düse (16, 17) besitzt, deren Ausrichtung auf den Läufer (13) eine tangentiale und eine axiale Komponente aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (12) länger als der Läufer (13) ist und mit seinem verlängerten Teil als Führungsrohr für das abströ­ mende Druckgas und die gegebenenfalls pneumatisch entfern­ ten Kurzfasern dient.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (12) verschiebbar in einem Grundkörper (14) gelagert ist, der mindestens einen Druckgaszufuhrkanal (15) aufweist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (12) für wahlweisen Rechtslauf und Linkslauf des Läufers (13) auf einer Umfangslinie liegende Düsen (16, 17) aufweist, die durch Verdrehen des Stators (12) wahlweise mit dem Druckgaszufuhrkanal (15) in Deckung ge­ bracht werden können.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Läufer (13, 33, 34, 35) fliegend im Stator gelagert ist und an seiner Fadeneintrittsseite eine das Durchrutschen durch den Stator verhindernde flansch­ artige Erweiterung (26, 39, 40, 41) besitzt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Läufer (13) mit Hilfe eines Wälzla­ gers (27) gelagert ist.