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Verfahren und Vorrichtung zum Vereinigen zweier parallel-
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laufender Fäden zu einem Faden Die Erfindung betrifft Verfahren und
Vorrichtungen zum Vereinigen zweier parallellaufender Fäden zu einem Faden.
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Es gibt bereits mehrere Möglichkeiten zur Vereinigung zweier parallellaufender
Fäden zu einem Faden. Die Fäden können miteinander verklebt werden, sie können durch
Wärmeeinwirkung miteinander teilweise verschweißt werden, sie können mit Hilfe von
Zwirnspindeln miteinander verzwirnt werden, wobei Spulen begrenzter Größe entstehen,
man kann den Fäden auch einen Wechseldraht erteilen und sie dabei durch den sogenannten
Self-Twist-Effekt miteinander verbinden. Die hierzu erforderlichen Apparate weisen
jedoch entweder rotierende und gleichzeitig oszillierende Friktionsaggregate auf
oder sie benötigen neben rotierenden außerdem noch oszillierende Friktionsaggregate.
Hierbei ist der maschinelle Aufwand recht groß und die bewegten Teile müssen während
des ganzen Verbindungsvorgangs abwechselnd rasch beschleunigt und verzögert 'werden,
was Konstruktionsprobleme aufwirft, Lärm verursacht und die Produktionsgeschwindigkeit
begrenzt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der geschilderten
Nachteile die Möglichkeit zu schaffen, zwei kontinuierlich angelieferte, parallellaufende
Fäden ohne Anwendung von Wärme oder Klebstoff und ohne oszillierend zu beschleunigende
und zu verzögernde mechanische Teile bei großer Produlctionsq,eschwindig,lceit lcontinuierlich
und ohne verfahrensbedingte IJnterbrechungen miteinander zu verbinden.
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Diese Aufgabe wird durch das im Anspruch 1 und 2 beschriebene
Verfahren
gelöst.
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Obwohl siede oszillierende Bewegung der Friktionsflächen nunmehr entfällt,
wird den Fäden dennoch ein chseldrall erteilt, so daß beim anschließenden Vereinigen
der Fäden die den Fäden infolge des Wechseldralls innewohnenden Rücdrehkräfte zum
Vereinigen der Fäden führen.
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Vorteilhafte Ausbildungen der neuen Verfahren sind in den Ansprüchen
3 und 4 beschrieben.
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Da die Friktionsflächen eines Friktionsflächenpaares in bisher nicht
üblicher Weise sich stets in die gleiche Richtung bewegen, wird auf den Faden eine
Ouerkraft mit einer in die Bewegungsrichtung des Friktionsflächenpaares gerichteten
Kraftkomponente ausgeübt. Da sich das zweite Friktionsflächenpaar entgegengesetzt
zum ersten Friktionsflächenpaar bewegt, wird der Faden wieder in die Laufrichtung
zurückgezwungen, wenn die durch das erste Friktionsflächenpaar auf den Faden ausgeübte
Querkraft entgegengesetzt der durch das zweite Friktionsflächenpaar auf den gleichen
Faden ausgeübte Querkraft ist.
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Das anschließende Verbinden der beiden Fäden zu einem Faden gelingt
besser, wenn zur gleichen Zeit, in der einem der beiden Fäden durch ein Friktionsflächenaar
ein Rechtsdrall erteilt wird, dem anderen Faden durch das gleiche Friktionsflächenpaar
ein Linksdrall erteilt wird und umgekehrt.
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eng Neue Vorrichtung zum Durchfiihren des Verfahrens sind in den
Ansnriichen 5 und 6 beschrieben. Die in Betracht kommenden Friktionsflächen können
zum Beispiel die Form eines
angetriebenen, endlosen Bandes oder
einer Trommel oder dergleichen haben.
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Richtig ist, daß die einzelne Friktionsfläche quer zu ihrer Bewegungsrichturi,;
in ständiger Wiederholung in Abschnitte unterschiedl4cher Oberflächenstruktur oder
unterschiedlichen Fadenanziehungsvermögens eingeteilt ist.
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Wenn zum Beispiel der eine Abschnitt eine griffige Oberflächenstruktur
hat, so hat der Nachbarabschnitt eine nicht griffige Oberflächenstruktur, worauf
wieder ein Abschnitt mit einer griffigen Oberflächenstruktur folgt und so fort.
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Unterschiedliches FadenanziehungsvermöR,en kann zum Beispiel durch
unterschiedliche Materialien erzielt werden.
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F.s ist ja bekannt, daß bestimmte Isoliermaterialien sich durch Reibung
elektro$tatisch aufladen und dann einen sich nähernden Faden entweder anziehen oder
abstoßen.
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Solche den Faden abwechselnd anziehenden und abstoßenden Materialien
können zuT Beispiel abwechselnd in den Abschnitten unterschiedlichen Fadenanziehungsvermögens
verwendet werden. Unterschiedliches Fadenanziehungsvermögen kann aber auch durch
pneumatische Kräfte erreicht werden, entweder durch Blasluft oder Saugluft. m pneumatische
Kräfte zur Mrtrlcung zu bringen, können zum Beispiel luftdurchlässige Abschnitte
mit luftundurchlässigen Abschnitten abwechseln.
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Unabhängig davon, zu welcher Maßnahme der Oberflächengestaltung und
der Beeinflussung des Fadens man im Einzelfall greift, soll der einzelne Faden jeweils
abwechselnd durch die eine Friktionsfläche, dann durch die andere Friktionsfläche
des gleichen Friktionsflachenpaares einen
Drall aufgezwungen erhalten.
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Vorteilhafte weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den weiteren
Unteransnrüchen beschrieben.
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Wird mit Saugluft gearbeitet, so ergibt sich eine besonders vorteilhafte,
große Produktionsgeschwindigkeiten ermöglichende und wenig Saugluft erfordernde
Ausfilhrung, wenn das in diesem Fall zylinderförmige Friktionselement in seinem
Inneren eine stationäre Saugvorrichtung mit mindestens einer gegen den Zwickel beziehungsweise
gegen die Fadenlaufzone gerichteten Saugmtindung besitzt, wobei die Abschnitte größeren
Fadenanziehungsvermögefls Perforationen des Mantels aufweisen, während die Machbarabschnitte
keine Perforationen enthalten. Die Perforationen des Mantels können als Sieb oder
als gelochte Fläche ausgebildet werden, um nur zwei Beispiele zu nennen.
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Da immer zwei Friktionselemente nebeneinander liegen und auch zwei
Friktionselemente axial einander benachbart sind, ist das Arbeitsergebnis besonders
gut, wenn sowohl die radial benachbarten als auch die axial benachbarten Friktionselemente
einander gegenüberliegende Abschnitte ungleichen Fadenanziehungsvermögens aufweisen
und wenn alle Friktionselemente mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit antreibbar sind.
Die Fadenbehandlung wird hierbei nicht dem Zufall iiberlassen, und das Arbeitsergebnis
ist entsprechend gut.
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Nachdem erkannt wurde, daß auch die Herkunft der Fäden bei dem Arbeitsergebnis
eine große Rolle spielt, ist nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung dem ersten
Friktionsflachenpaar ein die beiden miteinander zu verzwirnenden
Fäden
erzeugendes Fadenlieferwerk direkt vorgeschaltet. Dieses Fadenlieferwerk besteht
vorteilhaft aus einem Friktionsspinnaggregat. Hierbei ergibt sich, daß die unmittelbar
vor dem ersten Friktionsflächenpaar erzeugten Fäden sich vom Spinnvorgang her noch
in einer Drehbewegung um ihre Längsachse befinden, was der späteren Vereinigung
der beiden Fäden zugute kommt.
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Wenn das Fadenlieferwerk so ausgebildet ist, wie es im Anspruch 11
beschrieben wird, so ergeben sich weitere Vorteile dadurch, daß die Friktionselemente
des Friktionsspinnaggregats und die'Friktionselemente der beiden nachgeschalteten
Friktionselementepaare paarweise gleichachsig rotierbar angeordnet werden können,
so daß sich ein sehr kompaktes Gesamtaggregat ergibt, dessen rotierbare Teile insgesamt
zwei gemeinsame Drehachsen aufweisen, so daß der ganze technische Aufwand gering
ist. Außerdem kann für das Fadenlieferwerk und das nachgeschaltete Fadenverbindungsaggregat
eine gemeinsame Saugluftversorgung vorgesehen werden.
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In besonderen Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, wenn nach einer
weiteren Ausbildung der Erfindung in dem der Fadenvereinigung dienenden Raum vor
dem Vereinigungspunkt eine Auslenkvorrchtun für mindestens einen der beiden Fäden
angeordnet ist. Dieser Faden durchlauf in diesem Fall zunächst einen kleinen Umweg,
bevor er mit dem anderen Faden in Verbindung gebracht wird. Er läuft dabei zum Beispiel
seitlich auf den anderen Faden zu und kann dabei auch dazu gebracht werden, den
anderen Faden mit wechselndem Drall zu umschlingen, zumal in den Fällen, in denen
die beiden Fäden unterschiedlich sind, also zum Beispiel eine unterschiedliche Fadenstruktur,
einen unterschiedlichen Fadendurchmesser oder unterschiedliche Ssinnfasern
aufweisen.
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Ein AusftShrungsheispiel der r'rfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.
Anhand dieses husfijhrun,,sbeispiels soll die Erfindung noch näher erläutert und
beschrieben werden.
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Fig. 1 zeigt schematisch die Ansicht eines Aggregats, bestehend aus
Lieferwerk und Fadenverbindungsvorrichtung.
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Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das erste Friktionselementepaar
der Fadenverbindungsvorrichtung längs der Linie II-TI der Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt schematisch das gleiche Aggregat in etwas größerem Maßstab
wie Fig. 3 und zur Hälfte aufgeschnitten.
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Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch das Fadenlieferwerk längs der
in Fiq. 3 angedeuteten Linie IV-IV.
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Das zeichnerisch dargestellte Aggregat 1 besteht aus einem Fadenlieferwerk
2, einem unmittelbar daran anschließenden ersten Friktionselementepaar 3, 4 und
einem unmittelbar an das erste Friktionselementepaar anschließenden zweiten Friktionselementepaar
5, 6.
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Das Fadenlieferwerk ist als ein Friktionsspinnaggregat ausgebildet.
Dieses Friktionsspinnaggregat 2 besitzt zwei einander gegenüberliegende, gleichsinnig
rotierende, je einen perforierten Mantel 9 beziehungsweise 10 aufweisen de rotationssymmetrische
Friktionselemente 7, 8. Die Friktionselemente 7, 8 sind nahe einander benachbart
angeordnet, berühren sich jedoch nicht. Sie bilden beiderseits der Linie 11 der
größten wechselseitigen Annäherung je einen Zwickel. 12 beziehungsweise 13. In ihrem
Inneren
haben die Friktionselemente 7 und 8 stationäre Sau,gvorrichtungen
14 beziehungsweise 15. Die zentralen Teile der Saugvorrichtungen 14 und 15 sind
rohrförmig g;estaltet, wie insbesondere Fig. 3 zeigt. Die Saugvorrichtungen 14 und
15 dienen zugleich der Saugluftversorgung der Friktionselementepaare 3, 4 beziehungsweise
5, 6, wie später noch erläutert wird.
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Durch hier nicht dargestellte Stiitzkonstruktionen sind die Saugvorrichtungen
14 und 15 außerhalb des eigentlichen Aggregats 1 gegen eine hier nicht zeichnersich
dargestellte Grundplatte abgestützt. Beide Saugvorrichtungen sind an eine gemeinsante
Saugluftquelle angeschlossen, die hier aber nicht dargestellt ist.
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Die Saugvorrichtung 14 besitzt eine schlitzartige, gegen den Mantel
9 und gegen den Zwickel 12 gerichtete erste Saugöffnung 16 und eine gleichartige,
gegen den Mantel9 und gegen den Zwickel 13 gerichtete zweite Saugöffnung 17. Die
Saugvorrichtung 15 besitzt eine gegen den Mantel 10 und gegen den Zwickel 12 gerichtete
erste Saugöffnung 18 und eine gegen den Mantel 10 und gegen den Zwickel 13 gerichtete
zweite Saugöffnung 19.
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Das Friktionsspinnaggregat 2 besitzt eine erste Faserzufuhrvorrichtun,
20 fiir den Zwickel 12 und eine zweite Faserzufuhrvorrichtunq 21 für den Zwickel
13. Bei den Faserzufuhrvorrichtungen 20 und 21 handelt es sich um Faserkanäle, die
von Vorrichtungen ausgehen, di in der Lage sind, angelieferte raserbänder in Einzelfasern
aufzulösen und zusammen mit: Transportluft mit Hilfe der Faserzufuhrvorrichtungen
20 und 21 in die beiden Zwickel 12 und 13 zu liefern.
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Die beiden Friktionselemente 7 und 8 rotieren gleichsinnig in Richtung
der Pfeile 22 beziehungsweise 23. Die Rotation wird durch Wälzlager ermöglicht,
die auf dem zentralen Teil der jeweiligen Saugvorrichtung 14 beziehungsweise 15
angeordnet sind und die entsprechenden Friktionselemente tragen.
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Stellvertretend für das Friktionselement 7 zeigt Fig. 3 am Beispiel
des Friktionselements 8, wie die Rotation ermöglicht ist.
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Der zentrale, rohrförmige Teil der Saugvorricbtung 15 ist mit einem
ersten Wälzlager 24 und mit einem zweiten Wälzlager 25 versehen. Das Wälzlager 24
tragt die eine Seitenscheibe 26, das Wälzlager 25 die andere Seitenscheibe 27 des
Friktionselements 8. Die beiden Seitenscheiben wiederum tragen den perforierten
Mantel 10. Die Seitenscheibe 26 besitzt einen ringförmigen Ansatz 28, der von einem
Treibriemen 30 umschlungen ist. In gleicher Weise besitzt auch das Friktionselement
7 Seitenscheiben 32 beziehungsweise 33, wobei die Seitenscheibe 32 einen ringförmigen
Ansatz 29 aufweist, der von einem Treibriemen 31 umschlungen ist.
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Da in beide Zwickel 12, 13 Spinnfasern eingespeist werden, bilden
sich bei Rotation der Friktionselemente in Richtung der Pfeile 22, 23 zwei Spinnzonen
aus, eine Spinnzone 34 im Zwickel 12 und eine Spinnzone 35 im Zwickel 13. Gleiche
Bezugsziffern tragen auch die in den Spinnzonen sich bildenden Faden. Die Fäden
34 und 35 werden in Richtung des Pfeils 36 durch hier nicht dargestellte Mittel
fortlaufend abgezogen.
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Die Friktionselementepaare 3, 4 beziehungsweise 5, 6 sind ebenfalls
rotationssymmetrisch, und zwar zylindrisch gestaltet. Jedes der Friktionselemente
besitzt als Friktionsfläche einen Mantel, wie es in Fig. 2 am Beispiel der Friktionselemente
3 und 4 dargestellt ist. Insofern besitzt das Friktionselement 3 die Friktionsfläche
beziehungsweise den Mantel 37, das Friktionselement 4 den Mantel 38, das Friktionselement
5 den Mantel 39 und das Friktionselement 6 den Mantel 40.
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Die Friktionselemente 4, 6 und 8 haben eine gemeinsame Rotationsachse
41, die Rotationselemente 3, 5 und 7 eine gemeinsame Rotationsachse 42. Sämtliche
Rotationselemente haben den gleichen Außendurchmesser, so daß sie paarweise eng
benachbart rotieren, ohne sich dabei zu berühren.
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Gemäß Fig. 2 bilden die Friktionselementepaare Zwickel aus, wie am
Beispiel des Friktionselementepaares 3, 4 gezeigt ist. Der Faden 34 ist gemäß Fig.
2 durch den vorderen Zwickel 43, der Faden 35 durch den hinteren Zwickel 44 geführt.
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Sowohl radial benachbarte als auch axial benachbarte Friktionselemente
der Friktionselementepaare 3, 4, 5, 6 weisen jeweils entgegengesetzten Drehsinn
auf, wie durch Pfeile 45 bis 48 angedeutet ist.
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Fig. 2 läßt erkennen, daß die Friktionsflächen eines Friktionsflnchenpaares,
hier die beiden Friktionflhchen 37 und 38, gleichsinnig quer zur Fadenlaufrichtung
36 bewegt werden. Jede der Friktionsflchn der beiden riktionsflchenpaare ist quer
zu ihrer Bewe,gun,gsrichtung in ständier Wiederholung in Abschnitte unterschiedlicher
nberflci
chenstruktur und unterschiedlichen Fadenanziehun,gsvermögens
eingeteilt. Fig. 2 zeigt am Beispiel der Friktionsflache 37, daß über den Umfang
gleichmäßig verteilt 14 Abschnitte 49 großen Fadenanziehungsvermögens mit 14 Abschnitten
50 abwechseln, die ilberhaupt kein Fadenanziehungsvermögen haben. Das große Fadenanziehungsvermögen
der Abschnitte 50 ist durch Perforationen 51 geweben, durch die Luft in das Innere
des Friktionselements eingesaugt werden kann, die dann den Faden anzieht und hält.
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Die Zeichnungen Fig. 1, 2 und 3 lassen erkennen, daß sich auf benachbarten
Friktionsflächen stets Abschnitte ungleicher Oberflächenstruktur und ungleichen
Fadenanziehungsvermögens gegenüber liegen. Das gilt sowohl ftir radial benachbarte
als auch für axial benachbarte Friktionsflächen.
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Die Fig. 1 und 3 zeigen, daß sich an das zweite Friktionsflächenpaar
39, 40 ein der Fadenvereinigung dienender Raum 52 anschließt. Dieser Raum beginnt
unmittelbar am zweiten Friktionselementepaar. Nach Fig. 3 geschieht die Vereinigung
der beiden Fäden unmittelbar nach dem Verlassen des Friktionselementepaares 5, 6.
Nach Fig. 1 enthalt der Raum 52 vor dem Vereinigungspunkt 53 der beiden Fäden 34,
35 eine Auslenkvorrichtung 54 für den Faden 35.
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Der Faden 35 umschlingt erst Stäbe 55 bis 58, bevor er schräg von
oben her auf den Faden 34 auftrifft.
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Jedes Friktionselement der Friktionselementepaare 3, 4 und 5, 6 hat
in seinem Inneren eine stationäre Saugvorrichtung. Filr das Friktionselement 3 ist
dies die bereits erwähnte Saugvorrichtung 14, filr das Friktionselement 4 die bereits
erwnhnte Saugvorrichtung 15. Das Friktionselement 5 dagegen besitzt eine Saugvorrichtung
5 und das
Friktionselement 6 eine Saugvorrichtung 60. Fig. 2 läßt
erkennen, daß die Saugvorrichtung 14 eine gegen den Zwickel 43 und die darin befindliche
Laufzone des Fadens 34 gerichtete schlitzartige Saugmündung 61 und eine weitere,
gegen den anderen Zwickel 44 und die darin befindliche Laufzone des Fadens 35 gerichtete
weitere Sauqmündung 62 aufweist. Die Saugvorrichtung 15 besitzt ebenfalls eine erste,
gegen den Zwickel 43 gerichtete Saugmiindung 63 und eine zweite, gegen den Zwickel
44 gerichtete Saugmndung 64. Die Saugmündung 64 ist auch in Fig. 3 sichtbar. Gleichartige
Saugmündungen besitzen auch die Friktionselemente 5 und 6. Von diesen Saugmündungen
ist in Fig. 3 nur die Saugmündung 65 der Saugvorrichtung 60 sichtbar, die sich gegen
den hinteren Zwickel und den dort befindlichen Faden 35 richtet.
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Die Rotation der Friktionselementepaare 3, 4 und 5, 6 ist auf folgende
Weise gewährleistet: Gemäß Fig. 3 sind auf dem zentralen, rohrförmigen Teil der
Saugvorrichtung 15 drei Wälzlager 66, 67 und 68 angeordnet. Das Wälzlager 66 trägt
eine Seitenscheibe 71 des Friktionselements 4. Die beiden Wälzlager 67 und 68 tragen
eine Hülse 73, die mit einer weiteren Seitenscheibe 72 des Friktionselements 4 verbunden
ist. Die beiden Seitenscheiben 71 und 72 tragen den Mantel 38. Die Hülse 73 dient
zugleich als Gleitlager für eine weitere fltilse 74, die durch einen Sicherungsring
75 gegen Abgleiten von der Hülse 73 gesichert ist. In dieser zweiten M1-se 74 befindet
sich die Saugvorrichtung F(), bestehend aus einem kanal, der mit der Saugmiindunfr
65 Verbindung hat. Der Kanal 60 ist durch ein Rohr 76 mit dem inneren Wohlraum der
Saugvorrichtung 15 verbunden und wird von
dort aus auch mit Saugluft
beaufschlagt. Durch das Rohr 76 ist der Ring 74 zugleich mit der stationären Saugvorrichtung
15 fest verbunden, also gegen Verdrehen gesichert. Auf der Hülse 74 befinden sich
zwei Wälzlager 69 und 70, die einen mit einem Fortsatz 79 versehenen Ring 78 tragen.
Der Ring 78 trägt seinerseits den P4antel 40, der am anderen Ende keine Abstützung
erfordert.
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Zwischen den Mänteln 38 und 40 ist ein ganz geringer Spalt 80 vorhanden.
Der Antrieb des Friktionselements 4 erfolgt durch einen um das Ende der Hülse 73
geschlungenen Treibriemen 81, der Antrieb des Friktionselements 6 durch einen um
den Fortsatz 79 geschlungenen Treibriemen 82.
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Analog hierzu ist auch die Rotation der Friktionselemente 3 und 5
gewährleistet. Fig. 3 zeit einen dem Antrieb des Friktionselements 3 dienenden Treibriemen
83, der um eine der Hiilse 73 entsprechende Hülse 85 geschlungen ist. Ein weiterer
Treibriemen 84 ist um einen dem Fortsatz 79 entsprechenden Fortsatz 87 geschlungen
und dient dem Antrieb des Friktionselements 5. Die in einer der Hülse 74 entsprechenden
Hülse 86 vorhandene Saugvorrichtung 59 ist durch ein Rohr 77 mit der Saugvorrichtung
14 verbunden.
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Während des Betriebs bilden sich die beiden Fäden 34 und 35 aus den
durch die Faserzufuhrvorrichtungen 20 und 21 zugeführten Fasern. Die Fäden durchlaufen
dann zunachst den vorderen und den hinteren Zwickel des Friktionselementepaares
3, 4 und danach den vorderen beziehungsweise hinteren Zwickel des Friktionselementenaares
5, 6. Danach treten die beiden Fäden in den Raum 52 aus, wo die Fadenvereinigung
stattfindet. Beide Fäden erhalten bereits
im Friktionsspinnaggregat
2 eine Z-Drehung, werden dann in den Friktionselementepaaren 3, 4 und 5, 6 mit Wechseldraht
versehen und auf diese Weise fiir eine innige Fadenverbindung vorbereitet. Durch
die nachgeschaltete Auslenkvorrichtung 54 kann der Verbindungsvorgang noch nterstützt
werden.
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Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte und beschriebene Ausführungsbeispiel
eingeschränkt.
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Alternativ könnte man die Friktionselemente zum Beispiel auch konisch
oder hyperbolisch ausbilden. Flvserboloide sind zum Beispiel in der Lage, Zusatzkrafte
in Förderrichtung auf den Faden auszuüben. Eei Konussen ist der Faden einer sich
stetig ändernden Friktionsgeschwindigkeit ausgesetzt. Beides hat Auswirkungen auf
das Arbeitsergebnis.
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Obwohl die Zeichnungen zwei hintereinander angeordnete Friktionselementepaare
zeigen, kann in vereinfachter Ausführung der Erfindung das eine Friktionselementepaar
entfallen. Um dabei ein seitliches Ausweichen der Fäden z verhindern, sind zweckentsprechende
Führungsmittel, zum Beispiel Fadenösen, links und rechts des Friktionselementepaares
vorzusehen.
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