DE3735942A1

DE3735942A1 - Falschdrallrolle

Info

Publication number: DE3735942A1
Application number: DE19873735942
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Bauer; Hellmut Lorenz
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1987-10-23
Publication date: 1989-05-03
Also published as: EP0343201B1; DE3867063D1; WO1989003905A1; EP0343201A1; US4956970A; JPH02501756A

Description

Die Erfindung betrifft eine Falschdrallrolle zum Falsch drallen eines laufenden Fadens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Falschdrallrolle ist durch Offenlegungsschrift 24 60 031 bekannt.

Die Falschdrallrolle wird verwandt als Falschdrallgeber in einer Falschdrallkräuselmaschine für synthetische endlose Fäden.

Die bekannte Falschdrallrolle ist so angeordnet, daß der Steigungswinkel des Garns beim Beginn der Berührungslinie mit der Falschdrallrolle ungefähr gleich dem halben Spitzenwinkel des Berührungskegels am Eintrittspunkt ist.

Der bekannten Falschdrallrolle sind Fadenführer vorgeordnet, um die angegebene Bedingung zu erfüllen. Durch diese Zuord nung der Fadenführer zu der Rolle sind die optimalen Drall gebungsbedingungen vorgegeben. Eine Änderung der Drallhöhe unter Beibehaltung der optimalen Drallgebungsbedingungen ist nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist eine Ausgestaltung der Falschdrall rolle, bei der die Drallhöhe unter Einhaltung der optimalen Drallgebungsbedingungen beliebig eingestellt werden kann.

Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 2.

Die Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß die Winkelbedin gung, wonach der Steigungswinkel des Garnes bei Beginn der Berührungslinie mit dem Drehkörper ungefähr gleich dem halben Spitzenwinkel des Berührungskegels am Eintrittspunkt ist (DE-A 24 60 031), nicht die Ursache für einen optimalen Betrieb der Falschdrallrolle, sondern eine sich selbsttätig einstellende Folge des Betriebs der Falschdrallrolle ist. Hieraus ergibt sich die weitere Erkenntnis, daß durch Ände rung der Neigung der Rolle die obengenannte Winkelbedingung zwar erhalten bleibt, sich jedoch die Umschlingungsverhält nisse an dem vorgeordneten Fadenführer ändern. Dieser Nach teil der bekannten Falschdrallrolle wird durch die Erfindung behoben.

Bei der Lösung nach Anspruch 1 wird die Lage der Schwenkachse so auf die Kontur der Rolle abgestimmt, daß in dem als kon stant vorgegebenen Fadenlauf stets der Winkel zwischen dem auflaufenden Faden und der Umfangstangente der Rolle im Auflaufpunkt gleich dem Konturkegelwinkel (Winkel zwischen der Rollenachse und der Tangente der Konturlinie in dem Auflaufpunkt) ist. Bei vorgegebener Kontur und vorgegebenem Fadenlauf wird hierzu durch geometrische Konstruktion, Rech nung und/oder Versuch die Lage der Schwenkachse festgelegt. Umgekehrt wird bei vorgegebenem Fadenlauf und vorgegebener Schwenkachse die Kontur durch geometrische Konstruktion, Rechnung und/oder Versuch festgelegt. Dabei kann die in einer Axialebene der Rolle liegende Mantellinie (Konturlinie) schließlich durch eine kreisförmige, parabelförmige, hyperbo lische oder sonst mathematisch erfaßbare Funktion angenähert werden.

Um den Fadenlauf von der Neigung der Rolle unabhängig zu machen, wird weiterhin vorgeschlagen daß das Ende der Rolle, von dem der Faden abläuft, zylindrisch ausgebildet wird bzw. im Durchmesser wieder schwach ansteigt. Dadurch bleibt der Ablaufpunkt konstant.

Durch die Erfindung entsteht eine Falschdrallrolle, deren Drallgebung ausschließlich von der Neigung der Rolle ab hängt.

Durch die Erfindung wird es möglich, die Falschdrallrollen für eine Vielzahl von Fäden auf einer gemeinschaftlichen schwenkbaren Halterung vorzusehen, so daß eine gemeinschaft liche Einstellung möglich wird, ohne daß unterschiedliche Drallgebung bei den einzelnen Fäden zu besorgen wäre. Hierzu trägt auch ein gemeinsamer Antrieb der Rollen bei.

Bei der Lösung nach Anspruch 2 ergibt sich der Vorteil, daß die Schwenkachse ungeachtet der Auswahl der Rollenkontur an eine maschinenbaulich günstige Stelle gelegt werden kann. Die axiale Verschiebung der Rolle bewirkt sodann, daß die Auflaufbedingung: Neigungswinkel der Rolle=Konturkegel winkel hergestellt wird, ohne daß sich hierdurch eine Ände rung der Umschlingungsverhältnisse an der der Rolle vorgeord neten Fadenführung - sei es Kühlschiene, sei es ein besonde rer Fadenführer - ergibt. Zwar wird auch nach der DE-A 24 60 031 eine axiale Verschiebung der Falschdrallrolle vor gesehen. Hierdurch soll eine Änderung der Drallhöhe herbeige führt werden. Diese Änderung der Drallhöhe beruht auf der Änderung der Umschlingungsverhältnisse an dem vorgeordneten Fadenführer, während nach dieser Erfindung durch die Kombina tion von Schwenkung und axialer Verschiebung eine solche Änderung der Umschlingungsverhältnisse gerade vermieden werden soll.

Es ist ersichtlich, daß zur Optimierung der Drallgebung die Kontur nicht nur auf die willkürlich vorgegebene Lage der Schwenkachse eingestellt werden darf. Vielmehr sind bei der Formgebung der Kontur auch die für eine optimale Drallgebung erforderlichen Haft- und Gleiteigenschaften des Fadens gegen über der Oberfläche der Falschdrallrolle zu beachten. So darf die Kontur an dem dickeren Auflaufende nicht so steil werden, daß der auflaufende Faden ohne jegliche Haftung allein infolge seiner Fadenspannung abrutscht. Daher sollte im Auflaufbereich der Konturkegelwinkel jedenfalls kleiner als der Haftreibungswinkel des Fadens gegenüber der Falschdrall rolle und größer als der Gleitreibungswinkel des Fadens sein. Andererseits sollte im Auslaufbereich der Konturkegel winkel kleiner als der Gleitreibungswinkel werden, wobei - wie bereits ausgeführt - erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß der Endbereich der Rolle zylindrisch ausgebildet ist. Ebenso sind der kleinste und der größte Durchmesser durch Versuch so zu ermitteln, daß eine optimale Drallgebung erfolgt. Diesen Forderungen hat sich die Auswahl der Lage der Schwenkachse unterzuordnen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs beispielen beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 den schematischen Querschnitt durch eine Falsch zwirnkräuselmaschine;

Fig. 2 die Ansicht einer Falschdrallrolle;

Fig. 3 die geometrische Konstruktion der Kontur der Falsch drallrolle;

Fig. 4 Ausführungsbeispiel einer Falschdrallrolle.

Bei der Falschzwirnkräuselmaschine nach Fig. 1 läuft der Faden 3 von der Vorlagespule 1 ab. Die Vorlagespule 1 ist auf einen Halter aufgesteckt. Der Faden wird durch einen Faden führer 4 über Kopf mittels des ersten Lieferwerks 5 abgezo gen. Der Faden wird sodann über eine Heizschiene 6 und anschließend eine Kühlschiene 7 geführt. Durch die Führung der Kühlschiene 7 wird der Fadenlauf des auf die Falschdrall rolle 9 auflaufenden Fadens festgelegt. Der der Falschdrall rolle 9 vorgeordnete Fadenführer 8 dient lediglich zur Sicherung des Fadenlaufes. An ihm findet keine Umlenkung statt, so daß der durch die Falschdrallrolle hervorgerufene Drall an dem Fadenführer 8 nicht staut. Es ist zwar möglich, an dem Fadenführer auch eine gewisse Umlenkung vorzusehen. Erfindungsgemäß bleibt diese Umlenkung jedoch konstant, so daß sich auch der Drallstau und damit auch die Drallverhält nisse des Fadens auf dem Heizer 6 und der Kühlschiene 7 nicht ändern. Der Faden umschlingt die Falschdrallrolle 9 mit vor gegebener Richtung. Durch die Umschlingungsrichtung wird gleichzeitig auch die Zwirnrichtung festgelegt, wobei das Fadenbild auf der Rolle dem Zwirnbild S bzw. Z entspricht. Der Faden wird von der Falschdrallrolle 9 durch ein zweites Lieferwerk 13 abgezogen, durch Changierung 14 hin- und hergeführt und auf Spule 15 der Aufwicklung aufgewickelt.

Die Falschdrallrolle 9 ist auf der Halterung 10 gelagert. Die Halterung 10 ist um Schwenkachse 12 schwenkbar. Die Falsch drallrolle 9 wird durch einen Antriebsmotor 11 mit konstanter Drehzahl, die auf die Fadengeschwindigkeit abgestimmt ist, angetrieben.

Fig. 2 zeigt die Ansicht der Rolle 9 mit dem Faden 3. Dabei wird vorausgesetzt, daß der Faden 3 in einer Ebene läuft, die zu der Papierebene parallel ist. Der Faden läuft dann in dem Punkt A auf die Rolle auf. Linie 20 markiert die Umfangstan gente der Rolle an den Auflaufpunkt A in der durch den Punkt A gehenden Normalebene zur Rolle (und gleichzeitig die Projektion dieser Normalebene auf die Papierebene). Der Fadenlauf 3 bildet mit der Tangente 20 den Winkel alpha. Dieser Winkel alpha ist gleich dem Neigungswinkel der Rollen achse 17 zu einer den Fadenlauf senkrecht schneidenden Ebene und repräsentiert damit die Neigung der Rollenachse 17 gegen über dem Fadenlauf. Linie 21 stellt die Konturtangente dar. Damit ist gemeint die Tangente an die in der Papierebene liegende Konturlinie 22 der Rolle. Die Rolle wird gebildet durch Rotation der Konturlinie 22 um die Rollenachse 7. Die Konturlinie ist gegenüber der Rollenachse 17 konvex und kann technisch z.B. als Kreisstück, Hyperbelstück, Parabelstück oder eine ähnliche mathematisch erfaßbare Kurve dargestellt werden. Die Konturtangente 21 bildet mit der Rollenachse 17 einen Winkel gamma, der im Rahmen dieser Anmeldung als Konturkegelwinkel bezeichnet ist.

Die Konturlinie 22 läuft am Ablaufende in einer zur Rollen achse parallelen Geraden 17 möglichst stetig aus. Das Ablauf ende 18 der Rolle wird also zylindrisch ausgebildet.

Der Fadenlauf des auf die Falschdrallrolle 9 auflaufenden Fadens 3 stellt sich stets so ein, daß der Neigungswinkel alpha der Rolle gleich dem Konturkegelwinkel gamma des Auflaufpunktes A ist.

In Fig. 3 wird die geometrische Konstruktion der Konturlinie bei vorgegebenem Schwenkpunkt 12, hier mit D bezeichnet, gezeigt. Die Halterung der Falschdrallrolle ist mit Bezugs zeichen 10 bezeichnet. Die Nullage der Halterung ist durch einen ausgezogenen Doppelstrich eingezeichnet. Die Nullage der Achse 17 der Falschdrallrolle ist strichpunktiert ausge zogen und ausdrücklich bezeichnet. Der Fadenlauf 3 ist durch eine ausgezogene Linie bezeichnet. Bei der Konstruktion der Konturlinie sind die Lage des Schwenkpunktes D sowie der Fadenlauf 3 fest vorgegeben. Hieraus ergibt sich die Nullage der Achse und der gewünschte Auflaufpunkt A 0, der erfindungs gemäß auf dem zylindrischen Ablaufende 18 der Falschdrall rolle liegen sollte. In der Nullage der Falschdrallrolle erfolgt keine Drallgebung. Für das zylindrische Ablaufende 18 kann ein Radius R 0 so vorgegeben werden, daß sich an der Falschdrallrolle für die Drallgebung optimale Durchmesser bilden. Dadurch ist der erste Punkt U 0 der Konturlinie vorge geben.

Es werden im folgenden lediglich zwei weitere Punkte konstru iert, indem die Halterung 10 um den Winkel alpha₁ und um den Winkel alpha₂ verschwenkt wird. Es ist ersichtlich, daß bei kleinerer Stufung der aufeinanderfolgenden Winkel alpha₁ und alpha₂ eine sehr genaue Konstruktion der Konturlinie möglich ist.

Bei Schwenkung der Halterung 10 um den Winkel alpha₁ nimmt die Halterung die mit einem gestrichelten Doppelstrich bezeichnete Stellung 10.1 ein. Bei dieser Schwenkung hat die Achse der Falschdrallrolle die Lage 17.1. Erfindungsgemäß soll sich durch Neigung der Rolle der Fadenlauf 3 nicht ändern. Der Auflaufpunkt des Fadens auf die Rolle bei Neigung mit dem Neigungswinkel alpha₁ liegt also im Punkt A 1, dessen Projektion auf die Papierebene der Schnittpunkt des Faden laufs 3 mit der Achse 17.1 darstellt. Erfindungsgemäß bilden nun die Tangenten an die Konturlinie im Auflaufpunkt A 1 mit der Achse 17.1 einen Konturkegelwinkel gamma₁, der gleich dem Neigungswinkel der Rolle und damit gleich dem Schwenkwinkel alpha₁ ist. Es wird daher durch den ersten Konturpunkt U 0 der Konturlinie eine Linie gezogen, die gegenüber der Nullage der Achse die Steigung gamma ₁ hat. Gleichzeitig wird auf der Nullage der Achse vom Punkt H aus die Strecke zwischen H 1 und A 1, die die axiale Lage des Auflaufpunktes A 1 darstellt, abgetragen. Daraus ergibt sich auf der Nullage der Achse der Punkt A 1′. In dem Punkt A 1′ wird die Senkrechte errichtet. Der Schnittpunkt dieser Senkrechten mit der Linie, die gegen über der Achse die Steigung gamma₁ hat, ist der weitere Konturpunkt U 1.

Es erfolgt nunmehr eine Schwenkung der Halterung 10 mit dem Schwenkwinkel alpha₂. Dadurch nimmt die Halterung die Lage des gestrichelten Doppelstriches 10.2 ein und die Rollenachse hat die Lage 17.2. Der Schnittpunkt der Rollenachse 17.2 mit dem Fadenlauf 3 ergibt den Auflaufpunkt A 2. Es wird nunmehr die Strecke H 1- A 2 auf der Nullage der Achse vom Punkt H aus abgetragen. Daraus ergibt sich A 2′. Ferner wird durch den zweiten Konturpunkt U 1 eine Linie gezogen, die gegenüber der Nullage der Achse die Steigung gamma ₂=alpha₂ hat. Wo die Senkrechte auf der Nullage der Achse 17 in dem Punkt A 2′ diese Linie schneidet, liegt ein weiterer Konturpunkt U 2.

Die Senkrechten auf der Nullage der Achse in den jeweiligen Punkten A 1′, A 2′ bedeuten jeweils den Radius R 1 bzw. R 2 der Rolle in der Normalebene, deren Projektion die jeweiligen Senkrechten darstellen.

Bei Vorgabe von nur zwei Schwenkwinkeln erhält die Falsch drallrolle eine unstetige Konturlinie. Durch feinstufige Vorgabe der Schwenkwinkel entsteht eine stetige Konturlinie.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Rolle in einer Halterung 10 gelagert, die um den Schwenkpunkt 12 schwenkbar ist. Die Rolle wird durch einen Motor 11 angetrie ben. Die Schwenklage der Rolle kann durch Feststelleinrich tung 16 in dem zur Schwenkachse konzentrischen Schwenkschlitz 23 der Grundplatte 27 festgestellt werden. Der Faden 3 kommt aus der Kühlschiene 7 und läuft ohne Umlenkung über Fadenfüh rer 8 der Falschdrallrolle 9 zu. Gleichzeitig ist die Falsch drallrolle auf der Halterung 10 in der Rollenachse 17 axial verschiebbar. Dadurch kann der Auflaufpunkt A stets dem durch Linie 3 vorgegebenen Fadenlauf bei jeder Schwenklage angepaßt werden.

Die Axialverschiebung kann von Hand vorgenommen werden. Es ist jedoch auch möglich, durch ein Übersetzungsgetriebe die Axialverschiebung automatisch an die Schwenkbewegung zu kuppeln.

Hierzu weist die Halterung 10, wie sich aus Fig. 4 und Fig. 4A ergibt, die Längsnut 25 auf. Die Längsnut 25 hat, wie der Schnitt nach Fig. 4A zeigt, eine schwalbenschwanzförmige Gestalt. In der Längsnut ist die in gleicher Weise ausgebil dete Führungsschiene 26 geradgeführt. Die Oberseite der Führungsschiene 26 ragt aus der Längsnut 25 heraus, so daß an der Oberseite der Führungsschiene 26 das Motorgehäuse 11 mit der Falschdrallrolle befestigt werden kann. In die der Grund platte 27 zugewandten Unterseite der Halterung 10 ist auf der Höhe des Schwenkschlitzes 23 ein Gewindeloch eingebracht. In dieses Gewindeloch ist eine Einstellschraube 28 einge schraubt, die mit einem Rändelkopf versehen ist. Durch Einschrauben der Einstellschraube 28 in das Gewindeloch der Halterung 10 kann die Führungsleiste 26 in der Längsnut 25 eingeklemmt und dadurch eine beliebige axiale Position der Falschdrallrolle fixiert werden. Die Einstellschraube ragt aus dem Schwenkschlitz heraus, so daß in jeder Schwenklage eine besondere Einstellung möglich ist.

Bezugszeichenaufstellung:

1 Vorlagespule
2 Halter
3 Faden
4 Fadenführer
5 erstes Lieferwerk
6 Heizung
7 Kühlung
8 Fadenführer
9 Falschdrallrolle
10 Halterung
11 Antriebsmotor
12 Schwenkachse
13 zweites Lieferwerk
14 Changierung
15 Aufwicklung
16 Feststellung
17 Achse, Welle
18 zylindrisches Ende, Auslaufende, Ablaufende
19 Auflaufende
20 Tangente, Umfangstangente
21 Konturtangente
22 Konturlinie
23 Schwenkschlitz
24 -
25 Längsnut
26 Führungsschiene
27 Grundplatte
28 Einstellschraube

Claims

1. Falschdrallrolle, die drehbar gelagert und vom laufenden Faden mit mindestens 180° umschlungen ist, die von ihrem Auflaufende zu ihrem Ablaufende einen stetig abnehmenden Durchmesser besitzt und durch eine zur Achse konvexe Mantellinie (Kontur linie) gebildet wird und die mit einstellbarem Neigungswinkel ihrer Rollenachse zum Fadenlauf um eine die Rollenachse senkrecht kreuzende Schwenkachse schwenkbar ist, wobei der Neigungswinkel der Rollenachse (Winkel zwischen dem auflaufenden Faden und der Umfangstangente der Rolle im Auflaufpunkt) gleich dem Konturkegelwinkel (Winkel zwischen der Rollenachse und der Tangente der Konturlinie in dem Auflaufpunkt) ist, (OS 29 31 718=Bag. 1142 sowie OS 24 60 003.1), dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Schwenkachse und die Form der Konturlinie so aufeinander abgestimmt sind, daß unter Einhaltung der Bedingung: Konturkegelwinkel = Neigungswinkel der Faden lauf des der Rolle zulaufenden Fadens auch bei Schwenkung der Rolle in unterschiedliche Neigungswinkel im wesent lichen unverändert bleibt.

2. Falschdrallrolle nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Falschdrallrolle mit der Schwenkung derart axial verschiebbar ist, daß unter Einhaltung der Bedingung: Konturkegelwinkel=Neigungswinkel der Fadenlauf des der Rolle zulaufenden Fadens auch bei Schwenkung der Rolle in unterschiedliche Neigungswinkel im wesentlichen unver ändert bleibt.

3. Falschdrallrolle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle in einem zylindrischen Ende ausläuft.

4. Falschdrallrolle nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle in Umschlingungsrichtung durch einen Motor angetrieben ist.