DE7523308U

DE7523308U - Friktions-falschdrallvorrichtung

Info

Publication number: DE7523308U
Application number: DE7523308U
Authority: DE
Original assignee: Ernest Scragg & Sons Ltd Macclesfield Cheshire (grossbritannien)
Current assignee: Ernest Scragg & Sons Ltd Macclesfield Cheshire (grossbritannien)
Priority date: 1975-07-22
Filing date: 1975-07-22
Publication date: 1976-01-02

Description

Andrejewski, Honlce, Gesthuyseri & Masch Patentanwälte Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski Diplom-Ingenieur Dr.-Ing. Manfred Honlce Diplom-Ingenieur Hans Dieter Gesthuysen Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Anwalteakte: 46 43J/E. th 43 Esten l,Theaterplatx3, Portf.789

21. Juli 1975

Gebrauchsmusteranmeldung
ERNEST SCRAGG & SONS LIMITED
P.O.Box 16, Sunderland St.,
Macclesfield, Cheshire, England

Friktions-Falschdrallvorrichtung.

Die Neuerung betrifft eine Friktions-Falschdrallvorrichtung, bestehend aus mehreren einander überlappend auf parallelen, gleichweit voneinander angeordneten Wellen sitzenden Friktionsscheiben oder ähnlichen UmdrehungskSrpern mit kreisrunden Kanten, welche derart um einen Fadenlauf herum angeordnet sind, da8 der durchlaufende Faden nacheinander über die Kanten der Friktionsscheiben hinwegläuft und durch den Reibkontakt mit den gleichsinnig sich drehenden Friktionsscheiben einen Falschdrall erhält.

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Andrejewski, Honke, Gesthuysen & Masch, Patentanwälte in Essen

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Es wurde festgestellt, daß durch entsprechende Anordnung der Scheiben zueinander der Faden dazu gebraoht werden kann, über jede Soheibenkante in einem derartigen Winkel zur Drehebene der Scheibe hinwegzulaufen, daß er mit im wesentlichen reiner Rollbewegung auf der Scheibenkante in Drehung versetzt wird, d.h. im wesentlichen ohne Schlupf. Auf diese Weise erhält der Faden einen Drall, der unabhängig ist von den Schwankungen der Friktionswirkung, welche gewöhnlich beim Friktionsdrallen vorhanden sind und durch welche bisher zwischen dem Faden und der Reibfläche stets ein merkbarer Schlupf entstand. Infolgedessen ergibt eine sehr genaue zwangsweise Steuerung des Drallvorganges beim Falsohdrallkräuseln von Fäden beispielsweise aus synthetischem polymeren* Material einen überraschend gleichmäßigen Texturiereffekt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung besitzt dieselbe drei parallele, gleichwinklig zueinander angeordnete Wellen mit jeweils einer Gruppe von drei oder mehr Friktionsscheiben aus Gummi, Polyurethan oder keramischem Material oder mit einem entsprechenden Kantenbelag, welche alle den gleichen Durchmesser besitzen und alle den gleichen AXialabstand aufweisen und derart angeordnet sind, daß sie axial gesehen einander merkbar überlappen. Dabei sind die Axialabstände der Scheiben und ihre Überlappung derart gewählt, daß ein durch die Mitte der Vorrichtung laufender Faden eine im Zickzack spiralförmig verlaufende Bahn durchläuft und an der Friktionsfläche einer jeden Scheibenkante in einem Winkel zur Laufrichtung der Oberfläche anliegt, der dem gewünschten Drall-

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Winkel gleich oder im wesentlichen gleich ist, wodurch eine reine Rollbewegung erzielt wird. Dabei werden alle Scheiben in gleicher Richtung in Drehung versetzt und, wenn man die drei Wellen in Draufsicht auf die Vorrichtung im oder entgegen dem Uhrzeigersinn mit 1, 2 und 3 bezeichnet, so liegen die Scheiben auf der Welle 2, zwischen denen auf den Wellen 1 und J>.

Derartige VorrichtungenjWurden bereits in früheren Patentanmeldungen der Anmelderin behandelt] welche sich mit den Kanten der Friktionsscheiben beschäftigen, und wobei diese Kanten einen abgerundeten Querschnitt aufwiesen, wobei dieser Querschnitt auch asymmetrische Form haben konnte und beispielsweise einen Viertelkreis beschreiben konnte.

Bei einer derartigen Profilierung der Scheibenkanten hat sich jedoch herausgestellt, Aß verschiedene Teile des Kantenprofils in verschiedenen rechtwinklig zur Scheibenachse verlaufenden Ebenen sich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fortbewegen. Dabei lassen sich wohl gewisse Fäden wie beispielsweise Nylonfäden sehr erfolgreich behandeln und ergeben nur eine geringe wahrnehmbare Abnutzung der Scheibenkanten, so daß auch kaum das unerwünschte Scheuern des Fadens infolge dieser unterschiedlichen Geschwindigkeiten an unterschiedlichen Teilen der Kanten auftrat. Doch mußte festgestellt werden, daß dies für andere Fäden und insbesondere für Polyesterfäden nicht zutraf. Während bei Polyesterfäden zwar die Behandlung durchaus erfolgreich war, trat bei aus Polyurethan bestehenden Kantenprofilen eine sehr schnelle und ausgeprägte Abnutzung auf, während Keramikkanten

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zwar eine entsprechende Verschleißfestigkeit besaßen, jedoch ein durchaus unerwünschtes Abscheuern des Fadens ergaben.

Die Neuerung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Falschdrallvorrichtung der vorgenannten Art in der Weise auszubilden, daß diese Nachteile weitgehend behoben werden können, und zwar insbesondere duich eine entsprechende Veränderung des Querschnittsprofils der Scheibenkanten.

Gekennzeichnet ist eine neuerungsgemäße Friktions-Falschdrallvorrichtung im wesentlichen dadurch, daß die Friktionsscheiben ein zu einer rechtwinklig zur Drehachse verlaufenden Mittelebene einer jeden Scheibe symmetrisches Kantenprofil besitzen, dessen Mittelbereich geringer gekrümmt ist als die beiderseits an ihn i anschließenden Endbereiche, wodurch eine im wesentlichen halbelliptische Profilform erzielbar ist.

Die Kantenprofile der Friktionsscheiben können aus Polyuretnan oder aus keramischem Material bestehen. Im letztgenannten Fall können die Scheiben auch im Ganzen aus keramischen Material hergestellt werden können. Andererseits können auch Metallscheiben verwendet werden, wie beispielsweise Aluminiumscheiben, j deren Kanten mit keramischem Material beschichtet ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Neuerung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung im einzelnen erläutert; es zeigen:

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Figur i eine Seitenansicht einer Friktions-Falschdrallvorrichtung in schematischer Darstellung;

Figur 2 eine Draufsicht auf Figur 1; und

Figur 3 das neuerungsgemäße Kantenprofil in vergrößerter Darstellung.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Friktions-Falschdrallvorrichtung besitzt drei Wellen 1, 2 und 3, welche gleich weit voneinander entfernt angeordnet sind, sodaß sie praktisch in den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks stehen. Jede Welle trägt einen Satz von vier Friktionsscheiben, und zwar die Welle 1 Friktionsscheiben 4, die Welle 2 Friktionsscheiben 5 und die Welle j5 Friktionsscheiben 6. Alle Friktionsscheiben haben den gleichen Durchmesser und überlappen einander und haben außerdem auf ihren Wellen die gleichen Axialabstände, und zwar in einer derartigen Anordnung, daß im Überlappungsbereich die Zwischenabstände zwischen allen Scheiben gleich sind.

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Die Überlappung ist recht bedeutend, wie insbesondere Figur 2 zeigt, aus welcher ebenfalls ersichtlich ist, daß die Wellen 1, 2 und 3 axial gesehen entgegen dem Uhrzeigersinn einander folgen und daß die Scheiben 5 auf der Welle 2 zwischen den Scheiben 4-der Welle 1 und den Scheiben 6 der Welle 3 liegen, und daß alle Scheiben entgegen dem Uhrzeigersinn verdreht werden. Der Axialabstand und das Ausmaß der Überlappung der Scheiben wird derart gewählt, daß ein nicht dargestellter Faden, welcher durch die

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Mitte der Vorrichtung von oben nach unten verläuft, einer im Zickzack spiralförmig verlaufenden Bahn von der einen Scheibenkante zur nächsten Scheibenkante folgt und dabei in einem Winkel über jede Scheibenkante hinwegläuft, welcher gleich oder nahezu gleich dem gewünschten Drallwinkel ist, wobei der Faden praktisch ohne Schlupf mit einer virtuell reinen Rollbewegung über die Scheibenkanten hinwegläuft.

Bei einem Ausführungsbeispiel einer neuerungsgemäßen Vorrichtung sind alle Scheiben annähernd 4 mm dick und haben einen Durchmesser von etwa 45 mm. Ihr Abstand voneinander auf den jeweiligen Wellen beträgt 13*5 mm, sodaß sich ein Abstand der Scheiben im Überlappungsbereich von etwa 0,5 mm ergibt. Der Abstand der Wellen beträgt entsprechend dem Denier des Fadens und dem gewünschten Drall 3^,5 bis J6 mm.

Wenn, wie bereits erwähnt, die Querschnittsform einer jeden Scheibenkante gekrümmt ausgebildet wird, berührt der in einem Winkel zu seiner Laufrichtung über die Scheibenkante hinweglaufende Faden nacheinander Kantenteile, welche unterschiedliche Laufgeschwindigkeiten haben, und zwar infolge des Unterschiedes der Krümmungsradien dieser aufeinander folgenden Scheibenteile, wobei natürlicherweise bei halbrunden und asymmetrischen viertelkreisförmigen Kantenprofilen diese Radiülunterschiede relativ groß sind.

Figur J5 zeigt nun ein neuerungsgemäßes Kantenprofil 8 der Kante ] 7 einer Friktionsscheibe, wobei diese Friktionsscheibe aus Metalli

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mit einem entsprechenden Reifen aus Hartgummi oder Polyurethan belegten Reifen bestehen kann oder insgesamt aus Hartgummi oder Polyurethan gefertigt werden kann. Die Kante 7 kann auch Teil einer Keramikscheibe sein oder den keramischen Kantenbelag einer Aluminiumscheibe bilden.

Das Querschnittsprofil 8 der Kante ist im wesentlichen halbelliptisch und gegenüber einer Mittelebene S, die rechtwinklig zur Drehachse der Scheibe verläuft, symmetrisch.

In Figur 3 ist dieses Profil geometrisch nicht genau halbellipti£.Dh, sondern besitzt in vergrößertem Maßstabe einen gekrümmten Mistelbereich 10 mit einem Krümmungsradius von 3 mm, welcher an beiden Lnden derart zu den Seitenflächen der Scheibe abgerundet ist, daß gekrümmte Endbereiche 11 mit einem Krümmungs-j radius von 1,5 mm entstehen, wobei die Scheibendicke 3*95 bis j 4,0 mm beträgt, sodaß der Mittelbereich 10 eine schwächere Krüm- ' mung hat als die beiden Endbereiche 11 beiderseits dieses Mittel-] bereiches. Die gewünschte Wirkung läßt sich jedoch auch dann ! erzielen, wenn das Kantenprofil geometrisch genau halbelliptisch ist.

Der Vorteil der neuerungsgemäßen Ausbildung läßt sich bei einer Betrachtung der Figur 3 ohne weiteres erkennen. In Figur 3 läuft ι ein Faden 12 über die Scheibe bezw. deren Laufkante 7 aus Gründen der Einfachheit in einem Winkel von 90° zur Scheibenebene hinweg,; doch bildet er naturgemäß in der Praxis einen anderen Winkel mit i dieser Scheibenebene. Wenn man davon ausgeht, daß der Faden 12

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in Figur 3 von oben nach unten verläuft, so berührt er das Kantenprofil 8 am oder nahe dem Beginn des relativ flach gekrümmten Mittelbereiches 10 an der durch den Pfeil A .ingedeuteten Stelle. Der Faden läuft an der Scheibe in Berührung mit diesem Mittelbereich entlang und verläßt das KantenprofiJ am oder nahe dem Ende dieses Mittelbereiches IQ an der durch den Pfei¹ B angedeuteten Stelle.

Da dieser Mittelbereich relativ schwach gekrümmt ist und außerdem zur Mittelebene 9 symmetrisch verläuft, trifft der Faden fortlaufend auf Teile dieses Mittelbereiches, welche nur geringe \ Unterschiede in ihrer Oberflächengeschwindigkeit infolge unter- ^; schiedlicher Krümmungsradien haben, da diese Radialunterschiede in Beziehung zum Maximalradius in der Mittelebene 9 sehr klein sind. Auf jeden Fall werden bei einem derartigen Kantenprofil derart geringe Oberflächengeschvrindigkeitsunterschiede, so weit i sie überhaupt vorhanden sind, ausgeglichen, da der Fäden auf I seinem Lauf vom Punkt A zum Punkt B auf zwei Kantenprofilgeschwin-r digkeiten trifft, welche gegenüber der Oberflachongeschwindigkeit an der Stelle der Ebene 9 genau um den gleichen sehr geringen j Betrag niedriger liegen.

Als besonder*» vorteilhaft hat sich die vorgenannte neuerungs- ' gemäße Ausbildung eines Kantenprofils bei keramikbeschichteten Scheiben oder bei im Ganzen aus keramischem Material hergestellt ; ' ^: ' ten Friktionsscheiben in Verbindung mit Polyesterfäden gezeigt, '■ da hierdurch der bisher beobachtete Scheuereffekt an derartigen Fäden weitgehend vermieden werden konnte.

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Claims

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Schutzansprüche

1«, Friktions-Falschdrallvorrichtung, bestehend aus mehreren einander überlappend auf parallelen, gleich weit voneinander angeordneten Wellen sitzenden Friktionsscheiben, welche derart um einen Fadenlauf herum angeordnet sind, daß der durchlauiende Faden nacheinander über die Kanten der Friktionsscheiben hinwegläuft und durch den Reibkontakt mit den gleichsinnig sich drehenden Friktionsscheiben einen Falschdrall erhält, dadurch gekennzeichnet, daß die Friktionsscheiben (4, 5* 6) e:*n zu einer rechtwinklig zur Drehachse verlaufenden Mittelebene (9) einer Rieden Soheibe symmetrisches Kantenprofil (8) besitzen, dessen Mittelbereich (10) geringer gekrümmt ist als die beiden oberhalb bezw. unterhalb des Mittelbereiches verlaufenden Endbereiche (11), wodurch eine im wesentlichen halb-

elliptische Profilform erzielbar ist. j
2. Friktions-Falschdrallvorrichtung, bestehend aus drei parallelen gleichwinklig zueinander angeordneten Wellen mit jeweils wenigstens drei gleich großen und in gleichen Axialabständen von-; einander angeordneten Friktionsscheiben, welche einander derart | überlappen, daß ein durch die Mitte der Vorrichtung laufender ' Faden im Kontakt mit den Friktionsscheiben eine im Zickzack ^! spiralförmig verlaufende Bahn durchläuft, dadurch gekennzeichnet,; daß die Friktionsscheiben (4, 5, 6) ein zu einer rechtwinklig zur Drehachse verlaufenden Mittelebene (9) einer jeden Scheibe symmetrischen Kantenprofil (8) besitzen, dessen Mittelbereich

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(10) geringer gekrümmt ist als die beiden oberhalb bezw. unterhalb des Mittelbereiches verlaufenden Endbere ehe (11), wodurch eine im wesentlichen halbelliptische Profilform erzielbar ist.
3· Friktionsscheibe für eine Falschdrallvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein zu einer rechtwinklig zur Drehachse verlaufenden Mittelebene (9) symmetrisches Kantenprofil (8) mit im wesentlichen halbelliptischem Querschnitt besitzt, dessen Mittelbereich (10) flacher gekrümmt ist als ö\e beiderseits an ihn anschließenden Endbereiche (11).
4. Friktionsscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Scheibendicke von 3,95 bis 4,0 mm der Mittelbereich (10) des Kantenprofils (8) einen Krümmungsradius von 3 mm und die beiden Endbereiche (1.1) einen Krümmungsradius von 1,5 nun haben.