DE8232421U1 - Vorrichtung zum umspinnen eines spinnfaserstrangs mit spinnfasern - Google Patents

Description

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"Vorrichtung zürn Umspinnen sines" Spinnfaser-Strangs mit Spinnfasern"

Eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff dus ersten Anspruchs ist bekannt durch einen Bericht in der Zeitschrift "Textile World", Okt. 1973. Diese Vorrichtung besteht aus zv/ei aufeinanderfolgenden Düsen, die auf ein laufendes Spinnfaserbündel eine Drallwirkung ausüben. Die beste

Festigkeit des in dieser Vorrichtung erzeugten, mit Spinnfaserenden umwickelten Spinnfaserbündelu wird erhalten, wenn die Drallwirkung der ersten Düse und der zweiten Düse einander entgegengesetzt sind.
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Die erste Düse bewirkt dabei insbesondere e iη Ballonieren des Fadens bzw. Faserbündels in dem Bereich, in welchem der durch die zweite Dralldüse erzeugte Falschdrall zurückläuft*

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das Verfahren der Herstellung eines durch Faserenden umwickelten Spinnfasergarns um so sicherer und mit um so höheren Geschwindigkeiten durchgeführt werden kann, je sicherer gewährleistet ist, daß in der Falschzwirnzone Einzelfasern und insbesondere Faserenden dazu veranlaßt werden können, den durch die Falschzwirnung hervorgerufenen Faserverbund zu verlassen. Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe, auf das Faserbündel in der Falschzwirnzone höhere dynamische Kräfte auszuüben, als durch pneumatische Einrichtungen hervorgerufen werden können. Es wird daher vorgeschlagen, den Faden durch eine mechanische umlaufende oder linear bewegliche Zwangsführung in ballonierende Bewegung zu versetzen. Unter Zwangsführung werden dabei alle Fadenführungselemente f

verstanden, die den Faden quer zu seiner Laufrichtung mit |

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oszillierenden, umlaufenden öder linearen Bewegungen beaufschlagen. Es öei darauf hingewiesen _t daß auch eine lineare Bewegung der Zwangsführung den Faden zwar nicht in eine gleichförmige, gleichwohl jedoch in eine ballonierende Bewegung versetzt, da hierzu die Störfaktoren, die im Fadenlauf stets vorhanden sind, wie z.D. Ungleichmäßigkeiten des Faserbündels, ausreichen.

Als Zwangsführung kommt im einfachsten Falle eine rotierende Scheibe mit unrundem Umfang in Betracht,, die den Faden an ihrem Umfang berührt. Es kann sich dabei z.B. um eine kreisförmige Scheibe handeln, die exzentrisch aufgehängt ist. Da sehr hohe Ballonierfrequenzen erforderlich sind, wird bevorzugt vorgesehen, daß die Scheibe über ihrem Umfang mehrere Unrundheiten aufweist, so daß ein Übersetzungsverhältnis zwischen der Drehzahl der Scheibe und der Ballonierfrequenz (Drehzahl des Ballons) vorliegt, welches niedrige Scheibendrehzahlen bei hoher Ballonierfrequenz erlaubt.

Eine andere Zwangsführung, die zum Ballonieren des Fadens geeignet ist, besteht aus einer Scheibe, die um eine zum Faden vorzugsweise parallele Achse rotiert und die zu ihrer Achse geneigt ist, so daß der Abstand zwischen Achse und Faden nach einem elliptischen Bewegungsgesetz durch die Rotation der Scheibe gesteuert wird.

Bei einer einseitigen Zwangsführung dea Fadens hängt die Balloniergeschwindigkeit nicht nur von der Anregungsfrequenz, die durch die Drehzahl der Scheibe gegeben ist, sondern auch von der Fadenspannung ab. Um diese Abhängigkeit zu vermeiden, werden zwei oder vorzugsweise drei Scheiben verwandt, die auf parallelen JVchson aufgespannt sind und sich überlappen und deren Umfang bei vorgegebener Drehrichtung so gestaltet isu, daß - projeziert auf eine

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zu den Scheiben parallele Ebene - ihre Ümfangälinien für jede Drehstellung eine enge Fadenführung bilden, welche bei fortschreitender Drehung der Scheiben nach einem vorgegebenen Bewegungsgesetz, ζ*B₄ geradlinig/ kreisförmig/ auf einem Polygon mit abgerundeten Ecken umläuft* Der Faden wird im wesentlichen senkrecht zu den Scheiben durch diesen Uberschneidungsbereich, der einun Fadenführungsdurchlaß bildet, geführt. Die Scheiben werdun mit konstantem übersetzungsverhältnis, vorzugsweise mit giüicher Drehzahl und gleichsinnig angetrieben. Es ist bevorzugt, auf dem Umfang mehrere Unrundheiten vorzusehen, wodurch bewirkt wird, daß bei einer Drehung der Scheiben muhrere Ballonzyklen durchlaufen werden. Es ist ferner möglich, durch die Gestaltung der Scheiben besondere Ballonbewegungsgesetze auszuwählen, welche hohe dynamische Krilfte zur Folge haben. Dies ist z.B. bei solchen Bewegungsgebutzen der Fall/ die unstetige Bewegungsgesetze oder Bewuguiiysgut>etze mit zeitweise starken Beschleunigungen und Verzögerungen aufweisen.

Der Vorteil dieser Balloniereinrichtung besteht darin, daß die DRehrichtung des Bal-lons durch Phasenverschiebung der Scheiben vorgegeben werden kann. Es ist dadurch möglich, die Drallwirkung auf den Faden, die einerseits durch Reibung des Fadens an den Umfangsflächen und andererseits durch das Ballonieren des Fadens hervorgerufen werden, entweder gleichsinnig oder gegensinnig zu machen, so daß eine verstärkte Drallung oder eine nur schwache Drallung erfolgt und daß die durch den nachfolgenden Falschdrallgeber hervorgerufene Drallung verstärkt oder vermindert wird.

Der Falschdraller ist vorzugsweise ein Friktionsfalschdraller mit definierter Klemmung des Fadens, der aus zwei

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Oberflächen besteht, welche sich im Kluinmpunkt kreuzen und
derart umlaufend angetrieben sind, daß beide Oberflächen
eine Bewegungskomponente für jeweils gleichsinnigen Drall
und eine Bewegungskomponente für jeweils gleichsinnige
Förderung des Faserstrangs haben. Die Klemmung wird vorzugsweise dadurch bewirkt, daß eine der Oberflächen biegeweich
ist und daß auf ihre Rückseite eine Andrückeinrichtung ,,_

derart einwirkt, daß die Oberfläche im Klemmpunkt gegen f den Faden ausgebeult wird und sich gegen den Faden und s

diese sich gegen die zweite Oberfläche abstützt. Derartige

Friktionsfalschdraller sind in der DE-OS 29 28 522 beschrieben, auf die hiermit Bezug genommen wird. %

Eine andere Ausfuhrungsform eines vorteilhaften Friktions- f falschdrallers weist eine bewegte Oberfläche und eine X

Scheibe auf, die gegenüber ihrer Welle federnd kardanisch

gelagert ist, die vorzugsweise federelastisch ist und

f die derart gelagert ist, daß sie sich federnd an dem Faden _s

bzw. der Gegenfläche mit ihrer Stirnseite abstützt. Eine ϊ derartige Ausführung eines Friktionsfalschdrallers ist in ] der DE-OS 31 23 671 (IP 1194) beschrieben.

Zwischen der Balloniereinrichtung und dem Friktionsfalsch- i draller wird vorzugsweise eine Oral !stoppeinrichtung I,

angeordnet. Es kann sich dabei um zwei angetriebene Rollen | handeln, die den Faden zwischen sich einklemmen und dadurch i verhindern, daß der durch die Falschdralleinrichtung
bewirkte Zwirn in den Bereich der Balloniereinrichtung
zurückläuft.

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Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben.

Es zeigenί \

35

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Fig. 1 das erfindungsgemäße Spinnprinzip (perspektivisch); Fig. 2 dasselbe Spinnprin.zip in Ansicht mit Drallstoppeinrichtung;

Fig. 3, Balloniereinrichtung für rechtsdrehenden und 4 linksdrehenden Ballon.

Fig. 3a, die geometrische Konstruktion des Umfangs der 4a Ballonierscheiben.

In Fig. 1 wird der Faden 1 als Lunte einem Streckwerk zugeführt, von dem nur die Vorderwalzen 3 gezeigt sind. Dem verzogenen Faserbündel wird durch den nach dem Klemmprinzip arbeitenden Friktionsfalschdraller 4 ein Falschdrall - im dargestellten Beispiel ein "'.-Drall - erteilt, und zwar in dem zwischen dem Falschdraller und den

K Vorderwalzen 3 gelegenen Bereich der Fadensäule. Wie sich aus dem Prinzip des Falschdrallen ergibt, verläßt das Faserbündel den Falschdraller im wesentlichen ungezwirnt.

Zwischen den Vorderwalzen 3 und dem Friktionsfalschdraller 4 ist die Balloniereinrichtung 2 angeordnet, die den Faden in eine ballonierende Bewegung versetzt. Wie sich aus den Fig. 3 und 4 ergibt, besteht die Ballonierotnrichtung aus den drei Scheiben 5, 6, 7, von denen Scheibe 7 in Fig. 1 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt ist. Die Scheiben 5,6, 7 rotieren um die Achsen 8, 9, 10 im gleichen Drehsinn. Dargestellt ist in den Fig. 3 und 4 ein Drehsinn im Rechtssinne. Die nachfolgenden Erklärungen sind jedoch analog anwendbar, wenn die Scheiben im Linkssinne angetrieben werden. Die Scheiben 5, 6, 7 überlappen sich derart, daß in der Projektion auf eine zu den Scheiben parallele Ebene zwischen ihnen ein mehr oder weniger enger Spalt entsteht, durch den der Faden 1 geführt wirdi Die Scheiben sind nun an ihrem Umfang unrund ausgebildet, so daß sie dem Faden quer zu seiner Laufrichtung abwechselnd einen Bewegungsimpuls

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erteilen. Durch entsprechende Ausbildung des ümfangs der Scheiben kann man erreichen, daß eine bestimmte Bewegungs-

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t .

bahn für den Faden vorgegeben wird. Dargestellt ist in den Ausführungsbeispielen nach Fig. 3 und 4, daß der Faden von den Scheiben quer zu seiner Laufrichtung auf einer Kreisbahn geführt wird. Es sei besonders hervorgehoben, daß es erfindungsgemäß bereits genügt, wenn die Scheiben abwechselnd einen Impuls erteilen, ohne daß die beiden anderen gleichzeitig die Zwangsführung des Fadens darstellen. Schon der von den Scheiben abwechselnd und aus verschiedenen, umlaufenden Richtungen erteilte Bewegungsimpuls bewirkt eine schnelle Vibration des Fadens, welche zu einem Ballonxeren führt. Bevorzugt ist der Umfang der Scheiben jedoch so ausgebildet und sind die Scheiben relativ zueinander so phasenverschoben, daß die Scheiben miteinander eine relativ enge Zwangs f uhr ling des Fadens bilden.

Im folgenden wird die Konstruktion des Scheibenumfangs der Scheiben nach Fig. 3, Fig. 3a beschrieben.

Dabei wird vorgegeben, daß der Faden 1 sich auf der Ballonkreisbahn im Rechtssinne drehen soll. Die Konstruktion ist in Fig. 3a im einzelnen beschrieben. Wenn der Punkt A als der momentane Aufenthalt des Fadens auf der Ballonkreisbahn durch entsprechende Dimensionierung der Radien der Scheiben 5, 6, 7 vorgegeben ist, so findet man die Punkte B5, B6, B7 des ümfangs der Scheiben 5, 5, 7, durch welche der Ballonpunkt B festgelegt, wird, wie folgt: Die Entfernung des Ballonpunktes B vom Ballonpunkt A betrage 60° in der vorgegebenen Drehrichtung des Ballons, hier also im Rechtssinne. Wegen des vorgegebenen Übersetzungsverhältnisses zwischen Ballon und Scheiben von 6:1 führen die Scheiben während einer Ballondrehung von 60 eine Drehung von 10° aus. Es wird daher der Ümfangspunkt B5 der Scheibe 5 dadurch festgelegt, daß man um den Mittelpunkt 8 der

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Scheibe 5 einen Kreisbogen von 10° beginnend mit Punkt B gegen die vorgegebene Drehrichtung der Scheibe 5 schlägt.

Der entsprechende ümfangspunkt B6 der Scheibe 6 wird dadurch gefunden, daß um den Mittelpunkt 9 der Scheibe o, ausgehend vom Punkt B ein Kreisbogen von 10° gegen die vorgegebene Drehrichtung der Scheibe 6 geschlagen wird.

An dessen Endpunkt liegt der ümfangspunkt B6 der Scheibe I, Ebenso wird ein Kreisbogen von 10° vom Punkt B aus mit

f dem Mittelpunkt 10 der Scheibe 7 geschlagen, um den Umfangs-

I- 10 punkt B7 der Scheibe 7 zu finden. Es sei besonders bemerkt, ' daß die jeweiligen Kreisbögen von 10 jeweils gegen die

Drehrichtung der Scheiben vom Punkt B aus abgetragen werden müssen.

Indem man nun einen weiteren Punkt C vorgibt, der auf der

Ballonbahn 17 in der vorgegebenen Drehrichtung des Ballons ι wiederum um 60 entfernt ist, können die weiteren Umfangs-

\ punkte der Scheiben 5, 6, 7 bestimmt werden. Um eine

ί möglichst genaue Festlegung der Ballonbahn zu erzielen,

können bei der Konstruktion auch kleinere Winkel der Ballondrehung vorgegeben werden, wobei dann die entsprechenden ι Winkel der Scheibendrehung im Übersetzungsverhältnis zu

\ verkleinern sind. Es sei bemerkt, daß das Ubersetzungs-

Verhältnis im weiten Bereich vorgegeben werden kann. Ebenso läßt sich die Ballongröße in weiten Bereichen vorgeben.

Begrenzungen sind insbesondere durch fertigungstechnische Schwierigkeiten für die Scheiben gegeben.

Es sei nun bemerkt, daß die nach der Konstruktion der Fig, 3a konstruierten Scheiben nach Fig. 3 auch einen linksdrehenden Ballon erzielen können, ohne daß die Drehrichtung der Scheiben geändert v/ird. Es muß hierzu ludiglich eine Phasenverschiebung der Scheiben stattfinden, was sich daraus ergibt/ daß man die Konstruktion nach Fig. 3ä für einen linksdrehenden Ballon durchführt. Es ergibt sich

»4 1 . '

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aus der Konstruktion ferner, daß sämtliche Scheiben kon- I₄

gifuent sind. Die Drehung und Drehrichtüng des Ballons kommt |

durch die Phasenverschiebung der Scheiben zustande. |

Die Ballönierscheiben nach Fig. 4 sind nach einer Kon-' j

struktion nach Fig. 4a zustandegekommen. Anhand der Fig. 4 !

ist eine Konstruktion und Phasenverschiebung der Scheiben |

gezeigt, durch welche bei rechtsdrehenden Scheiben ein |

linksdrehender Ballon erzeugt wird. Qie Konntruktion |

nach Fig. 4a wird insbesondere dann und deswegen angewandt, ^?

wenn die Ballonbahn 17 klein ist im Verhältnis zum Radius, '

was in der Praxis durchaus der Fall ist. Ein typischer f

Durchmesser der Scheiben beträgt z.B. 50 mm, während der ä

Ballondurchmesser 2 nun beträgt. \

Durch den Ballonpunkt A sind die Scheibunpuiikte A5, A6, A7 |

festgelegt. Durch Linksdrehung um 60° im Sinne der Ballon- f

drehung wird der Ballonpunkt B festgelegt. Die Umfangspunkte |

B5, B6, B7 werden sodann (wegen des vernachlässigbar .

geringen Abstandes zwischen den Punkten A und B) dadurch t

gefunden, daß vom Punkt A aus gegen die Drehrichtung der %

jeweiligen Scheibe 5, 6, 7 ein Kreisbogen von 10 um den I

jeweiligen Scheibenmittelpunkt 8, 9, 10 geschlagen wird. j

An dessen Endpunkt liegen die Umfangspunkte B5, B6, B7. Die j

weiteren umfangspunkte C werden dadurch gefunden, daß vom |

Punkt B aus entsprechende Kreisbögen um die Mittelpunkte |

8, 9, 10 de-r Scheiben 5, 6, 7 geschlagen werden. |

Es sei erwähnt, daß jede beliebige Ballonbahn 17, also
z.B. auch polygonale Bahnen herstellbar sind, was wegen der
dann auftretenden zusätzlichen dynamischen Kräfte von
Vorteil ist.

Nach dieser Erfindung sind drei falschdrallgebende Elemente

vorhanden. Der hauptsächliche Falschdrall wird durch den | 35

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F.iiktiorisfalschdrallgeber 4 erzeugt. Ein weiterer Falschdrall wird dadurch erzeugt, daß der Faden in eine ballonierende Bewegung versetzt wird* Schließlich wird eine Falschdrallwirkung dadurch erzeugt, daß der Faden in Umfangskontakt an den rotierenden Scheiben 5, 6, 7 anliegt. Sämtliche Drallrichtungen können gleichgerichtet sein. Bevorzugt ist jedoch, daß die Drallwirkung durch den Ballon und durch den Umfangskontakt mit den Scheiben 5, 6, 7 gleichgerichtet, aber gegen die Drallrichtung des Friktionsfalsch·*

1Ö drallers 4 gerichtet sind. Dadurch wird bewirkt, daß der Zwirn im Bereich des Ballons zumindest teilweise aufgelöst wird. Die im Baxlon erzielten dynamischen Kräfte, insbesondere Zentrifugalkräfte sind dadurch um so eher in der Lage, Teilbereiche einzelner Spinnfasern zum Verlassen des Fadens zu veranlassen. Diese aus dem Fadenverbund teilweise herausstellenden Einzelfasern 16 werden sodann hinter dem Friktionsfalschdraller 4 veranlaßt* sich um das nunmehr wieder prallele Fadenbündel als Umwindefasern zu wickeln, da sie den vor dem Friktionsfalschdraller bestehenden Zwirn nicht oder nur teilweise erhalten haben.

In Fig. 2 ist eine Fig. 1 entsprechende Vorrichtung gezeigt. Die Besonderheit besteht in der Drallstoppeinrichtung 18, die aus zwei Walzen besteht, welche durch eine Feder 19 gegeneinander gedrückt werden und dadurch die Fortpflanzung des Zwirns bis zu der Balloniereinrichtung verhindern oder zumindest behindern. Auch hierdurch soll die Wirkung des Ballons, d.h. das Abspreizen von Teilbereichen einzelner Spinnfasern aus dem verzogenen Faden gefördert werden.

Der Friktionsfalschdraller nach dieser Erfindung besteht aus den beiden Scheiben 12 und 13, die gegensinnig rotieren und deren Flächen sich gegenüberstehen und den Faden 35

4 *

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bereichsweise einklemmen. Die Scheibe 13 ist flexibel und wird durch die federnde Andrückeinrichtung 14 gegen den Fäden gedrückt. Einzelheiten hierzu sind in den DE-OS 29 28 522 und 31 23 670 sowie 30 23 887 beschrieben. 5

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BEZUGSZEICHENAÜFSTELLUNG

Faserstrarig, Faden, Faserbündel, Spinrifäserstrang Balloniereinrichtung Förderwalzen des Streckwerks Friktionsfalschdraller, Falschdialler

Ballonierscheiben, Scheiben

Achsen

Drehrichtung des Ballons

Friktionsscheiben

Andrückeinrichtung Kernfasern Umwindefas.ern, Einzelfasern Ballonbewegung Drallstopeinrichtung Feder

Claims (11)

1. • ·:"":· ! '"''¹J*,."* Anlage-Nr,:

   barmag Barmer Maschinenfabrik Ak"trie"ngesellschaft

   ^ z. Schreiben v. 7.12.83

   Sitz Remscheid Bundesrepublik Deutschland

   0-1308 - 1 -

   Ansprüche

   . Vorrichtung

   zum Umspinnen eines SpinnfaserStrangs mit Spinnfasern, bestehend aus
   einer Balloneinrichtung und einem Drallgeber dadurch gekennzeichnet, 10 daß die Balloneinrichtung (2) eine quer zum Fadenlauf umlaufend oder linear bewegliche Zwangsführung für den Faden ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Balloniereinrichtung (2) aus zumindest einer rotierenden Scheibe (5, 6, 7) mit unrundem Umfang besteht, die den Faden am ihrem Umfang berührt.

   20
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (5. 6, 7) an ihrem Umfang derart gestaltet ist, daß der Faden bei einer Umdrehung der Scheibe den Ballonzyklus mehrfach durchläuft.

   I .··..;;. Ί -"ι ·!';"·! az.: 08232^21.2

   j ' '⁵J¹'./' .\.·'"'""·'' Anlage-Nr.:

   I ' z. Schreiben v. 07.12.83

   I 0-1308 - 2 -

   ?
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

   dadurch gekennzeichnet,

   , daß die Scheibe zu ihrer Rotationsachse geneigt

   ■ jedoch zentrisch gelagert ist.

   ! 5
5. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

   _ti daß die Balloniereinrichtung (2) aus zwei sich

   überlappenden Scheiben (z.B. 5, 6) besteht, <?.isren

   10 Achsen (8, 9) i^ wesentlichen parallel zum Faden-

   i lauf ausgerichtet sind

   1 und die mit ihrem unrunden Umfang - in der

   I Projektion auf eine zu den Scheiben parallele Ebene -

   I eine Kimme bilden, in der der Faden zwangsgeführt

   \ 15 wird, und die vorzugsweise gleichsinnig rotieren.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet,

   durch eine dritte Scheibe (7), deren Achse (10) 20 paz-allel zu den Achsen (8, 9) der beiden anderen Scheiben (5, 6) ausgerichtet ist, wobei die Achsen im wesentlichen auf den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks liegen und wobei die dritte Scheibe die beiden anderen Scheiben 25 derart mit ihrem unrunden Umfang überlappt, daß

   der Umfang mit der Kimme der beiden anderen Scheiben

   eine Zwangsführung für den Faden bildet,

   und wobei die Scheiben vorzugsweise gleichsinnig

   rotieren.

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   t · 4 ■*

   AZ.ί G 82 32 421.2 J* 9 Anlage-Nr» ί 3

   ζ. Schreiben V. 7.12.83 O-I3O8 - 3 "
7. 7* Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ,gekennzeichnet ,.,

   daß der Umfang der Scheiben (5, 5, 7) derart gestaltet i daß der Faden in seiner Normalebene auf einem Kreis geführt wird.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Umfang der Scheiben derart gestaltet ist, daß der Faden in seiner Normalebene auf einer in sich geschlossenen, jedoch unrunden Bahn geführt wird.
9. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Umfang der Scheiben derart gestaltet ist, daß der Faden in seiner Normalebene auf einer in sich nicht geschlossenen, geraden oder krummen Bahn geführt wird.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9 dadurch gekennzeichnet,

    daß die Scheiben kongruent und in Umfangsrichtung der Gradlinien ineinander versetzt sind, da - projiziert auf eine zu den Scheiben parallele Ebene - ihre Umfangslinien eine enge Fadenführung bilden.
    25
11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet,

    daß die Scheiben an ihrem Umfang derart gestaltet sind, daß der Faden während einer Umdrehung mehrfach den Ballon durchläuft.