EP1664406B1 - Falschdrallvorrichtung - Google Patents
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- EP1664406B1 EP1664406B1 EP04765343A EP04765343A EP1664406B1 EP 1664406 B1 EP1664406 B1 EP 1664406B1 EP 04765343 A EP04765343 A EP 04765343A EP 04765343 A EP04765343 A EP 04765343A EP 1664406 B1 EP1664406 B1 EP 1664406B1
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- D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
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- D02G1/02—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics by twisting, fixing the twist and backtwisting, i.e. by imparting false twist
- D02G1/04—Devices for imparting false twist
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- D02G1/082—Rollers or other friction causing elements with the periphery of at least one disc
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- D02G1/06—Spindles
Definitions
- the invention relates to a false twist device for false twisting a synthetic thread according to the preamble of claim 1.
- the friction discs are arranged on three shafts, which are rotatably supported on a bearing block.
- the shafts are arranged at a distance from each other to a triangle in such a way that the friction discs in the center of the triangle overlap.
- the shafts are driven by a drive such that the friction discs rotate at a substantially constant peripheral speed.
- the thread is guided in the center on the peripheral surfaces of the friction discs, so that forms a convoluted threadline.
- the thread is guided in an oblique barrel over the peripheral surfaces of the friction discs.
- the friction mechanisms acting between the thread and the circumferential surface of the friction discs cause a pulling force to convey the thread and a transverse force to twist the thread to be produced on the thread.
- the ratio between the tensile force to convey the thread and the lateral force to twist the thread depends essentially on the geometry of the disc and the degree of overlap of the discs. In general, it is true that with increasing conveying effect can be textured thread-saving. A larger promotional effect can be However, often only at the expense of a reduced twisting reach. Therefore, there is a desire that the conveying action and twisting action generated by the false twisting unit are in a favorable relationship with each other.
- Another object of the invention is to provide a disc geometry of the friction discs for a generic false twist device, with which regardless of the thread type, an optimum between the promotion of the thread and the twisting of the thread is achieved.
- the invention proceeds to a new approach, which is based on the fact that the friction discs have the largest possible disc diameter. Considered by itself, with enlargement of the disk diameter of the friction disks, a reduction in the peripheral speed of the friction disks and thus a reduction in the twisting action would be achieved. On the other hand, however, the thread overflow on the circumferential surface of the friction disk is changed to such an extent as the disk diameter increases to increase the proportion of the conveying action. Surprisingly, it was found that despite increased disc diameter while maintaining a certain disc width and maintaining a minimum overlap of the functional discs, the loss of twisting is compensated, so that despite high production speeds sets a thread-preserving maximum twist setting on the thread.
- the overlap of the friction discs is determined by a ratio formed between the disc diameter and the axial distance of the shafts, which is above the value of 1.45.
- the friction discs have a disc width in the range of 9.5 mm to 11.5 mm
- the ratio formed from the disc diameter and the center distance is limited at the top by the fixed axis distance of the shafts.
- friction discs with a disc width in the range of below 9.5 mm led to an undesired twist decrease.
- friction discs having a disc width of more than 11.5 mm more than sufficient swirl can be generated, but with the disadvantage of a too low conveying effect.
- the friction disks according to the invention wherein the friction disks have a geometry with a wheel diameter in the range from 54 mm to 62 mm, a wheel width in the range from 9.5 mm to 11.5 mm and a profile radius on the peripheral surface of the friction disk forming a ratio in the range of 1.6 to 2.0 with the disk width.
- the friction disks with disc diameters of the same size in which the disc diameter was in the range of 54 mm to 56.5 mm, proved particularly suitable.
- the preferred range of friction discs in the diameter of 56 mm to 62 mm was the preferred range of friction discs in the diameter of 56 mm to 62 mm.
- the profile radius is preferably formed symmetrically on the peripheral surface of the friction discs, so that the inlet and the outlet of the thread is kept equal to the peripheral surface of the friction discs.
- the friction discs may in this case be formed from a ceramic, an elastomer or a plastic. Regardless of the choice of material result in particular for all soft materials advantageous extension of the operating time.
- Fig. 1 shows the false twist device in a perspective view
- Fig. 2 the false twist device is shown in a plan view.
- the following description applies to both figures, insofar as no explicit reference is made to one of the figures.
- the false twist device has a bearing block 1. On the bearing block 1 several waves 2.1, 2.2 and 2.3 are supported rotatably projecting. The shafts 2.1, 2.2 and 2.3 are coupled with their bearing end with a drive, not shown here. Such a drive is for example from the EP 0 744 480 A1 known. In that regard, reference is expressly made to the contents of the cited reference at this point.
- the waves 2.1, 2.2 and 2.3 are arranged in a triangle.
- a plurality of friction discs 4.1 to 4.7 are arranged offset from one another.
- the shaft 2.1 in the thread running direction at a distance from each other an inlet disc 3 and two friction discs 4.3 and 4.6.
- the second shaft 2.2 has a first friction disk 4.1 disposed immediately below the intake disk 3 and the further friction disks 4.4 and 4.7 at a distance.
- the third shaft 2.3 has, in the direction of yarn travel, a first friction disk 4.2, which is arranged between the friction disks 4.1 and 4.3.
- a further friction disk 4.5 At a distance from the friction disk 4.2 is followed by a further friction disk 4.5, which is arranged between the friction disks 4.4 and 4.6.
- At the end of the shaft 2.3 carries an outlet disc. 5
- the shafts 2.1, 2.2 and 2.3 are each arranged with a same center distance A to each other to the triangle.
- the friction disks (not shown in FIG. 2, the intake disk 3) have such a large disk diameter D that the friction disks 4.1 to 4.7 overlap in the center of the triangle formed by the shafts 2.1 to 2.3.
- the overlap of the friction disks 4.1 to 4.7 is defined here by the ratio between disk diameter D to center distance A as follows: D / A > 1 . 45
- the discs 3, 4.1 to 4.7 and 5 are rotatably connected to the shafts 2.1, 2.2 and 2.3, so that drive the shafts 2.1, 2.2 and 2.3, the inlet disc 3, the friction discs 4.1 to 4.7 and the outlet disc 5 rotate in the same direction.
- an inlet yarn guide 7 and on the outlet side a discharge yarn guide 8 is provided to a yarn 7 in the overlapping region substantially in the region of the center of the equilateral Triangle to lead.
- the thread 6 is guided in a helical helical thread run along the peripheral surfaces of the inlet disk 3, the friction disks 4.1 to 4.7 and the outlet disk 5.
- a false twist builds up on the thread 6, which replicates itself against the thread running direction in the thread 6.
- On the outlet side of the false twist is resolved and the thread leaves ungrodded via the outlet yarn guide 8 the unit.
- the inlet disc 3 has a polished peripheral surface, so that the thread can slide over the peripheral surface without significant effect. In relation to the friction disks 4.1 to 4.7, the inlet disk 3 may have a small disk diameter. Thus, the inlet pulley 3 assumes only a thread guide.
- the disk stack of the overlapping disks is limited on the outlet side by the outlet disk 5.
- the outlet disc 5 is preferably designed with a relatively sharp-edged limited peripheral surface, so that after overrunning the thread receives a certain spreading. This can advantageously a residual twist on the thread can be reduced.
- a friction disc is shown, as used in the embodiment of FIG. 1.
- the friction disk is shown in Fig. 3 in a cross-sectional view and in Fig. 4 in a side view with overflowing thread.
- the disk geometry can be taken from the representation shown in Fig. 3 here.
- the friction disc has a pulley diameter D.
- the pulley diameter D is to be selected as a function of the axial distance between the shafts of the embodiment shown in FIG.
- the disk diameter D of the friction disk is in the range of 54 mm to 62 mm.
- the friction disk has a disk width B in the range of 9.5 to 11.5 mm.
- the disk body 10 of the friction disk can in this case be formed of a ceramic, a plastic, preferably of polyurethane, or of an elastomer, preferably HNBR.
- FIG. 4 schematically shows the situation in which the friction disk rotates and a yarn 6 contacts the peripheral surface 9.
- several friction mechanisms are triggered, which are defined essentially by the Eytelwein laws and the Euler rope friction.
- a tensile force F F and a transverse force F D are generated on the yarn by rotation of the friction disk.
- the tensile force F F acting in the running direction of the thread 6 represents the so-called conveying component.
- the transverse force F D acting transversely to the thread running direction is decisively responsible for the twisting of the thread. Beyond the influence of the disk geometry on the conveyor component, the traction over the Slice speed can be influenced.
- the delivery rate increases with increasing disc speed.
- PES filaments it is common for PES filaments to select a thread tension ratio of thread tension outlet side to thread tension inlet side of the false twist device, which is less than one. Taking into account such conditions, it is therefore essential for the production of crimped threads that the tensile forces generated in the texturing process by the false twist device F F and transverse forces F D are within the predetermined size ranges.
- the number and arrangement of the discs on the shafts are exemplary.
- more than seven or less than seven friction disks may be overlapped to handle a yarn.
- the invention is not limited to the disc materials mentioned, so the discs of the false twist device could also be made of metal.
- the choice, arrangement and design of an inlet disc or an outlet disc is also exemplary.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Falschdrallvorrichtung zum Falschdrallen eines synthetischen Fadens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Bei der Herstellung von gekräuselten textilen Fäden ist es bekannt, an den Fäden einen durch Friktion eingebrachten Falschdrall zu erzeugen, welcher in einer Texturierzone durch thermische Behandlung in den Filamenten des Fadens fixiert wird. Zur Erzeugung des Falschdralls haben sich insbesondere Falschdrallvorrichtungen bewährt, bei welchen der Faden an den Umfangsflächen sich rotierender und überlappender Friktionsscheiben geführt wird. Eine derartige Faschdrallvorrichtung ist beispielsweise aus der
EP 0 943 022 B1 bekannt. - Bei der bekannten Falschdrallvorrichtung sind die Friktionsscheiben an drei Wellen angeordnet, die drehbar gelagert an einem Lagerblock gehalten sind. Die Wellen sind mit einem Achsabstand zueinander zu einem Dreieck derart angeordnet, dass die Friktionsscheiben im Zentrum des Dreiecks sich überlappen. Die Wellen werden über einen Antrieb derart angetrieben, dass die Friktionsscheiben mit im wesentlich konstanter Umfangsgeschwindigkeit rotieren. Zur Erzeugung des Falschdralls wird der Faden im Zentrum an den Umfangsflächen der Friktionsscheiben geführt, so dass sich ein gewundener Fadenlauf ausbildet. Hierbei wird der Faden im schrägen Lauf über die Umfangsflächen der Friktionsscheiben geführt. Die zwischen dem Faden und der Umfangsfläche der Friktionsscheiben wirkenden Reibmechanismen führen dazu, dass an dem Faden eine Zugkraft zur Förderung des Fadens und eine Querkraft zum Verdrallen des Fadens erzeugt werden. Das Verhältnis zwischen der Zugkraft zur Förderung des Fadens und der Querkraft zum Verdrallen des Fadens ist im wesentlichen von der Scheibengeometrie und von dem Überlappungsgrad den Scheiben abhängig. Im allgemeinen gilt, dass mit zunehmender Förderwirkung fadenschonender texturiert werden kann. Eine größere Förderwirkung lässt sich jedoch oft nur zu Lasten einer Verminderten Drallgebung erreichen. Daher besteht der Wunsch, dass die durch das Falschdrallaggregat erzeugte Förderwirkung und Drallgebung in einem günstigem Verhältnis zueinander stehen.
- Tendenziell lässt sich jedoch beobachten, dass eine zunehmende Förderwirkung nur auf Kosten einer abnehmenden Drallgebung zu erreichen ist. So wird bei einer aus der
WO 99/51804 - Es ist somit Aufgabe der Erfindung eine Falschdrallvorrichtung zum Falschdrallen eines synthetischen Fadens der gattungsgemäßen Art derart auszuführen, dass selbst bei hohlen Produkionsgeschwindigkeiten eine schonende Fadenbehandlung bei maximaler Drallgebung möglich ist.
- Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Scheibengeometrie der Friktionsscheiben für eine gattungsgemäße Falschdrallvorrichtung bereitzustellen, mit welcher unabhängig vom Fadentyp ein Optimum zwischen der Förderung des Fadens und der Drallgebung des Fadens erreicht wird.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Falschdrallvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 sowie durch eine Friktionsscheibe mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
- Die Erfindung beschreitet einen neuen Lösungsweg, der darauf basiert, dass die Friktionsscheiben einen möglichst großen Scheibendurchmesser aufweisen. Für sich allein betrachtet würde mit Vergrößerung des Scheibendurchmessers der Friktionsscheiben zunächst eine Absenkung der Umfangsgeschwindigkeit der Friktionsscheiben und damit eine Verminderung der Drallgebung erreicht. Andererseits wird jedoch mit Vergrößerung des Scheibendurchmessers der Fadenüberlauf an der Umfangsfläche der Friktionsscheibe dahingehend verändert, dass der Anteil der Förderwirkung zunimmt. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass trotz vergrößerter Scheibendurchmesser bei Einhaltung einer bestimmten Scheibenbreite und bei Einhaltung einer Mindestüberlappung der Funktionsscheiben der Verlust an Drallgebung kompensiert wird, so dass sich trotz hoher Produktionsgeschwindigkeiten eine fadenschonende maximale Drallgebung am Faden einstellt. Die Überlappung der Friktionsscheiben ist dabei durch eine zwischen dem Scheibendurchmesser und dem Achsabstand der Wellen gebildeten Verhältniszahl bestimmt, die oberhalb von dem Wert 1,45 liegt. Dabei weisen die Friktionsscheiben eine Scheibenbreite im Bereich von 9,5 mm bis 11,5 mm auf Die aus dem Scheibendurchmesser und dem Achsabstand gebildete Verhältniszahl ist nach oben hin durch den fest vorgegebenen Achsabstand der Wellen begrenzt. Des weiteren hat sich gezeigt, dass Friktionsscheiben mit einer Scheibenbreite im Bereich von unterhalb von 9,5 mm zu einer ungewünschten Drallabnahme führten. Dagegen konnte mit Friktionsscheiben, die eine Scheibenbreite von über 11,5 mm aufweisen, mehr als ausreichend Drall erzeugt werden, jedoch mit dem Nachteil einer zu geringen Förderwirkung.
- Bei den allgemein üblichen Achsabständen der Wellen lassen sich die genannten Vorteile durch die erfindungsgemäßen Friktionsscheiben erreichen, wobei die Friktionsscheiben eine Geometrie aufweisen mit einem Scheibendurchmesser im Bereich von 54 mm bis 62 mm, einer Scheibenbreite im Bereich von 9,5 mm bis 11,5 mm und einem Profilradius an der Umfangsfläche der Friktionsscheibe, der mit der Scheibenbreite ein Verhältnis im Bereich von 1,6 bis 2,0 bildet.
- In Abhängigkeit von der Größe des Achsabstandes zwischen den Wellen haben sich für einen Achsabstand von max. 37,5 mm die Friktionsscheiben mit gleichgroßen Scheibendurchmessern besonders bewährt, bei welcher der Scheibendurchmesser im Bereich von 54 mm bis 56,5 mm lag. Für größere Achsabstände von max. 39,5 mm lag der bevorzugte Bereich der Friktionsscheiben in dem Durchmesser von 56 mm bis 62 mm.
- Zur Einstellung möglichst großer Umschlingungswinkel an den Umfangflächen der Friktionsscheiben wird des weiteren vorgeschlagen, die Friktionsscheiben mit einem Profilradius an den Umfangsflächen auszubilden, der mit der Scheibenbreite ein Verhältnis im Bereich von 1,6 bis 2,0 bildet.
- Hierbei ist der Profilradius vorzugsweise symmetrisch an der Umfangsfläche der Friktionsscheiben ausgebildet, so dass der Einlauf und der Auslauf des Fadens an der Umfangsfläche der Friktionsscheiben gleichgehalten wird.
- Des weiteren hat sich herausgestellt, dass eine maximale Leistung dadurch erreichbar ist, dass an den Wellen insgesamt sieben Friktionsscheiben überlappend zueinander gehalten sind. Eine Erhöhung der Anzahl der Friktionsscheiben zeigte keine Verbesserung der Leistungsfähigkeit.
- Die Friktionsscheiben können hierbei sowohl aus einer Keramik, einem Elastomer oder einem Kunststoff gebildet sein. Unabhängig von der Wahl des Werkstoffes ergeben sich insbesondere für alle Weichmaterialien eine vorteilhafte Verlängerung der Betrieblaufzeit.
- Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Falschdrallvorrichtung ist nachfolgend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
- Es stellen dar:
- Fig. 1
- schematisch eine Ansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Falschdrallvorrichtung,
- Fig. 2
- schematisch eine Draufsicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1,
- Fig. 3
- schematisch eine Querschnittsansicht einer Friktionsscheibe des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 und
- Fig. 4
- schematisch eine Seitenansicht der Fig. 3.
- In Fig. 1 und Fig. 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Falschdrallvorrichtung schematisch dargestellt. Fig. 1 zeigt die Falschdrallvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht und in Fig. 2 ist die Falschdrallvorrichtung in einer Draufsicht dargestellt. Die nachfolgende Beschreibung gilt für beide Figuren, insoweit kein ausdrücklicher Bezug zu einer der Figuren gemacht ist.
- Die Falschdrallvorrichtung weist einen Lagerblock 1 auf. An dem Lagerblock 1 sind mehrer Wellen 2.1, 2.2 und 2.3 auskragend drehbar gehalten. Die Wellen 2.1, 2.2 und 2.3 sind mit ihrem Lagerende mit einem hier nicht dargestellten Antrieb gekoppelt. Ein derartiger Antrieb ist beispielsweise aus der
EP 0 744 480 A1 bekannt. Insoweit wird an dieser Stelle auf den Inhalt der zitierten Druckschrift ausdrücklich Bezug genommen. - Die Wellen 2.1, 2.2 und 2.3 sind zu einem Dreieck angeordnet. An den Wellen 2.1, 2.2 und 2.3 sind mehrere Friktionsscheiben 4.1 bis 4.7 versetzt zueinander angeordnet. Im einzelnen weist die Welle 2.1 in Fadenlaufrichtung mit Abstand zueinander eine Einlaufscheibe 3 und zwei Friktionsscheiben 4.3 und 4.6 auf. Die zweite Welle 2.2 besitzt eine unmittelbar unterhalb der Einlaufscheibe 3 angeordnete erste Friktionsscheibe 4.1 sowie die weiteren in Abstand folgenden Friktionsscheiben 4.4 und 4.7. Die dritte Welle 2.3, weist in Fadenlaufrichtung eine erste Friktionsscheibe 4.2 auf, die zwischen den Friktionsscheiben 4.1 und 4.3 angeordnet ist. In Abstand zu der Friktionsscheibe 4.2 folgt eine weitere Friktionsscheibe 4.5, die zwischen den Friktionsscheiben 4.4 und 4.6 angeordnet ist. Am Ende trägt die Welle 2.3 eine Auslaufscheibe 5.
- Wie in Fig. 2 dargestellt, sind die Wellen 2.1, 2.2 und 2.3 mit jeweils einem gleichen Achsabstand A zueinander zu dem Dreieck angeordnet. Die Friktionsscheiben (in Fig. 2 ist die Einlaufscheibe 3 nicht dargestellt) weisen einen derart großen Scheibendurchmesser D auf, dass sich die Friktionsscheiben 4.1 bis 4.7 im Zentrum des durch die Wellen 2.1 bis 2.3 gebildeten Dreiecks überlappen. Die Überlappung der Friktionsscheiben 4.1 bis 4.7 ist hierbei durch das Verhältnis zwischen Scheibendurchmesser D zu Achsabstand A wie folgt definiert:
- Die Scheiben 3, 4.1 bis 4.7 und 5 sind mit den Wellen 2.1, 2.2 und 2.3 drehfest verbunden, so dass mit Antrieb der Wellen 2.1, 2.2 und 2.3 die Einlaufscheibe 3, die Friktionsscheiben 4.1 bis 4.7 und die Auslaufscheibe 5 gleichsinnig rotieren.
- Wie in Fig. 1 dargestellt, ist auf der Einlaufseite ein Einlauffadenführer 7 und auf der Auslaufseite ein Auslauffadenführer 8 vorgesehen, um einen Faden 7 in dem Überlappungsbereich im wesentlichen im Bereich des Zentrums des gleichseitigen Dreiecks zu führen. Der Faden 6 wird in einem gewundenen schraubenlinienförmigen Fadenlauf entlang der Umfangsflächen der Einlaufscheibe 3, der Friktionsscheiben 4.1 bis 4.7 und der Auslaufscheibe 5 geführt. Dabei baut sich durch die zwischen dem Faden 6 und den Umfangsflächen Friktionsscheiben 4.1 und 4.7 wirkenden Reibmechanismen ein Falschdrall an dem Faden 6 auf, der gegen Fadenlaufrichtung sich in dem Faden 6 zurückpflanzt. Auf der Auslassseite ist der Falschdrall aufgelöst und der Faden verlässt ungedrallt über den Auslauffadenführer 8 das Aggregat.
- Die Einlaufscheibe 3 weist eine polierte Umfangsfläche auf, so dass der Faden ohne wesentliche Wirkung über die Umfangsfläche gleiten kann. Im Verhältnis zu den Friktionsscheiben 4.1 bis 4.7 kann die Einlaufscheibe 3 einen kleinen Scheibendurchmesser aufweisen. Damit übernimmt die Einlaufscheibe 3 ausschließlich eine Fadenführung.
- Der Scheibenstapel der sich überlappenden Scheiben wird auf der Auslassseite durch die Auslaufscheibe 5 begrenzt. Die Auslaufscheibe 5 ist vorzugsweise mit einer relativ scharfkantigen begrenzten Umfangsfläche ausgeführt, so dass nach Überlauf der Faden eine gewisse Aufspreizung erhält. Damit kann vorteilhaft ein Restdrall am Faden vermindert werden.
- Eine weitere Beschreibung der durch die Friktionsscheiben 4.1 bis 4.7 erzeugte Wirkung an dem Faden 6 wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Friktionsscheibe weiter erläutert.
- In Fig. 3 und 4 ist eine Friktionsscheibe dargestellt, wie sie in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 eingesetzt ist. Hierbei ist die Friktionsscheibe in Fig. 3 in einer Querschnittsansicht und in Fig. 4 in einer Seitenansicht mit überlaufendem Faden dargestellt.
- Die Scheibengeometrie lässt sich hierbei aus der in Fig. 3 gezeigten Darstellung entnehmen. Die Friktionsscheibe besitzt einen Scheibendurchmesser D. Der Scheibendurchmesser D ist in Abhängigkeit von dem Achsabstand zwischen den Wellen des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels zu wählen. Für die derzeit im Stand der Technik gängigen Achsabstände im Bereich von max. 39,5 mm liegt der Scheibendurchmesser D der Friktionsscheibe in dem Bereich von 54 mm bis 62 mm. Dabei besitzt die Friktionsscheibe eine Scheibenbreite B im Bereich von 9,5 bis 11,5 mm. Der Profilradius R an der Umfangsfläche 9 der Friktionsscheibe, der bevorzugt symmetrisch ausgebildet ist, bildet mit der Scheibenbreite B folgendes Verhältnis:
- Damit wird eine Umschlingung des Fadens bei Überlauf über die Friktionsscheibe erreicht, die die zur Verfügung stehende Umfangsfläche 9 weitgehend ausnützt.
- Der Scheibenkörper 10 der Friktionsscheibe kann hierbei aus einer Keramik, einem Kunststoff vorzugsweise aus Polyurethan oder aus einem Elastomer vorzugsweise HNBR gebildet sein.
- In Fig. 4 ist schematisch die Situation dargestellt, bei welcher die Friktionsscheibe rotiert und ein Faden 6 die Umfangfläche 9 kontaktiert. Hierbei wird durch die Relativbewegung zwischen der Umfangfläche 9 der Friktionsscheibe und dem Faden 6 mehrere Reibmechanismen ausgelöst, die im wesentlichen durch die Eytelweinschen Gesetze und der Eulerschen Seilreibung definiert sind. Wesentlich hierbei ist jedoch, dass an dem Faden durch Rotation der Friktionsscheibe eine Zugkraft FF und eine Querkraft FD erzeugt wird. Die in Laufrichtung des Fadens 6 wirkende Zugkraft FF stellt die sogenannte Förderkomponente dar. Die quer zur Fadenlaufrichtung wirkende Querkraft FD ist maßgeblich für die Drallgebung des Fadens verantwortlich. Über den Einfluss der Scheibengeometrie auf die Förderkomponente hinaus, kann die Zugkraft über die Scheibendrehzahl beeinflusst werden. In der Regel erhöht sich der Förderanteil mit zunehmender Scheibendrehzahl. In der Praxis ist es üblich, für PES-Fäden ein Fadenspannungsverhältnis von Fadenspannung Auslassseite zu Fadenspannung Einlaufseite der Falschdrallvorrichtung zu wählen, welches kleiner eins ist. Unterberücksichtigung derartiger Verhältnisse ist es für die Herstellung von gekräuselten Fäden somit wesentlich, dass in dem Texturierprozeß durch die Falschdrallvorrichtung die erzeugten Zugkräfte FF und Querkräfte FD in den vorbestimmten Größenbereichen liegen.
- Durch die erfindungsgemäße Scheibengeometrie konnte eine verbesserte Förderwirkung und damit eine weitere Absenkung der Fadenspannung erreicht werden bei gleicher bzw. verbesserter Drallgebung. Diese Vorteile haben sich nicht nur für größere Produktionsgeschwindigkeiten von oberhalb 1.000 m/min. herausgestellt, sondern konnten auch bei niedrigeren Produktionsgeschwindigkeiten festgestellt werden. Hierbei liegt das Drehzahlniveau der Friktionsscheiben der erfindungsgemäßen Falschdrallvorrichtung unterhalb der Drehzahlen für marktübliche Friktionsscheiben. Insbesondere bei Weichscheiben aus Polyurethan oder Elastomer ist bei Einsatz der erfindungsgemäßen Friktionsscheiben mit einer Erhöhung der Lebensdauer zu rechnen.
- Bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Falschdrallvorrichtung sind die Anzahl und die Anordnung der Scheiben an den Wellen beispielhaft. So können mehr als sieben oder weniger als sieben Friktionsscheiben überlappend angeordnet sein, um einen Faden zu behandeln. Ebenso beschränkt sich die Erfindung nicht auf die genannten Scheibenmaterialien, so könnten die Scheiben der Falschdrallvorrichtung auch aus Metall hergestellt sein. Die Wahl, Anordnung und Ausbildung einer Einlaufscheibe oder einer Auslaufscheibe ist ebenfalls beispielhaft.
-
- 1
- Lagerblock
- 2.1,2.2,2.3
- Wellen
- 3
- Einlaufscheibe
- 4.1 ... 4.7
- Friktionsscheibe
- 5
- Auslaufscheibe
- 6
- Faden
- 7
- Einlauffadenführer
- 8
- Auslauffadenführer
- 9
- Umfangsfläche
- 10
- Scheibenkörper
- A
- Achsabstand
- B
- Scheibenbreite
- D
- Scheibendurchmesser
- FD
- Querkraft
- FF
- Zugkraft
- R
- Profilradius
Claims (10)
- Falschdrallvorrichtung zum Falschdrallen eines synthetischen Fadens (6) mit mehreren an einem Lagerblock (1) drehbar gelagerten Wellen (2.1, 2.2, 2.3), welche mit jeweils einem Achsabstand (A) zueinander zu einem Dreieck angeordnet sind, und mit mehreren Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7), welche versetzt zueinander an den Wellen (2.1, 2.2, 2.3) gehalten sind und welche einen derartig großen Scheibendurchmesser (D) aufweisen, dass sich die Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7) im Zentrum des Dreiecks überlappen und einen gewundenen Fadenlauf mit ihren Umfangsflächen (9) bilden, dadurch gekennzeichnet, dass die Überlappung der Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7) durch eine zwischen dem Scheibendurchmesser (D) und dem Achsabstand (A) gebildeten Verhältniszahl (D/A) von > 1,45 bestimmt ist, wobei die Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7) eine Scheibenbreite (B) im Bereich von 9,5mm bis 11,5mm aufweisen.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7) einen gleichgroßen Scheibendurchmesser (D) aufweisen, der bei einem Achsabstand (A) von maximal 37,5mm zwischen den Wellen (2.1, 2.2, 2.3) im Bereich von 54mm bis 56,mm liegt
- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibendurchmesser (D) der Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7) bei einem Achsabstand (A) von maximal 39,5mm zwischen den Wellen (2.1, 2.2, 2.3) im Bereich von 56mm bis 62mm liegt.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7) einen Profilradius (R) an den Umfangsflächen (9) aufweisen, der mit der Scheibenbreite (B) ein Verhältnis B/R in einem Bereich von 1,6 bis 2,0 bildet.
- Vorrichtung nach Anspruche 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilradius (R) an den Umfangsflächen (9) der Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7) symmetrisch zu der Scheibenbreite (B) ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den Wellen (2.1, 2.2, 2.3) insgesamt sieben Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7) überlappend zueinander gehalten sind.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Friktionsscheiben (4.1 ... 4.7) aus einer Keramik, einem Kunststoff oder einem Elastomer gebildet sind.
- Friktionsscheibe zur Anwendung in einer Falschdrallvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher die Scheibengeometrie gekennzeichnet ist, durch einen Scheibendurchmesser (D) im Bereich von 54mm bis 62mm, einer Scheibenbreite (B) im Bereich von 9,5mm bis 11,5mm und und einem Profilradius (R) an der Umfangsfläche (9), der mit der Scheibenbreite (B) ein Verhältnis B/R in einem Bereich von 1,6 bis 2,0 bildet.
- Friktionsscheibe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilradius (R) an der Umfangsfläche (9) des Scheibenkörpers (10) symmetrisch zu der Scheibenbreite (B) ausgebildet ist.
- Friktionsscheibe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenkörper (10) aus einer Keramik, einem Kunststoff oder einem Elastomer gebildet ist.
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