EP1937882A1 - Friktionsscheibe - Google Patents

Friktionsscheibe

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Publication number
EP1937882A1
EP1937882A1 EP06806248A EP06806248A EP1937882A1 EP 1937882 A1 EP1937882 A1 EP 1937882A1 EP 06806248 A EP06806248 A EP 06806248A EP 06806248 A EP06806248 A EP 06806248A EP 1937882 A1 EP1937882 A1 EP 1937882A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
friction
base material
false twist
thread
particles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP06806248A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Blaurock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Original Assignee
Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oerlikon Textile GmbH and Co KG filed Critical Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Publication of EP1937882A1 publication Critical patent/EP1937882A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • 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
    • D02G1/08—Rollers or other friction causing elements
    • D02G1/082—Rollers or other friction causing elements with the periphery of at least one disc
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D02—YARNS; MECHANICAL FINISHING OF YARNS OR ROPES; WARPING OR BEAMING
    • D02G—CRIMPING OR CURLING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, OR YARNS; YARNS OR THREADS
    • D02G1/00—Producing crimped or curled fibres, filaments, yarns, or threads, giving them latent characteristics
    • 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
    • D02G1/06—Spindles

Definitions

  • the invention relates to a friction disk for use in a false twist device according to the preamble of claim 1 and a false twist device according to the preamble of claim 8.
  • the friction discs used are driven at a substantially constant peripheral speed, wherein the thread is guided in an oblique barrel at its peripheral surfaces.
  • the friction mechanisms acting between the thread and the circumferential surface of the friction disk lead to a transverse force being generated on the thread for twisting the thread as well as a tensile force for conveying the thread.
  • the distribution of the force components is dependent on the inclination angle with which the thread passes the peripheral surface of the friction disk.
  • transverse force slip phenomena between the thread and the peripheral surface of the friction disc can not be excluded. Such slip phenomena cause friction effects between the individual filaments of the thread and the peripheral surface of the disc, so that special material requirements and surface requirements are placed on the friction disc.
  • Friction discs with a hard friction material such as ceramic or metal
  • Friction discs used with a non-metallic relatively soft friction material are characterized by low wear, but with the disadvantage of the so-called Glacing effect.
  • the surface structure of the peripheral surface is increasingly smoothed by blending the roughness valleys.
  • the twisting is deteriorated with increasing operating time.
  • friction discs with relatively soft friction materials such as plastics. Due to their high friction values, such friction materials allow a particularly gentle twisting of the thread, but with the disadvantage of a higher level of wear.
  • friction soft friction materials are therefore known, in which the properties of a base material are changed by the addition of a Beigabestoffes.
  • a finely powdered substance to a rubber-elastic material during production.
  • a composite of the polyamide powder and the base material polyurethane was chosen. In particular, it is possible to reduce the chemical resistance and the associated wear, but the wear caused by mechanical stress remains insufficiently improved.
  • Another object of the invention is to provide a false twist device for false twist texturing multifilament yarns, with which relatively high false twist rates can be generated in a thread-saving manner.
  • the object is achieved by a friction disk with the Merkma- len of claim 1 and by a false twist device with the features of claim 8.
  • the surface structure is necessarily formed by parts of the base material and by parts of the addition material.
  • roughness projections may be formed, in particular in the case of greatly differing textures of the materials, which inevitably cause a harder engagement with the filaments of the thread.
  • protruding particles should not exceed a minimum in relation to the cross-section of a filament of the thread in order to obtain thread-gentle processes between the friction partners of the friction disk and the thread.
  • the addition material added to a base material for improving the properties is present in the form of very fine particles having a size of ⁇ 1 ⁇ m, preferably having a size of ⁇ 500 nm.
  • the particles of the addition substance have a relatively small single attack surface in relation to the thread, so that essentially the coefficients of friction of the base material are retained.
  • the development of the invention in which the particles of the addition substance have an average size in the range of 10 nanometers to 300 nanometers, also makes it possible to realize special surface effects known from nanotechnology on the friction discs. Thus, it can thus be significantly reduced in ceramic frictional friction materials, the premature blinding.
  • the friction disk according to the invention is preferably carried out according to the embodiment of the invention, in which the particles of the addition substance have a greater hardness compared to the hardness of the base material.
  • the particles of the addition substance have a greater hardness compared to the hardness of the base material.
  • the inclusion of the particles of the addition substance in the base material also leads to an improvement of mechanical properties of the friction material due to adhesion forces at the boundary layers between the particles and the base material. This results in increases in modulus of elasticity and strength.
  • the particles are preferably dispersed in the base material, so that the particles are evenly distributed in the base material in order to avoid possible agglomeration of particles.
  • the particles of the addition substance can be integrated uniformly distributed over the entire base material or at least in an edge zone of the peripheral region of the friction disk.
  • the friction disk according to the invention is suitable for friction materials which have a natural rubber or a plastic as the base material and a ceramic or metallic material as an addition material.
  • ⁇ material weight can be in the range of 5 to 80% in the base material ⁇ realized.
  • the false twist device according to the invention is characterized by a high efficiency with regard to the twist pitch generated per revolution.
  • the peripheral surfaces of the friction discs guarantee a particularly thread-gentle twisting and conveying.
  • Fig. 1 shows schematically a cross-sectional view of an embodiment of the friction disk according to the invention
  • FIG. 2 shows schematically a cross-sectional view of a further embodiment of the friction disk according to the invention.
  • FIG. 3 shows schematically a view of an exemplary embodiment of the false twist device according to the invention
  • FIG. 1 schematically shows a first exemplary embodiment of a friction disk according to the invention in a cross-sectional view.
  • the friction disk 1 is annular and has an outer diameter D.
  • the friction disk 1 is formed by a central bush carrier 5, which forms a Aufhahmeöffhung 6 in the center.
  • At the circumference of the bush carrier 5 is U-shaped to hold a frictional material 2 enclosing the bush carrier 5.
  • the friction material 2 has a shaped peripheral region 7.
  • the peripheral region 7 is preferably as Profillradius educated.
  • the friction material 2 on the circumference of the bush carrier 5 is formed by a composite of a base material 3 and a Beigabestoff 4.
  • the addition substance 4 in the form of very fine particles with a size of ⁇ 1 micrometer, preferably of ⁇ 500 nanometers, is uniformly distributed in the base material 3.
  • the friction material could be formed by the composite of a polyurethane and a ceramic material.
  • the plastic polyurethane is the basic material in which the ceramic material is incorporated as an admixture in the smallest particles.
  • the ceramic particles provide a high number of small hard support points, which lead to a reduction in wear of the relatively rich material.
  • the dimensional stability and the surface condition can be kept constant with regard to their friction properties over long operating hours. In that regard, the friction disk according to the invention represents an excellent compromise between longevity and thread-saving machining.
  • FIG. 2 schematically shows a further exemplary embodiment of a friction disk according to the invention in a cross-sectional view.
  • the structure of the friction disk according to FIG. 2 is substantially identical to the preceding embodiment, so that only the differences are explained at this point.
  • the friction disk 1 according to the invention in FIG. 2 has a composite of a base material with an admixture material only in the peripheral region within an edge zone 8.
  • the connection with the remaining friction material 2 can be achieved by diffusion, S chichtung or directly generated during injection molding.
  • a so-called nanoactivation of the surface of the friction material 2 is possible in the range in layers of 10 to 2,000 nanometers.
  • the particles of the addition substance preferably have a mean size in the range from 10 to 300 nanometers.
  • Such surface modification can be made particularly advantageous to ceramic base materials, for example, to prevent the Glacing effect.
  • the embodiment of the friction disk shown in FIG. 2 as frictional material 2 could comprise a ceramic material which on its circumferential surface 7 leads to a composite material by way of a nano-coating with an admixture material, for example a further ceramic material with the smallest particles.
  • nanotechnology enables a large number of material combinations, which could make metals, plastics, ceramics or rubber usable as friction material.
  • the friction disk according to the invention is designed for use in a false twist device.
  • An embodiment of such a false twist device is shown schematically in Fig. 3 in a view.
  • the false twist device has a bearing block 9. On the bearing block 9 a plurality of shafts 10.1, 10.2 and 10.3 are supported rotatably projecting. The shafts 10.1, 10.2 and 10.3 are coupled with their bearing end with a drive, not shown here.
  • a drive is known, for example, from EP 0 744 480 A1. In that regard, reference is expressly made to the contents of the cited reference at this point.
  • the waves 10.1, 10.2 and 10.3 are arranged in a triangle.
  • a plurality of friction disks 12.1 to 12.7 are arranged offset to one another.
  • the shaft 10.1 in the thread running direction at a distance from each other an inlet disc 11 and two friction discs 12.3 and 12.6.
  • the second shaft 10.2 has an immediately below the inlet disc 11 arranged first friction disc 12.1 and the other at a distance following friction discs 12.4 and 12.7.
  • the third shaft 10.3 has in thread running direction a first friction disk 12.2, which is arranged between the friction disks 12.1 and 12.3. At a distance from the friction disk 12.2, a further friction disk 12.5 follows, which is arranged between the friction disks 12.4 and 12.6. At the end of the shaft 10.3 carries an outlet disc 13. The center distance between the shafts 10.1, 10.2 and 10.3 and the disc diameter D of the friction discs 12.1 to 12.7 is coordinated so that the friction discs in the center of the triangle formed by the waves 10.1 to 10.3 overlap ,
  • an inlet yarn guide 15 and on the outlet side a discharge yarn guide 16 is provided to guide a yarn 14 in the overlapping region substantially in the region of the center of the equilateral triangle.
  • the thread 14 is guided in a sinuous helical thread run along the peripheral surfaces of the inlet disk 11, the friction disks 12.1 to 12.7 and the outlet disk 13.
  • a false twist builds up on the thread 14, which propagates counter to the thread running direction in the thread 14.
  • the false twist is released on the outlet side and the thread leaves the aggregate unimpeded via the outlet thread guide ⁇ ⁇ .
  • the inlet disk 11 has a profiled peripheral surface, so that the thread can slide over the peripheral surface without significant effect. In relation to the friction disks 12.1 to 12.7, the inlet disk 11 may have a small disk diameter. Thus, the inlet pulley 11 assumes only a thread guide.
  • the disk stack of the overlapping friction disks is limited on the outlet side by the outlet disk 13.
  • the outlet disc 13 is preferably designed with a relatively sharp edge limited peripheral surface, so that after overrunning the thread receives a certain spreading. This advantageously allows a residual twist to the thread to be reduced.
  • the friction discs 12.1 to 12.7 are identical in their dimensions and could, for example, an embodiment as in Fig. 1 or as shown in Fig. 2 show. This achieves a particularly gentle thread twisting action. When using the friction disk shown in Fig. 1 also intensive Drall compassionen can be achieved in the thread.
  • the exemplary embodiment of the false twist device shown in FIG. 3 is exemplary in construction and arrangement of the disk stacks on the shafts 10.1 to 10.3. Basically, the number of friction discs can be varied.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Friktionsscheibe für den Einsatz in einer Falschdrallvorrichtung zur Falschdrallerzeugung an einem laufenden multifilen Faden. Die Friktionsscheibe weist zur Drallgebung an dem Faden einen zumindest im Umfangsbereich angeordnetes Friktionsmaterial auf, welches aus einem Verbund zwischen einem Grundwerkstoff und zumindest einem Beigabestoff besteht. Um im wesentlichen die zur Drallgebung gewünschten Oberflächeneigenschaften bei gleichzeitiger Verbesserung der Lebensdauer zu erhalten, ist erfindungsgemäß der Beigabestoff in Form von feinsten Partikeln mit einer Größe von <1 Mikrometer, vorzugsweise von <500 Nanometern dem Grundwerk.

Description

Friktionsscheibe
Die Erfindung betrifft eine Friktionsscheibe für den Einsatz in einer Falschdrallvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Falschdrallvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Bei der Herstellung von gekräuselten synthetischen Fäden ist es bekannt, an den multifilen 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 Falschdrallvorrichtung ist beispielsweise aus der EP 0 943 022 Bl bekannt.
Die dabei verwendeten Friktionsscheiben werden im wesentlicher konstanter Umfangsgeschwindigkeit angetrieben, wobei an ihren Umfangsflächen der Faden in einem schrägen Lauf geführt wird. Die zwischen dem Faden und der Umfangsflä- che der Friktionsscheibe wirkenden Reibmechanismen führen dazu, dass an dem Faden eine Querkraft zum Verdrallen des Fadens sowie eine Zugkraft zur Förderung des Fadens erzeugt wird. Die Verteilung der Kraftkomponenten ist dabei abhängig von dem Neigungswinkel, mit weichem der Faden die Umfangsfläche der Friktionsscheibe passiert. Insbesondere bei der Erzeugung der den Falschdrall bestimmenden Querkraft sind Schlupferscheinungen zwischen dem Faden und der Umfangsfläche der Friktionsscheibe nicht auszuschließen. Derartige Schlupferscheinungen verursachen Reibeffekte zwischen den einzelnen Filamenten des Fadens sowie der Umfangsfläche der Scheibe, so dass besondere Werkstoffanforderungen und Oberflächenanforderungen an der Friktionsscheibe gestellt werden. Je nach Fadentyp und Drallhöhe werden somit sowohl Friktionsscheiben mit einem harten Friktionsmaterial beispielsweise aus Keramik oder Metall als auch Friktionsscheiben mit einem nicht metallischen relativ weichen Friktionsmaterial verwendet. Die Friktionsscheiben mit hartem Friktionsmaterial zeichnen sich durch geringe Verschleißerscheinungen aus, jedoch mit dem Nachteil des sogenannten Glacing-Effektes. Hierbei wird die Oberflächenstruktur der Umfangsflä- che zunehmend durch Zuschmieren der Rauigkeitstäler geglättet. Damit wird mit zunehmender Betriebszeit die Drallgebung verschlechtert.
Alternativ ist es jedoch auch bekannt, Friktionsscheiben mit relativ weichem Friktionsmaterialien wie beispielsweise Kunststoffen einzusetzen. Derartige Frikti- onsmaterialien ermöglichen aufgrund hoher Reib werte eine besonders schonende Drallgebung an dem Faden, jedoch mit dem Nachteil einer höheren Verschleißer- scheinung. Zur Optimierung sowie zur Veränderung der Oberflächenstrukturen insbesondere an weichen Friktionsmaterialien sind daher Friktionsscheiben bekannt, bei welchem die Eigenschaften eines Grundwerkstoffes durch den Zusatz eines Beigabestoffes verändert werden. In der DE 35 00 208 Al ist beispielsweise vorgeschlagen, einem gummielastischem Material bei der Herstellung eine feinpulverige Substanz beizumengen. Als Beispiel wurde ein Verbund aus dem Polyamidpulver und dem Grundwerkstoff Polyurethan gewählt. Damit lässt sich zwar insbesondere die chemische Beständigkeit und der damit einhergehende Ver- schleiß mindern, jedoch bleibt die aufgrund mechanischer Beanspruchung bedingte Verschleißerscheinung ungenügend verbessert. Höherwertige Verbundwerkstoffe wie beispielsweise ein Aramid gefülltes Polyurethan wie aus der DE 198 15 578 bekannt ist, lassen zwar eine höhere Abriebfestigkeit erwarten, jedoch sind derartige Verbundwerkstoffe sehr kostenintensiv. Desweiteren wurde beobachtet, dass die in einem Grundwerkstoff eingelagerten Teile des Beigabestoffes eine erhöhte Reibbeanspruchung an dem Faden verursachten, so dass zwar der Abrieb an der Friktionsscheibe verbessert wurde, jedoch mit dem Nachteil höhere Beanspruchungen an dem Faden.
Es ist nun Aufgabe der Erfindung eine Friktionsscheibe der gattungsgemäßen Art für den Einsatz in einer Falschdrallvorrichtung zu schaffen, bei welcher die Ober- flächenbeschaffenheit des Friktionsmaterials einerseits einen hohen Reibwert zur Drallübertragung an dem Faden ausweist und andererseits lange Lebensdauern gewährleistet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Falschdrallvorrichtung zum Falschdralltexturieren multifiler Fäden bereitzustellen, mit welchem relativ hohe Falschdrallraten fadenschonend erzeugt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Friktionsscheibe mit den Merkma- len nach Anspruch 1 und durch eine Falschdrall Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 8 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale und Merkmalskombinationen der jeweiligen Unteransprüche definiert.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei dem Verbundmaterial die Oberflächenstruktur zwangsläufig durch Teile des Grundwerksstoffes sowie durch Teile des Beigabestoffes gebildet wird. Dabei kann insbesondere bei stark unterschiedlichen Beschaffenheiten der Werkstoffe Rauhigkeitsvorsprünge gebildet sein, die unvermeidlich einen härteren Eingriff an den Filamenten des Fadens bewirken. Insoweit wurde festgestellt, dass hervorstehende Partikel im Verhältnis zu dem Querschnitt eines Filamentes des Fadens ein Mindestmaß nicht überschreiten sollte, um fadenschonende Vorgänge zwischen den Reibpartnern der Friktionsscheibe und dem Faden zu erhalten. Der einem Grundwerkstoff beigegebene Bei- gabestoff zur Verbesserung der Eigenschaften liegt erfindungsgemäß in Form von feinsten Partikeln mit einer Größe von <1 Mikrometer vorzugsweise mit einer Größe von <500 Nanometer vor. Damit besitzen die Partikel des Beigabestoffes eine relativ kleine Einzelangriffsfläche gegenüber dem Faden, so dass im wesentlichen die Reibwerte des Grundwerkstoffes erhalten bleiben. Die Weiterbildung der Erfindung, bei welcher die Partikel des Beigabestoffes eine mittlere Größe im Bereich von 10 Nanometer bis 300 Nanometer aufweisen, ermöglicht zudem spezielle aus der Nanotechnologie bekannte Oberflächeneffekte an den Friktionsscheiben zu realisieren. So kann damit vorteilhaft bei kerami- sehen Friktionsmaterialien das vorzeitige Zuschmieren erheblich vermindert werden.
Die erfindungsgemäße Friktionsscheibe wird bevorzugt jedoch gemäß der Weiterbildung der Erfindung ausgeführt, bei welcher die Partikel des Beigabestoffes eine größere Härte gegenüber der Härte des Grundwerkstoffes aufweisen. Damit lassen sich beispielsweise in einem relativ weichen Grundwerkstoff eine Vielzahl von Stützstellen schaffen, die zu einer wesentlichen Verschleißminderung führen ohne dabei die hohen Reibwerte zu verschlechtern. Die Einbindung der Partikel des Beigabestoffes in den Grundwerkstoff führt auch aufgrund von Adhäsions- kräften an den Grenzschichten zwischen den Partikeln und dem Grundwerkstoff zu einer Verbesserung von mechanischen Eigenschaften des Friktionsmaterials. So ergeben sich Steigerungen von Elastizitätsmodul und Festigkeit. Die Partikel sind in dem Grundwerkstoff vorzugsweise dispergiert, so dass die Partikel in dem Grundwerkstoff gleichmäßig verteilt sind, um möglichst Agglomerationen von Partikeln zu vermeiden.
Die Partikel des Beigabestoffes können dabei den kompletten Grundwerkstoff oder zumindest in einer Randzone des Umfangsbereiches der Friktionsscheibe gleichmäßig verteilt eingebunden sein.
Im besonderen Maße ist die erfindungsgemäße Friktionsscheibe für Friktionsmaterialien geeignet, die als Grundwerkstoff ein Naturgummi oder ein Kunststoff und als Beigabestoff einen keramischen oder metallischen Werkstoff aufweisen.
- A - Bei Verwendung von keramischen oder metallischen Werkstoffen als Beigabe¬ stoff lassen sich Gewichtsanteile im Bereich von 5 bis 80% in dem Grundwerk¬ stoffrealisieren.
Die erfindungsgemäße Falschdrallvorrichtung zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad hinsichtlich der pro Umdrehung erzeugten Drallerteilung aus. Dabei garantieren die Umfangsflächen der Friktionsscheiben eine besonders fadenschonende Verdrehung und Förderung.
Ein Ausführungsbeispiel der erfmdungs gemäßen Friktionsscheibe und der erfindungsgemäßen Falschdrallvorrichtung sind nachfolgend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:
Fig. 1 schematisch eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Friktionsscheibe
Fig. 2 schematisch eine Querschnittsansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Friktionsscheibe Fig. 3 schematisch eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Falschdrallvorrichtung
In Fig. ϊ ist schematisch ein erstes Ausfuhrungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Friktionsscheibe in einer Querschnittsansicht gezeigt.
Die Friktionsscheibe 1 ist ringförmig ausgebildet und weist einen Außendurchmesser D auf. Die Friktionsscheibe 1 wird durch einen mittleren Buchsenträger 5 gebildet, der im Zentrum eine Aufhahmeöffhung 6 bildet. Am Umfang ist der Buchsenträger 5 U-formig ausgebildet um einen den Buchsenträger 5 umschlie- ßendes Friktionsmaterial 2 zu halten. Das Friktionsmaterial 2 weist einen geformten Umfangsbereich 7 auf. Der Umfangsbereich 7 ist bevorzugt als Profllradius ausgebildet. Das Friktionsmaterial 2 am Umfang des Buchsenträger 5 wird durch ein Verbund aus einem Grundwerkstoff 3 und einem Beigabestoff 4 gebildet. Hierzu ist der Beigabestoff 4 in Form von feinsten Partikeln mit einer Größe von <1 Mikrometer vorzugsweise von <500 Nanometer gleichmäßig in dem Grund- Werkstoff 3 verteilt eingebracht.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Friktionsscheibe könnte das Friktionsmaterial durch den Verbund aus einem Polyurethan und einem keramischen Werkstoff gebildet sein. Hierbei stellt der Kunst- stoff Polyurethan den Grundwerkstoff, in welchem der keramische Werkstoff als Beigabestoff in kleinsten Partikeln eingelagert ist. Durch die Anreicherung des Polyurethanwerkstoffes mit keramischen Nanopartikeln lassen sich vorteilhaft die Betriebseigenschaften des Polyurethanwerkstoffes erheblich verbessern, ohne dabei den Vorteil einer fadenschonenden Drallgebung zu verschlechtern. Insbe- sondere lässt sich damit das frühzeitige Aufquellen des Kunststoffes durch die in dem Faden mitgeführte Präparationsmitteln verhindern. Zudem bieten die keramischen Partikel eine hohe Anzahl von kleinen harten Stützstellen, die zu einer Ver- schleißminderung des relativ reichen Werkstoffes führen. Zudem kann die Formstabilität sowie die Oberflächenbeschaffenheit hinsichtlich ihrer Reibeigenschaf- ten über hohe Betriebsstunden konstant gehalten werden. Insoweit stellt die erfindungsgemäße Friktionsscheibe einen hervorragenden Kompromiss zwischen Langlebigkeit und fadenschonender Bearbeitung dar.
In Fig. 2 ist eine weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Frikti- onsscheibe schematisch in der Querschnittsansicht dargestellt. Der Aufbau der Friktionsscheibe nach Fig. 2 ist im wesentlichen identisch zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel, so dass an dieser Stelle nur die Unterschiede erläutert sind. Gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 weist die erfindungsgemäße Friktionsscheibe 1 in Fig. 2 einen Verbund eines Grundwerkstoffes mit einem Beigabestoff nur im Umfangsbereich innerhalb einer Randzone 8 auf. Die Verbindung mit dem übrigen Friktionsmaterial 2 kann hierbei durch Diffusion, Be- Schichtung oder unmittelbar beim Spritzgießen erzeugt werden. Eine sogenannte Nanoaktivierung der Oberfläche des Friktionsmaterials 2 ist im Bereich in Schichten von 10 bis 2.000 Nanometer möglich. Hierbei weisen die Partikel des Beigabestoffes bevorzugt eine mittlere Größe im Bereich von 10 bis 300 Nanometer auf. Derartige Oberflächenveränderung lassen sich besonders vorteilhaft an keramischen Grundwerkstoffen vornehmen, um beispielsweise den Glacing-Effekt zu unterbinden. Somit könnte die in Fig. 2 dargestellte Ausführung der Friktionsscheibe als Friktionsmaterial 2 einen keramischen Werkstoff aufweisen, der an seiner Umfangsfläche 7 eine durch einen Nanobeschichtung mit einem Beigabe- stoff beispielsweise einem weiteren keramischen Stoff mit kleinsten Partikeln zu einem Verbundwerkstoff fuhren. Zudem ermöglicht die Nanotechnologie eine Vielzahl von Werkstoffkombinationen, durch welche Metalle, Kunststoffe, Keramiken oder Gummi als Friktionsmaterial nutzbar gemacht werden könnten.
Die erfindungsgemäße Friktionsscheibe ist für den Einsatz in einer Falschdrallvorrichtung konzipiert. Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Falschdrallvorrichtung ist in Fig. 3 schematisch in einer Ansicht dargestellt.
Die Falschdrallvorrichtung weist einen Lagerblock 9 auf. An dem Lagerblock 9 sind mehrere Wellen 10.1, 10.2 und 10.3 auskragend drehbar gehalten. Die Wellen 10.1, 10.2 und 10.3 sind mit ihrem Lagerende mit einem hier nicht dargestellten Antrieb gekoppelt. Ein derartiger Antrieb ist beispielsweise aus der EP 0 744 480 Al bekannt. Insoweit wird an dieser Stelle auf den Inhalt der zitierten Druckschrift ausdrücklich Bezug genommen.
Die Wellen 10.1, 10.2 und 10.3 sind zu einem Dreieck angeordnet. An den Wellen 10.1, 10.2 und 10.3 sind mehrere Friktionsscheiben 12.1 bis 12.7 versetzt zueinander angeordnet. Im einzelnen weist die Welle 10.1 in Fadenlaufrichtung mit Abstand zueinander eine Einlaufscheibe 11 und zwei Friktionsscheiben 12.3 und 12.6 auf. Die zweite Welle 10.2 besitzt eine unmittelbar unterhalb der Einlauf- scheibe 11 angeordnet erste Friktionsscheibe 12.1 sowie die weiteren in Abstand folgenden Friktionsscheiben 12.4 und 12.7.
Die dritte Welle 10.3 weist in Fadenlaufiϊchtung eine erste Friktionsscheibe 12.2 auf, die zwischen den Friktionsscheiben 12.1 und 12.3 angeordnet ist. In Abstand zu der Friktionsscheibe 12.2 folgt eine weitere Friktionsscheibe 12.5, die zwischen den Friktionsscheiben 12.4 und 12.6 angeordnet ist. Am Ende trägt die Welle 10.3 eine Auslaufscheibe 13. Der Achsabstand zwischen den Wellen 10.1, 10.2 und 10.3 sowie der Scheibendurchmesser D der Friktionsscheiben 12.1 bis 12.7 ist derart aufeinander abgestimmt, dass die Friktionsscheiben im Zentrum des durch die Wellen 10.1 bis 10.3 gebildeten Dreiecks sich überlappen.
Auf der Einlaufseite der Falschdrallvorrichtung ist ein Einlauffadenführer 15 und auf der Auslaufseite ein Auslauffadenführer 16 vorgesehen, um einen Faden 14 in dem Überlappungsbereich im wesentlichen im Bereich des Zentrums des gleichseitigen Dreiecks zu führen. Der Faden 14 wird in einem wundenen schraubenli- nienförmigen Fadenlauf entlang der Umfangsflächen der Einlaufscheibe 11, der Friktionsscheiben 12.1 bi 12.7 und der Auslaufscheibe 13 geführt. Dabei baut sich durch die zwischen den Faden 14 und den Umfangsflächen der Friktionsscheiben 12.1 bis 12.7 wirkende Reibmechanismen ein Falschdrall an dem Faden 14 aus, der entgegen der Fadenlaufrichtung sich in dem Faden 14 fortpflanzt. Auf der Auslassseite ist der Falschdrall aufgelöst und der Faden verlässt ungedrallt über den Auslauffadenführer ϊ ό das Aggregat.
Die Einlaufscheibe 11 weist eine profilierte Umfangsfläche auf, so dass der Faden ohne wesentliche Wirkung über die Umfangsfläche gleiten kann. Ln Verhältnis zu den Friktionsscheiben 12.1 bis 12.7 kann die Einlaufscheibe 11 einen kleinen Scheibendurchmesser aufweisen. Damit übernimmt die Einlaufscheibe 11 ausschließlich eine Fadenführung. Der Scheibenstapel der sich überlappenden Friktionsscheiben wird auf der Auslassseite durch die Auslaufscheibe 13 begrenzt. Die Auslaufscheibe 13 ist vorzugsweise mit einer relativ scharfkantig begrenzten Umfangsfläche ausgeführt, so dass nach Überlauf der Faden eine gewisse Aufspreizung erhält. Damit kann vor- teilhaft ein Restdrall an Faden vermindert werden.
Die Friktionsscheiben 12.1 bis 12.7 sind in ihren Abmessungen identisch ausgebildet und könnten beispielsweise eine Ausführung wie in Fig. 1 oder wie in Fig. 2 dargestellt zeigen. Damit wird eine besonders fadenschonende Drallgebung er- reicht. Bei Verwendung von der in Fig. 1 dargestellten Friktionsscheibe können zudem intensive Drallgebungen in dem Faden erreicht werden.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausfuhrungsbeispiel der Falschdrallvorrichtung ist im Aufbau und Anordnung der Scheibenstapel an den Wellen 10.1 bis 10.3 beispiel- haft. Grundsätzlich kann die Anzahl der Friktionsscheiben variiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Friktionsscheibe
2 Friktionsmaterial
3 Grundwerkstoff
4 Beigabestoff
5 Buchsenträger
6 Aufiiahmeöffiiung
7 Umfangsbereich
8 Randzone
9 Lagerblock
10.1, 10.2, 10.3 Wellen
11 Einlaufscheibe
12.1 ... 12.7 Friktionsscheibe
13 Auslaufscheibe
14 Faden
15 Einlauffadenfuhrer
16 Auslauffadenfuhrer
D Scheibendurchmesser

Claims

Patentansprüche
1. Friktionsscheibe für den Einsatz in einer Falschdrallvorrichtung zur Falschdrallerzeugung an einem laufenden multifilen Faden mit einem zumindest im Umfangsbereich angeordneten Friktionsmaterial (2), welches aus einem Verbund zwischen einem Grundwerkstoff (3) und zumindest einem Beigabestoff (4) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Beigabestoff (4) in Form von feinsten Partikel mit einer Größe von < 1 Mikrometer, vorzugsweise von < 500 Nanometer vorliegt.
2. Friktionsscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des Beigabestoffs (4) eine mittlere Größe im Bereich von 10 Nanometer bis 300 Nanometer aufweisen.
3. Friktionsscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des Beigabestoffs (4) eine größere Härte gegenüber der Härte des Grundwerkstoffs aufweisen.
4. Friktionsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn- zeichnet, dass die Partikel des Beigabestoffs (4) zumindest in einer
Randzone (8) des Umfangsbereich (7) der Friktionsscheibe gleichmäßig in dem Grundwerkstoff (3) verteilt eingebunden sind.
5. Friktionsscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, dass der Grundwerkstoff (3) in dem Friktionsmaterial (2) durch einen Naturgummi oder einem Kunststoff gebildet ist.
6. Friktionsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Beigabestoff (4) in dem Friktionsmaterial (2) durch einen keramischen oder metallischen Werkstoff gebildet ist.
7. Friktionsscheibe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Beigabestoffes (4) in dem Grundwerkstoff (3) im Bereich von 5 % bis 80 % liegt.
8. Falschdrallvorrichtung zur Falschdrallerzeugung an einem multifilen Faden (14) mit mehreren an einem Lagerblock (9) drehbar gelagerten Wellen (10.1, 10.2, 10.3) und mit mehreren Friktionsscheiben (12.1 - 12.7), welche versetzt zueinander an den Wellen (10.1 - 10.3) gehalten sind und welche einen derartig großen Scheibendurchmesser aufwei- sen, dass sich die Friktionsscheiben (12.1 - 12.7) im Zentrum des
Dreiecks überlappen und einen gewundenen Fadenlauf mit ihren Um- fangsflächen bilden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der • Friktionsscheiben (12.1 - 12.7) gemäß einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Abmessungen gleichgroßen Friktionsscheibe (12.1 - 12.7) an ihren Umfangsflächen (7) mit identischen Friktionsmaterialen (2) ausgebildet sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Friktionsscheiben (12.1 - 12.7) zur Aufnahme der Wellen (10.1 - 10.3) jeweils einen Buchsenträger (5) aufweisen, welcher Buchsenträger (5) am Umfang durch das Friktionsmaterial (2) eingeschlossen ist.
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