DE3123670C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Friktionsfalschdraller entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die nicht vorveröffentlichte DE 29 28 522 A1 zeigt einen derartigen Friktionsfalschdraller; ebenso die nicht vorveröffentlichte DE 80 16 896 U1.

Ein besonderer Vorteil dieses Friktionsfalschdrallers besteht darin, daß er neben der Zwirnung auch eine Förderwirkung auf den Faden ausübt, nachteilig ist dagegen, daß die Betriebsbedingungen nicht optimal einstellbar sind.

Aus der US 31 56 084 und der US 41 45 871 sind noch Friktionsfalschdraller mit gegensinnig angetriebenen Friktionsscheiben bekannt, deren starr ausgebildete Friktionsflächen elastisch gegeneinandergedrückt sind und bei denen der Faden in den Zwickelbereich der sich teilweise überdeckenden Scheiben geführt und im Spalt zwischen den gegenüberliegenden Friktionsflächen falschgezwirnt wird. Eine Änderung der Betriebsbedingungen ist bei dem Falschdraller nach der US 31 56 084 nur sehr begrenzt möglich, und zwar durch die Änderung des Abstandes der Friktionsscheibenachsen in den Grenzen der durch Exzenter einstellbarer Lagerungen. Bei dem Falschdraller nach der US 41 45 871 dagegen sind Änderungen der Betriebsbedingungen nur durch eine Einstellung des Schlupfes zwischen dem Faden und der Friktionsfläche möglich.

Dabei wird vorgeschlagen, in Abhängigkeit von der Fadenspannung zwischen dem Falschdraller und dem nachfolgenden Lieferwerk die Spaltweite zwischen den Friktionsflächen und hierdurch die Anzahl der Drehungen im laufenden Faden einzustellen, indem der Anpreßdruck zwischen den Friktionsscheiben geregelt wird. Die Fadenspannung vor und hinter dem Falschdraller selbst ist aber nicht einstellbar.

Die Erfindung geht davon aus, daß Friktionsfalschdraller der eingangs beschriebenen Art in großer Zahl in vielstelligen Texturiermaschinen eingebaut und beispielsweise durch einen in Maschinenlängsrichtung mit unveränderbarer Bewegungsrichtung umlaufenden Tangentialriemen und jedem Falschdraller zugeordnete tangential an diesem Riemen anliegende Wirtel angetrieben werden. Es ist daher wünschenswert, jeden einzelnen Friktionsfalschdraller auf optimale und gewünschte Betriebsbedingungen einstellen zu können.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, den eingangs genannten Friktionsfalschdraller so weiterzubilden, daß eine optimale Einstellung sämtlicher für die Zwirngebung und das Texturierergebnis maßgebenden Parameter unabhängig voneinander möglich wird. Dadurch soll insbesondere ermöglicht werden, daß der Faden entweder ohne Schlupf zwischen den Scheiben und dem Faden oder mit einem festgelegten Schlupf die Falschdrallvorrichtung durchläuft und auch die Fadenspannungen vor und hinter dem Falschdraller entsprechend den gewünschten Betriebsbedingungen wählbar sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hierdurch lassen sich gewünschte und auch optimale Betriebsbedingungen einstellen.

Hierzu sei vermerkt, daß die Andrückeinrichtung, welche auf die Rückseite der weichen Scheibe wirkt, einen Andrückbereich von geringen Dimensionen definiert und dadurch auch eine entsprechend genaue Definition der Bewegungskomponenten der Scheiben in diesem Andrückbereich ermöglicht.

Im einfachsten Falle lassen sich die Bewegungskomponenten und ihre Richtung dadurch bestimmen, daß bei unverändertem Achsabstand der Scheiben lediglich der Abstand der Andrückeinrichtung von der gemeinsamen Axialebene geändert wird.

Hierdurch kann bereits gewährleistet werden, daß für bestimmte Einsatzgebiete sämtliche vorkommende Betriebszustände eingestellt werden können. Einen vergrößerten Bereich von Betriebszuständen kann man erreichen, wenn der Achsabstand der Scheiben geändert wird. Eine optimale Ausnutzung des gesamten Betriebsbereichs der Friktionsfalschdrallvorrichtung ist möglich, wenn sowohl der Achsabstand der Scheiben als auch der Abstand der Andrückeinrichtung von der gemeinsamen Axialebene verändert wird.

Diese optimale Ausnutzung des gesamten Betriebsbereichs des Friktionsfalschdrallers läßt sich aber auch erzielen, wenn - wie nach Anspruch 3 vorgeschlagen - die Wellen der beiden Scheiben mit ihren Lagerungen senkrecht zu ihren Rotationsachsen und parallel im wesentlichen zu derjenigen Tangente, welche in der mittleren Betriebsposition an die jeweilige Scheibe im Andrückbereich parallel zu dem dem Andrückbereich benachbarten Scheibenrand gelegt wird, verschiebbar ist, während die Andrückeinrichtung ortsfest gehalten wird. Bei dieser Ausgestaltung des Friktionsfalschdrallers läßt sich die Einstellung und die Reproduzierbarkeit der Einstellung wesentlich vereinfachen, ohne daß dadurch der Betriebsbereich eingeschränkt wird.

Es ist durch die Einstellbarkeit des Achsabstandes und/oder die Einstellbarkeit der Andrückeinrichtung möglich, im Zwirnpunkt, d. h. im Andrückbereich, das Größenverhältnis von Förderkomponente und der Drallkomponente, in welche die Scheiben­ umfangsgeschwindigkeit im Zwirnpunkt zu zerlegen ist, festzulegen. Als Förderkomponente wird dabei die Komponente der Umfangs­ geschwindigkeit bezeichnet, welche in Richtung der Fadenachse liegt. Als Drallkomponente wird die Komponente der Scheiben­ umfangsgeschwindigkeit bezeichnet, welche senkrecht zur Fadenachse liegt. Bevorzugt sollte durch entsprechende Einstellung des Achsabstandes und der Andrückeinrichtung der Zwirnpunkt so gewählt werden, daß der Basiswinkel des von den Achsen und der Andrückeinrichtung aufgespannten gleichschenkligen Dreiecks gleich dem Drallwinkel des falsch zu zwirnenden Fadens im gezwirnten Zustand ist. Die geometrische Konfiguration des Friktionsfalschdrallers soll also der geometrischen Konfiguration des gezwirnten Fadens entsprechen.

Hierbei sei bemerkt, daß der Faden durch die Zwirngebung eine geometrische Änderung erfährt, die im wesentlichen aus einer Durchmesserzunahme und einer Längenabnahme besteht. Der Drallwinkel unterscheidet sich daher nennenswert von dem rein rechnerisch sich ergebenden Drallwinkel, dem Fadenlänge und Fadendurchmesser im ungezwirnten Zustand zugrundeliegen.

Durch diese bevorzugte geometrische Einstellung des Friktionsfalschdrallers ist eine erste Voraussetzung dafür gegeben, daß ein gutes Zwirnergebnis erzielt wird.

Es ist zwar durch die DE-OS 23 10 803 bereits vorgeschlagen worden, bei einem Friktionsfalschdraller, welcher aus drei gleichsinnig rotierenden Achsen mit darauf aufgesteckten, sich zwischen den Achsen überlappenden Scheiben besteht, den Achsabstand und/oder die axiale Anordnung der Scheiben so zu wählen, daß der Winkel zwischen Scheibenumlaufrichtung und Fadenlauf gleich dem Drallwinkel ist. Hierdurch soll ein schlupfloser Betrieb ermöglicht werden. Dabei ist jedoch nicht berücksichtigt, daß für die schlupffreie Mitnahme des Fadens ausreichende Normalkräfte zwischen Friktionsoberfläche und Faden herrschen müssen, eine Voraussetzung, welche bei dem Friktionsfalschdraller nach der DE-OS 23 10 803 nicht geschaffen werden kann.

Die Erfindung schafft demgegenüber die Voraussetzung dafür, daß zur Optimierung des Texturierprozesses und der Falschzwirngebung insbesondere bei dem Friktionsfalschdraller nach der DE 29 28 522 A1 sämtliche maßgebende Parameter einschließlich des Schlupfes unabhängig voneinander eingestellt werden können.

Es sei hierzu bemerkt, daß keineswegs immer ein schlupffreier Betrieb erwünscht ist. Das Auftreten eines gewissen Schlupfes kann durchaus wünschenswert sein zur Auflösung des Falschzwirns und zur Fadenspannungsregulierung. Eine praktisch bevorzugte geometrische Konfiguration, die nicht nur nach Anspruch 3, sondern insbesondere auch nach Anspruch 2 durch Versetzung der Andrückeinrichtung ohne Änderung des Achsabstandes erzielbar ist, weist die Anordnung der Scheibenachsen und der Andrückeinrichtung auf den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks mit einem Basiswinkel zwischen 50° und 65° bevorzugt zwischen 55° und 60° auf.

Für den in vielen Fällen wünschenswerten schlupflosen Betrieb wird vorgeschlagen, daß die Andrückkraft der Andrückeinrichtung so eingestellt wird, daß das Torsionsmoment, welches sich als Produkt aus von der Scheibe auf den Faden ausgeübter Normalkraft, Reibungskoeffizient und Fadenradius ergibt, größer ist als das Rückstellmoment des Fadens im gewünschten Zwirnzustand. Zur Erklärung hierfür sei darauf hingewiesen, daß der Faden und insbesondere der unter Spannung stehende Faden als drehelastisches Gebilde zu betrachten ist, welches seiner Torsion ein gewisses Rückstellmoment entgegensetzt. Dieses Rückstellmoment hängt u. a. auch ab von der Stärke der Zwirnung, aber auch von der Stärke der Erhitzung in der Falschzwirnzone.

Erfindungsgemäß ist es darüber hinaus möglich, unabhängig von den Drall-, Förder- und Schlupfverhältnissen auch die Fadenspannungen vor und hinter dem Friktionsfalschdraller und insbesondere das Verhältnis dieser Spannungen einzustellen. Hierbei ist davon auszugehen, daß zur Erzielung einer bestimmten Kräuselung zunächst die Stärke der Zwirnung festzulegen und daraus in Abhängigkeit von dem Fadentiter ein bestimmter optimaler Basiswinkel α zu ermitteln ist (vgl. z. B. Fig. 6). Ferner ist davon auszugehen, daß die Fadengeschwindigkeit im allgemeinen durch Maschinendaten, aber auch Prozeßdaten wie z. B. Verweilzeit des Fadens auf der Heizplatte bei gegebenen Heiztemperaturen und Wärmeübertragungswerten vorgegeben ist. Es wird sodann die Umfangsgeschwindigkeit der Scheiben im Andrückbereich auf einen für die Fadenspannung optimalen Wert eingestellt. Es hat sich herausgestellt und wird erfindungsgemäß als bevorzugt vorgeschlagen, daß das Verhältnis der Scheiben­ geschwindigkeit D im Anpreßbereich zur Fadengeschwindigkeit Y

ist, wobei α der gewünschte Drallwinkel des Fadens im gezwirnten Zustand bzw. der die Position der Andrückeinrichtung definierende Basiswinkel ist. Bevorzugte Werte für das Verhältnis D : Y liegen zwischen 1,5 und 2.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1a die Scheibenstirnflächen eines Friktionsfalschdrallers mit Fadenlauf senkrecht zu der den beiden Rotationsachsen des Friktionsfalschdrallers gemeinsamen Axialebene;

Fig. 1b Friktionsfalschdraller mit Fadenlauf parallel zu der gemeinsamen Axialebene;

Fig. 2 Teilschnitt durch die Andrückeinrichtung mit Eingangsfadenführer;

Fig. 3 Schnitt durch den Friktionsfalschdraller nach Fig. 1a;

Fig. 4 schematische Darstellung der Kräfte, Momente und Geschwindigkeiten im Andrückbereich;

Fig. 5 die schematische Darstellung eines Fadenstücks im gezwirnten Zustand;

Fig. 6 ein aus Erfahrungswerten zu bildendes Diagramm für die Einstellung des Basiswinkels α in Abhängigkeit von der gewünschten Zwirngebung und dem Fadentier.

Fig. 7 eine Draufsicht des Friktionsfalschdrallers mit Fadenlauf senkrecht zu der Ebene, welche den beiden Rotationsachsen des Friktionsfalschdrallers gemeinsam ist;

Fig. 8 Schnitt durch den Friktionsfalschdraller nach Fig. 7;

Fig. 9a Seitenansicht eines Friktionsfalschdrallers zur Erzeugung von S-Zwirn;

Fig. 9b die Seitenansicht des Friktionsfalschdrallers nach Fig. 9a zur Erzeugung von Z-Zwirn;

Fig. 10 Schnitt durch den Friktionsfalschdraller nach Fig. 9, bei welchem die Scheibenlagerungen auf Schwingen gelagert sind.

Der in Fig. 1a, 1b bzw. Fig. 3 dargestellte Friktionsfalschdraller besteht aus einer starren Scheibe 1 und einer weichen Scheibe 2. Beide Scheiben sind auf den Wellen 3 und 4 in Lagerungen 5 und 6 drehbar gelagert und durch hier nicht dargestellte Antriebe über Riemenscheiben 27 und 28 angetrieben. Die starre Scheibe besitzt einen Reibbelag 26, welcher z. B. aus Gummi, Vulkollan, einem verschleißfesten Metall, einer Plasmabeschichtung, einer Keramikbeschichtung, einer Nickel-Diamantbeschichtung u. ä. bestehen kann.

Die weiche Scheibe besteht aus einem Material und eventuell aus einem Materialkomposit, das einerseits die durch Zentrifugalkräfte auftretenden Zugkräfte aufnehmen kann, zum anderen aber leicht beulbar und/oder biegbar ist. Es kann sich z. B. handeln um eine Gummischeibe von 0,5 bis 2 mm Dicke, die zur Erhöhung der Zugfestigkeit eine Kordfadeneinlage auf ihrer Rückseite besitzt, oder eine Federstahlscheibe von weniger als 1 mm Dicke mit einem ringförmigen Reibbelag.

Die weiche Scheibe 2 wird durch Andrückeinrichtung 10 auf ihrer Rückseite mit der Druckfläche 7 beaufschlagt und beult und biegt sich dadurch gegen den Faden 14 aus. Dadurch wird der Faden zwischen der weichen Scheibe 2 und der ringförmigen Reibfläche 26 der starren Scheibe 1 in einem engen Bereich eingeklemmt. Die Andrückeinrichtung besteht aus einem Zylinder 9 und einem darin beweglichen Kolben 8, welcher auf seiner, der weichen Scheibe 2 zugewandten Druckfläche 7 eine Ausnehmung 13 besitzt. Es ist ein Druckluftanschluß 11 mit einstellbarem Druckregler 72 vorgesehen. Durch die Druckluft wird der Kolben einerseits in Richtung auf die weiche Scheibe gedrückt. Zum anderen wird über den Luftkanal 12 Druckluft in die Ausnehmung 13 gepreßt. Dadurch erfolgt einerseits die Ausübung einer definierten Anpreßkraft N (siehe Fig. 4) und andererseits eine Druckluftschmierung und Ausbildung eines Druckluftpolsters zwischen der Druckfläche 7 und der weichen Scheibe.

In Fig. 1b wird der Faden 14 durch den Eingangsfadenführer 22 parallel zu der den beiden Achsen gemeinsamen Axialebene geführt.

Erfindungsgemäß sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel - wie insbesondere Fig. 3 zeigt - die Lagerungen 5 und 6 und die Andrückeinrichtung 10 verstellbar. Hierzu besitzen die Lagerungen 5, 6 Führungen, mit denen sie auf den Schiebestangen 15, 16 verschiebbar sind. Zum Feststellen dienen die Schrauben 17 und 18. Hierdurch sind die Scheiben zwischen den in Fig. 1a und 1b dargestellten inneren Extrempositionen 29 und äußeren Extrempositionen 30 verschiebbar. Der Verschiebeweg ist durch die Anschläge 31 bzw. 32 begrenzt. Die Positionierung erfolgt vorzugsweise so, daß der Abstand zur Fadenlinie für beide Wellen bzw. Achsen jeweils gleich ist.

Gleichermaßen ist die Andrückeinrichtung 10 auf der Rechteck­ stange 19 verschiebbar und durch Schraube 20 positionierbar, und zwar zwischen den Extremstellungen 24.1 und 25.1 sowie 24.2 und 25.2.

In Fig. 1a entspricht die Position 24.1 und 25.1 der Andrück­ einrichtung der Scheibenposition 29, und die Positionen 24.2 und 25.2 der Scheibenposition 30. Bei gegensätzlicher Drehrichtung 23 der Scheiben 1 und 2 wird in der Position 24 der Andrückeinrichtung ein Z-Zwirn und in der Position 25 der Andrückeinrichtung ein S-Zwirn in den zulaufenden Faden 14 eingebracht. Die Verschiebung zwischen den Extrempositionen 24.1 und 24.2 erfolgt, wenn zur Herstellung eines Z-Dralls das Verhältnis zwischen Drallgebung und Förderung verändert werden soll. Die Verschiebung zwischen den Positionen 25.1 und 25.2 erfolgt, wenn zur Herstellung eines S-Dralls das Verhältnis zwischen Drallgebung und Förderung verändert werden soll.

Es sei zur Klarstellung bemerkt, daß zwischen den hier aufgezeigten Extrempositionen 29, 30 der Scheiben und 24.1 bis 24.2 der Andrückeinrichtung für Z-Drall und 25.1 bis 25.2 der Andrückeinrichtung für S-Drall jede Zwischenstellung gewählt werden kann, die für das gewünschte Falschzwirnverfahren günstig ist. Hierauf wird später noch eingegangen.

Es hat sich herausgestellt, daß die Zwirngebung eines Friktions­ falschdrallers abhängig ist vom Abstand der Fadenführer und insbesondere des Eingangsfadenführers von dem Drallpunkt, d. h. dem Punkt, in welchem das Torsionsmoment aufgebracht wird. Dieser Drallpunkt ist bei dem Friktionsfalschdraller der vorliegenden Erfindung definiert durch die Position der Andrückeinrichtung. Um den konstanten Abstand zu gewährleisten, sind der Eingangsfadenführer 22 und die Andrückeinrichtung durch eine Stange 21 mechanisch miteinander verbunden. Dies ergibt sich aus Fig. 2, die sich auf einen Friktionsfalschdraller mit dem in Fig. 1a gezeigten Fadenlauf bezieht. Es sei bemerkt, daß die Länge der Stange 21 so ist, daß der Fadenführer 22 die Scheiben auch in der extremsten unteren Position 25.1 der Andrückeinrichtung nicht berührt.

Aus Fig. 1b ergibt sich, daß bei dem dort angewandten Fadenlauf zur Umstellung von S- auf Z-Drall der Eingangsfadenführer auf die andere Seite der den beiden Achsen gemeinsamen Axialebene verlegt wird.

Bei diesem Fadenlauf nach Fig. 1b ist zur S-Z-Umstellung des Zwirns eine Änderung der Drehrichtung erforderlich. Diese Drehrichtungen der Scheiben sind durch die Pfeile S und Z angegeben.

Der in Fig. 7, 8 dargestellte Friktionsfalschdraller besteht aus einer starren Scheibe 1 und einer weichen Scheibe 2. Beide Scheiben sind auf den Wellen 3 und 4 in Lagerungen 5 und 6 drehbar gelagert und durch hier nicht dargestellte Antriebe über Riemenscheiben 27 und 28 angetrieben. Die starre Scheibe besitzt einen Reibbelag 26, welcher zum Beispiel aus Gummi, Vulkollan, einem verschleißfesten Metall, einer Plasmabeschichtung, einer Keramikbeschichtung, einer Nickel-Diamantbeschichtung u. ä. bestehen kann.

Die weiche Scheibe besteht aus einem Material und evtl. aus einem Materialkomposit, das einerseits die durch Zentrifugalkräfte auftretenden Zugkräfte aufnehmen kann, zum anderen aber leicht biegbar und beulbar ist. Es kann sich z. B. um eine Gummischeibe von 0,5 bis 2 mm Dicke handeln, die zur Erhöhung der Zugfestigkeit eine in die Gummischicht eingebettete Kordfadeneinlage besitzt.

Einzelheiten hierzu ergeben sich aus der DE 29 28 522 A1.

In Fig. 7 wird der Faden 14 dem Friktionsfalschdraller durch den Eingangsfadenführer 22 senkrecht zu der den beiden Achsen der Scheiben 1 und 2 gemeinsamen Ebene zugeführt. Dementsprechend ist die länglich ausgebildete Druckfläche 7 längs des Fadenlaufs in senkrechter Richtung zur gemeinsamen Ebene der Wellen 3, 4 und damit parallel zum Fadenlauf ausgerichtet.

Erfindungsgemäß sind die Lagerungen 5, 6 verstellbar, während die Andrückeinrichtung 10 ortsfest ist. Hierzu besitzen die Lagerungen 5, 6 Führungen, mit denen sie auf den symmetrisch zum Fadenlauf angeordneten, vorzugsweise rechteckigen Schiebestangen 15, 16 verschiebbar sind. Zum Feststellen dienen die Schrauben 17 und 18. Hierdurch sind die Scheiben zwischen den in Fig. 7 dargestellten inneren Extrempositionen 29 und äußeren Extrempositionen 30 verschiebbar. Der Verschiebeweg ist durch die Anschläge 31 begrenzt. Die Positionierung erfolgt so, daß der Abstand zur Fadenlinie für beide Wellen bzw. Achsen jeweils gleich ist.

Die Führungsstangen 15 für Lagerung 5 und 16 für Lagerung 6 sind parallel zu der Tangente 136, 137 ausgerichtet, welche die starre Scheibe 1 bzw. die weiche Scheibe 2 in den mittleren Betriebspositionen 134 im Bereich der Fadenklemmung, also im Bereich der Andrückeinrichtung 10 hat. Hierdurch wird gewährleistet, daß mit technisch ausreichender Genauigkeit zwischen den extremen Betriebspositionen 29 und 30 eine Verschiebung der Lagerungen möglich ist, ohne daß sich die Umfangs­ geschwindigkeiten der Scheiben im Andrückbereich wesentlich ändern.

Die Verschiebung zwischen den Positionen 29 und 30 erfolgt, wenn zur Herstellung eines S-Dralls das Verhältnis zwischen Drallgebung und Förderung verändert werden soll.

Es sei zur Klarstellung bemerkt, daß zwischen den hier aufgezeigten Extrempositionen 29, 30 der Scheiben jede Zwischenstellung gewählt werden kann, die für das gewünschte Falsch­ zwirnverfahren günstig ist.

Die Drehrichtung der Scheiben ist durch die Pfeile 23 in Fig. 7 gekennzeichnet.

Die Fig. 9a und 9b zeigen die Seitenansicht des in Fig. 10 im Schnitt gezeigten Falschdrallers, wobei in der Stellung der Reibscheiben 1 und 2 nach Fig. 9a und 10 ein S-Zwirn und in der Stellung der Reibscheiben 1 und 2 nach Fig. 9b ein Z-Zwirn erzeugt wird. Der dort dargestellte Friktionsfalsch­ draller besteht aus dem Hauptgestell 138, das einen U-förmigen Querschnitt hat, wie sich aus Fig. 10 ergibt. In der einen Flanke dieses U-förmigen Hauptgestells 138 ist die Andrückeinrichtung 10, bestehend aus Zylinder 9 und Kolben 8, gelagert.

Konzentrisch zu der Mittelachse 139 der Andrückeinrichtung 10 sind die Schwingen 140 und 141 in den U-förmigen Flanken des Hauptgestells 138 schwenkbar und mittels Muttern 142, 143 feststellbar gelagert. In den Enden der Schwingen befinden sich die Lagerungen 5 und 6 für die Scheiben 1 und 2.

Der Antrieb des Friktionsfalschdrallers geschieht durch Tangentialriemen 145, der sich in Maschinenlängsrichtung erstreckt und mit konstanter Geschwindigkeit und gleich bleibender Antriebsrichtung umläuft. An dem Tangentialriemen 145 liegt der Hauptwirtel 144 des Friktionsfalschdrallers an, der in dem Wirtelgestell 146 drehbar gelagert ist und auf seinem Wellenende die Hauptriemenscheibe 147 besitzt. Diese wird von dem Endlosriemen 148 bis ca. 180° umschlungen, welcher sodann mit seinem Riementrum 149 die Riemenscheibe 150 der Friktionsscheibe 2 und mit seinem anderen Trum 151 die Riemenscheibe 152 der Friktionsscheibe 1 um ca. 180° umschlingt und sodann zu der frei drehbaren Spannrolle 153 zurückkehrt, um mit seinem anderen geschlossenen Ende diese mit ca. 180° zu umschlingen. Die Lagerung 154 ist in Spannrichtung 156 bewegbar und wird durch Druckfeder 155 in Spannrichtung gedrückt. Die Druckfeder ist an dem Hauptgestell mit Bolzen 157 abgestützt.

Das Wirtelgestell 146 ist mit einem Anschlußstück 158 auf einer Führungsebene 159 des Hauptgestells 138 in zwei Positionen 160 und 161 montierbar. Das Wirtelgestell 146 ist mit dem Anschlußstück 158 durch eine Parallelogrammfeder 162 verbunden. Diese besteht aus zwei parallelen Federplatten 163, die an ihren Enden fest miteinander verbunden sind, so daß bei Auslenkung der Federplatte 163 ihre Enden lediglich eine Parallelbewegung durchführen können. Der Hebel 164 ist im Hauptgestell 138 im Schwenkpunkt 165 schwenkbar gelagert. Er gleitet mit Bolzen 166 auf einem Gleitstück 167 mit Raste 168. In der in Fig. 9a eingezeichneten Stellung wird der Wirtel 144 durch die Kraft der Parallelogrammfeder 162 gegen den Tangentialriemen 145 gedrückt. Wenn der Bolzen 166 in die Raste 168 einrastet, wird der Wirtel 144 vom Tangentialriemen 145 abgehoben.

Für die in Fig. 9b gezeigte Montageposition 161 des Anschlußstücks 158 besitzt das Wirtelgestell ein weiteres Gleitstück 169 mit Raste 170. Zum Anheben des Wirtels 144 von dem Treibriemen 145, d. h. zum Außerbetriebsetzen des Friktionsfalschdrallers wird der Bolzen 166 in das mit dem Gleitstück 169 zusammenwirkende Auge am Hebel gesteckt und in Raste 170 eingerastet. Um die Riemenspannung konstant zu halten, kann bei Umstellung des Wirtelgestells von der Position 160 auf Position 161 bzw. umgekehrt auch der Einhängepunkt der Druckfeder 155 dadurch verstellt werden, daß der Bolzen 157 aus dem im Hauptgestell 138 befindlichen Auge 171 herausgezogen und in das Auge 172 eingesetzt wird bzw. umgekehrt.

Es sei hervorgehoben, daß die Druckfeder 155 eine sehr flache Kennlinie besitzt, so daß die von ihr ausgeübte Kraft in den durch den Betrieb vorgegebenen Grenzen unabhängig vom Federweg ist.

Der in Fig. 9 und 10 dargestellte Friktionsfalschdraller funktioniert wie folgt:
Der Faden erhält in der Stellung nach Fig. 9a einen S-Zwirn. Damit kann der Zwirnpunkt, d. h. der durch die Andrückeinrichtung bestimmte Punkt, in welchem der Faden in reibschlüssigem Kontakt zwischen den Scheiben gehalten wird, zwar ortsfest gehalten, trotzdem aber relativ zu den Scheiben dadurch verstellt werden, daß die Winkellage der Schwingen 140 und 141 zueinander verändert wird. Es sei erwähnt, daß am Hauptgestell 138 zu diesem Zweck Winkelskalen vorgesehen sind, die sich in den Zeichnungen nicht darstellen lassen. Zur Umstellung über S- auf Z-Zwirn wird die aus Fig. 3b ersichtliche Lageveränderung dergestalt durchgeführt, daß die Scheibe 2 nunmehr rechts des Fadenlaufs und die Scheibe 1 links des Fadenlaufs liegt. Gleichzeitig wird der Wirtel 144 aus der in Fig. 9a gezeigten Position links des Tangentialriemens 145 in die in Fig. 3b dargestellte Position rechts des Tangentialriemens gebracht, ohne daß die Laufrichtung des Tangentialriemens verändert wird. Für die Umsetzung des Wirtels erfolgt eine Versetzung des Anschlußstücks 158 aus der Position 160 in die Position 161. Um den Falschdraller durch Abheben des Wirtels vom Tangentialriemen weiterhin außer Betrieb setzen zu können, wird der Bolzen 166 im Handhebel 164 aus dem einen Auge in das Auge gesetzt, welches mit dem Gleitstück 167 und Raste 168 bzw. Gleitstück 169 und Raste 170 zusammenwirkt.

Durch die Versetzung des Wirtels wird die Laufrichtung des Endlosriemens 148 aus der Richtung 173 in die Richtung 174 in Fig. 9b umgekehrt, so daß sich auch die Drehrichtung der Scheiben 1 und 2 ändert. Um die Riemenspannung zu erhalten, wird gleichzeitig der Bolzen 157 der Druckfeder 155 aus Auge 171 in das Auge 172 versetzt.

Nunmehr wird ein Z-Zwirn erzeugt.

In beiden Betriebspositionen für S-Zwirn und Z-Zwirn läßt sich der Achsabstand zwischen den Achsen 3 und 4 der Scheiben 1 und 2 durch Lösen und Feststellen der Muttern 142, 143 beliebig und symmetrisch zum Fadenlauf einstellen. Dadurch ergibt sich gleichzeitig die erfindungsgemäß gewünschte Änderung der Konfiguration zwischen Andrückeinrichtung und Scheiben und insbesondere die gewünschte Einstellung des Basiswinkels in dem durch diese drei Elemente gebildeten gleichschenkligen Dreieck.

An einem Friktionsfalschdraller nach den Fig. 1 bis 3 kann für die erfindungsgemäße Einstellung optimaler Betriebszustände insbesondere der Achsabstand der Scheiben und/oder aber der Abstand der Andrückeinrichtung von der gemeinsamen Axialebene der Scheiben oder aber beides verändert werden. Es ist dabei darauf zu achten, daß die Achsen und die Andrückeinrichtung auf den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks liegen sollten, so daß die von den Scheiben ausgeübten Geschwindigkeitskomponenten gleiche Beträge haben. Im letzteren Fall ist es insbesondere vorteilhaft, eine Synchronisierung zwischen Achsabstand und Abstand der Andrückeinrichtung vorzusehen, wie es in Fig. 3 durch die Verbindungsstege oder Schwenkhebel 67 und 68 angedeutet ist. Es wird in vielen Fällen ausreichend sein, lediglich den Abstand der Andrückeinrichtung 10 von der gemeinsamen Axialebene zu ändern. Läßt sich hierdurch ein optimaler Betriebszustand nicht erreichen, so kann zusätzlich der Achsabstand verändert werden. Bei der Ausführung nach Fig. 9, 10 erfolgt lediglich ein Verschwenken der Schwingen.

Es sei bemerkt, daß die Achsen des Friktionsfalschdraller parallel oder leicht verschränkt zueinander sein können. Mit Rücksicht auf diese leichte Verschränkung ist der Ausdruck gemeinsame Axialebene nicht ganz korrekt. Da der Winkel, um welchen die Achsen gegeneinander verschränkt sind, jedoch sehr gering ist, wird auch im folgenden der Begriff "gemeinsame Axialebene" beibehalten.

Zur weiteren Optimierung des Betriebszustandes ist - wie sich aus Fig. 2 und aus Fig. 3 ergibt - vorgesehen, daß die Anpreßkraft der Andrückeinrichtung 10 einstellbar ist, und zwar durch Einstellung des Luftdrucks über das Drucksteuergerät 175. Es ist darüberhinaus hervorzuheben, daß auch die Rotationsgeschwindigkeit der Scheiben und die Fadenlaufgeschwindigkeit einstellbar sind.

Bevorzugte Betriebszustände für die geometrische Anordnung der Scheiben und Andrückeinrichtung liegen in einem Bereich des in Fig. 1a eingezeichneten Winkels α bei dem dort angegebenen Fadenlauf zwischen 50 und 65 Grad. Dabei wird der Achsabstand und die Andrückeinrichtung bevorzugt so angeordnet, daß die Achsen die Eckpunkte der Basis eines gleichschenkligen Dreiecks bilden (an deren Spitze die Andrückeinrichtung liegt). Bevorzugt ist, daß der Basiswinkel α dieses gleichschenkligen Dreiecks gleich dem Drallwinkel im gezwirnten Zustand des Fadens ist. Der gezwirnte Zustand des Fadens ist in Fig. 5 dargestellt und dabei auch der Drallwinkel α eingezeichnet. Es ist hierbei hervorzuheben, daß der Faden im gezwirnten Zustand eine Verkürzung seiner Länge und eine Vergrößerung seines Durchmessers erfährt. Deshalb ist der Winkel α im gezwirnten Zustand kleiner als der Drallwinkel im ungezwirnten Zustand bzw. kleiner als der sich aus der eingestellten Fadenlaufge­ schwindigkeit, Drehungszahl und Durchmesser des fertigen Fadens sich rechnerisch ergebende Drallwinkel. Fig. 6 zeigt in einem Diagramm Erfahrungswerte für die Einstellung des Basiswinkels α in Abhängigkeit von dem Fadentiter und der gewünschten Zwirnung, hier ausgedrückt als Anzahl der Zwirndrehungen pro Meter Fadenlänge (TPM).

Bei dieser Einstellung des Friktionsfalschdrallers läßt sich erreichen, daß der Faden mit gleichem Schlupf gefördert und gezwirnt wird.

Weitere Voraussetzung für eine schlupffreie Förderung und Zwirnung ist, daß der Anpreßdruck der Andrückeinrichtung auf einen Wert eingestellt wird, der gewährleistet, daß das von den Friktionsscheiben auf den Faden ausgeübte Torsionsmoment MS=N · μ · DF/2 das Rückdrehmoment MF des Fadens übersteigt. Diese Verhältnisse sind in Fig. 4 dargestellt. Mit N ist die Normalkraft, mit MS das Torsionsmoment, mit μ der Reibungskoeffizient, mit MF das sich aus der Elastizität des Fadens ergebende Rückdrehmoment des Fadens, mit DF der Fadendurchmesser und mit N′ die Andrückkraft der Andrückeinrichtung bezeichnet.

Bis hierher ist gewährleistet, daß für den Texturierprozeß optimale Zwirnverhältnisse eingestellt werden können.

Darüber hinaus hat die Erfindung aber auch zum Gegenstand, die Fadenspannungsverhältnisse in optimaler Weise einzustellen. Dabei ist davon auszugehen, daß es bei sämtlichen bisher bekannten Falschdrallern, und zwar sowohl bei den Spindelfalschdrallern als auch bei den bekannten Friktionsfalschdrallern, nicht möglich war, die Fadenspannungsverhältnisse frei zu wählen. Vielmehr waren die Fadenspannungsverhältnisse auch abhängig von den Zwirnverhältnissen. Es ist allgemein bekannt, daß die Fadenspannung vor und hinter dem Friktionsfalschdraller durch Einstellung des Verhältnisses Scheibengeschwindigkeit : Fadengeschwindigkeit eingestellt werden kann. Dies liegt daran, daß durch den erfindungsgemäßen Friktionsfalschdraller der Geschwindigkeitsvektor der Friktionsscheiben im Anpreßbereich quer zur Fadenachse gerichtet ist und mithin eine Komponente in Förderrichtung und eine Komponente in Drallrichtung hat. Da bei dem erfindungsgemäßen Friktionsfalschdraller nach der Einstellung einer bestimmten Lage der Scheiben und der Andrückeinrichtung zueinander die Zwirnverhältnisse, d. h. der von den Bewegungskomponenten eingeschlossene Winkel, nicht mehr verändert wird, wird es möglich, durch Einstellung der Fadengeschwindigkeit oder der Scheibenumfangsgeschwindigkeit die Fadenspannung vor und hinter dem Friktionsfalschdraller frei einzustellen. Bevorzugt sollte für das Verhältnis Scheibengeschwindigkeit D/Fadengeschwindigkeit Y gelten:

wobei α wiederum der gewünschte Drallwinkel im gezwirnten Zustand bzw. der Basiswinkel des zuvor engestellten, durch die Scheibenachsen und die Andrückeinrichtung aufgespannten gleich­ schenkligen Dreiecks ist.

Abschließend sei erwähnt, daß der Friktionsfalschdraller auch mit dem in Fig. 1b gezeigten Fadenlauf betrieben werden kann. Die geometrische Betriebseinstellung nach dieser Erfindung erfolgt so, daß der Winkel α der halbe Spitzenwinkel des von den Achsen und der Andrückeinrichtung aufgespannten gleich­ schenkligen Dreiecks und vorzugsweise gleich dem Drallwinkel α im gezwirnten Zustand des Fadens ist.

Die vorausgegangene Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung gilt für jede Ausführung von Friktionsfalschdrallern, die mit zwei im wesentlichen parallelen Scheiben arbeiten, von denen zumindest eine gegenüber ihrer Welle kardanisch, d. h. in jeder Richtung schwenkbar, gelagert ist. Derartige Friktionsfalschdraller sind beschrieben in der DE 29 28 522 A1 sowie dem DE 80 16 896 U1. Bemerkt sei, daß insbesondere das in den Fig. 9 und 10 gezeigte Ausführungsbeispiel, die Scheibenlagerung nach dem DE 80 16 896 U1 und die erfindungsgemäße Einstellung optimale Betriebsverhältnisse gestattet, da bei diesen Ausführungsbeispielen der Zwirnbereich stationär bleibt.

• Bezugszeichenaufstellung:   1 starre Scheibe
    2 weiche Scheibe
    3 Welle der starren Scheibe, Achse
    4 Welle der weichen Scheibe, Achse
    5 Lagerung der starren Scheibe
    6 Lagerung der weichen Scheibe
    7 Druckfläche
    8 Kolben
    9 Zylinder
   10 Andrückeinrichtung
   11 Druckluftanschluß
   12 Luftkanal
   13 Ausnehmung
   14 Faden
   15 Führungsstange für Lagerung 5
   16 Führungsstange für Lagerung 6
   17 Feststellschraube
   18 Feststellschraube
   19 Führungsstange für Andrückeinrichtung
   20 Feststellschraube
   21 Abstandshalter
   22 Eingangsfadenführer
   23 Drehrichtung
   24 Stellung für Z-Drall
   25 Stellung für S-Drall
   26 Reibbelag
   27 Riemenscheibe
   28 Riemenscheibe
   29 Extremposition
   30 Extremposition
   31 Anschläge
   32 Anschläge
   33 Fadenlaufrichtung
   67 Schwenkhebel
   68 Schwenkhebel
   72 Druckregler
  134 mittlere Betriebsposition
  135 mittlere Betriebsposition
  136 Tangente
  137 Tangente
  138 Hauptgestell
  139 Mittelachse, Schwenkachse
  140 Schwinge
  141 Schwinge
  142 Mutter
  143 Mutter
  144 Hauptwirtel
  145 Tangentialriemen
  146 Wirtelgestell
  147 Hauptriemenscheibe
  148 Endlosriemen
  149 Riementrum
  150 Riemenscheibe
  151 Riementrum
  152 Riemenscheibe
  153 Spannrolle
  154 Lagerung
  155 Druckfeder
  156 Spannrichtung
  157 Bolzen
  158 Anschlußstück
  159 Führungsebene
  160 Position für Wirtelgestell
  161 Position für Wirtelgestell
  162 Parallelogrammfeder
  163 Federplatten
  164 Hebel, Handhebel
  165 Schwenkpunkt
  166 Bolzen
  167 Gleitstück
  168 Raste
  169 Gleitstück
  170 Raste
  171 Auge
  172 Auge
  173 Riemenlaufrichtung
  174 Riemenlaufrichtung
  175 Drucksteuergerät

Claims (10)

1. Friktionsfalschdraller bestehend aus zwei rotierenden Scheiben (1, 2), welche den Faden mit ihren Stirnseiten zwischen sich einklemmen, wobei zumindest eine Scheibe gegenüber ihrer Welle kardanisch gelagert ist oder aus einem weichen, elastischen Material besteht und durch eine Andrückeinrichtung gegen die andere Scheibe gedrückt wird, und wobei die Achsen (3, 4) der Scheiben auf den Eckpunkten der Basis und die Andrückeinrichtung (10) in der Spitze eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der geometrischen Form des gleichschenkligen Dreiecks die Lage der Scheiben (1, 2) und die Lage der Andrückeinrichtung (10) relativ zueinander veränderbar und einstellbar ist.

2. Friktionsfalschdraller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Andrückeinrichtung (10) von der gemeinsamen Axialebene der Scheiben (1, 2) veränderbar und einstellbar ist.

3. Friktionsfalschdraller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Scheiben (1, 2) senkrecht zu ihrer Achse (3, 4) und parallel im wesentlichen zu derjenigen Tangente (136, 137), welche in der mittleren Betriebsposition an die jeweilige Scheibe im Andrückbereich parallel zu dem dem Andrückbereich benachbarten Scheibenrand gelegt wird, verschiebbar ist, und daß die Andrückeinrichtung (10) ortsfest angeordnet ist.

4. Friktionsfalschdraller nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Scheiben (1, 2) auf einer Schwinge (140, 141) gelagert ist, deren gemeinsame Schwenkachse (139) parallel zu den Scheibenachsen und im wesentlichen konzentrisch zur Andrückeinrichtung (10) liegt.

5. Friktionsfalschdraller nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsabstand der Scheiben (1, 2) und/oder der Abstand der Andrückeinrichtung (10) von der gemeinsamen Axialebene derart einstellbar ist, daß die Achsen (3, 4) und die Andrückeinrichtung (10) jeweils auf den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks liegen, dessen Basiswinkel dem Drallwinkel des Fadens im gezwirnten Zustand entsprechen.

6. Friktionsfalschdraller nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Basiswinkel zwischen 55° und 60° groß sind.

7. Friktionsfalschdraller nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpreßkraft der Andrückeinrichtung (10) und damit die von den Scheiben (1, 2) auf den Faden (14) ausgeübte Normalkraft so einstellbar ist, daß das auf den Faden durch die Scheiben (1, 2) ausgeübte Torsionsmoment größer als das Rückdrehmoment des Fadens für den gewünschten Drallwinkel α im gezwirnten Zustand ist.

8. Friktionsfalschdraller nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenspannung vor und hinter dem Friktionsfalschdraller durch Einstellung der Fadengeschwindigkeit Y und/oder der Scheibengeschwindigkeit D im Anpreßbereich auf ihren Sollwert bringbar ist.

9. Friktionsfalschdraller nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Anpreßbereich das Verhältnis von Scheibengeschwindigkeit D zur Fadengeschwindigkeit Y so einstellbar ist, daß D : Y=(1 : cos α) (1±20%) ist, wobei α der gewünschte Drallwinkel im gezwirnten Zustand des Fadens bzw. der Basiswinkel des gleichschenkligen Dreiecks ist.

10. Friktionsfalschdraller nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Anpreßbereich das Verhältnis der Scheibengeschwindigkeit D zur Fadengeschwindigkeit Y durch Einstellung der Rotationsgeschwindigkeit der Scheiben bei vorgegebener Fadengeschwindigkeit so einstellbar ist, daß D : Y zwischen 1,5 und 2 liegt.