DE2162878A1 - Vorrichtung zum Falschzwirnen von Garn - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Falschzwirnen von Garn

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Falschzwirnen eines mehrfädigen bzw. multifilen Garns mit hohem Wirkungsgrad und hoher Garngescliwindigkeit. Genauer gesagt, bezieht sich die Erfindung auf eine verbesserte Friktions-Zwirnmaschine, bei welcher ein bewegbares Friktionsglied mit Abstand von einem zugeordneten Gegenstück bzw. Widerlagerglied angeordnet ist und eine enge Schranke bildet, gegen welche das Garn gedrängt und an welcher das Garn erfaßt wird, um es zu yerzwirnen, wobei das Garn zumindest teilweise um die Friktionsfläche herumgewickelt wird.

Der verbesserte Wirkungsgrad, der dadurch erreicht wird, daß das Garn gegen und um die Friktionsfläche gedrängt wird,, ist das hauptsächliche neuartige Merkmal der Erfindung. In bevorzugter Ausführungsform wird das Garn durch mehrere, beispielsweise drei, aufeinanderfolgende Paare von Friktionsflächen und Gegenstücken geleitet, die sämtliche drehbar auf parallelen Wellen montiert sind. Die eine Welle trägt zwei radähnliche Glieder mit aus Hartgummi bestehenden O-Ringen als Friktionsflächen auf· ihrem Außenumfang, zwischen denen sich ein Gegenstück bzw. Widerlager von kleinerem Radius

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dreht. Die andere Welle trägt zwei drehbare Gegenstücke bzw. Widerlager, ähnlich demjenigen auf der ersten Welle, sowie ein dazwischen angeordnetes Friktionsglied, welches ebenfalls den beiden Friktionsgliedern auf der ersten Welle ähnlich ist. Der Pfad des in das zweite der drei aufeinanderfolgenden Paare aus Friktionsglied und Gegenstück bzw. Widerlager einlaufenden und aus diesem austretenden Garns bildet vorzugsweise an der den Garnverlauf einschließenden Stelle einen Winkel von 60 bis 170°.

Für das Falschzwirnen von mehrfädigem Garn sind bereits zahlreiche Yerfähren und Vorrichtungsarten vorgeschlagen und entwickelt worden. Eine gebräuchliche Art einer handelsüblichen Falschzwirnvorrichtung weist eine Spindel auf, um welche das Garn herumgeschlungen ist. Die Spindel dieser Vorrichtung macht je eine Umdrehung für jede dem Garn verliehene Verdrillung. Die physikalischen und mechanischen Beschränkungen der Drehzahl, mit welcher die Spindel in Drehung versetzbar ist, schränken mithin die Geschwindigkeit des Falschzwirnvorgangs und mithin auch die Produktionsleistung der Vorrichtung ein*

Ein anderes bereits benutztes Falschzwirnverfahren ist das üblicherweise als Friktionszwirnen bezeichnete Verfahren, Bei den gebräuchlicheren Verfahren dieser Art wird das Garn über die Außenkante einer sich drehenden Friktionsfläche oder über die Innenkante einer ringförmigen Friktionsfläche geleitet. Die bei Vorrichtungen dieser Art erzeugte Falschzwirnung ist allerdings außerordentlich unzuverlässig, was in erster Linie auf die Wanderung bzw.

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Verlagerung des Garnpfads auf der Friktionsfläche zurückzuführen ist.

Eine besonders erfolgversprechende Friktions-Zwirnmaschine ist in der USA-Patentanmeldung Serial No. 45»111 vom 10.6.1970 beschrieben, bei welcher ununterbrochenes mehrfädiges Garn dadurch verzwirnt wird, daß es praktisch tangential gegen eine bewegbare Friktionsfläche geleitet wird. Bei der Bewegung der Friktionsfläche wird das in Reibungsberührung damit stehende Garn durch Ausübung einer Torsions- bzw. Drehmomentkraft auf dieses verzwirnt. Der Verzwirnungsgrad, der mittels einer solchen Maschine industriell erzielbar ist, ist jedoch gewissen Einschränkungen unterworfen.. Sine bedeutsame Aufgabe der Erfindung besteht dagegen in der Erzielung eines wesentlich höheren Verzwirnungsgrads. .

Im einzelnen ist es in erster Linie Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Falschzwirnvorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, bei welchen das Garn bei außerordentlich hohen Garngeschwindigkeiten von zusammenwirkenden bzw. komplementären Friktionsflächen und Flächen niedriger Reibung erfaßt wird und bei welchen sich hohe Verzwirnungszahlen je Längeneinheit erzielen lassen.

Diese und weitere, in der folgenden Beschreibung weiter verdeutlichte Aufgaben werden erfindungsgemäß, durch ein niedrige Reibung besitzendes Gegenstück bzw. Widerlager in Verbindung mit einer bewegbaren Friktionsfläche gelöst, die als Kante oder scharfe Krümmung ausgebildet ist. Wie bei

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der genannten USA-Patentanmeldung legen das Widerlager und die Friktionskante eine Schranke und einen daneben befindlichen verengten bzw. begrenzten Bereich fest, wobei sich die bewegbare Friktionsfläche nahe dieses Bereichs von der Schranke bzw. Sperre wegbewegt. Hierbei sind Einrichtungen vorgesehen, um das Garn an diesem begrenzten Bereich vorbeizubewegen und es gegen die Schranke sowie senkrecht zur Friktionsfläche, wo diese am Garn angreift, vorzubelasten. Es hat sich gezeigt, daß dieses letztgenannte Merkmal, welches die Berührung des Garns mit der Friktionsfläche hervorbringt, den erfindungsgemäß stark verbesserten Wirkungsgrad des Verzwirnens gewährleistet.

In bevorzugter Ausführungsform drehen sich das reibungsarme Glied und die Friktionsfläche um parallele Achsen und wirken vorzugsweise mindestens drei solche Sätze von je einem umlaufenden Friktionsglied und einem reibungsarmen Glied nacheinander auf das Garn ein, wobei der Garnverlauf an jedem Satz umgelenkt wird. Bei dieser Ausführungsform ρ befindet sich jedes Friktionsglied auf seiner Achse unmittelbar neben einem reibungsarmen Glied und umgekehrt. Alle Friktionsglieder besitzen, ebenso wie alle reibungsarmen Glieder, vorteilhafterweise gleichen Radius, doch sind erstere größer als letztere. Die Friktionsglieder werden , sämtlich gemeinsam durch KraftSchluß mit einer zylindrischen Antriebseinrichtung angetrieben.

Vorzugsweise sind außerdem die Friktionsglieder als radähnliche Teile mit je einem um den Umfang herum ange-

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ordneten Ring ausgebildet, so daß die Krümmung des Außenumfangs in Richtung auf die Achse des sich drehenden Friktionsglieds übermäßigen Abrieb durch das Garn an der Friktionsfläche vermeidet, während dennoch der erfindungsgemäß speziell wesentliche Randkontakt aufrechterhalten wird.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Bs zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Station einer mehrere Einheiten umfassenden, industriell einsetzbaren Falschzwirnvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung,

Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Aufsicht auf eine in Fig. 1 enthaltene Vorrichtung, in Richtung der Pfeile II-II gesehen,

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht der Vorrichtung gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. J,

Fig. 5 einen in weiter vergrößertem Maßstab gehaltenen Teilschnitt im Ausschnitt V gemäß Fig. 2 und im Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 6 und

Fig. fa eine in weiter vergrößertem Maßstab gehaltene Detailansicht des Teils VI in Fig. 4.

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Bei der in Fig. 1 dargestellten Falschzwirnvorrichtung läuft ein Garnfaden 2 unter Zugspannung von einer Vorrats-Spule 4 über einen Zwirn-Putzer 6, Führungs-Rollen 8, 10 und 12, eine Spanneinrichtung 14 und eine Heizzone 16. Der Garnfaden 2 wird spiralig um ein nicht dargestelltes Kupferrohr herumgewickelt, das von Dampf durchströmt ist. Die länge der Heizzone 16, die Zahl der Garnwindungen um die in der Heizzone befindliche Heizeinheit sowie die Tem- ψ peratur des Heizers der Heizzone 16 können ge nach der Zusammensetzung, der Zufuhrgeschwindigkeit des Garns usw. variiert werden.

Vor dem Eintritt in die Heizzone 16 läuft der Garnfaden 2 über eine mit einer tiefen V-Nut versehene Scheibe 18.

Nach dem Verlassen der Heizzone 16 läuft der Garnfaden über nicht verzwirnende Putz-Führungen 20, 22, 24, 26, 28 und 30, bevor er in die erfindungsgemäße Falschzwirnvorrichtung 32 einläuft, die kraftschlüssig durch ein zylindrisches Antriebsglied 34 angetrieben wird. Nach dem Austritt aus der ^ Falschzwirnvorrichtung 32 läuft der Garnfaden 2 über Führun-' gen 36 und 38 zu einem Garn-Detektor 40, welcher den Putzer 6 steuert. Hierauf läuft der Garnfaden 2 über eine Führung 42, eine Spanneinrichtung 44 sowie Führungen 46 und 48 auf einen Aufspul-Wiekel 50. Wie durch den Doppelpfeil in Fig. angedeutet, ist die Führung 48 ein Changierapparat, welcher die Verteilung des Garnfadens 2 auf dem Aufspul-Wickel 50 steuert.

Ersichtlicherweise kann die in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung eine einzelne Einheit bzw. Station einer

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mehrere Einheiten umfassenden Maschine sein. Aus diesem Grund sind links von der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in strichpunktierten Linien ein Garnfaden 2a- und ein-~&arn« __.. Detektor AOa und rechts davon ein Garnfaden 2a, eine Heizzone 16a sowie Führungen 20a und 22a für die rechts von der beschriebenen Station befindliche Arbeitsstation angedeutet. Eine gemeinsame Welle 52 treibt das zylindrische Antriebsglied 34· an und erstreckt sich zu benachbarten Stationen, um deren zylindrische Antriebsglieder anzutreiben. Die Welle 52 wird ihrerseits durch einen Riemen 54- angetrieben.

Außerdem kann eine nicht dargestellte Einrichtung zum Trennen des zylindrischen Antriebsglieds 34 von der Falschzwirnvorrichtung 32 vorgesehen sein. .

Gemäß Fig. 1 und wie aus den Fig. 2, 3 und 5 noch deutlicher ersichtlich, sind die Führungen 30 und 36 so angeordnet, daß sie den Garnfaden 2 bei seinem'Eintritt in die Falschzwirnvorrichtung 32 und bei seinem Austritt aus dieser aufwärts und vorwärts, d.h. in der vergrößerten Aufsicht gemäß Fig. 2 abwärts vorbelasten. Der Zweck und die Bedeutung dieser Vorbelastung werden später noch näher erläutert.

In Fig. 2 und 3 ist die erfindungsgemäße Falschzwirnvorrichtung 32 gemäß Fig. 1 näher veranschaulicht. Sie weist mehrere bewegbare, d.h. drehbare Friktionsglieder 56 von jeweils gleichem Radius auf, die sämtlich durch Kraftschlußverbindung mit dem gemeinsamen Antriebsglied 34 angetrieben

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werden. Jedem Friktionsglied 56 gegenüberliegend ist eine reibungsarme Fläche angeordnet, d.h. ein glattes, hartes, zylindrisch.es, drehbares Widerlager bzw. Gegenrad 58. Die Gegenräder -58 besitzen ebenfalls jeweils gleichen Radius, sind jedoch kleiner als die Friktionsglieder 56» Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die Friktionsglieder 56, und die Gegenräder 58 jeweils einander abwechselnd auf. zwei parallelen Wellen 60 angeordnet.

Wie am besten aus Fig. 5 hervorgeht, weist jedes Friktionsglied 56 ein Glied in Form eines Rads 56a auf, auf dessen Umfangskranz ein die mit dem Garnfaden 2 in Berührung kommende Friktionsfläche bildender O-Ring 56b aus Hartgummi, wie Polyurethan oder Buna-N-Synthetikgummi sitzt.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, sind die Gegenräder 56 auf den Wellen 60 frei drehbar angeordnet.

Wie in der vergrößerten Darstellung von Fig. 6 verdeutlicht, legt jedes Friktionsglied 56 zusammen mit seinem zugeordneten Gegenrad 58 eine Schranke bzw. Sperre 62 und einen sich daran anschließenden verengten bzw. begrenzten Bereich 64 fest. Durch die Vorbelastung des Garns 2 in Richtung auf die Schranke 62, während es durch den verengten Bereich 64 hindürchläuft, wird der Garnfaden 2 in Rei*- bungseingriff mit dem sich drehenden Friktionsglied 56 gebracht, wodurch der Garnfaden 2 einer Torsionswirkung unterworfen und schließlich falschverzwirnt wird. Die Oberfläche des Fri.fctionsglieds 56 bewegt sich in der Mähe des verengten Bereichs 64 von der Schranke 62 hinweg. Infolge der Reibungsberührung mit dem Garnfaden 2 ist das Friktions-

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gliedl 56 besfcre&fe* den Garnfaden 2 daran zu hindern, infolge der im ΐϊ™ herrschenden Zugspannung in die Schranke 6Z Mneinzuziehen» Außerdem gewährleistet es hierbei insofern eine Selbstkompensierwirkung^ als sich der Reibungseingxiff zwischen dem Friktionsglied 56 und dem Garnfaden 2» wenn sich letzterer aus irgend einem Grund im Richtung: auf" cüe Schranke 62 verlagert, erhöht und das ErikfeionsglxeöL 5& den Garnverlauf von der Schranke wegzieht.

Gemäß £3lg. 3 lätiffe der Garnfaden 2 unter der durch den geschlossenen Durchlaufspalt gebildeten Schranke des ersten. Satzes von Frikti ons glied 56 und Gegenrad 58 hindurch, Wbez? die zweite Schranke am nächsten Satz hinweg und wieder tnrfeear &&c dritten. Seliranke hindurch, so daß er in jedem Fall in-Eichtung auf die Sehranke gespannt ist.

Iii£b>ig;e der HelaMvlagen» jies, Abstands und der Radien

aufeinanderfolgenden, aus den Friktionsgliedern 56 und Gegenrädera ^ bestellenden Sätze sind die Schranken 62 äedes äieser Satze gegenüber dem benachbarten Satz in waagerecfefeea* HieMung: iFecsetzt. Der wesentlich verbesserte Verzwirnungs-Wirküiigsgrad der erfindungsgemäßen Falschzwirn-TTorriclittiiig beruht auf der Führung des Garnfadens 2 in der Weise, daß der G^tmrerlauf gegenüber der Achse des Friktionsglieds 56 abgewinkelt ist, während der Garnfaden 2 den. angrenzenden verengten Bereich 64 durchläuft, wobei sicfe der/ Garnfadem vm. einenr Teil der Friktionsflächö: herumwickeit. Genauer gesagt, wird der Garnfaden 2 'praktlicK senkrectoi; in RicMsia^ auf die Friktionsf lache der Frik-

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tionsglieder 56 vorbelastet, wobei ihm bei einem Winkel B = 135° 97 Verdrehungen je 25,4 mm und bei einem Winkel von 158® 82 Verdrehungen je 25,4 mm verliehen werden. Ersichtlicherweise liegen diese Verdrehungen je Längeneinheit in einem Bereich, der mit den derzeit industriell erreichten Verzwirnungsgraden verleichbar ist oder diese übertrifft, und diese Verzwirnungsgrade werden bei Garngeschwindigkeiten erzeugt, die wesentlich über den bei Spindel-Falschzwirnmaschinen erreichbaren liegen. Unter Verwendung eines 150 Denier starken Polyester-Garnfadens konnten bei Versuchen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung Garngeschwindigkei-' ten von etwa 380 m/min erreicht werden.

Insgesamt betrachtet, wird mithin beim erfindungsgemäßen Verfahren ein ununterbrochenes mehrfädiges Garn durch den verengten Bereich nahe einer Schranke bzw. Sperre geleitet, die durch eine niedrige Reibung besitzende Gegenradfläche und eine damit zusammenwirkende, bewegbare Friktionsflache gebildet wird, welche sich in Richtung auf den verengten Bereich von der Schranke wegbewegt, während das den verengten Bereich durchlaufende Garn von einem geradlinigen Verlauf in Richtung auf die Schranke und im Berührungsbereich praktisch senkrecht auf die Friktionsf lache zu abgelenkt wird. Das Garn kann nacheinander durch zwei oder mehr derartige verengte Bereiche geleitet und auf erwähnte Weise abgelenkt bzw. um die Friktionsflachen herumgeschlungen werden.

Obgleich die Erfindung vorstehend in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellt und beschrieben ist, ist

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sie keinesfalls darauf beschränkt, weil zahlreiche .Änderungen und Abwandlungen möglich sind, ohne daß der Rahmen und der Grundgedanke der Erfindung verlassen werden..

Zusammenfassend schafft die Erfindung mithin eine Falschzwirnvorrichtung, mit deren Hilfe einem ununterbrochenen mehrfädigen Garn eine Struktur mit hohem Verzwirnung sgrad und bei hoher Durchlaufgeschwindigkeit verliehen wird. Bei dieser Vorrichtung ist ein niedrige Reibung besitzendes Gegenradglied bzw. Widerlager dicht an einem zugeordneten, bewegbaren Friktionsglied angeordnet und beide Teile bilden zwischen sich eine Schranke bzw. Sperre, durch welche das zu verzwirnende Garn nicht hindurchtreten kann. Das Garn wird in Richtung auf die Schranke und gegen die sich bewegende Friktionsfläche gedrängt. Hohe Verzwixnungsgrade lassen sich dadurch erreichen, daß das Garn nicht nur mit der sich bewegenden Frikti ons fläche in Berührung gebracht, sondern auch teilweise um diese Fläche herumgeschlungen wird.

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Claims (1)

1. Turbo Machine Company
   Lansdale, Pa., V.Sfc.A»

   Patentansprüche

   f \\J) Falschzwirnvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein bewegbares Glied (56) mit einer Friktionsfläche (56b) und ein Gegenglied (58) aufweist, das nahe bzw. an der Friktionsfläche eine reibungsarme.Fläche festlegt und so dicht an der Friktionsfläche angeordnet ist, daß zwischen beiden eine für den Garnfaden (2) undurchdringliche Schranke (62) gebildet wird, daß die Friktionsfläche einen sich in Richtung auf den Garnfaden erstreckenden Randabschnitt aufweist und daß Garn-Zufuhr- und - Sihrungseinrichtungen vorgesehen sind, welche den Garnfaden ständig in Reibungseingriff mit der.Friktionsfläche drängen und ihn mindestens teilweise um den Randabschnitt'herumschlingen.

   2·) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randabschnitt zumindest teilweise gekrümmt ist.

   3·) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegbare Glied bzw. Friktionsglied (56) eine Umfangs-Friktionsflache (56b) aufweist, deren Kante zur Achse des Friktionsglieds hin gekrümmt ist.

   4·.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenglied (58) frei drehbar ist und eine parallel zur Achse des drehbaren Friktionsglieds (56) verlaufende Achse aufweist.

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   5·) Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenglied (58) eine harte, flache und glatte äußere Umfangsflache aufweist.

   6.) Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Schranke (62) hinein- und aus ihr herauslaufenden Garnpfade unter einem Winkel von 60 - 170° zueinander liegen.

   7·) Vorrichtung nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß das die Friktionsfläche aufweisende bewegbare Glied (56) ein Rad mit einem umfangsmäßig angeordneten Friktionsring (56b) ist.

   8.) Vorrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Sätze von drehbaren Friktionsgliedern (56) mit Eriktionsflachen (56b) und benachbarten, reibungsarme Flächen besitzenden Gegengliedern (58) nebeneinander auf zwei gemeinsamen Achsen (60) angeordnet sind, wobei sich die Friktiohsglieder und die reibungsarmen Gegenglieder auf jeder Achse jeweils unmittelbar nebeneinander befinden, und daß jedes Friktionsglied einen größeren Radius besitzt als mindestens eines der eine reibungsarme Fläche besitzenden Gegenglieder, das unmittelbar daneben angeordnet ist.

   9.) Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch-gekennzeichnet, daß alle Friktionsglieder (56) praktisch.gleich großen Radius besitzen.

   10.) Vorrichtung nach Anspruch 9»dadurch gekennzeichnet, daß die Friktionsglieder (56) durch kraftschlüssige Verbin-

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   dung mit einer zylindrischen Antriebseinrichtung antreibbar sind.

   11.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtungen derart angeordnet sind, daß sie den Garnfaden nicht nur von der einen Seite zur anderen um die Kante herumschlingen, sondern ihn auch aufwärts und abwärts verlaufen lassen.

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