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Dokumentenidentifikation DE69809423T2 02.10.2003
EP-Veröffentlichungsnummer 0993415
Titel FADENÜBERLAUFROLLE
Anmelder Morgan Advanced Ceramics Ltd., Stourport-on-Severn, Worcestershire, GB
Erfinder LOVE, Brian, Peter, Worcestershire DY13 9RL, GB;
DAVIES, John, Macclesfield, Cheshire SK11 0RF, GB
Vertreter LEINWEBER & ZIMMERMANN, 80331 München
DE-Aktenzeichen 69809423
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 01.07.1998
EP-Aktenzeichen 989323423
WO-Anmeldetag 01.07.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/GB98/01941
WO-Veröffentlichungsnummer 0099001369
WO-Veröffentlichungsdatum 14.01.1999
EP-Offenlegungsdatum 19.04.2000
EP date of grant 13.11.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse B65H 57/14
IPC-Nebenklasse B65H 51/06   D02G 1/02   

Beschreibung[de]

Diese Erfindung bezieht sich auf Fadenführungsräder zum Einsatz in Texilmaschinen. Die Erfindung ist sowohl bei frei rotierenden als auch angetriebenen Rädern anwendbar. Im Folgenden sollen die Begriffe Faden (thread) und Garn (yarn) als austauschbar angesehen werden.

Bei Textilmaschinen gibt es eine Anzahl von Anwendungen, bei denen ein Faden oder Garn über ein Rad geführt werden muss. Eine solche Anwendung liegt bei der Falschdraht- oder Vordrehungstexturierung (false twist texturing). Bei dieser Texturierung sind Einrichtungen zum Heizen und dann Abkühlen eines Fadens oder Garns beim Transport zu rotierenden Vordrehungsköpfen vorgesehen.

Bei einer Falschdraht- oder Vordrehungstexturierungsmaschine ist es erwünscht, die eingangsseitige Zuführeinrichtung, Druckwalze (nip roller) oder das Laufriemchen (apron) nah an dem Heizeinrichtungseintritt anzuordnen, um Instabilitäten nicht unterstützter Garnlängen wegen der hohen Garnrotationsgeschwindigkeit zu vermeiden. Unglücklicherweise sind mit den Verarbeitungsgeschwindigkeitssteigerungen infolge der Verbesserungen der Ausrüstung die Heiz- und Kühlabschnitte der Fadenlinie länger geworden, was zu ergonomischen Schwierigkeiten in der Auslegung bei der Einpassung der eingangsseitigen Zuführeinrichtung in der Nähe des Heizeinrichtungseintritts an der Maschine mit idealerer gerader Fadenlinie geführt hat.

Bei einer Texturiermaschinen-Fadenlinie, bei der das Zuführsystem nicht einfach nah an dem Heizeinrichtungseintritt angeordnet werden kann, ist es normalerweise notwendig, dass an dem Heizeinrichtungseintritt eine Vorrichtung angeordnet wird, um die Vordrehung nicht in die sich stromaufwärts von der Heizeinrichtung zu der eingangsseitigen Zuführeinrichtung erstreckende freie Garnlänge vordringen zu lassen. Solche Vorrichtungen werden Vordrehungsstopps genannt (twist stops).

Normale Vordrehungsstoppvorrichtungen sind frei drehbare, durch das Garn angetriebene Räder. Diese Räder haben alternierend gewinkelte zwischengreifende Zähne, die um den Umfang des Rades angeordnet sind und einen Umfangsschlitz bilden, in dem Öffnungen in einer Wand des Schlitzes die Basis eines sich von der anderen Wand des Schlitzes aus erstreckenden Zahnes aufnehmen. Bei solchen Anordnungen verfolgt das Garn einen gewellten Zickzackpfad um die Zähne, wobei zwischen den Zahnspitzen und dem Garn ein hoher Druck vorliegt. Dieser Druck stoppt die Garndrehung. Die Oberflächenbeschaffenheit der Spitzen dieser Zähne ist äußerst kritisch, wenn Faserschäden vermieden werden sollen, insbesondere bei Mehrfaser- und Feinfasergarnen. Beispielsweise beschreibt das GB-Patent Nr. 908112 eine drehbare Scheibe mit einer Reihe radialer Schlitze an ihrem Rand, wobei entgegengesetzt gebogene Schneiden eine zickzackförmige V-Rille bilden, in der das Garn läuft. In ähnlicher Weise wird in dem GB-Patent Nr. 603003 eine V-Rille mit einer Reihe beabstandeter Vertiefungen oder Öffnungen verwendet, um einen ausreichenden Griff des Garns zu erzielen. Eine ähnliche Einrichtung ist dargestellt in dem GB-Designschutzrecht Nr. 895467 und weist ein Paar koaxial befestigter Scheiben mit ausgeformten Rippen zwischen Ausschnitten bzw. Schlitzen an jeder Scheibe auf, wobei die Rippen an jeder Scheibe mit den Ausschnitten bzw. Schlitzender anderen Scheibe kämmen.

Vordrehungsstopps dieses Typs neigen jedoch zur Verursachung von Abrieb an den Garnfasern oder gar von Garnrissen. Wenn ein Faden reißt, kann er sich aufwickeln und in dem Vordrehungsstopp verfangen. Dies kann zu einer Beschädigung des Vordrehungsstopps beim Lösen der Verwicklung durch die Maschinenbedienungsperson führen, so dass der Vordrehungsstopp nicht mehr wirksam ist. Um diese Probleme zu verringern, können die Rippen ohne Schlitze oder Ausschnitte aus einer Scheibe vorstehen, wie in dem GB-Patent Nr. 1297097 beschrieben. Solche Rippen oder Ansätze können im Querschnitt verrundet sein, um eine sanftere Einflussnahme zu erzielen als mit den zuvor beschriebenen Vordrehungsstopps. Es gibt jedoch Schwierigkeiten bei der Herstellung von Teilen mit identischen Rippen in Bezug auf Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheit, und zwar nicht nur zwischen einem Vordrehungsstopp und einem anderen sondern auch entlang dem Rand eines einzigen Vordrehungsstopps, so dass eine ausreichende Einflussnahme auf das Garn in diesem kritischen Bereich nicht zufriedenstellend erzielt werden kann. Die Abriebwirkung auf das Garn nutzt die Teile wegen des hohen Kontaktandrucks an den Zähnen der Vorrichtung ferner schnell ab.

Ähnliche Vorrichtungen sind in Keramikmaterialien ausgeführt worden, jedoch lässt sich die notwendige Oberflächenbeschaffenheit nur schwer erzielen und brechen diese Vorrichtungen leicht bei der Verwendung.

Als Alternative zu den oben beschriebenen Vordrehungsstoppvorrichtungen gibt es auch noch einen bekannten Vordrehungsstopp mit einer Mehrzahl an dem Rand einer Rolle befestigter zylindrischer Stifte, welche alternierend entgegengesetzt aus der Zentralebene der Rolle heraus geneigt sind und damit einen V-förmigen Zickzack-Garnpfad um den Rand des Vordrehungsstopps zu bilden. Die Stifte können aus Metall oder Keramikmaterialien bestehen, werden jedoch, wenn sie aus Metall sind, leicht durch die Abriebwirkung des Garns abgetragen und sind, wenn sie aus Keramik bestehen, zerbrechlich und werden leicht durch Bedienungspersonal zerstört.

Die vorliegenden Anmelder haben erkannt, dass die gegenwärtigen komplexen Räder durch eine einfache Vorrichtung ersetzt werden können, die sowohl für Vordrehungsstopps als auch, bei Verwendung als angetriebene Räder, als Textilgarnzuführeinrichtung verwendet werden kann.

Es sind Räder bekannt, die einen im Wesentlichen U-förmigen Umfangsschlitz aufweisen, in dem sich ein Faden frei zu der Basis des U bewegen kann. Das US-Patent Nr. 2642236 beschreibt eine Garnspannvorrichtung, bei der ein Garn über eine gebremste Riemenscheibe mit einer im Wesentlichen V-förmigen Rille läuft, jedoch gibt es dort keinen Hinweis, dass diese Riemenscheibe in irgendeiner Weise unterschiedlich von einer Riemenscheibe mit einer U-förmigen Rille wirkt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Textilmaschinenfadenführungsrad mit einem zum Aufnehmen eines gegebenen Fadens ausgelegten Umfangsschlitz, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsschlitz eine im Wesentlichen V-förmige Querschnittsform und einander axial gegenüberliegende Wände aufweist, die in Radialeinwärtsrichtung auf eine Basis zu konvergieren, an der sich die Wände schneiden, wobei die Schärfe der Basis des V dazu ausreicht, ohne zusätzliche Schlitze, Ausschnitte, Ansätze oder Rippen zwischen den einander axial gegenüberliegenden Wänden einen Teil des sich um zumindest einen Umfangsteil des Rades erstreckenden Fadens zu greifen.

Das Wort "Greifen" (grip) sollte in seinem gewöhnlichen (englischen) Wortsinn in der Bedeutung "fest halten, fassen oder ergreifen" verstanden werden.

Vorzugsweise weist das Fadenführungsrad ein Paar Scheiben auf und ist der V- förmige Schlitz durch einander gegenüberliegende Oberflächen am Rand der Scheiben gebildet.

Der V-förmige Schlitz kann durch den Schnitt einer im Wesentlichen flachen Oberfläche mit einer gekrümmten Oberfläche gebildet sein ("flach" und "gekrümmt" sind in radialer Richtung zu sehen). Die flache Oberfläche kann an einer ersten Scheibe und die gekrümmte Oberfläche an einer zweiten Scheibe gebildet sein. Die flache Oberfläche kann im Wesentlichen stumpfkegelförmig sein.

Vorteilhafterweise ist zumindest ein Paar die Basis des V-förmigen Schlitzes schneidende radiale Schlitze vorgesehen.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen unter Zuhilfenahme des folgenden Beispiels und Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Fadenführungsrades gemäß der Erfindung ist,

Fig. 2 ein Schnitt durch das Fadenführungsrad aus Fig. 1 entlang der Linie I-I ist,

Fig. 3 eine vergrößerte schematische Ansicht mit einem stärker vergrößerten Ausschnitt ist, worin ein durch das Fadenführungsrad nach den Fig. 1 und 2 gegriffener Faden gezeigt ist,

Fig. 4 eine vergrößerte schematische Ansicht mit einem stärker vergrößerten Ausschnitt ist, worin ein Faden im Zustand des gerade das Fadenführungsrad gemäß den Fig. 1 und 2 Verlassens gezeigt ist.

Ein Paar Scheiben 1, 2 besteht aus Keramik, etwa Wolframkarbid oder Aluminiumoxid, obwohl andere Materialien, etwa Saphir (Siliziumoxid), gehärtete Stähle, Nitrierstähle oder keramikbeschichtete Metalle auch verwendet werden können. Wenn beispielsweise Keramik eingesetzt werden soll, können geeignete Materialien bezogen werden von Morgan Matroc Limited aus Stourport-on-Severn, England, und beinhalten Aluminiumoxid Typ TG12TM, ein weißes, 99.5%ig reines Aluminiumoxid; Aluminiumoxid Typ Hilox 961TM, ein braunes, 96%ig reines Aluminiumoxid; und Zirkonoxid Typ Z500TM.

Die Scheiben 1, 2 sind auf einem Lager 3 montiert, so dass die zusammengebauten Räder frei drehbar auf einer Achse (nicht gezeigt) angebracht werden können. Die Scheiben 1 und 2 weisen gegen Beschädigungen schützende Verstärkungsplatten 4 auf. Die Verstärkungsplatten 4 wirken als Nabe zum Zusammenhalten des Lagers 3. Der Aufbau aus den Scheiben 1, 2, dem Lager 3 und den Verstärkungsplatten 4 wird durch Mutternschrauben und Muttern 5 zusammengehalten, obwohl auch beliebige andere Sicherungseinrichtungen (beispielsweise Nieten, andere Schrauben oder Klebstoffe) nach Belieben verwendet werden können. Zum Einsatz als Vordrehungsstopp kann die Vorrichtung relativ klein sein, etwa bis zu einem Durchmesser von 50 mm, beispielsweise mit 30 mm Durchmesser.

Die Scheibe 1 hat eine im Wesentlichen stumpfkegelförmige Oberfläche 6 an ihrem Rand, und die Scheibe 2 hat eine gegenüberliegende gekrümmte Oberfläche 7 an ihrem Rand. Die Oberflächen 6 und 7 begrenzen zwischen sich einen V-förmigen Schlitz 8, dessen Basis durch den Punkt 9 gegeben ist, an dem sich die Oberflächen 6 und 7 schneiden. Die resultierende asymmetrische V-Form ist leichter herzustellen als ein symmetrische V-Form, weil die Toleranzen bei der Herstellung zweier identischer Teile zur exakten Passung für ein symmetrisches V schwer zu kontrollieren sind. Es ist ferner schwierig, in einer einstückigen Konstruktion bis auf die Abmessungen eines Fadens zu bearbeiten. Der dargestellte spezifische Aufbau soll zur Illustration dienen und die Erfindung nicht einschränken.

Der Winkel an der Basis des durch die Scheiben 1, 2 beim Zusammenbau erzeugten V-förmigen Schlitzes 8 kann beispielsweise zwischen 20º und 40º liegen, etwa 30º betragen.

Es sind radiale Randschnitte 10 vorgesehen mit Basen 11, die radial innerhalb des Punktes 9 liegen. Diese Schlitze helfen bei einem leichten Entfernen von Garnverwicklungen beim Fadenriss. Der Faden ist in dem Schlitz ununterstützt, weil die Basis 11 innerhalb des Punktes 9 liegt, so dass ein Messer oder anderes Werkzeug in den Schlitz geführt werden kann, um den Faden herauszuziehen oder abzuschneiden. Die Schlitze sollten so angeordnet sein, dass das Rad ausbalanciert ist, so dass, wenn sie vorgesehen sind, zumindest zwei sinnvoll sind.

Ein Faden oder Garn kann aus einer beliebigen Zahl getrennter Fasern gebildet sein, etwa von 1-200, typischerweise etwa 60 Fasern. Die Garndurchmesser variieren typischerweise zwischen 0,02 mm bis 0,2 mm und die Durchmesser der das Garn bildenden einzelnen Fasern typischerweise von 0,001 mm aufwärts für Einfachfasergarn. Diese Abmessungen sind beispielhaft und zeigen typische Größenordnungen bei der Erfindung, schränken diese jedoch nicht ein.

Im Gebrauch läuft ein Faden 12 über zumindest einen Teil des Umfangs des Rades, z. B. 90º. Beim Annähern an und Abheben von dem Rad behält der Faden seine natürliche Form, jedoch können sich die Fasern des Fadens während des Umlaufens um den Umfang des Rades in die V-Form umkonfigurieren. Ob umkonfiguriert oder nicht, der Faden ist jedenfalls zwischen den Oberflächen 6 und 7 an der Basis des V- förmigen Schlitzes eingeklemmt, wobei die Basis des V ausreichend scharf ist, um ihn zu greifen. Dieses Greifen verhindert ein Durchlaufen von Vordrehungen stromaufwärts von der Vorrichtung (Vordrehungsstopp).

Dasselbe Prinzip des Greifens des Fadens an der Basis eines V-förmigen Schlitzes kann auch bei angetriebenen Fadenzuführungen eingesetzt werden, wobei die Scheiben 1, 2 direkt auf einer Welle (unter Weglassung des Lagers 3) montiert werden oder unabhängig angetrieben werden (beispielsweise durch ein den Rand der Scheiben berührendes Rad). Für solche Anwendungen können größere Durchmesser (z. B. 65 mm) geeignet sein.


Anspruch[de]

1. Textilmaschinenfadenführungsrad mit einem zum Aufnehmen eines gegebenen Fadens (12) ausgelegten Umfangschlitz, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfangsschlitz (8) eine im Wesentlichen V-förmige Querschnittsform und einander axial gegenüberliegende Wände (6, 7) aufweist, die in Radialeinwärtsrichtung auf eine Basis (9) zu konvergieren, an der sich die Wände schneiden, wobei die Schärfe der Basis des V dazu ausreicht, ohne zusätzliche Schlitze, Ausschnitte, Ansätze oder Rippen zwischen den einander axial gegenüberliegenden Wänden (6, 7) einen Teil des sich um zumindest einen Umfangsteil des Rades erstreckenden Fadens (12) zu greifen.

2. Textilmaschinenfadenführungsrad nach Anspruch 1, bei dem das Rad ein paar Scheiben (1, 2) aufweist und der V-förmige Schlitz (8) durch einander gegenüberliegende Oberflächen (6, 7) am Rand der Scheiben gebildet ist.

3. Textilmaschinenfadenführungsrad nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der V- förmige Schlitz (8) durch den Schnitt einer im Wesentlichen flachen Oberfläche (6) mit einer gekrümmten Oberfläche (7) gebildet ist.

4. Textilmaschinenfadenführungsrad nach Anspruch 3, bei dem die Oberfläche (6) an einer ersten Scheibe (1) und die Oberfläche (7) an einer zweiten Scheibe (2) gebildet ist.

5. Textilmaschinenfadenführungsrad nach Anspruch 3 oder 4, bei dem die flache Oberfläche (6) im Wesentlichen stumpfkegelförmig ist.

6. Textilmaschinenfadenführungsrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem sich die Wände (6, 7) in einem Winkel zwischen 20º und 40º schneiden.

7. Textilmaschinenfadenführungsrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem zumindest zwei, die Basis (9) des V-förmigen Schlitzes (8) schneidende radiale Schlitze (10) vorgesehen sind.

8. Textilmaschinenfadenführungsrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ein Lager (3) aufweist.

9. Textilmaschinenfadenführungsrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem das Rad zur Befestigung an einer Antriebswelle ausgelegt ist.

10. Textilmaschinenfadenführungsrad nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem die Wände (6, 7) des V-förmigen Schlitzes (8) aus keramischem Material gebildet sind.

11. Verwendung eines Textilmaschinenfadenführungsrades nach einem der vorstehenden Ansprüche als Zwirnstopp.

12. Verwendung eines Textilmaschinenfadenführungsrades nach einem der vorstehenden Ansprüche als Fadenantriebsrad.







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