Die Erfindung betrifft eine Falschdrallrolle zum Falsch¬ drallen eines laufenden Fadens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Falschdrallrolle ist durch Offenlegungsschrift 24 60 031 bekannt.

Die Falschdrallrolle wird verwandt als Falschdrallgeber in einer Falschdrallkräuselmaschine für synthetische endlose Fäden.

Dort, wo der Faden die Rolle erstmals berührt (Auflauf- punkt) , ist der Steigungswinkel des Fadens auf der Rolle ungefähr gleich dem halben Spitzenwinkel des Berührungs- kegeis am Eintrittspunkt (Auflaufpunkt) . Als Berührungskegel am Auflaufpunkt wird daher der Kegel bezeichnet, dessen Erzeugende die Tangente ist, die man im Auflaufpunkt an die Konturlinie der Rolle legt, wobei Auflaufpunkt, Konturlinie und Tangente in einer einzigen Axialebene liegen. Die in der Axialebene liegende Tangente wird im folgenden Axialtangente genannt. Die in der Normalebene zur Achse liegende Tangente an den Auflaufpunkt heißt Umfangstangente.

Der bekannten Falschdrallrolle sind Fadenführer vorgeordnet, um die angegebene Bedingung zu erfüllen. Durch diese Zuord¬ nung der Fadenführer zu der Rolle sind die optimalen Drall- gebungsbedingungen vorgegeben. Eine Änderung der Drallhöhe unter Beibehaltung der optimalen Drallgebungsbedingungen ist nicht möglich.

Aufgabe der Erfindung ist eine Ausgestaltung der Falsch¬ drallrolle, bei der die Drallhδhe unter Einhaltung der optimalen Drallgebungsbedingungen beliebig eingestellt werden kann.

Die Lösung ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 2.

Die Lösung beruht auf der Erkenntnis, daß die Winkelbedin- gung, wonach der Steigungswinkel des Garnes bei Beginn der Berührungslinie mit dem Drehkörper ungefähr gleich dem halben Spitzenwinkel des Berührungskegels am Eintrittspunkt ist (DE-A 24 60 031), nicht die Ursache für einen optimalen Betrieb der Falschdrallrolle, sondern eine sich selbsttätig einstellende Folge des Betriebs der Falschdrallrolle ist.

Hieraus ergibt sich die weitere Erkenntnis, daß diese oben-, genannte Winkelbedingung auch bei Änderung der Neigung der Rolle erhalten bleibt, daß sich dadurch jedoch der Fadenlauf und folglich auch die Umschlingungsverhältnisse an dem vor- geordneten Fadenführer ändern. Dieser Nachteil der bekannten Falschdrallrolle wird durch die Erfindung behoben.

Bei der Lösung nach Anspruch 1 wird die Lage der Schwenk¬ achse so auf die Kontur der Rolle abgestimmt, daß in dem als konstant und unveränderbar vorgegebenen Fadenlauf stets der Winkel zwischen dem auflaufenden Faden und der Umfangs¬ tangente der Rolle im Auflaufpunkt gleich dem Konturkegel¬ winkel (Winkel zwischen der Rollenachse und der Axialtan¬ gente der Konturlinie in dem Auflaufpunkt) ist. Bei vorgege- bener Kontur und vorgegebenem Fadenlauf wird hierzu durch geometrische Konstruktion, Rechnung und/oder Versuch die Lage der Schwenkachse festgelegt. Umgekehrt wird bei vorge¬ gebenem Fadenlauf und vorgegebener Schwenkachse die Kontur durch geometrische Konstruktion, Rechnung und/oder Versuch festgelegt. Dabei kann die in einer Axialebene der Rolle

liegende Mantellinie (Konturlinie) schließlich durch eine kreisförmige, parabelfδrmige, hyperbolische oder sonst mathematisch erfaßbare Funktion angenähert werden.

Um den Fadenlauf von der Neigung der Rolle unabhängig zu machen, wird weiterhin vorgeschlagen daß das Ende der Rolle, von dem der Faden abläuft, zylindrisch ausgebildet wird bzw. im Durchmesser wieder schwach ansteigt. Dadurch bleibt der Ablaufpunkt konstant.

Durch die Erfindung entsteht eine Falsσhdrallrolle, deren

Drallgebung ausschließlich von der Neigung der Rolle abhängt.

Durch die Erfindung wird es möglich, die Falschdrallrollen für eine Vielzahl von Fäden auf einer gemeinschaftlichen schwenkbaren Halterung vorzusehen, so daß eine gemeinschaft¬ liche Einstellung möglich wird, ohne daß unterschiedliche Drallgebung bei den einzelnen Fäden zu besorgen wäre. Hierzu trägt auch ein gemeinsamer Antrieb der Rollen bei.

Bei der Lösung nach Anspruch 2 ergibt sich der Vorteil, daß die Schwenkachse ungeachtet der Auswahl der Rollenkontur an eine maschinenbauliσh günstige Stelle gelegt werden kann. Die axiale Verschiebung der Rolle bewirkt sodann, daß die Auflaufbedingung: Neigungswinkel der Rolle = Konturkegel¬ winkel hergestellt wird, ohne daß sich hierdurch eine Ände¬ rung der Umschlingungsverhältnisse an der der Rolle vorge¬ ordneten Fadenführung - sei es Kühlsσhiene, sei es ein besonderer Fadenführer - ergibt. Zwar wird auch nach der DE-A 24 60 031 eine axiale Verschiebung der Falschdrallrolle vorgesehen. Hierdurch soll eine Änderung der Drallhöhe herbeigeführt werden. Diese Änderung der Drallhöhe beruht auf der Änderung der Umschlingungsverhältnisse an dem vorge¬ ordneten Fadenführer, während nach dieser Erfindung durch die Kombination von Schwenkung und axialer Verschiebung eine

solche Änderung der Umschlingungsverhältnisse gerade vermie¬ den werden soll.

Es ist ersichtlich, daß zur Optimierung der Drallgebung die Kontur nicht nur auf die willkürlich vorgegebene Lage der

Schwenkachse eingestellt werden darf. Vielmehr sind bei der Formgebung der Kontur auch die für eine optimale Drallgebung erforderlichen Haft- und Gleiteigenschaften des Fadens gegenüber der Oberfläche der Falschdrallrolle zu beachten. So darf die Kontur an dem dickeren Auflaufende nicht so steil werden, daß der auflaufende Faden ohne jegliche Haftung allein infolge seiner Fadenspannung abrutscht. Daher sollte im Auflaufbereich der Konturkegelwinkel jedenfalls kleiner als der Haftreibungswinkel des Fadens gegenüber der Falschdrallrolle und größer als der Gleitreibungswinkel des Fadens sein. Andererseits sollte im Auslaufbereich der Konturkegelwinkel kleiner als der Gleitreibungswinkel werden, wobei - wie bereits ausgeführt - der Endbereich der Rolle auch zylindrisch ausgebildet sein kann. Ebenso sind der kleinste und der größte Durchmesser durch Versuch so zu ermitteln, daß eine optimale Drallgebung erfolgt. Diesen Forderungen hat sich die Auswahl der Lage der Schwenkachse unterzuordnen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 den schematischen Querschnitt durch eine Falsch- zwirnkräuselmaschine,

Fig. 2 die Ansicht einer Falschdrallrolle,

Fig. 3 die geometrische Konstruktion der Kontur der Falschdrallrolle,

Fig. 4 Ausführungsbeispiel einer Falschdrallrolle.

Bei der Falschzwirnkräuselmaschine nach Fig. 1 läuft der Faden 3 von der Vorlagespule 1 ab. Die Vorlagespule 1 ist auf einen Halter aufgesteckt. Der Faden wird durch einen Fadenführer 4 über Kopf mittels des ersten Lieferwerks 5 abgezogen. Der Faden wird sodann über eine Heizsσhiene 6 und anschließend eine Kühlschiene 7 geführt. Durch die Führung der Kühlschiene 7 wird der Fadenlauf des auf die Falsch¬ drallrolle 9 auflaufenden Fadens festgelegt. Der der Falsch¬ drallrolle 9 vorgeordnete Fadenführer 8 dient lediglich zur Sicherung des Fadenlaufes. An ihm findet keine oder nur eine kleine Umlenkung statt, so daß der durch die Falschdrall¬ rolle hervorgerufene Drall an dem Fadenführer 8 nicht staut. Es ist zwar möglich, an dem Fadenführer auch eine gewisse Umlenkung vorzusehen. Erfindungsgemäß bleibt diese Umlenkung jedoch konstant, wenn die Drallhδhe (Drehungen pro m) durch Neigung der Rolle verändert wird. Dagegen ändern sich mit der Neigung der Rolle der Drallstau an der Umlen¬ kung, an dem Heizer 6 und an der Kühlschiene 7 nicht. Der Faden umschlingt die Falschdrallrolle 9 mit vorgegebener Richtung. Durch die Umschlingungsrichtung wird die Zwirn¬ richtung festgelegt, wobei das Fadenbild auf der Rolle dem Zwirnbild S bzw. Z entspricht. Der Faden wird von der Falschdrallrolle 9 durch ein zweites Lieferwerk 13- abgezo¬ gen, durch Changierung 14 hin- und hergeführt und auf Spule 15 der Aufwicklung aufgewickelt.

Die Falschdrallrolle 9 ist auf der Halterung 10 gelagert. Die Halterung 10 ist um Schwenkaσhse 12 schwenkbar. Die Falschdrallrolle 9 wird durch einen Antriebsmotor 11 mit konstanter Drehzahl, die auf die Fadengeschwindigkeit abge¬ stimmt ist, angetrieben.

Fig. 2 zeigt die Ansicht der Rolle 9 mit dem Faden 3. Dabei wird vorausgesetzt, daß der Faden 3 in einer Ebene läuft, die zu der Papierebene parallel ist. Der Faden läuft dann in dem Punkt A auf die Rolle auf. Linie 20 markiert die

Umfangstangente der Rolle an den Auflaufpunkt A in der durch den Punkt A gehenden Normalebene zur Rolle (und gleichzeitig die Projektion dieser Normalebene auf die Papierebene). Der Fadenlauf 3 bildet mit der Umf ngstangente 20 den Winkel alpha. Dieser Winkel alpha ist gleich dem Neigungswinkel der Rollenachse 17 zu einer den Fadenlauf senkrecht schneidenden Ebene und repräsentiert damit die Neigung der Rollenachse 17 gegenüber dem Fadenlauf. Linie 21 stellt die Konturtan¬ gente = Axialtangente dar. Damit ist gemeint die Tangente an die in der Papierebene liegende Konturlinie 22 der Rolle. Die Axial- bzw. Konturtangente 21 ist die Mantellinie des Konturkegels, dessen Kegelachse die Rollenachse 17 ist. Die Rolle wird gebildet durch Rotation der Konturlinie 22 um die Rollenachse 7. Die Konturlinie ist gegenüber der Rollenachse 17 konvex und kann technisch z.B. als Kreisstück, Hyperbel¬ stück, Parabelstück oder eine ähnliche mathematisch erfa߬ bare Kurve dargestellt werden. Die Konturtangente 21 bildet mit der Rollenachse 17 einen Winkel gamma, der im Rahmen dieser Anmeldung als Konturkegelwinkel bezeichnet ist.

Die Konturlinie 22 läuft am Ablaufende in einer zur Rollen¬ achse parallelen Geraden 17 möglichst stetig aus. Das Ablaufende 18 der Rolle wird also zylindrisch ausgebildet.

Der Fadenlauf des auf die Falschdrallrolle 9 auflaufenden Fadens 3 stellt sich stets so ein, daß der Neigungswinkel alpha der Rolle gleich dem Konturkegelwinkel gamma des Auflauf unktes A ist.

In Fig. 3 wird die geometrische Konstruktion der Konturlinie bei vorgegebenem Schwenkpunkt 12, hier mit D bezeichnet, gezeigt. Die Halterung der Falschdrallrolle ist mit Bezugs¬ zeichen 10 bezeichnet. Die Nullage der Halterung ist durch einen ausgezogenen Doppelstrich eingezeichnet. Die Nullage der Achse 17 der Falschdrallrolle liegt senkrecht zur

Nullage der Halterung und ist strichpunktiert ausgezogen und

ausdrücklich bezeichnet. Der Fadenlauf 3 ist durch eine ausgezogene Linie bezeichnet und schneidet senkrecht die Nullage der Achse im Punkt H. Bei der Konstruktion der Konturlinie sind die Lage des Schwenkpunktes D sowie der Fadenlauf 3 fest vorgegeben. Hieraus ergibt sich die Nullage der Achse und im Schnittpunkt mit dem Fadenlauf der gewünschte Auflaufpunkt A0, der erfindungsgemäß auf dem zylindrischen Ablaufende 18 der Falschdrallrolle liegen sollte. In der Nullage der Falschdrallrolle erfolgt keine Drallgebung. Für das zylindrische Ablaufende 18 kann ein

Radius R0 so vorgegeben werden, daß sich an der Falschdrall¬ rolle für die Drallgebung optimale Durchmesser bilden. Dadurch sind der erste Punkt U0 und das Ablaufende der Konturlinie vorgegeben.

Es werden im folgenden lediglich zwei weitere Punkte kon¬ struiert, indem die Halterung 10 um den Winkel alpha-j und um den Winkel alpha2 aus der Nullage verschwenkt wird. Es ist ersichtlich, daß bei kleinerer Stufung der aufeinanderfol- genden Winkel alpha- _] und alpha2 eine sehr genaue Konstruk¬ tion der Konturlinie möglich ist.

Bei Schwenkung der Halterung 10 um den Winkel alphai nimmt die Halterung die mit einem gestrichelten Doppelstrich bezeichnete Stellung 10.1 ein. Bei dieser Schwenkung hat die Achse der Falschdrallrolle die entsprechend geänderte Lage 17.1 und der Punkt H die entsprechend geänderte Lage H1. .Erfindungsgemäß soll sich durch Neigung der Rolle der Faden¬ lauf 3 nicht ändern. Der Auflaufpunkt des Fadens auf die Rolle bei Neigung mit dem Neigungswinkel alpha-] liegt also im Punkt A1 , dessen Projektion auf die Papierebene der Schnittpunkt des nicht geänderten Fadenlaufs 3 mit der ver¬ schwenkten Achse 17.1 darstellt. Erfindungsgemäß bilden nun die Axialtangenten an die Konturlinie im Auflaufpunkt A1 mit der Achse 17.1 einen Konturkegelwinkel gammai , der gleich dem Neigungswinkel der Rolle und damit gleich dem Schwenk-

winkel alpha-] ist. Es wird daher durch den ersten Kontur¬ punkt U0 der Konturlinie eine Linie gezogen, die gegenüber der Nullage der Achse die Steigung gamma-] hat. Gleichzeitig wird auf der Nullage der Achse vom Punkt H aus die Strecke zwischen H1 und A1 , die die axiale Lage des Auflaufpunktes

A1 darstellt, abgetragen. Daraus ergibt sich auf der Nullage der Achse der Punkt A1 ' . In dem Punkt A1 ' wird die Senk¬ rechte errichtet. Der Schnittpunkt dieser Senkrechten mit der Linie, die gegenüber der Achse die Steigung gammai hat, ist der weitere Konturpunkt U1.

Es erfolgt nunmehr eine Schwenkung der Halterung 10 mit dem Schwenkwinkel alpha2- Dadurch nimmt die Halterung die Lage des gestrichelten Doppelstriches 10.2, die Rollenachse die Lage 17.2 und der Schnittpunkt H die Lage H2 ein. Der

Schnittpunkt der Rollenachse 17.2 mit dem unveränderten Fadenlauf 3 ergibt den Auflaufpunkt A2. Es wird nunmehr die Strecke H2-A2 auf der Nullage der Achse 17 vom Schnittpunkt H aus abgetragen. Daraus ergibt sich A2' . Ferner wird durch den zuvor ermittelten, zweiten Konturpunkt U1 eine Linie gezogen, die gegenüber der Nullage der Achse die Steigung gamma2 = alpha2 hat. Wo die Senkrechte auf der Nullage der Achse 17 in dem Punkt A2' diese Linie schneidet, liegt ein weiterer Konturpunkt U2.

Die Senkrechten auf der Nullage der" Achse in den jeweiligen Punkten A1 ' , A2' bedeuten jeweils den Radius R1 bzw. R2 der Rolle in der Normalebene, deren Projektion die jeweiligen Senkrechten darstellen.

Bei Vorgabe von nur zwei Schwenkwinkeln erhält die Falsch¬ drallrolle eine unstetige Konturlinie. Durch feinstufige Vorgabe der Schwenkwinkel entsteht eine stetige Kontur¬ linie.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist die Rolle in einer Halterung 10 gelagert, die um den Schwenkpunkt 12 schwenkbar ist. Die Rolle wird durch einen Motor 11 ange¬ trieben. Die Schwenklage der Rolle kann durch Feststellein- richtung 16 in dem zur Schwenkachse konzentrischen Schwenk¬ schlitz 23 der Grundplatte 27 festgestellt werden. Der Faden 3 kommt aus der Kühlschiene 7 und läuft ohne Umlenkung über Fadenführer 8 der Falschdrallrolle 9 zu. Gleichzeitig ist die Falschdrallrolle auf der Halterung 10 in der Rollenachse 17 axial verschiebbar. Dadurch kann der Auflaufpunkt A stets dem durch Linie 3 vorgegebenen Fadenlauf bei jeder Schwenk¬ lage angepaßt werden.

Die Axialverschiebung kann von Hand vorgenommen werden. Es ist jedoch auch möglich, durch ein Übersetzungsgetriebe die Axialverschiebung automatisch an die Schwenkbewegung zu kuppeln.

Hierzu weist die Halterung 10, wie sich aus Fig. 4 und Fig. 4A ergibt, die Längsnut 25 auf. Die Längsnut 25 hat, wie der Schnitt nach Fig. 4A zeigt, eine schwalbenschwanzförmige Gestalt. In der Längsnut ist die in gleicher Weise ausgebil¬ dete Führungsschiene 26 geradgeführt. Die Oberseite der Führungsschiene 26 ragt aus der Längsnut 25 heraus, so daß an der Oberseite der Führungsschiene 26 das Motorgehäuse 1 i mit der Falschdrallrolle befestigt werden kann. In die der Grundplatte 27 zugewandten Unterseite der Halterung 10 ist auf der Höhe des Schwenkschlitzes 23 ein Gewindeloch einge¬ bracht. In dieses Gewindeloch ist eine Einstellschraube 28 eingeschraubt, die mit einem Rändelkopf versehen ist. Durch Einschrauben der Einstellschraube 28 in das Gewindeloch der Halterung 10 kann die Führungsleiste 26 in der Längsnut 25 eingeklemmt und dadurch eine beliebige axiale Position der Falschdrallrolle fixiert werden. Die Einstellschraube ragt aus dem Schwenkschlitz heraus, so daß in jeder Schwenklage eine besondere Einstellung möglich ist.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG

Vorlagespule Halter Faden Fadenführer erstes Lieferwerk Heizung Kühlung Fadenführer Falschdrallrolle Halterung Antriebsmotor Schwenkachse zweites Lieferwerk Changierung AufWicklung Feststellung Achse, Welle zylindrisches Ende, Auslaufende, Ablaufende Auflaufende Tangente, Umfangstangente Konturtangente Konturlinie Schwenkschlitz

Längsnut Führungsschiene Grundplatte Einstellschraube