Der Begriff Filament ist hierbei nicht einschränkend zur werten, son- dern soll sowohl Einzel-als auch Mehrfachfilamente und Litzen umfas- sen.

Ein Falschdraller und ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art sind aus den auf dieselbe Anmelderin zurückgehenden WO 97/ 12091 sowie WO 97/12092 bekannt. Der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise eines Falschdrallers sind ebenfalls in der JP-A 02- 269885 dargestellt. Ein Falschdraller weist einen drehbar antreibbaren Verdreher mit mindestens einer Umlenkrolle auf. Zur Herstellung von spiralförmigen Filamenten werden mehrere Filamente durch eine geeig- nete Einrichtung zusammengefaßt, parallel zur Drehachse des Verdre- hers durch diesen hindurchgeführt und um die Umlenkrolle des Verdre- hers geschlungen. Zum Bewegen der Filamente durch den Falschdraller dient ein nachgeschaltetes Ausziehwerk. Durch die Drehung des Ver- drehers wird eine plastische Verformung der Filamente herbeigeführt. Diese plastische Verformung liegt bereits in dem Falschdraller vor. Das stromabwärts des Falschdrallers angeordnete Ausziehwerk bringt gro- ße Kräfte auf die bereits plastisch verformten Filamente auf. Hierdurch wird die plastische Verformung beeinträchtigt, und es werden uner- wünschte Spannungen in die Filamente eingebracht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die nach der plasti- schen Verformung auf die Filamente wirkenden Kräfte wesentlich zu verringern.

Erfindungsgemäß ist zur Lösung dieser Aufgabe bei einem Falschdraller der eingangs genannten Art vorgesehen, daß mindestens eine Um- lenkrolle antreibbar ist. Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsver- fahren wird die zum Bewegen der Filamente durch den Falschdraller erforderliche Kraft zumindest teilweise in dem Falschdraller auf die Fi- lamente aufgebracht.

Die Filamente werden um die Umlenkrolle geschlungen, so daß durch ein Antreiben der Umlenkrolle Kräfte auf die Filamente übertragen wer- den können. Vom Einlauf in den Falschdraller bis einschließlich der Umschlingung der Umlenkrolle sind die Filamente umeinander verdrillt und stützen sich so gegenseitig ab. In diesem Bereich sind darüber hin- aus sehr große Spannungen in den Filamenten erforderlich, um die ge- wünschte plastische Verformung zu erzeugen. Im Bereich von der Um- lenkrolle bis zum Auslauf aus dem Falschdraller werden die spiralförmig verformten Filamente voneinander getrennt. Die auf die einzelnen Fila- mente wirkenden Kräfte sind gering, da durch die von den Filamenten umschlungene Umlenkrolle die zum Bewegen der Filamente erforderli- che Kraft eingeleitet wird. In Abhängigkeit vom Anwendungsfall kann vollständig auf ein Ausziehwerk verzichtet werden, so daß auch der erforderliche Bauraum und die Investitionskosten verringert werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Vorteilhaft ist die Umlenkrolle durch Drehung des Verdrehers antreib- bar. Hierdurch kann auf einen gesonderten Antrieb für die Umlenkrolle verzichtet werden, so daß die Masse des Verdrehers und die Investiti- onskosten gering gehalten werden können.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Drehzahl der angetrie- benen Umlenkrolle und die Drehzahl des Verdrehers in bezug aufeinan- der verstellbar. Dies ermöglicht eine optimale Anpassung an die jewei- ligen Randbedingungen und ein gezieltes Einstellen der Spiralform der herzustellenden Filamente.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist zum Antreiben der Umlenkrolle ein an dem Verdreher angebrachtes Getriebe vorgesehen. Dieses Getriebe er- möglicht ein Koppeln der Umlenkrolle mit einem separaten Antriebs- element, so daß die Flexibilität erhöht wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung steht das Getriebe in Eingriff mit einem von dem Verdreher getrennten Zahnrad. Diese Konstruktion ist einfach, robust, langlebig und kostengünstig.

Vorteilhaft ist das Zahnrad stromaufwärts oder stromabwärts des Ver- drehers angeordnet. Diese Anordnung ermöglicht eine optimale Anpas- sung des erfindungsgemäßen Falschdrallers an unterschiedliche Rand- bedingungen wie die Lagerung des Verdrehers oder den zur Verfügung stehenden Bauraum.

In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung ist das Zahnrad feststehend angeordnet. Bei der Drehung des Verdrehers wird automatisch eine Kopplung zwischen der Drehung der Umlenkrolle und der Drehung des Verdrehers erreicht. insbesondere) legt stets dasselbe Drehzahiverhält- nis vor, das durch die Übersetzung des Getriebes und Zahnrads fest- gelegt wird. Eine Änderung in der Drehzahl des Verdrehers wird auto- matisch auf die Umlenkrolle übertragen, so daß aufwendige Steuer- oder Stehvorgänge entfallen können. Schwankungen in der Drehzahl des Verdrehers werden automatisch ausgeglichen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Zahnrad an einer Loch- scheibe zum Zusammenführen der Filamente befestigt. Hierdurch kann auf eine zusätzliche Halterung für das Zahnrad verzichtet werden, so daß die Investitionskosten sinken.

In einer zweiten vorteilhaften Ausgestaltung ist das Zahnrad drehbar antreibbar. Wenn der Antrieb für das Zahnrad stiligesetzt wird, tritt die oben beschriebene automatische Kopplung zwischen der Drehzahl des Verdrehers und der Drehzahl der Umlenkrolle auf. Darüber hinaus kann durch ein Antreiben des Zahnrads die Drehzahl der Umlenkrolle unab- hängig von der Drehzahl des Verdrehers eingestellt werden. Dies er- möglicht die Herstellung unterschiedlicher Formen von spiralförmigen Filamenten. Die Flexibilität des erfindungsgemäßen Falschdrallers wird wesentlich erhöht.

Vorteilhaft weist das Getriebe eine drehbar an dem Verdreher gelagerte Welle auf. Diese Welle ermöglicht den Verzicht auf groß dimensionierte Zahnräder mit entsprechend großen Massenträgheitsmomenten.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Welle im wesentlichen parallel zur Drehachse des Verdrehers angeordnet. Hierdurch wird der Platzbedarf in radialer Richtung verringert.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist die Umlenkrolle mit radial abragenden Flanschen zur Führung der Filamente versehen. Hierdurch wird ein Ab- rutschen der Filamente von der Umlenkrolle verhindert.

Vorteilhaft ist die Umlenkrolle in dem Bereich zwischen den Flanschen konisch ausgebildet. Die konische Ausbildung der Umlenkrolle drängt die einlaufenden Filamente stets zu demselben Flansch. Ein Verhaspeln der Filamente im Bereich der Umlenkrolle wird hierdurch zuverlässig vermieden.

Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, daß die zum Bewegen der Filamente durch den Falschdraller erforderliche Kraft zumindest teilwei- se in dem Falschdraller auf die Filamente aufgebracht wird. Hierdurch wird die auf die bereits plastisch verformten Filamente wirkende Kraft wesentlich verringert. Vorteilhaft wird die zum Bewegen der Filamente erforderliche Kraft zu 10 bis 100 Prozent, insbesondere zu mehr als 50 Prozent, zu mehr als 70 Prozent, zu mehr als 85 Prozent oder zu mehr als 97 Prozent in dem Falschdraller (10) auf die Filamente aufgebracht. Der genaue An- teil der in dem Falschdraller auf die Filamente aufgebrachten Kraft hängt vom Einzelfall ab, insbesondere von der Art der Filamente, dem Durchmesser der Filamente, dem verwendeten Material sowie der ge- wünschten Spiralform. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine optimale Anpassung an die unterschiedlichen Bedingungen jedes Einzelfalls.

In vorteilhafter Ausgestaltung wird der Umschlingungswinkel der Fila- mente um die Umlenkrolle, insbesondere die Zahl der Umschlingungen, in Abhängigkeit von der im Falschdraller aufgebrachten Kraft einge- stellt. Die von der Umlenkrolle maximal auf die Filamente übertragbare Kraft hängt exponentiell vom Umschlingungswinkel ab. Durch eine ge- eignete Anpassung des Umschlingungswinkels, insbesondere über die Zahl der Umschlingungen, wird ein unzulässiges Gleiten der Filamente gegenüber der Umlenkrolle verhindert.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung werden die Drehzahl der Um- lenkrolle und die Drehzahl des Verdrehers in bezug aufeinander zum Verändern der Spiralform der Filamente variiert. Aus der Drehzahl des Verdrehers errechnet sich die Zeit, die für das Herstellen einer Windung erforderlich ist. Die Drehzahl der Umlenkrolle ergibt zusammen mit de- ren Durchmesser die Bewegungsgeschwindigkeit der Filamente durch den Verdreher. Aus der Zeit für das Herstellen einer Windung kann so- mit über die Drehzahl und den Durchmesser der Umlenkrolle die Gang- höhe der Spirale errechnet werden. Durch eine geeignete Variation der Drehzahl der Umlenkrolle und/oder der Drehzahl des Verdrehers können Filamente unterschiedlicher Ganghöhen hergestellt werden.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die spiralförmigen Fila- mente nach dem Austreten aus dem Falschdraller direkt auf Spulen aufgewickelt. Hierdurch kann auf ein nachgeschaltetes Ausziehwerk verzichtet werden, so daß der Platzbedarf und die Investitionskosten sinken.

Nachfolgend wir die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen nä- her beschrieben, die in schematischer Weise in der Zeichnung darge- stellt sind. Dabei zeigt : Figur 1 eine schematische Darstellung des Herstellungsvorgangs unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Falschdral- lers ; Figur 2 ein schematisches Antriebsschaubilds des Falschdrallers mit angetriebener Umlenkrolle ; Figur 3 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Falschdraller ; Figur 4 eine vergrößerte Einzelheit aus Figur 3 ; und Figur 5 eine schematische Darstellung des Schnitts V-V aus Figur 4.

Figur 1 zeigt schematisch den Herstellungsablauf für spiralförmige Fi- lamente 11'. Die Filamente 11 werden von Spulen 12 abgezogen und über Zuführrollen 13 durch eine Lochscheibe 14 in Pfeilrichtung 32 durch einen Falschdraller 10 geführt und um Umlenkrolien 18 des Falschdrallers 10 geschlungen. Der Falschdraller 10 ist, wie schema- tisch angedeutet, drehbar angetrieben, so daß die einzelnen Filamente 11 umeinander verdrillt und plastisch verformt werden. Beim Auslauf aus dem Falschdraller 10 liegen die Filamente 11'in Spiralform und voneinander getrennt vor. Die spiralförmigen Filamente 11'werden auf Spulen 16 aufgewickelt.

Es können sowohl Einzel-als auch Mehrfachfilamente und Litzen in Spiralform mit dem erfindungsgemäßen Falschdraller hergestellt wer- den. Selbstverständlich können auch nicht nur zwei Filamente, sondern gegebenenfalls drei oder mehr Filamente gleichzeitig durch den Falschdraller 10 geführt und plastisch verformt werden.

Figur 2 zeigt ein schematisches Schaubild des Falschdrallers 10 mit angetriebener Umlenkrolle 18. Der Falschdraller 10 weist einen Verdre- her 17 auf, der in Pfeilrichtung 29 um eine Drehachse 15 über einen Motor 33 und ein Antriebsmittel 34 drehbar angetrieben ist. Die Fila- mente 11 werden parallel zur Drehachse 15 in den Verdreher 17 einge- führt und um die Umlenkrolle 18 geschlungen.

Die Umlenkrolle 18 ist auf einer Welle 19 angebracht, die über Lage- rungen 20,21 drehbar an dem Verdreher 17 gelagert ist. Zum Antrei- ben der Umlenkrolle 18 ist ein an dem Verdreher 17 angebrachtes Ge- triebe 23,24,25,26 vorgesehen. Das Getriebe umfaßt ein Zahnrad 23, das über eine Welle 26 drehfest mit einem weiteren Zahnrad 24 verbunden ist. Dieses Zahnrad 24 kämmt mit einem Zahnrad 25 auf der Welle 19 für die Umlenkrolle. Die Welle 26 ist über Lagerungen 27, 28 drehbar an dem Verdreher 17 im wesentlichen parallel zu dessen Drehachse 15 angeordnet. Das Getriebe 23,24,25,26 steht in Eingriff mit einem weiteren Zahn- rad 22, das von dem Verdreher getrennt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist das Zahnrad 22 stromabwärts des Verdrehers 17 angeordnet. Das Zahnrad 22 kann hierbei feststehen oder drehbar in Pfeilrichtung 43 antreibbar sein.

Bei einer Drehung des Verdrehers 17 wird das Zahnrad 23 entlang des Zahnrads 22 abgewälzt. Die Welle 26 dreht sich bei feststehendem Zahnrad 22 in Pfeilrichtung 30. Diese Drehbewegung wird über die Zahnräder 24,25 in eine Drehbewegung der Umlenkrolle 18 in Pfeil- richtung 31 umgesetzt. Auf diese Weise ist die Umlenkrolle 18 durch Drehung des Verdrehers 17 antreibbar. Die Winkelgeschwindigkeit der Umlenkrolle 18 hängt hierbei vom Übersetzungsverhältnis zwischen den Zahnrädern 22 und 23 sowie 24 und 25 ab. Das gesamte Über- setzungsverhältnis i errechnet sich wie folgt : i xi2=z1/z2xz3/z4,i1 wobei Zj, z2, Z3 und Z4 jeweils die Zähnezahlen der Zahnräder 22,23, 24 und 25 sind. Dieses Übersetzungsverhältnis i ist unabhängig von der tatsächlichen Drehzahl des Verdrehers 17. Die Umlenkrolle 18 ist auf diese Weise durch Drehung des Verdrehers 17 antreibbar, wobei die Drehzahl der Umlenkrolle 18 sich über das Übersetzungsverhältnis i aus der Drehzahl des Verdrehers 17 errechnen faßt.

Das Zahnrad 22 kann drehbar angetrieben werden, wie schematisch durch die Pfeilrichtung 43 angedeutet. Auf diese Weise sind die Dreh- zahl der angetriebenen Umlenkrolle 18 und die Drehzahl des Verdrehers 17 in bezug aufeinander verstellbar. Sofern das Zahnrad 22 in dersel- ben Drehrichtung wie der Verdreher 17 angetrieben wird, wird die Drehzahl der Umlenkrolle 18 verringert. Bei einem Antrieb in Gegen- richtung wird die Drehzahl der Umlenkrolle 18 erhöht. Hierdurch kön- nen unterschiedliche Spiralformen der Filamente 11'eingestellt wer- den. Aus der Drehzahl des Verdrehers 17 kann die Zeit für das Her- stellen einer Windung errechnet werden. Die Drehzahl der Umlenkrolle 18 legt zusammen mit deren Durchmesser die Bewegungsgeschwin- digkeit der Filamente 11 in Pfeilrichtung 32 durch den Verdreher 17 fest. Durch eine Variation der Drehzahl der Umlenkrolle 18 kann somit die Ganghöhe bzw. Schlaglänge der spiralförmigen Filamente 11'ein- gestellt werden.

Die angetriebene Umlenkrolle 18 bewirkt ein Aufbringen der zum Be- wegen der Filamente 1 1 durch den Falschdraller 10 erforderlichen Kraft direkt in dem Falschdraller 10. Der Anteil der von der Umlenkrolle 18 erzeugten Kraft hängt vom Einzelfall ab. Durch das Einstellen der Dreh- zahl der Umlenkrolle 18 wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Fila- mente 11 durch den Verdreher 10 festgelegt. Diese Bewegungsge- schwindigkeit kann etwas geringer gewählt werden als die Aufwickel- geschwindigkeit der Spulen 16 in Figur 1. In diesem Fall werden die plastisch verformten Filamente 11'stromabwärts des Falschdrallers 10 mit geringen Spannungen beaufschlagt. Alternativ kann die Drehzahl der Umlenkrolle 18 genau auf die Aufwickelgeschwindigkeit der Spulen 16 abgestimmt werden. In diesem Fall wird die Belastung der plastisch verformten Filamente 11'praktisch auf Null reduziert. Zum Einstellen der Aufwickelgeschwindigkeit der Spulen 16 zur Anpassung an die Drehzahl der Umlenkrolle 18 und des Verdrehers 17 kann eine geeigne- te, nicht näher dargestellte Steuerung oder Regelung, vorgesehen sein. Die Figuren 3 bis 5 zeigen eine konstruktive Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Falschdrallers 10. Gleiche und funktionsidentische Bauteile wie in Figur 2 wurden mit denselben Bezugszeichen versehen.

Zur Erläuterung wird auf obenstehende Ausführungen verwiesen.

Der Falschdraller 10 weist eine Welle 35 auf, die mittels Lagerungen 36,37 drehbar um die Achse 15 gelagert ist. Zum Antrieb ist eine Nut 38 vorgesehen, in die das Antriebsmittel 34 eingreift. Die Filamente 11 werden in Pfeilrichtung 32 in den Verdreher 17 eingeführt, um die Umlenkrolle 18 geschlungen und anschließend durch eine Innenboh- rung der Welle 35 zu den Spulen 16 weitergeführt.

Die Umlenkrolle 18 weist zwei zueinander beabstandete Flanche 39, 40 zur Führung der Filamente 11 auf. Im Bereich 41 zwischen den Flanschen 39,40 ist die Umlenkrolle 18 konisch ausgebildet. Auf diese Weise werden die Filamente stets in Richtung zum Flansch 39 ge- drängt. Ein Verhaspeln oder Verwickeln der Filamente 11 im Bereich der Umlenkrolle 18 wird zuverlässig vermieden. Zur Montage der Um- lenkrolle 18, der Welle 19 und der Lagerungen 20,21 ist der Verdreher 17 mit einem demontierbaren Deckel 42 versehen. Der Durchmesser des Deckels 42 ist größer als der Außendurchmesser der Flanche 39, 40 der Umlenkrolle 18.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Zahnrad 22 feststehend angeordnet und stromaufwärts des Verdrehers 17 an der Lochscheibe 14 zum Zusammenführen der Filamente 11 befestigt. Hierdurch kann auf eine zusätzliche Halterung für das Zahnrad 22 verzichtet werden. Die Filamente 11 werden in Pfeilrichtung 32 durch die Lochscheibe 14 in den Verdreher 17 eingeführt. Im Verdreher 17 werden sie einmal oder mehrmals um die Umienkrolle 18 geschlungen. Die Umlenkrolle 18 wird in Pfeilrichtung 31 angetrieben, so daß zumindest ein Teil der zum Bewegen der Filamente 11 durch den Falschdraller 10 erforderli- chen Kraft in dem Falschdraller 10 auf die Filamente 11 aufgebracht wird. Der Umschlingungswinkel der Filamente 11 um die Umlenkrolle 18, insbesondere die Zahl der Umschlingungen, wird in Abhängigkeit von der im Falschdraller aufgebrachten Kraft eingestellt. Bei Verwen- dung nur einer Umlenkrolle 18 kann die Zahl der Umschlingungen ver- ändert werden. Bei Verwendung mehrerer Umlenkrollen 18, von denen eine oder mehrere drehbar angetrieben sind, kann der Umschlingungs- winkel durch die gegenseitige Anordnung und den Durchmesser der Umlenkrollen 18 verändert werden. Somit wird für jeden Anwendungs- fall ein unzulassiges Gleiten der Filamente 11 auf der Umlenkrolle 18 verhindert.

In Abhängigkeit von den Randbedingungen können die spiralförmigen Filamente 11'nach dem Austreten aus dem Falschdraller 10 direkt oh- ne Verwendung eines Ausziehwerks auf die Spulen 16 aufgewickelt werden. Der Verzicht auf ein nachgeschaltetes Ausziehwerk verringert die Investitionskosten und den Platzbedarf.

Insgesamt wird mit der vorliegenden Erfindung eine wesentliche Ver- ringerung der nach der plastischen Verformung auf die spiralförmigen Filamente 11'wirkenden Kräfte erreicht. Durch eine geeignete Ab- stimmung der Drehzahl der angetriebenen Umlenkrolle 18 mit der Drehzahl des Verdrehers 17 können weiter unterschiedliche Spiralfor- men der hergestelltwerden,soda#dieFlexibilitätdes11' erfindungsgemäßen Falschdrallers 10 deutlich erhöht wird.