EP0241850B1

EP0241850B1 - Fadenabzuggerät

Info

Publication number: EP0241850B1
Application number: EP87105166A
Authority: EP
Inventors: Erich Dr. Lenk; Albert Stitz
Original assignee: Barmag AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1986-04-17
Filing date: 1987-04-08
Publication date: 1991-07-03
Anticipated expiration: 2007-04-08
Also published as: EP0241850A3; DE3771107D1; EP0241850A2; US4817880A

Description

Die Erfindung betrifft ein Fadenabzuggerät zum Abziehen eines kontinuierlich laufenden Fadens mit einer den Faden in einem Luftstrom abführenden Saugvorrichtung. Außerdem betrifft die Erfindung Verfahren zum Anlegen eines frischgesponnenen, von der Spinndüse kommenden Chemiefadens an schnell drehende Maschinenteile.
Die Erfindung löst die Aufgabe, die sog. Saugpistolen bzw. sonstigen Saugvorrichtungen so auszugestalten, daß sie auch bei hohen Fadengeschwindigkeiten von mehr als 4.000 m/min ausreichend hohe Fadenzugkräfte aufbringen können.
Saugpistolen bzw. sonstige Saugvorrichtungen dienen dem Zweck, kontinuierlich anfallende Fäden, insbesondere Chemiefasern während der Betriebsunterbrechung, z.B. während des Spulenwechsels in einer Chemiefaser-Spinnmaschine, abzuziehen und dem Abfall zuzuführen. In diesen Saugpistolen wird der Faden einer starken Luftströmung unterworfen. Die Grenze der Einsatzmöglichkeit solcher Geräte liegt jedoch bei Fadengeschwindigkeiten von ca. 4000 m/min (65 bis 70 m/s). Dabei wird es insbesondere unmöglich, die erforderlichen Fadenspannungen aufzubringen, wenn der Faden an Galetten oder Aufwickelmaschinen angelegt werden soll und/oder mittels Galetten gefördert wird. Es besteht hierbei die Gefahr, daß der Faden infolge zu geringer Fadenspannung einen Wickler auf der Galette/Aufwickelmaschine bildet. Bei diesen Fadengeschwindigkeiten stellen zudem die wegen des sehr hohen Leistungsbedarfs erforderlichen Kompressoren oder Vakuumpumpen einen bedeutenden Kostenfaktor dar, obwohl diese Maschinen jeweils nur kurzfristig bei Betriebsunterbrechungen benötigt werden.
Schließlich ist der Wirkungsgrad derartiger Saugpistolen und Luftinjektoren derart gering, daß bei hohen Fadengeschwindigkeiten ein wirtschaftlicher Einsatz nicht mehr gegeben ist.
Um die Grenze von ca. 4000 m/min durch Fadenabsauggeräte überschreiten und ausreichende Fadenzugkräfte erzeugen zu können, wurde vorgeschlagen, die Saugströmung durch eine Flüssigkeit, insbesondere durch Wasser, zu erzeugen, wobei Drücke von ca. 80 bar und mehr genannt wurden. Dieses Verfahren führte jedoch nicht zum Erfolg. Einmal stellte die Notwendigkeit, die anfallenden Wassermengen jeweils ohne übermäßigen Aufwand zu beseitigen, eine kaum zu bewältigende Aufgabe dar. Außerdem ergaben sich strömungstechnische Hindernisse, da selbst für das freie Ausströmen einer reibungsfreien Flüssigkeit ein Druck von 51 bar erforderlich ist, um eine Strömungsgeschwindigkeit von 6000 m/min (100 m/s) zu erhalten. Schließlich muß der Faden zunächst von einer Luft-Saugströmung und dann von dem Flüssigkeitsstrom übernommen werden, was nur unvollständig gelingt.
Nach der Erfindung wird der Saugvorricntung ein Fadenlieferwerk unmittelbar vorgeordnet. Dieses Fadenlieferwerk besteht aus zumindest einer angetriebenen, vom Faden zu umschlingenden Rolle. Die Saugmündung wird in unmittelbarer Nachbarschaft zur Oberfläche der Rolle im Fadenlauf hinter der Rolle und vorzugsweise auf einer Auslauftangente derselben angeordnet.
Die Erfindung sieht weiterhin Maßnahmen vor, durch die gewährleistet wird, daß der Faden auf dem Fadenlieferwerk keine Wickler bildet. In einer Ausgestaltung werden hierzu zwei mit geringem Abstand nebeneinander angeordnete, gleichsinnig umlaufende Rollen vorgesehen, von denen wenigstens eine antreibbar ist und deren Rollenachsen gegeneinander verschränkt sind oder miteinander einen spitzen Winkel bilden. Der Faden wird so über dieses Lieferwerk geführt, daß er im Bereich des weiten Achsabstandes auf die Rollen aufläuft und daß die Saugvorrichtung im Bereich geringen Rollenabstands angeordnet ist. Bei dieser Ausführung kann sich die Saugvorrichtung im wesentlichen in axialer Richtung an das Tieferwerk anschließen oder das Ende des Lieferwerks umgreifen, wobei ein Fadenführer vorhanden sein muß, der verhindert, daß der Faden sich von dem Lieferwerk über Kopf wieder abwickelt. Alternativ kann die Saugvorrichtung quer zu den Rollenachsen angeordnet sein, so daß der Faden tangential von den Rollen abgezogen wird.
Alternativ wird die Wicklerbildung dadurch vermieden, daß das Fadenlieferwerk aus nur einer Rolle, die konisch ausgeführt ist, gebildet wird. In dieser Ausführung wird die Rolle an ihrem dicken Ende fliegend gelagert, so daß eventuell sich bildende Wickler stets zum dünnen Ende hin abrutschen und, dort beseitigt werden können. Andererseits wird durch die Konizität ein ständiger, axialer Vorschub bewirkt, so daß sich _ ebenso wie bei dem Lieferwerk mit zwei Rollen, deren Achsen zueinander verschränkt sind _ nicht mehrere Windungen übereinander legen.
Das Fadenabzuggerät nach dieser Erfindung kann als ortsfeste Einheit montiert sein, wobei in diesem Falle gleichzeitig mechanische oder pneumatische Mittel zum Anlegen des Fadens an das Fadenlieferwerk vorgesehen sein müssen. Vor allem aber kann das Fadenabzuggerät als tragbares Handhabungsgerät, vergleichbar den bisherigen Saugpistolen ausgestaltet sein.
Nach der Erfindung stehen zum Anlegen des Fadens an das Fadenlieferwerk des Fadenabzuggeräts mehrere Vorrichtungen und darauf zugeschnittene Vorgehensweisen zur Verfügung.
Wenn die Rolle bzw. die Rollen des Fadenlieferwerks fliegend gelagert werden und die Saugvorrichtung am Bereich des Lagerendes angeordnet wird, wird das folgende Verfahren insbesondere in Chemiefaser-Spinnanlagen vorgeschlagen: Der von der Spinndüse mit verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit anfallende Faden wird zunächst von der Saugvorrichtung eingefangen, so daß der Faden mit der von der Saugvorrichtung allein erzeugbaren Zugkraft abgezogen wird. Nunmehr wird das Handhabungsgerät derart verschwenkt, daß die Rollenachse bzw. Rollenachsen den Fadenlauf in einer taumelnden Bewegung einmal oder mehrere Male umfahren. Dadurch bildet der Faden eine oder mehrere Umschlingungen auf der Rolle bzw. den Rollen. Dabei muß das Handhabungsgerät am Ende dieses Vorganges so gehalten werden, oder der Faden muß am Ende dieses Vorganges in einem an dem Handhabungsgerät befindlichen Fadenführer so eingelegt. werden, daß er den Rollen bzw. der Rolle im wesentlichen tangential zuläuft. Auf diese Weise wird vermieden, daß der Auflaufpunkt des Fadens auf das Lieferwerk in axialer Richtung wandert. Nunmehr kann durch das Fadenabzuggerät eine so hohe Fadenspannung auf den Faden ausgeübt werden, daß der Faden ohne die Gefahr der Wicklerbildung an hochtourige Maschinenteile wie Galetten und/oder Aufwickeleinrichtungen angelegt werden kann.
Auch mechanische Möglichkeiten zum Anlegen des Fadens stehen zur Verfügung. Auch hierbei ist die Vorgehensweise so, daß zunächst der Faden von der Saugvorrichtung eingefangen wird. Dann wird die mechanische Anlegvorrichtung in Betrieb gesetzt. Auch dieses Verfahren eignet sich also vor allem in Spinnanlagen zum Einfangen des von der Düse kommenden Fadens. Nach dem Anlegen des Fadens an das Lieferwerk des Fadenabzuggeräts kann der Faden mit hoher Fadenspannung auch an hochtourige Maschinenteile wie Galetten und/oder Aufwickeleinrichtungen angelegt werden.
Wenn der Faden an das Fadenlieferwerk angelegt ist, wird er mit größerer Zugkraft abgezogen, wobei die Zugkraft zum einen dem Drehmoment des Antriebsmotors und zum anderen der Zahl der Umschlingungen entspricht. Die Drehmomentcharakteristik des Motors einerseits und die Anzahl der Umschlingungen müssen so aufeinander abgestimmt sein, daß es nicht zum Fadenbruch kommt. Die Saugvorrichtung dient nunmehr lediglich noch zu dem Zweck, eine geringe Zugkraft im ablaufenden Fadenende aufzubringen. Diese Zugkraft im ablaufenden Fadenende muß lediglich so groß sein, daß eine ausreichende Zugkraft im zulaufenden Fadenende durch Umschlingungsreibung induziert wird. Andererseits kann auch eine nur geringe Zuggraft des ablaufenden Fadenendes kompensiert werden durch zusätzliche Umschlingung.
Eine zusätzliche Möglichkeit zur Einstellung und/oder Regelung der Fadenspannung wird dadurch gegeben, daß der Auflaufpunkt des Fadens axial einstellbar ist und daß das Fadenlieferwerk aus einer konischen Rolle besteht.
Mechanische Vorrichtungen zum Fadenanlegen können so ausgestaltet sein, daß das Fadenabzuggerät nach dem Einfangen des Fadens in der Saugvorrichtung um die Fadenachse verschwenkt wird.
Durch die Erfindung wird jedoch eine mechanisch einfache und sicher wirkende Anlegeinrichtung vorgeschlagen. Die besteht aus einem Fadenführer, der das Fadenlieferwerk auf einer Einhüllenden umfährt und dabei den Fadenweg im Bereich der Saugvorrichtung durchfährt. Vorzugsweise erteilt der Fadenführer dabei dem Faden auch einen axialen Vorschub. Es kann sich dabei vor allem um einen Flyer-artigen Fadenführer handeln, der koaxial oder parallel zu der Rollenachse oder _ bei einem Fadenlieferwerk, das aus zwei Rollen besteht _ in einer Ebene zwischen den Rollenachsen schwenkbar gelagert ist. Der axiale Vorschub kann dadurch bewirkt werden, daß der Flyer in einem Gewinde gelagert ist oder daß der auf seinem Außenarm befindliche Fadenführer schraubenförmig ausgebildet ist.
Alternativ, stellt die Erfindung pneumatische Mittel zum Fadenanlegen bereit, die mit der Saugvorrichtung zusammenwirken. In einer Ausführung Wer Erfindung, die hohe Fadengeschwindigkeiten bei großer Fangsicherheit gestattet und die überdies in ihrer Handhabung sehr einfach und kleinbauend in ein Handhabungsgerät zu integrieren ist, wird-der den Faden fördernde Luftstrom tangential auf und in einem Wirbel um, eine Walze geführt und sodann tangential wieder abgezogen. Die Walze wird ständig mit der Drehrichtung des Wirbels angetrieben. Bei konisch ausgebildeter Walze trifft der Luftstrom auf den Walzenumfang in einer Normalebene im Bereich des dickeren Endes (Fadeneinlaufebene). In dieser Fadeneinlaufebene ist die Umfangsgeschwindigkeit mindestens gleich der Fadengeschwindigkeit. Der Luftwirbel setzt sich sodann in Richtung auf das dünnere Ende der konischen Walze fort.
In einer wirksamen Ausführung ist die Walze zur Erzeugung des Luftwirbels von einem Strömungskanal umgeben, der mit der Walze einen engen Spalt bildet und zur Walze hin so weit offen ist, daß der Faden aus dem Strömungskanal heraus kann. Der Strömungskanal kann ein schraubenförmig gebogenes, geschlitztes Rohr sein. Für die Vermeidung von Wicklern ist es noch günstiger _ aus Gründen, die weiter unten erklärt werden _ wenn die Walze mit einem Gehäuse umgeben wird. Der Innenmantel dieses Gehäuses bildet mit der Walze einen engen Spalt. Die Spaltweite ist so bemessen, daß der Faden auf der Walze auch einen geringen Wickler bilden kann. In den Gehäuseinnenmantel ist als Strömungskanal eine schraubenförmige Nut eingeschnitten, die sich mit mindestens einer halben Windung um die Walze erstreckt. Fadeneinlaufkanal und Fadenauslaufkanal, die das Gehäuse durchdringen, münden jeweils vor bzw. hinter dieser Nut. Vorzugsweise fluchten die Kanäle mit den Nutenden. Die Walze kann zur Erzielung eines axialen Vorschubs der Fadenwindungen wiederum konisch ausgebildet sein. Der Gehäuseinnenraum kann ebenfalls konisch ausgebildet sein.
Konische Walzen haben überdies den Vorteil, daß sich an ihnen die Fadenzugkraft selbsttätig einstellt. Bei Überschreiten einer bestimmten Zugkraft rutschen die Fadenwindungen zum Bereich des dünnen Endes und damit in einen Bereich geringerer Umfangsgeschwindigkeit ab. Dieser Effekt kann _ wie beschrieben _ auch absichtlich durch Einstellung des Auflaufpunktes des Fadens erzielt werden.
Eine andere Möglichkeit zur Erzeugung eines Luftwirbels besteht darin, daß die Walze in einem Gehäuse gelagert wird, das dem Walzenumfang mit Spalt angepaßt ist. in dieses Gehäuse münden der Fadenzulaufkanal und der Fadenabfuhrkanal, wobei beide Kanäle jeweils auf einer Tangente zur Walze liegen. Im übrigen ist die Innenwand des Gehäuses glatt. Die Drehrichtung wird dabei so gewählt, daß der Walzenumfang und die Luft gleichgerichtet sind. Infolge der Umdrehung der Walze wird bei dieser Ausführung die durch die Saugvorrichtung erzeugte Luftströmung zunächst an der Walze zu einem Luftwirbel umgelenkt, wobei auch der sog. Coanda-Effekt eine Rolle spielt. Der Faden wird also beim Ansaugen zunächst in einem Luftwirbel um die Walze geführt, bevor er von der Absaugvorrichtung erfaßt wird. Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß auch mit dieser Ausführung eine erstaunlich gute Fangsicherheit zu erzielen ist.
Wenn bei dieser Ausführung die Walze konisch ausgebildet wird, kann auch eine mehrfache Umschlingung der Walze bewirkt werden, indem der Fadenabsaugkanal gegenüber dem Fadenzulaufkanal axial zu dem dünnen Ende versetzt wird. Hierbei wird durch Abrutschen der Fadenwindungen gewährleistet, daß das von der Walze eingefangene freie Fadenende in den Bereich des Fadenabsaugkanals gelangt und dort abgezogen wird.
Eine weitere Möglichkeit des pneumatischen Anlegens des Fadens an das Fadenlieferwerk ist dann gegeben, wenn die Walze des Lieferwerks konisch ausgeführt und fliegend gelagert wird. Hierbei wird der Fadenabsaugkanal auf einer Tangente der Rolle im Bereich des freien Endes angeordnet, ohne daß die Mündung des Fadenabsaugkanals das Abrutschen des auf den Aufwickelkörper aufgewickelten Fadens zum freien Ende des Aufwickelkörpers behindert. Die Mündung des Fadenabsaugkanals wird so ausgebildet, daß sie das freie Ende der konischen Rolle teller- oder topfartig umgreift. Bei dieser Ausführung wird der Faden zum Anlegen zunächst in Umfangskontakt mit der konischen Rolle gebracht. Er bildet sodann auf der konischen Rolle einen Wickler, der zum freien, dünneren Ende hin abrutscht. Dabei fallen die abrutschenden Windungen in die teller- bzw. topfartig ausgestaltete Mündung des Fadenabsaugkanals. Von dort werden sie durch die Saugeinrichtung abgezogen, bis der Faden glatt gezogen ist und tangential von der konischen Rolle abläuft.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es unproblematisch ist, ein abgeliefertes Fadenende durch eine Saugpistole bzw. eine Luftströmung einzufangen, insbesondere wenn der Faden frisch von der Spinndüse kommt. Die Zugkraft, die erforderlich ist, um an dem der Spinndüse folgenden Lieferwerk Wicklerbildung zu vermeiden, ist nach Erkenntnis der Erfindung nur mit mechanischer Unterstützung der Luftströmung durch ein Lieferwerk möglich. Andererseits bietet die Erfindung durch Verwendung der konischen Walze den Vorteil, daß eine Wicklerbildung an dem Lieferwerk unmöglich wird. Eventuelle Wickler rutschen an der konischen Walze ab und werden stets auch von der durch das Fadenauslaufrohr entweichenden Luftströmung mitgenommen.
Zur Wicklerbeseitigung ist weiterhin vorgesehen, daß die konische Walze fliegend gelagert und daß das Gehäuse zum freien Ende hin offen ist. Hierdurch wird erreicht, daß eventuelle Wickler über das freie Ende der Walze abrutschen und aus dem Gehäuse herausfallen bzw. herausgezogen werden können. Es ist auch möglich, das offene Ende des Gehäuses an einen weiteren Saugkanal anzuschließen, der sodann in den Abfall mündet.
Als konische Walze werden in dieser Anmeldung sämtliche Walzen bezeichnet, die von der Fadenauflaufebene bis mindestens zu der Normalebene, in der der Fadenabsaugkanal liegt (Fadenablaufebene), einen stetig abnehmenden Durchmesser besitzen. In Betracht kommen neben Kegelstümpfen auch Paraboloide, Hyperboloid-Stümpfe u.ä.
Zum Antrieb des Fadenlieferwerks können hochtourige Elektromotoren dienen. Vorteilhaft werden auch Luftturbinen eingesetzt. Bei pneumatischem Anlegen des Fadens an das Lieferwerk ist eine Folgesteuerung einsetzbar, durch die zunächst nur die Luftturbine mit dem Fadenlieferwerk in Betrieb gesetzt wird. Erst wenn das Fadenlieferwerk seine Soll-Drehzahl erreicht hat, wird auch die Saugvorrichtung mit Druckluft beaufschlagt. Dabei kann das Fadenlieferwerk im Leerlauf oder mit vermindertem Luftbedarf weiterlaufen, damit die notwendige Saugenergie zur Verfügung steht. Nach Zuschalten der Saugeinrichtung wird der Faden angesaugt, an das Fadenlieferwerk angelegt und abgesaugt. Nunmehr wird wieder die Luftturbine mit dem größeren Teil der zur Verfügung stehenden Luftmenge beaufschlagt, damit durch das Lieferwerk die gewünschte Zugkraft aufgebracht werden kann. Andererseits ist zum Absaugen des Fadens von dem Lieferwerk nur eine geringere Energie erforderlich. Mit dieser Folgeschaltung wirt verhindert, daß der Faden in Umfangskontakt mit dem Fadenlieferwerk gelangt, bevor dieses seine Soll-Drehzahl erreicht hat. Hierdurch wirt die Anlegsicherheit erhöht und die Wicklergefahr vermindert.
Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben.
Es zeigen

Fig. 1: ein Fadenabzuggerät mit einem Fadenlieferwerk, das aus zwei Rollen besteht;
Fig. 2": mit einer Vorrichtung zum Anlegen des Fadens; 3"
Fig. 4: Fadenabzuggerät mit einer Vorrichtung zum Anlegen des Fadens;
Fig. 5,: Fadenabzuggerät mit pneumatischem Anlegen des 6, 7 Fadens;
Fig. 8,: Fadenabzuggerät mit pneumatischem Anlegen des 9 Fadens.

Das Fadenabzuggerät nach Fig. 1 besteht aus der Saugvorrichtung 24 und dem Fadenlieferwerk 1. Die Saugvorrichtung besteht aus dem Saugrohr 16 und einem Injektoransatz mit einem Ringkanal 23, der über Luftzufuhr 22 mit einer Druckluftquelle in Verbindung steht. Vom Ringkanal 23 führen Blaskanäle 21 in den Fadenauslaßkanal 31, wo die in diesen ausströmende Druckluft eine starke Saugströmung in Richtung des Pfeils erzeugt.
Vor dem Einlauf des Saugrohres 16 ist quer zur Luftkanalachse 28 das Fadenlieferwerk 1 angeordnet. Die Halterung 40 ist durch Verbindung 41 mit der Wand des Saugrohres 16 verbunden. In der Halterung 40 sind zwei Rollen 32, 33 so gelagert, daß die Rollenachsen 45, 46 zueinander in einem spitzen Winkel 34 verlaufen. Mit besonderem Vorteil ist das Lieferwerk 1 so vor dem Einlauf des Saugrohres 16 angeordnet, daß die Luftkanalachse 48 im wesentlichen in einer die beiden Rollen 32, 33 tangierenden Ebene verläuft. Außerdem trifft die Luftkanalachse 48 das Fadenlieferwerk 1 in dessen End- oder Ablaufbereich 47, während ein wesentlicher Teil der Längserstreckung des Lieferwerks 1 seitlich über das Saugrohr 16 hinausragt. Es ist mithin vorgesehen, daß der Faden im Bereich des geringerem Achsabstandes von dem Lieferwerk 1 abläuft.
Der Fadenauslaß 31 ist mit einem flexiblen Rohr verbunden, das in einen Abfallbehälter Führt. Das Fadenabzuggerät bildet eine Handhabungseinheit, die einen nicht dargestellten Handgriff aufweist. Insbesondere kann das Saugrohr 16 und/oder der Fadenauslaßkanal 31 als Handgriff dienen.
Die Rolle 32 wird durch einen hochtourigen Elektromotor im Antriebsgehäuse 8 angetrieben. Das Antriebsgehäuse 8 ist auf der Halterung 40 befestigt. Die Rolle 33 ist in der Halterung 40 frei drehbar gelagert.
Zum Fadenanlegen wird der z.B. von der Spinndüse 57 kommende Faden zunächst geradewegs in das Saugrohr 16 der in Betrieb befindlichen Saugvorrichtung 24 eingezogen: Fadenlauf 20.1, gestrichelt dargestellt. Dabei ist zu berücksichtigen, daß der Faden von der Spinndüse 57 nicht mit einer definierten Geschwindigkeit angeliefert wird. Daher reichen die von der Saugvorrichtung 24 aufgebrachten Saugkräfte aus, den Faden abzuziehen und zu verhindern, daß er Verschlingungen und Verknotungen bildet. Inzwischen ist auch die Rolle 32 in Umdrehung versetzt worden, wobei die Drehzahl der Rolle so hoch ist, daß ihre Umfangsgeschwindigkeit im wesentlichen der Sollgeschwindigkeit des Fadens und der Umfangsgeschwindigkeit des Lieferwerks 30, an welches der von der Spinndüse kommende Faden angelegt werden soll, entspricht. Bevor der Faden an das Tieferwerk angelegt wird, wird das Fadenabzuggerät mehrfach so verschwenkt, daß das Lieferwerk 1 um die Fadenachse eine taumelnde Bewegung ausführt, so daß der bis dahin gerade laufende Faden einmal oder mehrfach um die beiden Rollen 32, 33 des Lieferwerks geschlungen wird, Mit zunehmender Umschlingung übt das Lieferwerk und insbesondere die angetriebene Rolle 32 eine zunehmende Reibkraft auf den Faden aus, so daß der Faden nunmehr mit im wesentlichen seiner Sollgeschwindigkeit und hoher Zugkraft abgezogen wird. Nunmehr wird das Fadenabzuggerät mehrfach um die Galette 30 geführt und dadurch der Faden mit der gewünschten Zahl von Umschlingungen an die Galette 30 angelegt (Fadenlauf 20.2). Ebenso kann der Faden nunmehr mit dem Fadenabzuggerät an eine nur schematisch angedeutete Aufwickeleinrichtung 49 angelegt werden (Fadenlauf 20.3).
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 liegen das Lieferwerk 1 und die Saugvorrichtung 24 im wesentlichen koaxial bzw. parallel, wobei das Ablaufende 47 des Lieferwerks 1 zum Einlauf des erweiterten Saugkanals 16 weist. Gezeichnet ist, daß das Ablaufende 47 des Lieferwerks 1 in den erweiterten Einlauf des Saugkanals 16 hineinragt. Möglich und vorteilhaft ist jedoch auch _ wie dies in Fig. 3 gezeichnet ist _ daß der Saugkanal 16 parallel über der Ebene mündet, in der die beiden Rollenachsen 45, 46 liegen. In der gezeichneten Ausführung ist die Halterung 40, in der die Rollen 32, 33 gelagert sind, durch Verbindung 41 mit der Wand des Saugrohres 16 verbunden. Auch bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform verlaufen die beiden Rollenachsen 45, 46 des Lieferwerks 1 in einem spitzen Winkel zueinander. Eine Kappe 43 mit Gegenlagerung stützt die beiden Rollen auf ihrem freien Ende und überdeckt die Auflaufenden der beiden Rollen so, daß ihre Kante ein Abrutschen des Fadens von den Rollen 32, 33 weitgehend verhindert.
Das Saugrohr 16 ist wiederum mit einer Saugeinrichtung 24 verbunden, die aus Ringkanal 23 mit Druckluftanschluß 22 sowie den Blaskanälen 21 besteht und in dem Saugrohr 16 eine starke Saugströmung erzeugen. Durch Fadenauslaßkanal 31 wird der Faden in den Abfall abgeführt.
Zum Fadenanlegen an die Galette 30 wird der von der Spinndüse kommende Faden zunächst von der Saugvorrichtung 24 in Saugrohr 16 eingefangen und im Fadenlauf 20.1 geradewegs abgezogen. Nunmehr wird das Fadenabzuggerät mehrfach derart verschwenkt, daß die Luftkanalachse 48 und das Lieferwerk eine taumelnde Bewegung um diesen Fadenlauf 20.1 ausführen, so daß eine gewünschte Anzahl von Windungen auf dem Lieferwerk 1 gebildet wird. Zuvor sind die Rollen 32 und 33 des Lieferwerks durch eine in der Halterung 40 befindliche Luftturbine in Betrieb gesetzt worden. Daher wird nun der Faden mit der durch die Luftturbine vorgegebene Geschwindigkeit und Zugkraft von der Spinndüse abgezogen. Dabei dient die Verbindung 41 gleichzeitig als Fadenführer, der es verhindert, daß der Faden von dem Lieferwerk aufgrund der durch die Saugvorrichtung ausgeübten Saugkraft über Kopf von dem Lieferwerk abgezogen wird.
Nunmehr kann der Faden im Fadenlauf 20.2 an die Galette 30 angelegt werden.
Abgesehen davon, daß der vom Lieferwerk 1 ablaufende Faden in Fig. 1 tangential, in Fig. 2 axial von der Saugvorrichtung 24 übernommen wird, ist das Zusammenwirken des Lieferwerks 1 und der Saugvorrichtung 24 im wesentlichen identisch. Der abzuziehende Faden 20 wird in jedem Fall in mehreren Windungen 36 um die beiden Rollen 32, 33 des in Betrieb befindlichen Fadenlieferwerks 1 geschlungen und infolge des dadurch entstehenden Reibkontakts zwischen den Rollen 32, 33 und dem Faden mit erhöhter Zugkraft abgezogen. Die Anordnung der beiden Rollen 32, 33 in einem Winkel 34 zueinander bewirkt, daß die einzelnen Fadenwindungen 36 gegeneinander axial versetzt sind. Im Bereich des Ablaufendes 47 des Fadenlieferwerks 1 wird der Faden vom Saugstrom des Saugrohres 16 übernommen und abgeführt.
In Fig. 1 und 2 bilden die beiden Rollen 32, 33 mit ihren Achsen 45, 46 zueinander einen spitzen Winkel 34. Stattdessen kann die Anordnung auch so erfolgen, daß die Achsen 45 und 46 in zwei im wesentlichen zueinander parallelen Ebenen liegen und so zueinander ausgerichtet verlaufen, daß sie sich in der Projektion in eine der beiden Ebenen im spitzen Winkel schneiden.
Wenigstens eine der beiden Rollen 32, 33 ist mit so hoher Drehzahl angetrieben, daß die Umfangsgeschwindigkeit mindestens der Fadengeschwindigkeit entspricht. Dies kann z.B. dadurch erfolgen, daß in der Halterung 40 eine Luftturbine angeordnet wird, Wie geschildert, ist aber auch der Antrieb durch einen Elektromotor möglich.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Faden an Galetten und sonstige Fadenförderwerke, insbesondere auch an eine Aufwickeleinrichtung, bei Umfangsgeschwindigkeiten angelegt werden, die weit über 4.000 z.B. 7.000 m/min betragen. Dies beruht offenbar darauf, daß die notwendige Fadenspannung durch das Fadenlieferwerk 1 erzeugt und so hoch einstellbar ist, daß sich an der Galette bzw. der Aufwickeleinrichtung keine Wickler bilden. Zur Beseitigung des von dem Lieferwerk 1 ablaufenden Fadens sind sodann zwar hohe Strömungsgeschwindigkeiten, aber nur verhältnismäßig geringe Zugkräfte erforderlich.
Die Figuren 3A, 3B, 3C dienen zur Erläuterung eines Fadenabzuggerätes mit einer Anlegvorrichtung für den Faden. An der Halterung 40 sind die Rollen 32 und 33 des Fadenlieferwerks 1 drehbar gelagert. Rolle 33 wird durch eine Turbine, deren Gehäuse mit 8 bezeichnet ist, angetrieben. Die Rollenachsen her Rollen 32 und 33 schneiden sich mit einem spitzen Winkel. Heide Rollen sind in der Halterung 40 derart gelagert, daß ihr Achsabstand von ihrem freien Ende aus zu ihrem Lagerende 47 hin abnimmt. Die Antriebsrichtung der Rolle 33 ist durch Pfeil 35 angezeigt. Die in der Haltevorrichtung 40 liegende Saugvorrichtung, deren Saugrohr 16 zwischen den beiden Rollen 32 und 33 und oberhalb der die Rollenachsen verbindenden Ebene liegt, ist in der Halterung 40 untergebracht. Die Saugvorrichtung besteht _ wie dies bereits zu der Ausführung von Fig. 1 und 2 beschrieben worden ist _ aus einem Ringkanal, her den Saugkanal 16 umgibt und durch Blaskanäle mit diesem verbunden ist. Der Ringkanal wird durch einen Druckluftanschluß 22 mit Druckluft beschickt. Dabei durchdringt der Druckluftanschluß 22 gleichzeitig einen Handgriff 39. Die Kanalführung im Inneren der Halterung 40 ist nicht im einzelnen dargestellt.
Die Fadenanlegeinrichtung ist ein U-förmig gebogener Bügel 50. Der Bügel 50 ist mit seinem einen Ende schwenkbar in der Halterung 40 gelagert. Dabei ist das Ende im wesentlichen parallel zu der Winkelhalbierenden zwischen den beiden Rollenachsen angeordnet. Ferner weist die Schwenklagerung in der Halterung 40 sowie das Lagerende des Bügels 50 ein Steilgewinde 51 auf, dessen Funktion später beschrieben wird. An der anderen U-Flanke ist ein Fadenführer 52 gelagert. Dieser Fadenführer 52 ist ein sog. "Wolfszahn", d.h. der Fadenführer 52 weist einen Fangschlitz auf, in den der Faden seitlich hinein, aber nicht wieder heraus kann.
Der Fadenführer 52 ist um Achse 53 schwenkbar, axial ist der Fadenführer jedoch nicht beweglich.
Der Bügel 50 ist mit Pfeilrichtung 54, d.h. im Drehsinne des Fadenlieferwerks schwenkbar.
Die Absaugvorrichtung endet in einem Fadenauslaßkanal 31, an den ein Abfallsack 44 angeklemmt ist. Das Steilgewinde 51 ist so ausgeführt, daß bei der Schwenkung des Bügels 50 im Sinne von Pfeil 54 der Bügel eine Axialbewegung in Richtung des Pfeils 55 ausführt.
Zum Fadenfangen und zum Fadenanlegen des Fadens an eine Galette wird das Fadenabzuggerät wie folgt gehandhabt; Zunächst wird der von einer nicht dargestellten Spinndüse kommende Faden in den Bereich der Mündung des Saugrohrs 16 gebracht und abgesogen. Das ist möglich, weil der Faden nicht mit einer definierten und besonders hohen Geschwindigkeit von der Spinndüse angeliefert wird. Zwischenzeitlich wurde auch die Luftturbine im Gehäuse 8 mit Druckluft beaufschlagt und folglich die Rolle 33 in Umdrehung versetzt, so daß die Rolle im wesentlichen mit der Sollumfangsgeschwindigkeit der Galette 30 (Fig. 3C) angetrieben wird, an die der Faden angelegt werden soll. Der Faden hat Dabei einen Fadenlauf 20.1 (Fig. 3A). Nunmehr wird der Bügel 50 gegen die Pfeilrichtung 54 verdreht. Dabei gelangt der Fadenführer 52 in den Fadenlauf und fängt mit seinem "Wolfszahn" den Faden (Fig. 3A). Nunmehr wird der Bügel 50 in Pfeilrichtung 54 verdreht. Wie Fig. 3B zeigt, kann sich dabei der Fadenführer 52 durch schwenken um Achse 53 auf den Faden einstellen. Durch die Schwenkbewegung des Bügels 50 in Pfeilrichtung 54 wird der Faden um die Rollen 33 und 32 herumgeschlungen. Da bei der Drehbewegung in Richtung 54 der Bügel 50 gleichzeitig eine Axialbewegung in Richtung des Pfeils 55 infolge der Steigung des Steilgewindes 51 ausführt, werden _ wie Fig. 3C zeigt _ mehrere axial versetzte Fadenwindungen 36 um die Rollen 32, 33 geschlungen. Der nunmehr eingehaltene Fadenlauf 20.3 ist dadurch gekennzeichnet, daß der zulaufende Faden zunächst durch den Fadenführer 52 geleitet, durch diesen Fadenführer 52 auf die Walze 33 umgeleitet, sodann in zwei im wesentlichen vollständigen Umschlingungen um die Walzen 32 und 33 geführt und sodann im Bereich des Ablaufendes 47 der Walze von der Walze 33 in der Saugöffnung 16 abgesogen und in den Abfallsack 44 geführt wird. Nunmehr kann der Faden an die mit hoher Umfangsgeschwindigkeit umlaufende Galette 30 (Fig. 3C) und eventuell auch eine nachfolgende Aufwickeleinrichtung angelegt werden.
Dadurch, daß die Achsen der Rollen 32, 33 sich unter einem spitzen Winkel schneiden, werden die Fadenwingungen 36 axial nebeneinandergelegt, so daß es nicht zu einer Wicklerbildung kommen kann.
Das Fadenabzuggerät nach Fig. 4 weist an einer Halterung 40 als Fadenlieferwerk lediglich eine drehbar angetriebene, zylindrische Rolle 33 auf. Das Saugrohr 16 der im übrigen nicht dargestellten Saugvorrichtung mündet im Bereich des Ablaufendes 47 der Rolle 33, Die Rolle 33 wird mit Drehrichtung 35 angetrieben. Zum Antrieb kann eine Luftturbine dienen, die ebenso wie die Saugvorrichtung durch Druckluftanschluß 22 mit Druckluft gespeist wird. Die Saugvorrichtung ist beispielsweise so aufgebaut, wie dies im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen nach Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde.
Die Anlegeinrichtung besteht wiederum aus einem U-förmigen Bügel 50. Die eine U-Flanke ist koaxial in, jedoch unabhängig von der Rolle 33 schwenkbar mit Schwenkrichtung 54 gelagert. Die andere freie U-Flanke weist an ihrem Ende einen gewindeförmigen Fadenführer 56 auf. Zum Fadenfangen wird der Faden zunächst von der Mündung der Saugeinrichtung 16 gefangen und mit Fadenlauf 20.1 abgezogen (gestrichelt). Nunmehr wird der Bügel in die Position 50.1 verschwenkt, in der der Gewindedraht 56 mit seinem äußersten Ende den Faden im Fadenlauf 20.1 hintergreift. Nunmehr wird der Bügel 50 mit Schwenkrichtung 54 weitergedreht. Dabei ist die Steigung des Gewindedrahts 56 so gewählt, daß der Faden in den Gewindegängen mit Pfeilrichtung 55 aufsteigt. Dadurch wird der Faden _ im dargestellten Falle _ in ca. 3 Windungen um die Rolle 33 geschlungen und im übrigen durch den Gewindedraht 56 als Fadenführer in dem Fadenlauf 20.3 gehalten. Es sei bemerkt, daß auf der zylindrischen Walze 33 nur wenige Umschlingungen möglich sind, da anderenfalls die Gefahr der Wicklerbildung besteht. Es ist jedoch auch möglich, mit dieser Anlegvorrichtung die Walze 33 konisch auszuführen. Es sei ferner erwähnt, daß gerade im letztgenannten Fall der U-Schenkel, um den der Bügel 50 schwenkbar ist, statt koaxial auch achsparallel zu der Walze 33 liegen kann.
Zu dem Anlegverfahren wird im übrigen auf die Beschreibung der vorhergehenden Ausführungsbeispiele Bezug genommen.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 bis 7 zeichnet sich aus durch pneumatische Mittel zum Fadenanlegen. Die konische Walze 33 des Fadenlieferwerks 1 ist mit der Welle 2 und dem Turbinenrad 3 fest verbunden. Die Welle 2 ist zwischen der konischen Walze 33 und dem Turbinenrad 3 durch Lager 4 im Gehäuse 5 drehbar gelagert. Das Gehäuse 5 besteht aus einem Abzuggehäuse 6, einem Lagergehäuse 7 und einem Antriebsgehäuse 8. In dem Abzuggehäuse 6 ist eine konische Bohrung 9 eingebracht, die in einer zylindrischen Bohrung 10 ausläuft. Die konische Bohrung umgibt die konische Walze 33 mit einem engen Spalt 11. Der Spalt 11 ist z.B. 1 mm breit. In den Innenmantel der konischen Bohrung ist eine Nut 12 eingeschnitten, die schraubenförmig angelegt ist. Das Einlaufende 13 der Nut 12 fluchtet mit dem Fadeneinlaßkanal 14. Das Auslaufende 15 der Nut 12 fluchtet mit dem Fadenabsaugkanal 16.
Der Fadeneinlaufkanal 14 kann mit Injektordüsen 17 besetzt sein, die über Luftanschluß 18 und Ringkanal 19 gespeist werden. Der Injektor 17, 18, 19 erzeugt im Eingang des Fadeneinlaßkanals 14 einen Unterdruck, so daß ein angeliefertes Fadenende 20 hier eingesaugt wird.
Insbesondere ist aber eine Saugvorrichtung 24 hinter der Walze 1 angeordnet. Hierzu ist der Fadenabsaugkanal 16 mit den Injektordüsen 21 besetzt, die ebenfalls in Fadenlaufrichtung weisen und die durch Lufteinlaßrohr 22 und Ringkanal 23 gespeist werden. Der Injektor 21, 22, 23 erzeugt bzw. unterstützt die Saugluftströmung in dem Kanalzug, der aus Fadeneinlaßkanal 14, Nut 12 und Fadenabsaugkanal 16 besteht.
An dem Wellenende 2, das von der konischen Walze 1 abgewandt ist, ist das Turbinenrad 3 fest angebracht. Das Turbinenrad 3 besteht aus den beiden Stirnscheiben 25, zwischen denen die Turbinenschaufeln 26 (Schnitt nach Fig. 7) befestigt sind, z.B. durch Schweißen. Die eine Stirnscheibe 25 des Turbinenrades 3 sitzt fest an der Welle 2. Das Turbinengehäuse 8 bildet mit dem und um das Turbinenrad 3 einen Ringkanal 80. In diesen Ringkanal mündet der Druckluftkanal 27. Der Druckluftkanal 27 ist im wesentlichen tangential in den Ringkanal gerichtet. Seine Ausrichtung und die Formung seiner Mündung ist beim Bau von Druckluftturbinen allgemein bekannt und wird hier nicht näher beschrieben. In dem Ringkanal 80 kann sich der erforderliche Luftdruck aufbauen. Das Turbinenrad kann mit Drehzahlen bis zu 10.000 U/s angetrieben werden.
Die Schaufeln 26 des Turbinenrades 3 lassen im Zentrum des Turbinenrades den Abströmkanal 28 frei. Der Abströmkanal ist zur Lagerseite durch die eine Stirnscheibe 25 verschlossen. Der Abströmkanal 18 mündet zum freien Ende der Welle 2 in den axialen Luftauslaß 29 des Gehäuses, wobei auch die Stirnscheibe 25 ein entsprechend großes Loch aufweist.
Es muß besonders vermerkt werden, daß nach den vorliegenden Erfahrungen die Nut 12 im Mantel der konischen Bohrung 9 für das Fadenanlegen, insbesondere für die Fangsicherheit und die Reproduzierbarkeit des Fadenfangens besonders vorteilhaft ist. Durch die Nut entsteht nämlich im Querschnittsbereich der Nut ein Strömungsfeld hoher Energie, dessen Strömungsrichtung durch die Nutgeometrie gut definiert ist. Hierdurch wird erreicht, daß der Faden vom Fadeneinlaßkanal 14 und dem Einlaßende 13 der Nut zum Auslaßende 15 der Nut und damit in den Fadenabsaugkanal 16 gefördert wird.

Zur Funktion:

Zur Inbetriebnahme des Fadenabzuggerätes wird der Druckluftkanal 27 mit Druckluft beaufschlagt und hierdurch das Turbinenrad 3 mit Welle 2 und Aufwickelkörper 1 in Umdrehung versetzt, bis die Umfangsgeschwindigkeit der Galette 30 erreicht ist. Nunmehr werden über Luftanschlußleitungen 18 und insbesondere 22 die Injektordüsen 17 bzw. 21 mit Druckluft beschickt. Dadurch entsteht am Eingang des Fadeneinlaßkanals 14 eine Saugströmung, die sich als Wirbelströmung um die Walze 1 und als Luftströmung im Auslaßkanal 16 fortsetzt. Die Luftgeschwindigkeit ist höher als die Fadengeschwindigkeit. Zum Einfangen des von z.B. einer Spinndüse angelieferten Fadens ist allerdings nur erforderlich, daß die Luft mindestens mit der Fadengeschwindigkeit strömt. Es ist nicht erforderlich, daß auch große Impulskräfte auf den Faden ausgeübt werden. Vielmehr wird der Faden in Bruchteilen einer Sekunde in einem Luftwirbel um die Konuswalze 1 geschlungen. Dabei kann es nicht ausbleiben, daß der Faden in Kontakt mit der Konuswalze gerät. Nunmehr wird der Faden durch reibschlüssigen Kontakt mit der Konuswalze 1 abgezogen. Dabei ist zu beachten, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Konuswalze 1 im Bereich der Fadeneinlaufebene mindestens gleich der durch Lieferwerk 30 vorgegebenen Fadengeschwindigkeit ist. Vorzugsweise ist die Umfangsgeschwindigkeit der Konuswalze 1 auch im Bereich des Fadenauslaufs (Nutende 15) größer als die Fadengeschwindigkeit. Daher wird durch den Konus eine erhebliche Reibkraft auf den Faden ausgeübt. Diese Reibkraft reicht aus, um den Faden mit so hoher Fadenzugkraft von dem Tieferwerk 30 abzuziehen, daß er an das Lieferwerk 30 angelegt werden kann, ohne daß sich an dem Lieferwerk 30 ein Fadenwickler bildet.
Fig. 5A zeigt hierzu eine handbediente Folgesteuerung. Ohne Bedienung ist die Luftzufuhr abgestellt (Stellung I). In der von Hand eingestellten Stellung II des Ventils wird über Leitung 27 nur die Luftturbine mit Druckluft beschickt. Sodann wird das Ventil in eine weitere Bedienungsstellung III weitergeschaltet. In Stellung III wird die Saugeinrichtung 24 über Leitung 22 mit dem wesentlichen Teil der zur Verfügung stehenden Druckluftmenge beaufschlagt, während die Turbine nun über eine Drossel eine verminderte Menge erhält. Es ist auch möglich, die Zuleitung zur Turbine über die Drossel ganz abzuschalten. Zur Bildung der Fadenwindung auf dem Fadenlieferwerk ist es nämlich meistens ausreichend, wenn das Fadenlieferwerk im Teerlauf läuft. In der weiteren Stellung IV ist das Ventil so geschaltet, daß die Saugeinrichtung 24 nur über eine andere Drossel mit Druckluft beaufschlagt wird, während der wesentliche Teil der Druckluft der Turbine zugeführt wird.
Es wurde bereits erwähnt, daß durch die Nut die Wirbelbildung und der Fadentransport mit axialem Vorschub befördert und daher die Fangsicherheit erhöht wird, Wider Erwarten haben Versuche jedoch ergeben, daß eine gute Fangsicherheit auch ohne diese Nut, d.h. mit einer Walze mit glattem Gehäuseinnenmantel 9 erzielt wird.
Zur Wirbelbildung und zum Fadentransport mit axialem Vorschub vom Fadeneinlaß zum Fadenauslaß trägt insbesondere die Rotation der Walze 1 bei. Dabei kann der Fadeneinlaß auf derselben Normalebene wie der Fadenauslaß liegen. Hierbei ist die Gefahr der Wicklerbildung allerdings etwas gröber. Fin axialer Vorschub wird insbesondere dadurch erzielt, daß _ wie dies auch in Fig. 5 gezeigt ist _ Fadeneinlaßkanal und Fadenansaugkanal axial gegeneinander versetzt sind und daß die Saugvorrichtung hinter der Walze, also im Fadenabsaugkanal liegt, so daß sich eine definierte Saugströmung vom Fadeneinlaß bis in den Fadenauslaß ergibt. Hierdurch wird die Wicklergefahr vermindert.
Nach dem Einfangen kann die Luftströmung in dem Kanalzug aus Fadeneinlaßkanal 14, Nut 12 und Fadenabsaugkanal 16 wesentlich herabgesetzt werden, da die Fadenförderung nunmehr im wesentlichen durch reibschlüssigen Kontakt mit der Konuswalze 1 erfolgt.
Von Bedeutung ist, daß die Konuswalze in dem gesamten Bereich, der in Kontakt mit dem Faden gerät, einen zu ihrem freien Ende hin stetig abnehmenden Durchmesser besitzt. Dabei sind Reibungskoeffizient und Kegelwinkel so aufeinander abgestimmt, daß der Faden nicht durch Selbsthemmung auf der Oberfläche festgehalten werden kann, sondern jedenfalls abrutscht, wenn er unter der entsprechenden Fadenspannung steht. Aus diesem Grunde ist es ausgeschlossen, daß sich auf der Konuswalze 1 ein Wickler bildet. Fin Wickler wird automatisch die Tendenz haben, zum freien Ende der Walze abzurutschen. Dabei muß der Wickler auch das Nutende 15 bzw. den Eingang des Fadenabsaugkanals 16 passieren. Die meisten Wickler werden daher bereits hier aufgefangen und durch den Fadenabsaugkanal 16 mittels der Injektoren 21 abgesaugt. Wenn der Wickler hierfür zu hartnäckig ist, rutscht er weiter bis an das freie Ende der Konuswalze 1, wo er von der Konuswalze 1 abfällt und entweder aus dem Gehäuse Herausfällt oder herausgenommen werden kann. Wie durch 31 angedeutet, kann an das freie Ende des Gehäuses auch ein flexibler Schlauch angeschlossen werden, der in den Abfall führt. Es ist davon auszugehen, daß in dem Spalt 11 zwischen der Gehäuseinnenwand 9 und dem Konus 1 ein beträchtlicher Luftdruck besteht infolge der Luftströmung in dem Kanalzug 14, Nut 12, Fadenauslaß 16. Daher befindet sich in diesem Spalt 11 eine ausreichende Luftströmung zum freien Ende, um Fadenreste und Wicklerreste abzutransportieren. Darüberhinaus wurde festgestellt, daß ein eventueller Wickler den Spalt 11 kolbenartig versperrt und daher durch den Luftdruck, der sich hinter ihm aufbaut, in Richtung auf das freie Ende gefördert wird.
Weitere Ausführungsbeispiele mit der Möglichkeit des pneumatischen Fadenanlegens sind in Fig. 8 und Fig. 9 gezeigt. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist wie folgt aufgebaut:
Das Gehäuse 5 besitzt eine Bohrung, die in ihrem unteren Teil 9 konisch ausgebildet ist. Das Gehäuse 5 wird auf seiner oberen Stirnseite durch einen Deckel 77 abgeschlossen. Der Deckel 77 ist durch Schrauben 74 mit dem Gehäuse verbunden. In einer Buchse 8 das Deckels 77, die zu der Rohrung 9 im Gehäuse 5 konzentrisch liegt, befindet sich die Lagenung 4 des Aufwickelkörpers 1. Der Aufwickelkörper 1 ist Bestandteil einer Baueinheit mit der Welle 2, dem Turbinenrad 3 und dem Aufwickelkörper 1. Die Welle 2 ist mit einer Stirnseite 25 des Turbinenrades fest verbunden und in der Buchse 8 durch zwei Kugellager frei drehbar gelagert. Das Turbinenrad 3 besteht aus den beiden Stirnscheiben 25, zwischen denen die Turbinenschaufeln 26 (Schnitt nach Fig. 7) befestigt sind, z.B. durch Schweißen. An der einen Stirnscheibe 25 des Turbinenrades 3 sitzt der Aufwickelkörper 1. Der Aufwickelkörper 1 ist ein Bonus, der im wesentlichen dieselbe Konizität wie die Bohrung 9 im Gehäuse 5 besitzt. Dadurch bildet der Aufwickelkörper in dieser Bohrung eine ringförmige Fadenkammer 9, die sich zum freien Ende des Aufwickelkörpers 1 hin bezüglich ihres mittleren Durchmessers ebenfalls konisch verjüngt. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ist der Kegelwinkel des Aufwickelkörpers 1 kleiner als der Kegelwinkel der Bohrung 9. Dadurch verjüngt sich auch die Weite der Fadenkammer 9 zum Ende des Aufwickelkörpers 1 hin. An seinem oberen, eingespannten Ende besitzt der Aufwickelkörper 1 eine Wulst 38, die mit dem zylindrischen Teil der Bohrung im Gehäuse 5 einen engen Kanal in Form einer Ringdüse 79 bildet.
Der obere zylindrische Teil der Bohrung im Gehäuse 5 bildet mit dem und um das Turbinenrad 3 einen Ringkanal 80. In diesen Ringkanal 80 mündet der Druckluftkanal 27. Der Druckluftkanal 27 ist im wesentlichen tangential in den Ringkanal gerichtet. Seine Ausrichtung und die Formung seiner Mündung ist beim Bau von Druckluftturbinen allgemein bekannt und wird hier nicht näher beschrieben. Da die Wulst 38 des Aufwickelkörpers 1 der zylindrischen Kammerwandung im Gehäuse 5 eine Ringdüse mit starkem Drosselwiderstand bildet, kann sich in dem Ringkanal 80 der erforderliche Luftdruck aufbauen. Das Turbinenrad kann mit Drehzahlen bis zu 10.000 U/s angetrieben werden.
Die Schaufeln 26 des Turbinenrades lassen im Zentrum des Turbinenrades den Abströmkanal 28 frei. Der Abströmkanal ist zur Lagerseite durch die Stirnscheibe 25 verschlossen. Der Abströmkanal 28 mündet zum freien Ende des Aufwickelkörgers 1 in dessen Zentralkanal 81, wobei auch die andere Stirnscheibe 25 ein entsprechend großes Loch aufweist. Der Zapfen 73 im Zentrum des Turbinenrades 3 ist so geformt, daß die zwischen den Schaufeln 26 hin durchtretende Luft in Richtung des Zentralkanals 81 im Aufwickelkörper 1 umgelenkt wird.
Auf der vom Ringkanal 80 abgewandten Seite der Wulst 38 mündet der Fadeneinlauf 14 in die Gehäusebohrung 5. Der Fadeneinlauf 14 liegt im wesentlichen auf einer Tangentialebene des Aufwickelkörpers 1. Dabei kann der Fadeneinlauf 14 auf einer Normalebene des Aufwickelkörpers 1 liegen. Der Fadeneinlaufkanal 14 kann jedoch auch so angeordnet sein, daß er die Achse des Aufwickelkörpers 1 unter einem stumpfen Winkel _ in der Projektion nach Fig. 8 _ kreuzt. Mit anderen Worten: Der durch Fadeneinlauf 14 geförderte Faden kann auch eine Bewegungskomponente in Richtung auf das freie Ende des Aufwickelkörpers 1 haben.
An das Gehäuse 5 ist ein Endstück 68 angesetzt. In diesem Endstück läuft die Fadenkammer 9 in einem konischen, ausgerundeten Sackloch 69 aus. Das Endstück 68 weist ferner einen breiten Einschnitt 70 an seinem Rand auf. Der Einschnitt ist zu dem Sackloch hin ausgerundet und liegt im eingebauten Zustand in einer Normalebene im Bereich des dünnsten Endes des Drehkörpers 1. Der Einschnitt 70 fluchtet mit dem Saugkanal 16, der an das Gehäuseendstück 68 angeflanscht und mit Injektoren 21 besetzt ist. Dabei ist der Querschnitt des Saugkanals 16 im wesentlichen dem benachbarten Querschnitt des Einschnitts 70 angepaßt, mit dem der Einschnitt 70 in dem Saugkanal 16 mündet.

Zur Funktion:

Zum Fadenanlegen wird dieselbe Folgesteuerung, die oben zu Fig. 5 und Fig. 5A beschrieben wurde, angewandt. Zunächst wird die Turbine mit dem Drehkörper 1 angelassen. Dann wird die Druckluftzufuhr zur Turbine im wesentlichen abgeschaltet und die Saugeinrichtung im Saugrohr 16 mit Druckluft beschickt. Nunmehr wird der Faden vor den Fadeneinlaß 14 gehalten und angesaugt. Die Umfangsgeschwindigkeit des Drehkörpers 1 entspricht mindestens der Fadengeschwindigkeit. Der Faden gerät nun in Umfangskontakt mit dem Drehkörper und wird zu Windungen geformt, dip sich um den Drehkörper legen. Infolge der Konizität des Drehkörpers und infolge der Luftströmung, die von dem Ringkanal 80 über Wulst 38 ausgeht, werden die Windungen zum dünnen Ende hin befördert. Dort sammeln sich die Windungen und infolge der Luftströmung, die durch den Zentralkanal 81 _ ausgehend von dem Turbinenrad 3 _ kommt sowie infolge der Luftströmung in der Fadenkammer 9 wird das von dem Drehkörper 1 abfallende Gewölle nicht nur in dem Sackloch 69 gesammelt, sondern infolge der Luftströmung zum Saugkanal 16 gleichzeitig auch in Richtung auf den Einschnitt 70 und den Saugkanal 16 gefördert. Dort wird das Gewölle von den Injektoren 21 erfaßt und unter eine gewisse Spannung versetzt. Dadurch zieht sich das Gewölle wieder zu einem glatten Faden aus. Da der Saugkanal 16 in einer Normalebene liegt, die den Drehkörper im Bereich seines dünnsten indes schneidet, wird der Faden nunmehr tangential von dem Drehkörper abgezogen, wie mit Linie 71 angedeutet. Nunmehr wird der wesentliche Teil der Druckluft wieder der Turbine zugeführt. Die Saugeinrichtung erhält nur so viel Druckluft, daß eine ausreichend hohe Fadenspannung 52 des von der Walze 1 ablaufenden Fadens erzeugt wird, um die durch Umschlingung entstehende Fadenspannung in dem der Walze 1 zulaufenden Faden zu erzeugen.
Die Fadenwindungen, die in der Normalebene des Fadeneinlasses in dem Drehkörper gebildet werden, rutschen nun weiterhin infolge der Konizität, der geringen Reibung und der Luftströmung an dem Konus ab. Die Fadenspannung oberhall des Fadeneinlasses 14 kann durch Einstellung der Drehzahl und des Drehmoments des Drehkörpers 1 nach Wunsch und so hoch eingesteilt werden kann, daß an eine _ hier nicht dargestellte _ Galette angelegt werden kann, ohne daß an der Galette Wickler entstehen. Die an dem Bonus abrutschenden Windungen verlieren dagegen ihre Fadenspannung, so daß der Faden in dem Saugkanal 16 leicht gefördert werden kann. Die hierfür erforderliche Saugströmung kann mit den Injektoren 21 ohne besonderen Aufwand erzeugt werden.
In dieser Ausführung eignet sich das Fadenabzuggerät auch zur Ablage eines Fadens in Form eines Vlieses, Filzes oder auch als Abfall.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 9 entspricht hinsichtlich der Fadenführung im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 8.
Dieses Fadenabzuggerät kann insbesondere für die Abfallbeseitigung oder für die Weiterverarbeitung des Fadens benutzt werden.
Zur Beschreibung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 9 wird auf Fig. 8 Bezug genommen. her Aufbau des Fadenabzuggeräts kann der Beschreibung zu Fig. 8 entnommen werden mit folgender Ergänzung:
Als Fadeneinlauf besitzt das Gehäuse 5 auf seinem Umfang einen breiten Schlitz 61. Dieser Schlitz erstreckt sich über einen Teil des Umfangs mit einem solchen Zentriwinkel, daß der Faden durch diesen Schlitz 61 mit Umschlingung an den Aufwickelkörper 1 gelegt werden kann. Auf dem Gehäuse 5 ist ein Mantel 62 verschiebbar. Der Mantel wird durch Feder 63 in seine äußere rechte Lage gedrückt. Die Kraft der Federn ist durch Schraube 64 einstellbar. Der Mantel 62 besitzt auf seinem Umfang den Fadeneinlaufstutzen 14.
Der Fadeneinlaufstutzen ist im wesentlichen tangential auf den Umfang des Drehkörpers 1 gerichtet und sein Fadenkanal erstreckt sich auch durch den Mantel 62. Der Fadeneinlaufstutzen 14 kann mit den angedeuteten Injektoren 18 besetzt sein, die in dem Einlaufstutzen eine Saugströmung hervorrufen. Der Fadeneinlaufstutzen 14 ist so angelegt, daß er in der äußeren rechten Lage, die in Fig. 9 dargestellt ist, im wesentlichen auf der Normalebene und dem Arbeitsbereich des Aufwickelkörpers liegt, der den größten Durchmesser hat.
An dem Mantel 62 ist der Fadenführer 65 befestigt. Der von einer Spinndüse kommende und an das Abzugswerk 60 anzulegende bzw. von dem Abzugswerk 60 kommende Faden 59 wird zwischen den ortsfesten Fadenführern 66 und 67 einerseits und den mit dem Mantel 62 beweglichen Fadenführer 65 andererseits verspannt. Dadurch wird der Mantel 62 gegen die Kraft der Feder 63 bei steigender Fadenzugkraft nach links verschoben. Ortsfest heißt, daß die Fadenführer bzgl. des Gehäuses 5 des Fadenabzuggeräts unbeweglich sind.
Zur Funktion wird ebenfalls auf die Beschreibung von Fig. 8 Bezug genommen. Es ergeben sich folgende Abweichungen und Ergänzungen:
Das Fadenanlegen in Umfangskontakt mit dem Drehkörper wird erleichtert, wenn der Mantel 62 gegen die Federkraft 63 _ in Fig. 9 _ nach links verschoben wird, so daß der Faden zunächst auf einen geringeren Durchmesser des Drehkörpers 1 aufläuft. Nach dem Fangen wird der Mantel in seine durch die Feder 63 und einen Anschlag vorgegebene rechte Extremstellung entlassen.
Da der Saugkanal 16 in einer Normalebene liegt, die dem Drehkörper im Bereich seines dünnsten Endes schneidet, wird der Faden nach dem Anlegen tangential von dem Drehkörper abgezogen, wie mit Linie 71 angedeutet.
Die Fadenwindungen auf dem Drehkörper rutschen nun weiterhin infolge der Konizität und der geringen Reibung ab, wobei die Fadenspannung oberhalb des Fadeneinlaufs 14 nicht nur durch Einstellung der Drehzahl des Drehkörpers 1, sondern auch durch Verschiebung des Mantels 62 und damit des Auflaufpunktes des Fadens auf die Walze 1 nach Wunsch und so hoch eingestellt werden kann, daß der Faden an das mit konstanter, hoher Umfangsgeschwindigkeit laufende Liefergalette 30 angelegt werden kann, ohne daß an der Liefergalette 30 Wickler entstehen. Die an dem Konus abrutschenden Windungen verlieren dagegen ihre Fadenspannung, so daß der Faden, der z.B. in den Abfall oder auf einen Sammel- oder Transportbehälter geführt wird, in dem Saugkanal 16 leicht gefördert werden kann. Die hierfür erforderliche Luftströmung kann mit den Injektoren 21 ohne besonderen Aufwand erzeugt werden.
Wie in Fig. 9 angedeutet, kann der Faden auch von einem weiteren Lieferwerk abgezogen werden. Weiter kann das Fadenabzuggerät der Regelung der Fadenzugkraft zwischen der Liefergalette 30 und dem Fadenabzuggerät dienen. Hierzu wird der Faden in der gezeigten Weise um die Fadenführer 66, 67, 65 gelegt, die der Messung der Fadenspannung dienen.
Die Breite des Schlitzes 61 bestimmt den Arbeitsbereich, in dem der Auflaufpunkt des Fadens auf den Aufwickelkörper 1 verschoben werden kann. Je nach Lage des Fadenführers 65 und des Fadeneinlaufstutzens 14 wird der Faden auf dem Aufwickelkörper 1 mit höherer oder niedrigerer Aufwickelgeschwindigkeit aufgewickelt. Dadurch kann die Fadenspannung durch Einstellung der Lage des Mantels 62 gesteuert und geregelt werden. Wenn die Fadenspannung steigt, so wird der Fadenführer 65 und damit auch der Mantel 62 nach links verschoben. Dadurch legt sich der Fadeneinlaufstutzen 14 auf eine Normalebene mit geringerem Durchmesser. Infolgedessen sinkt die Aufwickelgeschwindigkeit und die Fadenspannung läßt nach. Es stellt sich mithin ein Gleichgewichtszustand zwischen der Fadenspannung einerseits und der Federkraft 63 ein. Daher kann der Sollwert der Fadenspannung durch Einstellung der Federkraft 63 vorgegeben werden. Hiermit wird gewäbrleistet, daß die Fadenspannung, die dem Faden durch das Abzugsgerät erteilt wird, stets ausreichend ist, um Wickler am Abzugswerk 60 zu vermeiden oder um konstante Fadenkräfte zur Beeinflussung der Fadeneigenschaften auf den Faden auszuüben.

Claims

1. Fadenabzuggerät zum Abziehen eines laufenden Fadens, mit einem Fadenlieferwerk (1), welches eine angetriebene, vom Faden zu umschlingenden Rolle aufweist, und mit einer nachgeordneten, den Faden in einem Luftstrom abführenden Saugvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugmündung (16) der Saugvorrichtung (24) in unmittelbarer Nachbarschaft zur Oberfläche des Lieferwerks (1) und auf einer Auslauftangente des Auslaufendes (4, 7) des Lieferwerks quer, vorzugsweise im wesentlichen senkrecht, zur Längserstreckung des Lieferwerks (1) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lieferwerk (1) aus einer konischen Walze besteht, die an ihrem dicken Ende fliegend gelagert ist.

3. Fadenabzuggerät zum Abziehen eines laufenden Fadens nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Fadenlieferwerk (1), welches eine angetriebene, vom Faden zu umschlingenden Rolle aufweist, und mit einer nachgeordneten, den Faden in einem Luftstrom abführenden Saugvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugmündung (16) in unmittelbarer Nachbarschaft zur Oberfläche des Lieferwerks (1) liegt und sich im wesentlichen in axialer oder achsparalleler Richtung an das Lieferwerk anschließt, wobei das Ablaufende (47) des Lieferwerks (1) zum Einlauf des Saugrohrs (16) weist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Saugrohr (16) der Saugvorrichtung (24) einen erweiterten Einlauf aufweist, daß das Ablaufende (47) des Lieferwerks (1) in dieses hineinreicht und von ihm eingehüllt wird, und daß auf einer Tangente des Ablaufendes ein Fadenführer (41) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fadenlieferwerk (1) und die Saugvorrichtung (24) zu einer Handhabungseinheit verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lieferwerk (1) aus zwei mit geringem Abstand nebeneinander angeordneten, gleichsinnig umlaufenden Rollen (32, 33) besteht, von denen wenigestens eine antreibbar ist und deren Rollenachsen (25, 26) gegeneinander verschränkt sind oder miteinander einen spitzen Winkel (34) bilden.

7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Fadenanlegeinrichtung, die aus einem das Lieferwerk (1) umfahrenden Fadenführer (52, 56) besteht, der quer zu seiner Bewegungsrichtung offen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenführer (52, 56) beim Umfahren des Lieferwerks (1) dem Faden eine axiale Vorschubbewegung (55) erteilt.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Lieferwerk (1) über den Bereich der Fadenumschlingung von einem Strömungskanal (Spalt 2, Nut 12) umgeben wird, der das Lieferwerk mit mehr als 180°, vorzugsweise mit 360° oder mehr umschlingt, der mit der Oberfläche der Walzen (32, 33) des Lieferwerks einen Spalt von mindestens der Fadendicke bildet, der auf seiner der Oberfläche zugewandten Seite offen ist und der an seinen Enden mit dem Fadenzulaufkanal (14) und dem Fadenabsaugkanal (16) fluchtet, wobei der Fadenabsaugkanal (16) mit der Saugeinrichtung (24) verbunden ist, so daß in dem Fadenzulaufkanal, dem Strömungskanal und dem Fadenabsaugkanal eine Saugluftströmung mit Richtung vom Fadenzulaufkanal zum Fadenabsaugkanal hergestellt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskanal (Nut 12) eine axiale Vorschubkomponente hat.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, in Verbindung mit einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das lediglich eine Walze (33) aufweisende Lieferwerk (1) in einem Gehäuse (5) gelagert ist, welches mit der Oberfläche der Walze (33) den engen Spalt (11) bildet.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß in die Gehäusewandung (9) als Strömungskanal eine schraubenförmige Nut (12) geschnitten ist, die die Walze (1) mit mindestens 180° umschlingt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadeneinlaß (14) und der mit der Saugeinrichtung (24) verbundene Fadenauslaßkanal (16) im wesentlichen auf je einer Tangente des Lieferwerks liegen und vorzugsweise axial zueinander versetzt sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Lieferwerk (1) eine konische Walze (33) ist, und daß sich der Gehäusemantel (9) der Walze konisch anschmiegt.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (33) einseitig gelagert und das Gehäuse am freien Ende der Walze axial offen ist.

16. Verfahren zum Anlegen eines von der Spinndüse kommenden synthetischen Fadens an ein drehendes Maschinenteil, insbesondere Galette oder Aufwickeleinrichtung, welches mit einer Umfangsgeschwindigkeit von mehr als 4.000 m/min angetrieben ist mit Hilfe eines Saugluftstroms, dadurch gekennzeichnet, daß der Saugluftstrom in einem Wirbel um ein Lieferwerk geführt und tangential abgezogen wird, wobei das Lieferwerk mit zumindest der Umfangsgeschwindigkeit des drehenden Maschinenteils angetrieben ist und wobei der Wirbel dieselbe Drehrichtung wie das Lieferwerk hat.

17. Verfahren zum Anlegen eines von der Spinndüse kommenden synthetischen Fadens an ein drehendes Maschinenteil, insbesondere Galette oder Aufwickeleinrichtung, welches mit einer Umfangsgeschwindigkeit von mehr als 4.000 m/min angetrieben ist mit Hilfe einer Saugvorrichtung, bei dem der von der Spinndüse angelieferte Faden zunächst mit der Saugvorrichtung eingefangen und abgesaugt wird und sodann an einem Punkt unmittelbar vor der Saugvorrichtung in Reibkontakt mit einem Fadenlieferwerk gebracht wird, welches Fadenlieferwerk mit einer Umfangsgeschwindigkeit angetrieben ist, die mindestens gleich der Umfangsgeschwindigkeit des drehenden Maschinenteils ist, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Folgesteuerung das Fadenlieferwerk durch Druckluft angetrieben wird; die Saugeinrichtung mit dem wesentlichen Teil der Druckluft beaufschlagt und der Faden angesaugt und an das mit verminderter Antriebsenergie laufende Lieferwerk angelegt und abgesaugt wird; das Fadenlieferwerk mit dem wesentlichen Teil der Druckluft angetrieben und die Saugeinrichtung nur mit einer Restmenge der Druckluft beaufschlagt wird.