DE4119048C2 - Schäranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schäranlage zum Schären von elastischen Fäden, bei der die Fäden von einem Spulengatter mittels mit einer ersten Umfangsge­ schwindigkeit angetriebener Abzugswalzen abgegeben, mittels mit einer höheren zweiten Umfangsgeschwindigkeit angetriebener Abzugswalzen gedehnt und in einer Schär­ maschine geschärt werden, die mit einer gegenüber der zweiten Umfangsgeschwindigkeit verminderten dritten Umfangsgeschwindigkeit des Kettbaumwickels angetrieben ist.

Bei einer bekannten Schäranlage dieser Art (DE 31 28 538 A1) werden die Fäden über ein Sammelriet und eine Dreh­ moment-Waage zu den Abzugswalzen geführt und wegen der höheren zweiten Umfangsgeschwindigkeit unter erhöhte Spannung gesetzt. Dabei werden sie stark gedehnt, bei­ spielsweise um 80%. Dies führt zu einem sauberen Faden­ abzug und zu einer erheblichen Verminderung der Inhomo­ genitäten im Fadenmaterial. Das Aufwickeln auf den Kett­ baum erfolgt mit verminderter Spannung, also beispiels­ weise einer Dehnung von etwa 40%. Bei höheren Faden­ spannungen wäre der Kettbaum zu stark belastet. Bei verschiedenen Fadenmaterialien und insbesondere bei höheren Dehnungen beim Abziehen und/oder bei geringeren Dehnungen beim Aufwickeln wurden Fadenbrüche beobachtet.

Für das Schären von glatten, vorgestreckten, multifilen Kunst­ stoffgarnen ist es bekannt (DE 30 18 373 A1), die Fäden von einem nichtangetriebene Spulen aufweisenden Gatter abzuziehen und beim Schären alle Fäden gemeinsam derart unter Zugspannung zu setzen, daß sie durch Kaltverformung eine ausgeprägte Endverstreckung er­ fahren. Hierbei kann die Endverstreckung in zwei oder mehr Ab­ schnitten zunehmender Zugbeanspruchung erfolgen, wobei für den letzten Teil der Endverstreckung auch die Wickelspannung des Kett­ baums genutzt werden kann.

Es ist ferner bekannt (DE 39 13 381 A1), einem Kettbaum eine Über­ laufwalze vorzuschalten, die angetrieben ist und eine Oberfläche aufweist, die im Arbeitsbereich Schlupf relativ zur Fadenschar weitgehend verhindert. Um gleichartig bewickelte Bäume zu erzeu­ gen, wird mit der Umlenkwalze die Zulaufgeschwindigkeit der Faden­ schar so gesteuert, daß die Differenz zwischen dem Ist-Zusammen­ hang zwischen Baumdurchmesser und Umdrehungsanzahl des angetriebe­ nen Kettbaums und dem Soll-Zusammenhang ausgeglichen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schär­ anlage der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die Gefahr von Fadenbrüchen erheblich reduziert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Kettbaum eine Überlaufwalze vorgeschaltet ist, die zwischen einem Schärriet und dem Kettbaum angeordnet ist und mit einer vierten Umfangsgeschwindigkeit, die zwischen der zweiten und dritten Umfangsgeschwindigkeit liegt, angetrieben ist und daß die Überlaufwalze und die Abzugswalzen eine hochglanzpolierte Oberfläche aufweisen.

Dieser Vorschlag beruht auf der Überlegung, daß in den bekannten Fällen der an den Abzugswalzen erfolgende Übergang von einem Abschnitt höherer Dehnung zu einem Abschnitt geringerer Dehnung bei den schnellaufenden elastischen Fäden dazu führt, daß diese im Abschnitt zwischen Abzugswalze und Kettbaum eine leichte Flatter­ bewegung durchführen, sich dabei mit Nachbarfäden über­ kreuzen und verhaken. Dies führt sogleich oder, wenn sie in dieser Form aufgeschärt werden, auch später noch zu Fadenbrüchen. Durch die Überlaufwalze, deren Umfangs­ geschwindigkeit zwischen derjenigen der Abzugswalzen und derjenigen des Kettbaumwickels liegt, sind dem ersten Abschnitt zwischen Gatter und Abzugswalzen, in denen eine hohen Fadenspannung auftritt, mindestens zwei Ab­ schnitte, von denen der eine zwischen Abzugswalzen und Überlaufwalze und der andere zwischen Überlaufwalze und Kettbaumwickel liegt, nachgeschaltet, in denen die Fadenspannung stufenweise abgebaut wird. Dies hat zur Folge, daß in jeder Stufe die Dehnung um ein kleineres Maß reduziert wird und damit die Gefahr einer Überkreu­ zung benachbarter Fäden und damit des Fadenbruchs weit­ gehend beseitigt ist.

Die Überlaufwalze ist dabei zwischen einem Schärriet und dem Kettbaum angeordnet. Das Schärriet befindet sich daher in einem Abschnitt, in welchem die Fäden eine gegenüber der Aufwickelspan­ nung erhöhte Spannung besitzen. Dies ergibt eine beson­ ders gute Führung der Fäden. Ihre vom Schärriet vorgege­ bene Abstandslage bleibt bis zum Erreichen der Überlauf­ walze erhalten. Da die Fäden reibungsschlüssig auf der Überlaufwalze aufliegen, bleibt ihre Lage vom Einlauf bis zum Ablauf unverändert. Und in dieser Lage erreichen die Fäden auch den Kettbaumwickel, weil im letzten Ab­ schnitt nur noch eine vergleichsweise geringe Dehnungs­ reduktion erfolgt.

Günstig ist dabei, daß die Überlaufwalze und die Ab­ zugswalzen eine hochglanzpolierte Oberfläche aufweisen. Die so polierte Oberfläche sollte eine Rauhtiefe R_m < 3 µm und eine Glättungstiefe R_a < 1 µm aufweisen. Dies ergibt eine besonders gute Haftung der elastischen Fäden an der Überlaufwalze, ohne daß die Gefahr eine Beschädi­ gung der Fäden besteht.

Wenn das Schärriet changiert, wie es für das saubere Schären von Vorteil ist, empfiehlt es sich, daß Schär­ riet und Überlaufwalze gemeinsam changieren. Hierdurch wird die lagegenaue Zuführung der Fäden zum Kettbaum verbessert, weil die Überlaufwalze keine Seitenkräfte auf die Fäden ausübt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß die Überlaufwalze und die Abzugswalzen einen gemein­ samen Antrieb haben und miteinander über eine ein im Betrieb festes Übersetzungsverhältnis bewirkende Kupp­ lungsvorrichtung in Verbindung stehen. Die Überlaufwalze benötigt daher keinen eigenen Antrieb. Die zweite und vierte Umfangsgeschwindigkeit stehen in einem festen Verhältnis zueinander.

Günstig ist es ferner, daß die Kupplungsvorrichtung Mittel zum Ändern des im Betrieb festen Übersetzungs­ verhältnisses aufweist. Dies erlaubt es, eine Anpassung an verschiedene Fadenmaterialien vorzunehmen. Als ein­ fache Mittel kommen Wechselzahnräder in Betracht.

Dem verbesserten Schären dient es auch, daß die dem Gatter folgende erste Abzugswalze auf einem Meßkugel­ lager gelagert ist, das ein der Gesamtspannung aller Fäden zwischen Gatter und erster Abzugswalze entspre­ chendes Spannungssignal abgibt, und daß eine Verstell­ vorrichtung vorgesehen ist, die bei Abweichung des Span­ nungssignals von einem Sollwert das Verhältnis zwischen erster und zweiter Umfangsgeschwindigkeit ändert. Hier­ mit wird der Tatsache Rechnung getragen, daß gummiela­ stische Fäden nicht mit konstanter Spannung auf ihren Spulen aufgewickelt sind, sondern sich über die Faden­ länge Spannungsdifferenzen von durchschnittlich 10% ergeben. Durch die beschriebene Regelung wird im ersten Abschnitt eine konstante Fadenspannung und damit Gesamt­ dehnung erreicht, so daß die Fäden mit einer gewünschten konstanten Spannung geschärt werden können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeich­ nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Schärmaschine näher erläutert.

Ein Fadengatter 1 weist zahlreiche Spulen 2 mit gummi­ elastischen Fäden auf, die mit Hilfe von Abrollwalzen 3, die am Spulenumfang angreifen, mit einer ersten Umfangs­ geschwindigkeit angetrieben werden. Der Antrieb erfolgt von einem Motor 4 über eine Verstellvorrichtung 5, ins­ besondere ein kontinuierlich verstellbares Getriebe 5, beispielsweise ein PIV-Getriebe.

Eine Abzugsvorrichtung 6 weist zwei Abzugswalzen 7 und 8 auf, die über ein Paar von Zahnrädern 9 und 10 mitein­ ander gekuppelt sind und vom Motor 4 über eine Kardan­ welle 10′, ein Kegelradgetriebe 11 und einen aus zwei Zahnriemenscheiben 12 und 13 sowie einem Zahnriemen 14 bestehenden Zahnriementrieb mit einer zweiten Umfangs­ geschwindigkeit angetrieben werden. Das Verhältnis der zweiten zur ersten Umfangsgeschwindigkeit kann durch einen Wechsel der Zahnriemenscheiben 12, 13 in groben Stufen und durch Beeinflussung der Verstellvorrichtung 5 fein eingestellt werden. Der Abzugsvorrichtung 6 ist ein Sammelriet 15 vorgeschaltet.

Ein Kettbaum 16 wird von einer Verstellvorrichtung 17 in Form eines verstellbaren Motors 17 derart angetrie­ ben, daß sein Wickel 18 eine dritte Umfangsgeschwindig­ keit besitzt, welche kleiner ist als die zweite Umfangs­ geschwindigkeit der Abzugswalzen 7 und 8.

Erfindungsgemaß ist eine Überlaufwalze 19 vorgesehen, die über eine Kupplungseinrichtung 20 mit den Abzugs­ walzen 7 und 8 verbunden ist. Die Kupplungsvorrichtung weist einen Zahnriemen 21 sowie die Zahnriemenscheiben 22 und 23 auf. Das Übersetzungsverhältnis ist so gewählt, daß die Überlaufwalze 19 eine vierte Umfangsge­ schwindigkeit besitzt, die kleiner ist als die zweite Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalzen 7 und 8, aber größer als die dritte Umfangsgeschwindigkeit des Kett­ baumwickels 18. Der Überlaufwalze 19 ist ein Schärriet 24 vorgeschaltet. Überlaufwalze und Schärriet sind an einem gemeinsamen Träger 25 angebracht, der senkrecht zur Zeichenebene hin- und herbewegbar ist, so daß Über­ laufwalze 19 und Schärriet 24 gemeinsam changieren.

Bei dieser Konstruktion durchlaufen die gummielastischen Fäden 26 drei Abschnitte unterschiedlicher Verstreckung oder Dehnung. Im Abschnitt I, der sich zwischen Gatter 1 und Abzugsvorrichtung 6 befindet, werden die Fäden 26 stark gedehnt, so daß sich ein sauberer Fadenabzug von den Spulen 2 ergibt. Im Abschnitt II, der sich zwi­ schen der Abzugsvorrichtung 6 und der Überlaufwalze 19 erstreckt, ist die Dehnung reduziert; die Fadenspan­ nung ist aber noch ausreichend, um eine Verkreuzung lockerer Fäden und damit die Gefahr von Fadenbrüchen zu vermeiden. Die Fäden werden mit Hilfe des Schärriets 24 der Überlaufwalze 19 mit geordnetem Abstand voneinan­ der zugeführt. Im dritten Abschnitt III, der sich zwi­ schen der Überlaufwalze 19 und dem Kettbaumwickel 18 erstreckt, ist die Fadenspannung so weit herabgesetzt, daß der Kettbaum 16 nicht unzulässig belastet wird. Da die hohe Dehnung des Abschnitts I in zwei Stufen reduziert wird, ist gewährleistet, daß auch im Abschnitt III durch die plötzliche Entspannung keine unzulässige Verlagerung der Fäden erfolgt.

Die Oberfläche der Abzugswalzen 7 und 8 sowie der Über­ laufwalze 19 sind hochglanzpoliert, so daß trotz unter­ schiedlicher Fadenspannungen in den Abschnitten I, II und III die Fäden nicht von einem Abschnitt in den ande­ ren kriechen können.

Die zweite Umfangsgeschwindigkeit der Abzugswalzen 7 und 8 liegt vorzugsweise beim Doppelten der ersten Um­ fangsgeschwindigkeit der Abrollwalzen 3, kann aber in Abhängigkeit vom zu verarbeitenden Fadenmaterial auch kleiner oder größer sein, beispielsweise das Dreifache betragen.

Die dritte Umfangsgeschwindigkeit des Kettbaumwickels 18 liegt im allgemeinen zwischen 25 und 40% der ersten Umfangsgeschwindigkeit der Abrollwalzen 3. Eine solche Spannung vermag ein Kettbaum aufzunehmen.

Die vierte Umfangsgeschwindigkeit der Überlaufwalze 19 liegt zwischen der zweiten und der dritten Umfangsge­ schwindigkeit. Vorzugsweise liegt sie um etwa 20 bis 40% der erste Umfangsgeschwindigkeit über der dritten Umfangsgeschwindigkeit. Auch hier läßt sich die Umfangs­ geschwindigkeit durch einen Wechsel der Zahnriemenschei­ ben 22 und 23 einstellen.

Die Abzugswalze 8 ist auf einem Meßkugellager 27 gela­ gert. Das Meßkugellager gibt über die Leitung 28 ein Spannungssignal s1 an einen Regler 29, dem außerdem ein Spannungs-Sollwert s2 zugeführt wird. Der Regler 29 steuert die Verstellvorrichtung 5, so daß eine konstante Fadenspannung im Abschnitt I aufrechterhalten werden kann.

Da sich der Kettbaumwickel 18 laufend vergrößert, muß er mit variabler Drehzahl angetrieben werden. Eine Wickel-Meßvorrichtung 30, beispielsweise eine Licht­ schranke, tastet den Durchmesser des Wickels 18 ab und sendet ein Durchmessersignal d1 an einen Regler 31. Diesem wird als Sollwert d2 ein Wert vorgegeben, der von einem Musterbaum abgeleitet ist. Der Musterbaum gibt für bestimmte Windungszahlen des Wickels bestimmte Durchmesserwerte an. Auf diese Weise ergibt sich die gewünschte Umfangsgeschwindigkeit des Wickels 18.

Die durch die Regler 29 und 31 bewirkten Korrekturen können auch an anderer Stelle erfolgen. Beispielsweise kann die Verstellvorrichtung 5 zwischen Motor 4 und Abzugsvorrichtung 6 angeordnet sein.

Claims (5)

1. Schäranlage zum Schären von elastischen Fäden, bei der die Fäden von einem Spulengatter mittels mit einer ersten Umfangsgeschwindigkeit angetriebener Abrollwalzen abgegeben, mittels mit einer höheren zweiten Umfangsgeschwindigkeit angetriebener Ab­ zugswalzen gedehnt und in einer Schärmaschine ge­ schärt werden, die mit einer gegenüber der zweiten Umfangsgeschwindigkeit verminderten dritten Um­ fangsgeschwindigkeit des Kettbaumwickels angetrie­ ben ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kettbaum (16) eine Überlaufwalze (19) vorgeschaltet ist, die zwischen einem Schärriet (24) und dem Kettbaum (16) angeordnet ist und mit einer vierten Umfangsge­ schwindigkeit, die zwischen der zweiten und dritten Umfangsgeschwindigkeit liegt, angetrieben ist und daß die Überlaufwalze (19) und die Abzugswalzen (7, 8) eine hochglanzpolierte Oberfläche aufweisen.

2. Schäranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß Schärriet (24) und Überlaufwalze (19) ge­ meinsam changieren.

3. Schäranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Überlaufwalze (19) und die Ab­ zugswalzen (7, 8) einen gemeinsamen Antrieb (4) haben und miteinander über eine ein im Betrieb fe­ stes Übersetzungsverhältnis bewirkende Kupplungsvor­ richtung (20) in Verbindung stehen.

4. Schäranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Kupplungsvorrichtung (20) Mittel (22, 23) zum Ändern des im Betrieb festen Übersetzungs­ verhältnisses aufweist.

5. Schäranlage nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gatter (1) folgende erste Abzugswalze (7) auf einem Meßkugellager (27) gelagert ist, das ein der Gesamtspannung aller Fä­ den (26) zwischen Gatter und erster Abzugswalze entsprechendes Spannungssignal (s1) abgibt, und daß eine Verstellvorrichtung (5) vorgesehen ist, die bei Abweichung des Spannungssignals von einem Soll­ wert (s2) das Verhältnis zwischen erster und zwei­ ter Umfangsgeschwindigkeit ändert.