专利名称：假捻发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的用于假捻卷曲变形机中合成复丝纱线的假捻发生器。
在假捻卷曲变形机中人们从这样的原理出发，合成复丝纱线在其流程中通过一个假捻发生器进入带例如2000转/分以上的速度的捻转状态，并在这种捻转状态下加热到塑性化极限，然后重新冷却到一阶转变点以下的温度。
为了产生捻转采用由US4,235,071(Bag 1110)已知的假捻发生器。假捻发生器由三组分别安装在一个轴上同方向旋转的盘组成。轴线设置在等边多角形的顶点上，使得这些盘在多角形的中央相互重叠。长丝在多角形的中央通过假捻发生器引导，其中长丝与旋转着的盘的圆周面相接触，从而产生捻转。通过捻转确定的形状通过在假捻卷曲变形机内的加热和随后的冷却固定下来，使得在捻转撤消以后在长丝内保持卷曲。
这里必须考虑，当今在假捻卷曲变形机中主要加工由聚酯，特别是对苯二甲酸乙二醇酯(Pdyethylenterephthalat)、聚酰胺6(贝纶)或聚酰胺6.6(尼纶)组成的长丝。其中长丝作为预定向的丝线喂给。这种预定向的丝线以很高的速度纺出，因此在卷曲变形机上还要经历一次比例不大于2∶1的小的拉伸，对于聚酯最好不大于1.8∶1，对于聚酰胺最好不大于1.3∶1。
在这种拉伸过程中在加热区内聚酯长丝经受190℃到210℃的温度，尼纶长丝190℃到205℃，而贝纶长丝经受约170℃的温度。
在加热区内有效的长丝温度必须超过180℃，尤其是200℃的工艺要求使得在长丝速度越来越高和使用已知的冷却装置的情况下导致，长丝以过高的温度进入假捻发生器。在假捻发生器的入口长丝温度可能超过100℃。
为了得到稳定的卷曲变形过程，加大的长丝运行速度在产生假捻时以较高的长丝张力为前提。这样的长丝张力可以通过提高拉伸比达到，但这又导致长丝性能非要求的变化(首先是较低的延伸率)。
因此本发明的目的在于，这样地改进开头所述这一类的假捻发生器，使得在假捻卷曲变形机中的假捻区内当长丝运行速度超过1,000米/分，特别是超过1,200米/分时能够达到平稳的长丝运行。
按照本发明这个目的通过具有权利要求1特征的假捻发生器来解决。
本发明基于这样的认识，如果假捻发生器的盘在其与长丝相接触的圆周面上具有适当大的半径的话，在加大长丝速度时保持平稳的运行过程的情况下长丝张力必须升高得较少。根据测量技术人们断定摩擦系数有所减小。就这一点来说这是令人惊讶的，因为盘半径(在盘的径向剖面内看)非常大，使得由于由此引起的用油浸润的长丝的接触段的伸长估计摩擦系数或长丝张力(尤拉定理(Eulersches Gesetz))会增加；而根据Eitelweinschen定理估计，摩擦系数或长丝张力仅仅与包角有关，但是与半径或缠绕面的长度无关。实际上摩擦系数或长丝张力的减小是由于由较大的曲率半径引起的长丝中内摩擦的减小造成的。长丝中的内摩擦由假捻发生器内长丝的交变弯曲载荷引起的。由于圆周面半径的加大这个交变弯曲载荷可能相应地减小。因为具有较小直径的长丝的交变弯曲载荷加大，由此得出，圆周面的半径r与捻转长丝的直径dF之比必须具有一个确定的大小，圆周面半径最小是捻转长丝直径dF的35倍。下面用“圆周面”表示盘上与长丝相接触的那些表面，用外表面表示整个圆盘面(不包括端面)。
当今在假捻卷曲变形机中主要加工由聚酯或聚酰胺制成的长丝。其中特别是处理纤度(Titern)＜170 dtex的聚酰胺长丝和纤度＞170dtex的聚酯长丝。因此按权利要求2的本发明的具体方案特别地用来加工聚酯长丝。
为了优良地加工聚酰胺长丝，应该执行相应于权利要求3的按本发明的假捻发生器。
在按本发明的假捻发生器的一种特别优先的结构方案中圆周面半径r与盘高h的比做成这样，使得圆周面半径的中心不在圆盘中的平面之内，最好是在入口棱边与圆盘中的平面之间。由此可以在摩擦系数大的圆盘时达到，圆周面基本上等于外表面，并且长丝不经过端面的棱边。通过产生捻转长丝在缠绕圆盘时这样地受到影响，使得长丝以一个较大的倾角进入圆盘的圆周面上，并以一个较小的倾角从圆周面上离开。通过圆盘的不对称结构在进入端只有一段比脱开端短的环形面可供使用。在这种结构的假捻发生器时(它主要采用由摩擦系数大的材料，例如聚氨酯或橡胶制成的圆盘)圆盘只能安装在确定的位置上。为了在安装时避免安装错误，在这种圆盘的端面做上标记(例如打钢印，开环形槽等等)。
为了尽管在高的长丝速度时仍然在足够的过程稳定性的情况下在长丝内施加必要的旋转(例如大于2000转/分)，本发明的假捻发生器的一种优先具体方案的圆盘由一种耐热的弹性体制成。这里弹性体的耐热性使得圆盘上长丝的温度可以大于100℃。
在本发明一种特别优先的具体结构中圆盘由一种耐热橡胶制成，特别是用氢饱和的丁腈橡胶。这种材料特别优良，因为在较高的耐热性时还特别耐磨，此外相对于合成复丝纱线具有良好的摩擦性能。因此它特别适合于在高的长丝速度和高的温度时加工长丝。
下面借助于附图对一个实施例作较详细的说明。其中表示
图1是假捻发生器的示意图；图2和3是假捻发生器的圆盘的剖视图，以及长丝在圆盘上的流程。
在图1中示意表示按本发明的假捻发生器的一个实施例。这个假捻发生器例如可以用在按EP0641877(Bag 2147)的卷曲变形机中。因此参照这份资料的内容。
假捻发生器由三个相互平行的轴4.1，4.2和4.3组成，轴4.1，4.2和4.3在一端(驱动端)可旋转地支承在一个轴承座1中，并且这样地布局，使轴分别位于一个等边三角形的顶点上。一组圆盘3从自由端套在轴4.1上。圆盘组3由相互以一定间隔分布的单个圆盘3.1、3.2和3.3组成。在轴4.2上套着圆盘组6，轴4.3上套着圆盘组5。圆盘组6和圆盘组5同样各自由三个相互间隔一定距离分布的单个圆盘组成。圆盘组3，5和6的圆盘在由轴构成的等边三角形的中间区域相互重叠。轴4.1，4.2和4.3在驱动端与一个这里没有画出来的驱动装置相连。通过驱动装置轴以及圆盘组3，5和6的圆盘同方向驱动。驱动装置例如可以通过一个皮带传动装置实现，如由EP0744480(Bag.2322)所知。在这方面将参照这份资料。
一个圆盘组之内圆盘的数量仅仅是作为一个例子。在一根轴也可以套上更多或更少的圆盘。
在假捻发生器的进入端装有一个导丝器7。长丝2通过导丝器7到达重叠区，基本上是等边三角形的中间区域。然后长丝2螺旋线形地移向假捻发生器的驱动端。这里圆盘组3、5和6的圆盘在它们的圆周面上被长丝所缠绕。为此长丝以预先规定的抽出速度通过一个连接在假捻发生器后面的输送辊抽出。从而在长丝2内留下假捻，它在连接在假捻发生器前面的假捻区内定形下来。为了避免假捻发生器内长丝张力的损失，圆盘在其圆周面上具有较大的半径。
如图2中所示，圆盘的圆周面做得像一个具有恒定半径的球或超环面(Toroid)的区域的表面一样。图2中表示一个图1中所示的假捻发生器的圆盘的径向剖面。在按本发明的圆盘的结构中圆周面11的半径r做得这样大，使得整个圆周面在圆盘高度h的范围内均匀地弯曲。图2中举例表示图1中所示假捻发生器的圆盘3.1。在这个例子中圆盘3.1做成对称的。圆周面半径r的中心M位于圆盘3.1的中心平面9内。圆周面11被长丝2在整个圆盘高度h上缠绕。长丝2通过进入棱边8贴上圆周面11。在圆盘的下端长丝2通过脱离棱边10离开圆周面11。这里长丝2在进入端的进入角α和在圆盘3.1的脱离端的脱离角α一样大。
按照本发明圆周面半径r至少为捻转长丝直径dF的35倍这么大。长丝直径dF可以由长丝纤度、皱缩率和长丝材料的密度计算出来。因此对于各种长丝直径具有这样的可能性，最佳地设计摩擦盘。例如对于由聚酯组成的纤度为335dtex的长丝可以确定长丝直径为0.198mm。按照本发明由此得到，圆周面半径r应该具有一个最小值为8mm。在由聚酰胺组成的纤度为110dtex的长丝的另一个例子中计算出长丝直径dF为0.123mm。按照本发明假捻发生器的圆盘在其圆周面上必须具有一个例如5mm的半径，以保持35这个因数。
在图3中表示圆盘的另一个实施例，这种圆盘可以用在图1中假捻装置中。在图3中所示的圆盘中圆周面半径r的中心M不在中心平面9内。圆周面11在圆盘高度h的范围内做成非对称的。特别是在具有高摩擦系数的圆盘材料时在长丝上产生的捻转导致长丝的进入角和脱离角不相等。通常在圆盘进入端处的进入角α1小于在圆盘脱离端处的脱离角α2。为了在圆盘的整个高度h上使长丝在圆周面11上得到均匀的接触，因此中心点必须根据中心平面9上角度的分配偏置。长丝在圆盘3.1上的总的包角由角度α1+α2之和得到。
通过按本发明的假捻发生器的耐热和耐磨的结构以及通过由于圆盘圆周面上大的圆弧半径而减少长丝张力的损失，长丝可以在较高的生产速度时以较大的稳定性进行卷曲变形。本发明并不仅仅局限于所述的圆盘材料如弹性体或橡胶。当然假捻发生器的圆盘也可以由金属或陶瓷制成。
参考符号表1轴承座 2长丝3圆盘组、圆盘4轴5圆盘组、圆盘6圆盘组、圆盘7导丝器 8进入棱边(入口棱边)9中心平面 10脱离棱边(出口棱边)11圆周面
权利要求
1.在假捻卷曲变形机中使用的用于合成复丝纱线的假捻发生器，它至少由三组各自装在一根轴上同方向旋转的圆盘组成，其中轴设置在一个等边多角形的顶点上并且圆盘在多角形的中心这样地相互重叠，使它们在多角形的中心形成一个螺旋线地与其圆周面相盘绕的长丝流程，其特征在于圆盘的圆周面是一个球或超环面的区域的表面，这个球面或超环面在径向剖面内的半径(r)具有至少为捻转长丝直径(dF)35倍的大小。
2.按权利要求1的假捻发生器，其特征在于圆周面半径(r)在卷曲变形长丝具有＞170dtex的纤度时大于捻转长丝直径(dF)的35倍。
3.按权利要求1的假捻发生器，其特征在于圆周面半径(r)在卷曲变形长丝具有＜170dtex的纤度时大于卷曲变形长丝直径(dF)的40倍。
4.按上述权利要求之任一项的假捻发生器，其特征在于圆周面半径(r)与圆盘高度(h)相比做成这样，使圆周面半径的中心位于圆盘中心平面之外，尤其是位于进入棱边与圆盘中心平面之间。
5.按权利要求1至4之任一项的假捻发生器，其特征在于圆盘至少在圆周面区域由一种具有耐热性大于100℃的耐热弹性体制成。
6.按权利要求5或权利要求1前序部分的假捻发生器，其特征在于圆盘由一种耐热橡胶，特别是用氢饱和的丁腈橡胶(氢化腈丁二烯橡胶(HNBR))制成。
全文摘要
本发明涉及一种在假捻卷曲变形机中使用的,用于合成复丝纱线的假捻发生器。假捻发生器至少由三组各自装在一根轴上同方向旋转的圆盘组成。这些轴这样地布置成一个等边多角形,使得圆盘在多角形的中心相互重叠。为了在高的长丝速度时达到尽可能低的长丝张力,圆盘的圆周面是一个球面或者超环面区域的表面,此球面或超环面的圆周面半径至少具有捻转长丝直径35倍的大小。
文档编号D02G1/04GK1241228SQ98801414
公开日2000年1月12日 申请日期1998年9月22日 优先权日1997年9月26日
发明者赫尔穆特·洛伦佐 申请人:巴马格股份公司