(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィラメント（１１）を巻掛ける少なくとも１個の案内プーリ（１８）を有する回転駆動可能なツイスタ（１７）を備えた、らせん状フィラメント（１１）を製造するための仮撚り装置において、少なくとも１個の案内プーリ（１８）が駆動可能であり、それによって仮撚り装置（１０）を通してフィラメント（１１）を移動させるために必要な力の少なくとも一部が仮撚り装置（１０）内でフィラメント（１１）に加えられることを特徴とする仮撚り装置。
【請求項２】
案内プーリ（１８）がツイスタ（１７）を回転させることによって駆動可能であることを特徴とする請求項１記載の仮撚り装置。
【請求項３】
駆動される案内プーリ（１８）の回転数と、ツイスタ（１７）の回転数が互いに調節可能であることを特徴とする請求項１または２記載の仮撚り装置。
【請求項４】
案内プーリ（１８）を駆動するために、伝動装置（２３，２４，２５，２６）がツイスタ（１７）に取付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の仮撚り装置。
【請求項５】
伝動装置（２３，２４，２５，２６）がツイスタ（１７）から分離された歯車（２２）に係合していることを特徴とする請求項４記載の仮撚り装置。
【請求項６】
歯車（２２）がツイスタ（１７）の上流または下流に配置されていることを特徴とする請求項５記載の仮撚り装置。
【請求項７】
歯車（２２）が固定配置されていることを特徴とする請求項５または６記載の仮撚り装置。
【請求項８】
歯車（２２）がフィラメント（１１）を集合させるための穴あきディスク（１４）に固定されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか一つに記載の仮撚り装置。
【請求項９】
歯車（２２）が回転駆動可能であることを特徴とする請求項５または６記載の仮撚り装置。
【請求項１０】
伝動装置（２３，２４，２５，２６）がツイスタ（１７）に回転可能に支承された軸（２６）を備えていることを特徴とする請求項４〜９のいずれか一つに記載の仮撚り装置。
【請求項１１】
軸（２６）がツイスタ（１７）の回転軸線（１５）にほぼ平行に配置されていることを特徴とする請求項１０記載の仮撚り装置。
【請求項１２】
案内プーリ（１８）がフィラメント（１１）を案内するための半径方向に突出するフランジ（３９，４０）を備えていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の仮撚り装置。
【請求項１３】
案内プーリ（１８）がフランジ（３９，４０）の間の範囲（４１）において円錐状に形成されていることを特徴とする請求項１２記載の仮撚り装置。
【請求項１４】
少なくとも２本のフィラメント（１１）が集合させられ、仮撚り装置（１０）内で、フィラメント（１１）を巻き掛けた少なくとも１個の案内プーリ（１８）によって塑性変形される、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の仮撚り装置（１０）を使用してらせん状のフィラメント（１１）を製造するための方法において、仮撚り装置（１０）を通してフィラメント（１１）を移動させるために必要な力の少なくとも一部が仮撚り装置（１０）内でフィラメント（１１）に加えられることを特徴とする方法。
【請求項１５】
フィラメント（１１）を移動させるために必要な力の１０〜１００％が、仮撚り装置（１０）内でフィラメント（１１）に加えられることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
フィラメント（１１）を移動させるために必要な力の５０％以上が、仮撚り装置（１０）内でフィラメント（１１）に加えられることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
フィラメント（１１）を移動させるために必要な力の７０％以上が、仮撚り装置（１０）内でフィラメント（１１）に加えられることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
フィラメント（１１）を移動させるために必要な力の８５％以上が、仮撚り装置（１０）内でフィラメント（１１）に加えられることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
フィラメント（１１）を移動させるために必要な力の９７％以上が、仮撚り装置（１０）内でフィラメント（１１）に加えられることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
案内プーリ（１８）の周りのフィラメント（１１）の巻掛け角度、特に巻き数が、仮撚り装置（１０）内で加えられる力に依存して調節されることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２１】
案内プーリ（１８）の回転数とツイスタ（１０）の回転数が、フィラメント（１１）のらせん形状を変更するために互いに変更可能であることを特徴とする請求項１４〜２０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項２２】
らせん状のフィラメント（１１）が仮撚り装置（１０）を出た後でリール（１６）に直接巻き取られることを特徴とする請求項１４〜２１のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、フィラメントを巻掛ける少なくとも１個の案内プーリを有する回転駆動可能なツイスタを備えた、特にらせん状フィラメントを製造するための仮撚り装置に関する。本発明は更に、少なくとも２本のフィラメントが集合させられ、仮撚り装置内で、フィラメントを巻き掛けた少なくとも１個の案内プーリによって塑性変形される、特にこのような仮撚り装置を使用してらせん状のフィラメントを製造するための方法に関する。
【０００２】
この場合、用語 "フィラメント" は限定的に解釈すべきではなく、単フィラメントと多重フィラメントおよびストランドを含んでいる。
【０００３】
冒頭に述べた種類の仮撚り装置と製造方法は、本出願人のＷＯ９７／１２０９１とＷＯ９７／１２０９２によって知られている。仮撚り装置の基本的な構造と機能は同様に、特開平０２−２６９８８５号公報によって示されている。仮撚り装置は少なくとも１個の案内プーリを有する回転駆動可能なツイスタを備えている。らせん状のフィラメントを製造するために、複数のフィラメントが適当な装置によって集合させられ、ツイスタの回転軸線に対して平行にツイスタを通って案内され、ツイスタの案内プーリの周りに巻掛けられる。後続配置の引抜き機構がツイスタを通ってフィラメントを移動させる役目を果たす。ツイスタを回転させることにより、フィラメントが塑性変形される。この塑性変形は仮撚り装置で既に存在する。仮撚り装置の下流に配置された引抜き機構は、既に塑性変形されたフィラメントに大きな力を加える。これによって、塑性変形が損なわれ、不所望な応力がフィラメントに加えられる。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、塑性変形後フィラメントに作用する力を大幅に低減することである。
【０００５】
この課題を解決するために、冒頭に述べた種類の仮撚り装置において、本発明に従い、少なくとも１個の案内プーリが駆動可能である。本発明による製作方法の場合には、仮撚り装置を通してフィラメントを移動させるために必要な力の少なくとも一部が仮撚り装置内でフィラメントに加えられる。
【０００６】
フィラメントは案内プーリに巻掛けられるので、案内プーリを駆動することによってフィラメントに力を伝達することができる。仮撚り装置に入る前に、案内プーリに巻掛けられるまでに、フィラメントは互いに撚り合わせて互いに支持される。更に、この範囲において、所望な塑性変形を生じるためには、フィラメントに非常に大きな応力が必要である。案内プーリから仮撚り装置の出口までの範囲において、らせん状に変形されたフィラメントが互いに分離される。個々のフィラメントに作用する力は小さい。なぜなら、フィラメントを巻掛けた案内プーリによって、フィラメントを移動させるために必要な力が加えられるからである。用途に依存して、引抜き機構を完全に省略することができるので、必要な構造スペースや設備コストが低減される。
【０００７】
本発明の有利な実施形および発展形態は、従属請求項から明らかである。
【０００８】
案内プーリがツイスタを回転させることによって駆動可能であると有利である。これによって、案内プーリのための特別な駆動装置が不要であるので、ツイスタの質量と設備コストを抑えることができる。
【０００９】
有利な実施形では、駆動される案内プーリの回転数と、ツイスタの回転数が互いに調節可能である。これは、その都度の限界条件への最適な適合と、製造すべきフィラメントのらせん形状の適切な調節を可能にする。
【００１０】
有利な実施形では、案内プーリを駆動するために、伝動装置がツイスタに取付けられている。この伝動装置は、案内プーリと別個の駆動装置の連結を可能にするので、フレキシビリティが高まる。
【００１１】
有利な実施形では、伝動装置がツイスタから分離された歯車に係合している。この構造は簡単で、頑丈で、寿命がなくそして低コストである。
【００１２】
歯車がツイスタの上流または下流に配置されていると有利である。この配置構造は、本発明による仮撚り装置を、ツイスタの支承や供される構造スペースのようないろいろな限界条件に、最適に適合させることができる。
【００１３】
第１の有利な実施形では、歯車が固定配置されている。ツイスタを回転すると、案内プーリの回転とツイスタの回転が自動的に結合される。特に、伝動装置と歯車の変速比によって決定される常に同じ回転数比が生じる。ツイスタの回転数の変化が、案内プーリに自動的に伝達されるので、コストのかかる制御または調整が不要である。ツイスタの回転数の変動は自動的に補償される。
【００１４】
有利な実施形では、歯車フィラメントを集合させるための穴あきディスクに固定されている。これによって、歯車のための付加的な保持部材が不要であるので、設備コストが低減される。
【００１５】
第２の有利な実施形では、歯車が回転駆動可能である。歯車用駆動装置が停止していると、ツイスタの回転数と案内プーリの回転数との上記の自動的な結合が発生する。更に、歯車を駆動することによって、ツイスタの回転数に依存しないで、案内プーリの回転数を調節することができる。これは、いろいろな形のらせん状フィラメントの製造を可能にする。本発明による仮撚り装置のフレキシビリティが大幅に高まる。
【００１６】
伝動装置がツイスタに回転可能に支承された軸を備えていると有利である。この軸により、大きな慣性モーメントを伴う大きな寸法の歯車が不要となる。
【００１７】
有利な他の実施形では、軸がツイスタの回転軸線にほぼ平行に配置されている。これによって、半径方向の必要スペースが低減される。
【００１８】
有利な実施形では、案内プーリがフィラメントを案内するための半径方向に突出するフランジを備えている。これによって、案内プーリからのフィラメントの滑り落ちが防止される。
【００１９】
案内プーリがフランジの間の範囲において円錐状に形成されていると有利である。案内プーリの円錐状の形成は、走入するフィラメントを常にそのフランジの方に押しやる。これによって、案内プーリの範囲におけるフィラメントのからまりが確実に防止される。
【００２０】
本発明による方法では、仮撚り装置を通してフィラメントを移動させるために必要な力の少なくとも一部が仮撚り装置内でフィラメントに加えられる。これによって、既に塑性変形されたフィラメントに作用する力は大幅に低減される。
【００２１】
フィラメントを移動させるために必要な力の１０〜１００％、特に５０％以上、７０％以上、８５％以上または９７％以上が、仮撚り装置内でフィラメントに加えられると有利である。仮撚り装置内でフィラメントに加えられる力の正確な割合は個々のケース、特にフィラメントの種類、フィラメント直径、使用される材料および所望ならせん形状に依存する。本発明による方法は各々のケースの異なる条件に対する最適な適合を可能にする。
【００２２】
有利な実施形では、案内プーリの周りのフィラメントの巻掛け角度、特に巻き数が、仮撚り装置内で加えられる力に依存して調節される。案内プーリによってフィラメントに伝達可能な最大の力は、巻掛け角度に指数関数的に依存する。特に巻掛け数を介して巻掛け角度を適切に適合させることによって、案内プーリに対するフィラメントの許容されない滑りが防止される。
【００２３】
有利な実施形では、案内プーリの回転数とツイスタの回転数が、フィラメントのらせん形状を変更するために互いに変更可能である。ツイスタの回転数から、巻線を製造するために必要な時間が計算される。案内プーリの回転数はその直径と共に、ツイスタを通るフィラメントの移動速度を生じる。従って、巻線を製造するための時間から、案内プーリの回転数と直径を介して、らせんのピッチが計算可能である。案内プーリの回転数およびまたはツイスタの回転数を適切に変更することによって、異なるピッチのフィラメントが製造可能である。
【００２４】
有利な実施形では、らせん状のフィラメントが仮撚り装置を出た後でリールに直接巻き取られる。これによって、後続の引抜き機構が省略されるので、必要スペースと設備コストが低減される。
【００２５】
次に、図に概略的に示した実施の形態に基づいて、本発明を詳しく説明する。
【００２６】
図１は、らせん状フィラメント１１′のための製造過程を概略的に示している。フィラメント１１はリール１２から引き出され、供給プーリ１３と穴あきディスク１４を経て矢印３２の方向に仮撚り装置１を通過案内され、仮撚り装置１０の案内プーリ１８の周りに巻掛けられる。仮撚り装置１０が概略的に示すように回転駆動されるので、個々のフィラメントは撚り合わせられ、塑性変形される。仮撚り装置１０から出る際に、フィラメント１１′はらせん状であり、かつ互いに分離されている。らせん状のフィラメント１１′はリール１６に巻き取られる。
【００２７】
本発明による仮撚り装置によって、らせん形の単一フィラメントと多重フィラメントとストランドを製造することができる。勿論、２本のフィラメントだけでなく、場合によっては３本以上のフィラメントを同時に仮撚り装置１０に通し、塑性変形することができる。
【００２８】
図２は、駆動される案内プーリ１８を備えた仮撚り装置１０を概略的に示している。仮撚り装置１０はツイスタ１７を備えている。このツイスタはモータ３３と伝動手段３４を介して、回転軸線１５回りに矢印方向２９に回転駆動される。フィラメント１１は回転軸線１５に対して平行にツイスタ１７に挿入され、案内プーリ１８の周りに巻掛けられる。
【００２９】
案内プーリ１８は支承部２０，２１を介してツイスタ１７に回転可能に支承された軸１９に取付けられている。案内プーリ１８を駆動するために、ツイスタ１７に取付けられた伝動装置２３，２４，２５，２６が設けられている。この伝動装置は、軸２６を介して他の歯車２４に相対回転しないように連結された歯車２３を備えている。この歯車２４は、案内プーリ用の軸１９に取付けられた歯車２５にかみ合っている。軸２６は支承部２７，２８を介して、ツイスタ１５の回転軸線１５に対してほぼ平行にツイスタ１７上に配置されている。
【００３０】
伝動装置２３，２４，２５，２６はツイスタから分離された他の歯車２２にかみ合っている。図２の実施の形態の場合、歯車２２はツイスタ１７の下流に配置されている。この場合、歯車２２は定置されているかまたは矢印４３の方向に回転駆動可能である。
【００３１】
ツイスタ１７を駆動すると、歯車２３が歯車２２に沿って転動する。歯車２２が固定されている場合、軸２６は矢印３０方向に回転する。この回転運動は歯車２４，２５を介して矢印３１方向の案内プーリ１８の回転運動に変換される。これにより、案内プーリ１８はツイスタ１７の回転によって駆動可能である。この場合、案内プーリ１８の角速度は、歯車２２と２３および２４と２５の間の変速比に依存する。全体の変速比ｉは次のように算出される。
【００３２】
ｉ＝ｉ1 ×ｉ2 ＝ｚ1 ／ｚ2 ×ｚ3 ／ｚ4
ここで、ｚ1 ，ｚ2 ，ｚ3 およびｚ4 はそれぞれ歯車２２，２３，２４および２５の歯数である。この変速比ｉはツイスタ１７の実際の回転数に左右されない。これにより、案内プーリ１８はツイスタ１７の回転によって駆動可能である。この場合、案内プーリ１８の回転数は変速比ｉを介してツイスタ１７の回転数によって算出可能である。
【００３３】
歯車２２は矢印４３の方向によって概略的に示すように回転駆動可能である。これにより、駆動される案内プーリ１８の回転数とツイスタ１７の回転数は互いに調節可能である。歯車２２がツイスタ１７と同じ回転方向に駆動されるときには、案内プーリ１８の回転数は低下する。反対方向に駆動する場合には、案内プーリ１８の回転数は上昇する。これによって、フィラメント１１′の異なるらせん形状を生じることができる。ツイスタ１７の回転数から、巻線を製造するための時間が算出可能である。案内プーリ１８の回転数はその直径と共に、フィラメント１１がツイスタ１７を通って矢印３２の方向に移動する速度を決定する。それによって、案内プーリ１８の回転数の変更によって、らせん状フィラメント１１′のピッチまたは撚り長さを調節することができる。
【００３４】
駆動される案内プーリ１８は、仮撚り装置１０によってフィラメント１１を動かすために必要な力を仮撚り装置１０に直接加える。案内プーリ１８によって発生する力の割合は、個々のケースに依存する。案内プーリ１８の回転数を調節することにより、ツイスタ１７を移動するフィラメント１１の速度が決定される。この移動速度は図１のリール１６の巻取り速度よりも幾分遅く選定することができる。この場合、塑性変形可能なフィラメント１１′の負荷は実質的に零に低下させられる。案内プーリ１８とツイスタ１７の回転数に適合させる目的でリール１６の巻取り速度を調節するために、図示していない適切な制御装置または調整装置を設けることができる。
【００３５】
図３〜５は本発明による仮撚り装置１０の構造的な実施の形態を示している。図２と同じ部品および機能が同一の部品には、同じ参照符号が付けてある。説明については上記を参照されたし。
【００３６】
仮撚り装置１０は支承部３６，３７によって軸線１５の回りに回転可能に支承された軸３５を備えている。駆動のために、駆動手段３４が係合する溝３８が設けられている。フィラメント１１は矢印３２の方向にツイスタ１７に挿入され、案内プーリ１８に巻かれ、続いて軸３５の内側の穴を通ってリール１６に案内される。
【００３７】
案内プーリ１８はフィラメント１１を案内するために、互いに離隔された２個のフランジ３９，４０を備えている。フランジ３９，４０の間の範囲４１において案内プーリ１８は円錐形に形成されている。これにより、フィラメントは常にフランジ３９の方に押しやられる。案内プーリ１８の範囲におけるフィラメント１１のからまりまたはもつれが確実に回避される。案内プーリ１８、軸１９および支承部２０，２１の組み立てのために、ツイスタ１７は分解可能なカバー４２を備えている。このカバー４２の直径は案内プーリ１８のフランジ３９，４０の外径よりも大きい。
【００３８】
図示した実施の形態では歯車２２は固定配置され、ツイスタ１７の上流側でフィラメント１１を集合させるための穴あきディスク１４に固定されている。これによって、歯車２２の付加的な保持部を省略することができる。
【００３９】
フィラメント１１は矢印３２の方向に穴あきディスク１４を通ってツイスタ１７に挿入される。ツイスタ１７内でフィラメントは案内プーリ１８に１回または複数回巻かれる。案内プーリ１８が矢印３１方向に駆動されるので、仮撚り装置１０を通ってフィラメント１１を移動させるために必要な力の少なくとも一部が仮撚り装置１０内でフィラメント１１に加えられる。案内プーリ１８の周りのフィラメント１１の巻付け角度、すなわち巻き数は、仮撚り装置内で加えられる力に応じて調節される。案内プーリ１８を１個だけ使用する場合、巻き数は変更可能である。複数の案内プーリ１８を使用し、そのうちの１個または複数が回転駆動される場合、巻付け角度は、案内プーリ１８の相互の配置および直径によって変更可能である。従って、あらゆる用途について、案内プーリ１８上のフィラメント１１の許容されない滑りが防止される。
【００４０】
限界条件に依存して、らせん状のフィラメント１１′は仮撚り装置１０から出た後で、引抜き機構を使用しないでリール１６に直接巻付けられる。後続配置の引抜き機構を省略することにより、投資コストと必要スペースが低減される。
【００４１】
全体として本発明によって、塑性変形後らせん状のフィラメント１１′に作用する力が大幅に低減される。駆動される案内プーリ１８の回転数をツイスタ１７の回転数に適切に調和させることにより、フィラメント１１′の他のいろいろならせん形状を作ることができるので、本発明による仮撚り装置１０のフレキシビリティが大幅に高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による仮撚り装置を使用した製造過程を概略的に示す図である。
【図２】  駆動される案内プーリを備えた仮撚り装置の概略的な駆動の概略的に示す図である。
【図３】  本発明による仮撚り装置の縦断面図である。
【図４】  図３の拡大詳細図である。
【図５】  図４のＶ−Ｖ断面の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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