DE102010001479A1

DE102010001479A1 - Fadenführerstange und Kupplungselement für eine Fadenführerstange

Info

Publication number: DE102010001479A1
Application number: DE102010001479A
Authority: DE
Inventors: Robert 85072 Forster; Romeo 85290 Pohn; Vitezslav Kubes; Ralf 83022 Lohmann
Original assignee: Rieter Ingolstadt GmbH
Current assignee: Rieter Ingolstadt GmbH
Priority date: 2010-02-02
Filing date: 2010-02-02
Publication date: 2011-08-04
Also published as: CN202131418U

Abstract

Eine Fadenführerstange (2) für eine Kreuzspulen herstellende Textilmaschine, insbesondere eine Offenendspinnmaschine, besteht aus mehreren vorzugsweise rohrförmigen Teilstangen (2'). Die Teilstangen (2') sind jeweils mittels Kupplungselementen (1) axial miteinander verbunden sind. Die Kupplungselemente (1) sind aus einem Kunststoff ausgebildet und mit den Enden der Teilstangen (2') verklebt und/oder verschweißt. Ein Kupplungselement (1) zur axialen Verbindung von Teilstangen (2') einer Fadenführerstange (2) einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine ist aus einem vorzugsweise faserverstärkten Kunststoff ausgebildet.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fadenführerstange für eine Kreuzspulen herstellende Textilmaschine, insbesondere eine Offenendspinnmaschine, wobei die Fadenführerstange aus mehreren vorzugsweise rohrförmigen Teilstangen besteht. Die Teilstangen sind jeweils mittels Kupplungselementen axial miteinander verbunden.
Fadenführerstangen bei Textilmaschinen erstrecken sich über die gesamte Länge der Textilmaschine entlang einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Spulstellen und werden zentral angetrieben. Durch die Hin- und Herbewegung der Fadenführerstange in Längsrichtung der Textilmaschine wird die Fadenverlegung auf der Spule gesteuert. Da die Fadenführerstange sich über die gesamte Länge der Textilmaschine erstreckt, ist diese aus mehreren Teilstangen zusammengesetzt, welche sich in der Regel über die Länge einer Sektion der Textilmaschine erstrecken. Die einzelnen Teilstangen sind durch Kupplungselemente miteinander verbunden. Die Verbindung der Teilstangen muss zur Übertragung der Changierbewegung über die gesamte Maschinenlänge ausreichend fest sein und über eine hohe Anzahl von Betriebsstunden stabil und maßhaltig bleiben. Weiterhin muss das gesamte Fadenverlegesystem in Betrieb eine Anpassung an die Wärmeausdehnung der Textilmaschine ermöglichen, welche aufgrund der Länge der Textilmaschinen beträchtlich ist.
Als Kupplungselemente für derartige Teilstangen sind beispielsweise aus der DE 38 12 493 A1 oder der DE 42 38 475 C2 Klemmfäuste aus Stahl oder einem anderen Metall bekannt geworden. Eine Klemmfaust umgreift die Enden zweier axial zu verbindender Fadenführerstangen, wobei die Klemmkraft durch mehrere seitlich der Fadenführerstange angeordnete Schrauben aufgebracht wird, welche die seitlich auskragenden Enden der Klemmfaust zusammen pressen. Die Fadenführerstangen bestehen überwiegend aus Karbonfaserkunststoff. Bei rohrförmigen Teilstangen ist im Inneren im Bereich der Klemmfaust häufig noch eine Einlage zur Stabilisierung der Teilstange im Kupplungsbereich vorgesehen. Nachteilig bei diesen Kupplungselementen ist es, dass diese ein vergleichsweise hohes Gewicht aufweisen. Die gesamte Masse der Fadenführerstange ist hierdurch vergleichsweise hoch, was die erreichbare Umkehrbeschleunigung des Fadenverlegesystems begrenzt.
Zur Verringerung der Masse der Fadenführerstangen ist es bei Textilmaschinen der Anmelderin bekannt geworden, die einzelnen Teilstangen der Fadenführerstange mittels eines geschlitzten Rohres aus Stahl oder Aluminium zu verbinden, das die Enden der Teilstangen von außen umgreift. Um auf eine seitliche Klemmung wie bei der Klemmfaust zu verzichten, werden die Verschraubungen direkt durch die Achse der Teilstangen vorgenommen. Um eine Beschädigung der Fadenführerstangen, welche überwiegend aus Karbonfaserkunststoff bestehen, zu vermeiden, ist ebenfalls eine Einlage an den Enden der Teilstangen vorgesehen.
Die Entwicklung im Textilmaschinenbau sieht jedoch zunehmend längere Maschinen mit mehr Arbeitsstellen vor, so dass die Masse der Fadenführerstange allein durch die Länge der Textilmaschinen weiter zunimmt und somit die Umkehrbeschleunigungen weiter begrenzt sind. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Fadenführerstange sowie ein Kupplungselement für eine Fadenführerstange vorzuschlagen, welche eine niedrigere Gesamtmasse als bisher und eine hohe Umkehrbeschleunigung ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
Eine Fadenführerstange für eine Kreuzspulen herstellende Textilmaschine, insbesondere eine Offenendspinnmaschine, besteht aus mehreren vorzugsweise rohrförmigen Teilstangen. Die Teilstangen sind jeweils mittels Kupplungselementen axial miteinander verbunden. Erfindungsgemäß sind die Kupplungselemente mit den Enden der Teilstangen verklebt und/oder verschweißt. Die Kupplungselemente können hierbei aus einem Kunststoff oder auch Aluminium oder auch einem anderen Werkstoff ausgebildet sein, der den Anforderungen an Gewicht und festigkeit genügt. Durch das erfindungsgemäße Kupplungselement kann im Vergleich zu den Kupplungselementen des Standes der Technik mit seitlichen Klemmfäusten und Verschraubungen bereits eine Masseeinsparung erzielt werden. Durch die Verklebung und/oder Verschweißung ist dennoch eine betriebssichere Verbindung der Teilstangen auch über eine Vielzahl von Betriebsstunden ermöglicht. Eine besonders hohe Gewichtsersparnis kann erreicht werden, wenn die Kupplungselemente aus einem Kunststoff ausgebildet sind. Diese können sowohl mit Teilstangen aus Karbonfaserkunststoff wie auch mit Teilstangen aus Aluminium durch eine Verklebung verbunden werden. Vorteilhaft kann es jedoch auch sein, wenn die Kupplungselemente im Wesentlichen aus dem gleichen Grundmaterial wie die Teilstangen bestehen. So können beispielsweise Kupplungselemente aus Kunststoff mit Carbonfaser-Teilstangen verschweisst werden und Kupplungselemente aus Aluminium mit Aluminium-Teilstangen verschweisst werden. Teilstangen aus verschiedenen Materialien können hingegen durch verklebte Kupplungselemente sicher miteinander verbunden werden.
Die Kupplungselemente bestehen vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff, um auch im Verbindungsbereich eine hohe Festigkeit zu erhalten. Ebenso ist jedoch eine Gewebeverstärkung oder die Einlagerung von Stahlgewebe oder Drähten möglich, um die Festigkeit des Kunststoffes zu erhöhen. Als Kunststoffmaterial für die Kupplungselemente können hierdurch auch besonders leicht schweißbare Kunststoffe verwendet werden.
Nach einer ersten vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Kupplungselemente als Rohre ausgebildet, welche die Enden der Teilstangen außen umgreifen. Die Montage der Kupplungselemente ist hierdurch besonders einfach, wobei die Verbindungsstelle von außen gut sichtbar und kontrollierbar ist.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind die Kupplungselemente als Rohre oder -stangen ausgebildet und im Inneren der rohrförmigen Teilstangen angeordnet. Auch hier lässt sich eine Verbindung in günstiger Weise durch Verkleben oder Verschweißen bewerkstelligen.
Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung sind die Kupplungselemente einteilig mit jeweils einem Ende der Teilstangen ausgebildet. Die Montage ist hierdurch weiterhin erleichtert, da weniger Teile gehandhabt werden müssen. Zudem kann durch die einteilige Ausbildung das Gewicht vorteilhaft weiter reduziert werden.
Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Teilstangen an ihren Enden Nuten und/oder Bohrungen aufweisen, und mit dem Kupplungselement zusätzlich eine formschlüssige Verbindung bilden. Beispielsweise kann bei einem verschweißten Kupplungselement durch die Nuten oder Bohrungen eine besonders gute Verbindung des Kupplungselementes mit der Teilstange erfolgen. Ebenso kann jedoch auch ein zusätzliches Verbindungselement als Sicherung in die Bohrungen eingesetzt sein.
Nach einer anderen Weiterbildung der Erfindung verlaufen in den Wandungen des Kupplungselementes in Längsrichtung orientierte Drähte. Diese erhöhen in vorteilhafter Weise die Festigkeit der Kupplungselemente, so dass diese nicht zwangsläufig aus einem faserverstärkten Kunststoff gefertigt werden müssen. Zudem ermöglichen die eingelagerten Drähte bei verschweißten Kupplungselementen eine verbesserte Wärmeleitung, welche den Verbindungsvorgang erleichtert.
Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgend dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen
1–6 Fadenführerstangen sowie Kupplungselemente für Fadenführerstangen in verschiedenen Ausführungen.
1a zeigt eine erste Ausführung der Erfindung, bei welcher ein Kupplungselement 1 zur axialen Verbindung von Teilstangen 2' einer Fadenführerstange 2 als Kunststoffrohr ausgebildet ist. Das Kunststoffrohr ist nach Darstellung der 1 jeweils mit den Enden der Teilstangen 2' verklebt, so dass zwischen der Außenwandung der Teilstangen 2' und der Innenwandung des Kupplungselementes 1 eine Klebeschicht 3 angeordnet ist. Die Fadenführerteilstangen 2' bestehen überwiegend aus einem Karbonfaserkunststoff, um ein möglichst niedriges Gewicht der Teilstangen 2' bei gleichzeitig hoher Festigkeit zu erreichen. Da sich die Fadenführerstangen 2 über die gesamte Länge der Textilmaschine erstrecken, treten im Betrieb beträchtliche Wärmeausdehnungen des Maschinengestells auf. Um die Länge der Fadenführerstangen an die thermische Längenausdehnung des Maschinengestells anzupassen, sind daher im Wechsel mit den Fadenführerstangen 2' aus Karbonfaserkunststoff weitere Fadenführerstangen 2' aus Aluminium angeordnet. Als Klebematerial kommt beispielsweise ein Kunstharzkleber in Frage. Andere Klebstoffe sind jedoch ebenfalls möglich.
1b unterscheidet sich von der in 1a gezeigten Variante lediglich darin, dass das Kupplungselement 1 an seiner inneren Mantelfläche einen Absatz 4 aufweist, welcher bei der Montage als Anschlag dient und hierdurch eine Fehlmontage verhindert. Ein derartiger Absatz 4 kann weiterhin auch das Einstellen der Längentoleranz der gesamten Fadenführerstange 2 in Bezug auf die Textilmaschine erleichtern.
Die erfindungsgemäße Ausführung der Kupplungselemente 1 aus Kunststoff, welche mit den Enden der Teilstangen 2' verklebt werden, erlaubt auf vorteilhafte Weise die Verbindung von Teilstangen 2' aus unterschiedlichen Materialien. Die Montage der Kupplungselemente kann hierbei bei der Endmontage der gesamten Textilmaschine am Einsatzort erfolgen. Durch die vollflächige Verklebung kann auch nach einer Vielzahl von Betriebstunden eine sichere und feste Verbindung der Teilstangen 2' der Fadenführerstange 2 erreicht werden.
Sowohl durch die erfindungsgemäßen Kupplungselemente 1 aus Kunststoff wie auch durch die erfindungsgemäße Verklebung oder Verschweißung der Kupplungselemente 1 kann weiterhin das Gewicht der Verbindungsstellen und somit das Gesamtgewicht der Fadenführerstange 2 erheblich reduziert werden. Zusätzliche Verbindungselemente wie Schrauben o. ä. sind nicht erforderlich. Es können daher sehr hohe Changiergeschwindigkeiten und hohe Umkehrbeschleunigungen auch bei langen Maschinen erzielt werden, wobei dennoch ein ordnungsgemäßer Spulenaufbau auch in den Randbereichen ermöglicht wird und die Gefahr von Abschlägern vermindert ist.
2 zeigt eine andere Ausführung der Erfindung, bei welcher das Kupplungselement 1 als innenliegendes Kupplungselement 1 ausgebildet ist. Das Kupplungselement 1 ist vorliegend ebenfalls als Kunststoffrohr ausgebildet, kann jedoch auch aus einem Vollmaterial bestehen. Das Kunststoffrohr beziehungsweise die Kunststoffstange ist hierbei im Inneren der rohrförmigen Teilstangen 2' angeordnet, so dass der Außendurchmesser des Kupplungselementes 1 im Wesentlichen dem Innendurchmesser der Teilstangen 2' entspricht. Zwischen der Außenwand des Kupplungselementes 1 und der Innenwand der Teilstangen 2' befindet sich wiederum eine Klebeschicht 3, welche für eine feste und rüttelsichere Verbindung sorgt. Um die Montage des innenliegenden Kupplungselementes nach 2 zu erleichtern, kann zwischen zwei Teilstangen 2' ein Ansatz 4 angeordnet sein, welcher die Montagetiefe der Kupplungselemente 1 begrenzt und hierdurch eine Fehlmontage verhindert.
Das Kupplungselement 1 der 3 ist im Gegensatz zu dem der 1 und 2 mit den Enden der Teilstangen 2' verschweißt. Aus Gründen der Vereinfachung ist hier nur eine Teilstange 2 dargestellt. Nach der dargestellten Ausführung weist die Teilstange 2' in ihrem Endbereich eine Bohrung 5 auf, in welche beim Verschweißen das Material des Kupplungselementes 1 eindringen kann. Hierdurch wird eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Kupplungselement 1 und den Teilstangen 2' geschaffen, so dass der Halt der Verbindung wesentlich verbessert werden kann. Zudem ist es auch bei Teilstangen 2' aus Aluminium möglich, ein Kupplungselement 1 zu verschweißen. Selbstverständlich können auch mehrere Bohrungen vorgesehen sein, um den Zusammenhalt zu verbessern.
Im Gegensatz zu der Bohrung 5 der 3 weist die Teilstange 2' der 4 an ihrem Ende mehrere Nuten 6 auf, welche vorliegend in Umfangsrichtung verlaufen und ebenfalls die Verbindung zu einem aufgeschweißten Kupplungselement verbessern.
Weiterhin kann insbesondere bei aufgeschweißten Kupplungselementen ein zusätzliches Befestigungselement, beispielsweise eine Schraube, als Sicherung vorgesehen sein.
Eine weitere Variante der Erfindung zeigt 5. Nach Darstellung der 5 ist das Kupplungselement 1 einteilig mit jeweils einem Ende einer Teilstange 2' ausgebildet. Vorliegend ist das Kupplungselement 1 rohrförmig als Aufweitung der rohrförmigen Teilstange 2' ausgebildet. Ebenso kann jedoch auch das Kupplungselement 1' gegenüber dem Durchmesser der Teilstange 2' reduziert sein, um in das Innere der axial angrenzenden Teilstange 2' eingeschoben zu werden. Vorliegend ist wiederum eine Verbindung mittels einer Klebeschicht 3 gezeigt, ein Verschweißen ist jedoch auch nach dieser Ausführung möglich.
6 zeigt schließlich ein Kupplungselement 1 in einer schematischen Darstellung, wobei in den Wandungen des Kupplungselementes 1 Drähte 7 verlaufen. Die Drähte sind vorliegend in Längsrichtung orientiert und können hierdurch die Zugfestigkeit des Kupplungselementes erhöhen. Es ist somit möglich, ein Kupplungselement ohne eine Faserverstärkung zu verwenden, da die entsprechenden Zugkräfte durch die eingelegten Drähte 7 aufgenommen werden können.
Weiterhin wird durch das erfindungsgemäße Einlegen von Drähten 7 in die Wandungen des Kupplungselementes 1 die Wärmeleitung beim Verschweißen des Kupplungselementes verbessert, so dass der Montagevorgang erleichtert wird. An Stelle der hier gezeigten in Längsrichtung orientierten Drähte 7 können die Drähte auch in anderen Orientierungen, beispielsweise spiralförmig innerhalb der Wandung, angeordnet sein.
Die Teilstangen 2' können ebenso wie im Stand der Technik entsprechend der Länge der Sektionen der Textilmaschine hergestellt werden und bei der Endmontage der Textilmaschine am Einsatzort mittels der Kupplungselemente 1 zur kompletten Fadenführerstange 2 montiert werden. Im Gegensatz zu Kupplungselementen des Standes der Technik schlägt die vorliegende Erfindung eine feste Verbindung durch Verkleben oder Verschweißen vor. Dies ermöglicht ein besonders niedriges Gewicht der Fadenführerstange, da keine zusätzlichen Befestigungselemente wie Schrauben oder die seitlichen Auskragungen der Klemmfäuste erforderlich sind. Zudem muss das Kupplungselement lediglich die Längskräfte der Changierbewegung aufnehmen, jedoch keine Klemmkräfte wie bei den Schraubverbindungen des Standes der Technik. Die Teilstangen können hierdurch noch dünnwandiger ausgeführt werden bzw. in Bezug auf das Gewicht optimiert werden. Durch das erfindungsgemäße Verkleben oder Verschweißen kann dennoch eine sehr feste und über viele Betriebsstunden sichere Verbindung geschaffen werden, wobei Beschädigungen der Teilstangen 2' bei der Montage ausgeschlossen sind.
Weiterhin können durch das geringe Gewicht der Kupplungselemente 1 beziehungsweise der Verbindungsstellen zwischen zwei Teilstangen 2' ungünstige Feder-Masse-Effekte vermieden werden. Diese treten im Stand der Technik insbesondere am Ende der Textilmaschinen auf und führten dort häufig zu einem größeren Changierhub als bei den nahe dem Antrieb gelegenen Arbeitsstellen. Mittels der Kupplungselemente 1 aus Kunststoff bzw. der Verbindung durch Kleben oder Schweißen kann nunmehr an allen Arbeitsstellen der Textilmaschine ein gleichmäßiger Hub der jeweiligen Fadenführer erzielt werden.
Ein Austausch der hier nicht dargestellten Fadenführer oder Lagerstellen der Fadenführerstange 2 kann bei entsprechender Ausführung trotz der fest verbundenen Kupplungselemente 1 bei eingebauter Fadenführerstange 2 erfolgen. Sollte dennoch einmal ein Austausch oder Ausbau einer Teilstange 2' erforderlich werden, kann gegebenenfalls durch Wärmeeinwirkung die Schweißverbindung wieder gelöst werden. Ebenso ist es je nach verwendetem Klebematerial auch möglich, die Klebeverbindung zu lösen, um einen Ausbau einer Teilstange 2' zu ermöglichen.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen und Kombinationen im Rahmen der Patentansprüche fallen ebenfalls unter die Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3812493 A1 [0003]
DE 4238475 C2 [0003]

Claims

Fadenführerstange (2) für eine Kreuzspulen herstellende Textilmaschine, insbesondere eine Offenendspinnmaschine, wobei die Fadenführerstange (2) aus mehreren vorzugsweise rohrförmigen Teilstangen (2') besteht, welche jeweils mittels Kupplungselementen (1) axial miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (1) zur Befestigung an den Teilstangen (2') mit den Enden der Teilstangen (2') verklebt und/oder verschweißt sind.
Fadenführerstange nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (1) aus einem vorzugsweise faserverstärkten Kunststoff ausgebildet sind.
Fadenführerstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (1) im Wesentlichen aus dem gleichen Grundmaterial ausgebildet sind wie die Teilstangen (2').
Fadenführerstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (1) als Rohre ausgebildet sind, welche die Enden der Teilstangen (2') außen umgreifen.
Fadenführerstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (1) als Rohre oder Stangen ausgebildet sind und im Inneren der rohrförmigen Teilstangen (2') angeordnet sind.
Fadenführerstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungselemente (1) einteilig mit jeweils einem Ende der Teilstangen (2') ausgebildet sind.
Fadenführerstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstangen (2') an ihren Enden wenigstens eine Nut (6) und/oder Bohrung (5) aufweisen, welche mit einem verschweißten Kupplungselement (1) eine formschlüssige Verbindung bilden.
Fadenführerstange nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wandungen der Kupplungselemente (1) vorzugsweise in Längsrichtung orientierte Drähte (7) verlaufen, welche die Festigkeit der Kupplungselemente (1) erhöhen.
Kupplungselement (1) zur axialen Verbindung von Teilstangen (2') einer Fadenführerstange (2) einer Kreuzspulen herstellenden Textilmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungselement (1) als Rohr oder Stange vorzugsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist.
Kupplungselement nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wandungen des Kupplungselements (1) vorzugsweise in Längsrichtung orientierte Drähte (7) verlaufen, welche die Festigkeit des Kupplungselements (1) erhöhen.
Kreuzspulen herstellende Textilmaschine, insbesondere Offenendspinnmaschine, mit einer Fadenführerstange (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.