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Die Erfindung betrifft ein Fadenlieferwerk für die Arbeitsstellen von Zwirn- oder Kabliermaschinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Im Zusammenhang mit Zwirn- oder Kabliermaschinen ist es bekannt, um stabile Laufverhältnisse beim Betrieb einer Kablierspindel zu gewährleisten, die im Fadenballon durch den umlaufenden Faden entstehenden Fliehkräfte durch entsprechende Gegenkräfte im zulaufenden Außenfaden im Gleichgewicht zu halten. Diese Gegenkräfte werden zum Beispiel gebildet aus der Summe der Reibkräfte in der Kablierspindel, auf der Speicherscheibe, auf dem Fadenlaufweg sowie durch eine Fadenbremse. Die Fadenbremse ist in der Regel einstellbar, so dass den je nach Titer, Garnart oder Fadenpräparation unterschiedlichen Lauf- und Kräfteverhältnissen Rechnung getragen werden kann. Im Zusammenhang mit Zwirn- oder Kabliermaschinen finden als Fadenbremsen oft Hysteresebremsen Verwendung, die, mit speziell geformten Friktionsrädchen ausgestattet, einen fein dosierten und schonenden Einsatz der Bremskräfte ermöglichen.
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Derartige Zwirn- oder Kabliermaschinen mit Einrichtungen zur Einstellung der Fadenspannung des Innenfadens und/oder des Außenfadens sind in verschiedenen Patentanmeldungen, beispielsweise in der
DE 41 21 913 A1 , in der
DE 100 30 888 B4 oder in der
EP 1 167 597 81 zum Teil recht ausführlich beschrieben.
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Bei den durch die
DE 100 30 888 B4 oder die
EP 1 167 597 B1 bekannten Kablierspindeln wird beispielsweise auf eine Speicherscheibe verzichtet und stattdessen die Fadenspannung im Wesentlichen durch einen mit der Kablierspindel rotierenden Topf geregelt, der die Ausbildung eines freien Fadenballons bis auf einen Restballon weitgehend unterbindet. Die bekannten Kablierspindeln sind jeweils außerdem mit arbeitsstelleneigenen Einrichtungen zur Einstellung der Fadenspannung des Außenfadens ausgestattet, die unterschiedlich ausgebildet sein können. In der
DE 100 30 888 B4 ist zum Beispiel beschrieben, dass diese Einrichtung entweder als Fadenbremse ausgebildet ist oder als eine Einrichtung, mit der der Außenfaden nicht nur gebremst, sondern auch aktiv gefördert werden kann. Die durch die
EP 1 167 597 B1 bekannte Fadenbeeinflussungseinrichtung ist vorzugsweise ebenfalls als aktives Lieferwerk ausgebildet.
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Bei den durch die
DE 100 30 888 B4 oder die
EP 1 167 597 B1 bekannten Kabliervorrichtungen hat sich allerdings der Einsatz eines mitrotierenden Topfes als nachteilig erwiesen, da der Topf einerseits einem nicht unwesentlichen Verschleiß durch den rotierenden Außenfaden ausgesetzt ist und anderseits als rotierende Masse vom Spindelantrieb mitbewegt werden muss. Zudem verursacht die Luftreibung des Topfes zusätzliche Verluste, die durch den Spindelantrieb kompensiert werden müssen.
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Durch die
DE 41 21 913 A1 ist eine Kablierspindel bekannt, bei der die Fadenspannung eines Innenfadens und eines Außenfadens mittels Verstelleinrichtungen derart beeinflusst wird, dass die Fäden im Kablierpunkt die gleiche Fadenspannung und die gleiche Fadengeschwindigkeit aufweisen.
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Der Innenfaden wird dabei durch eine Innenfadenbremse beaufschlagt, deren Bremswirkung in Abhängigkeit von der Außenfaden-/Ballonfadenspannung gesteuert wird.
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Der Außenfaden wird von der Außenfadenbremse ausgehend zentrisch in die Kablierspindel eingeführt und tritt an einer rotierenden Speicherscheibe, die unterhalb des Zwirntellers an der Kablierspindel befestigt ist, radial aus. Der Außenfaden umschlingt die Speicherscheibe dabei zumindest teilweise, bevor der Faden über den äußeren Rand des Zwirntellers in einen freien Fadenballon überführt wird.
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Da die Form und der Durchmesser eines freien Fadenballons die Energieaufnahme an jeder Kablierspindel maßgeblich mitbestimmt, ist des Weiteren, beispielsweise durch die
DE 10 2008 033 849 A1 , bereits vorgeschlagen worden, die Zufuhrgeschwindigkeit des Außenfadens mittels eines aktiven Fadenlieferwerkes so einzustellen, dass sich keine Fadenspeicherung einstellt, sondern die Fadenspannung einen Wert annimmt, der den Durchmesser des die Spindel umkreisenden freien Fadenballons in Abhängigkeit von der Geometrie der Spindel minimiert. Mit der durch die
DE 10 2008 033 849 A1 bekannten Ausführungsform einer Kablierspindel konnten während des Betriebes gegenüber den bis dahin bekannten Kablierspindeln erhebliche Energieeinsparungen erzielt werden.
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Der Erfindung liegt ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Fadenlieferwerk zu entwickeln, das es ermöglicht, auch bei bereits in der Praxis im Einsatz befindlichen Zwirn- oder Kabliermaschinen den Energieverbrauch deutlich zu senken.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fadenlieferwerk gelöst, das durch die Merkmale des Anspruches 1 gekennzeichnet ist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Verwendung eines Fadenlieferwerks, das Bestandteil eines nachrüstbaren Ergänzungsbausatzes ist, hat insbesondere den Vorteil, dass auf relativ einfache und kostengünstige Weise auch Arbeitsstellen von bereits im Einsatz befindlichen Zwirn- oder Kabliermaschinen nachträglich noch so modifiziert werden können, dass ihr Energieverbrauch deutlich vermindert wird. Durch den Einsatz derartiger Ergänzungsbausätze wird es auch bei älteren Zwirn- oder Kabliermaschinen möglich, die Fadenspannung des Außenfadens so einzustellen, dass der Durchmesser des die Kablierspindel umkreisenden Fadenballons minimiert ist, wodurch eine Einsparung der Energieaufnahme an der Kablierspindel von 20% bis 30% erreichbar wird. Das bedeutet, viele ältere Zwirn- oder Kabliermaschinen können in Punkto Energieverbrauch relativ problemlos auf einen Standard angehoben werden, der nahezu dem Standard von Zwirn- oder Kabliermaschinen entspricht, die, wie in der
DE 10 2008 033 849 A1 beschrieben, ausgerüstet sind.
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Wie im Anspruch 2 dargelegt, weist der Ergänzungsbausatz in einer ersten Ausführungsform einen definiert ansteuerbaren Antrieb zum Rotieren eines Fadenfriktionsrads auf. Mittels des Antriebs sind die Fadengeschwindigkeit und damit die Fadenspannung des über das Friktionsrad laufenden Außenfadens fein dosierbar.
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Das heißt, durch das erfindungsgemäße Fadenlieferwerk ist stets eine schonende Behandlung des Außenfadens gewährleistet. Durch die kontinuierliche Anpassung der Fadengeschwindigkeit werden außerdem Schwankungen bei der Lieferung des Fadens, was zu einem Bruch des Fadens oder zu einem Zusammenfallen des Fadenballons führen kann, zuverlässig vermieden. Dabei wird als eine Stellgröße für die Fadenspannung die Fadengeschwindigkeit verwendet, wobei die Fadenspannung vor oder nach der Ausbildung des Fadenballons an der Spindel bestimmt wird. Alternativ kann als Stellgröße für die Fadenspannung allerdings auch die Leistungsaufnahme eines dem Rotieren der Kablierspindel dienenden Antriebes verwendet werden. Das heißt, die Fadengeschwindigkeit beeinflusst über die Fadenspannung, wie bereits ausgeführt, den Durchmesser des freien Fadenballons, dessen Dimension maßgeblich für die Leistungsaufnahme des zugehörigen Antriebes ist. Denkbar ist auch eine Kombination der genannten Stellgrößen, um die Fadenspannung möglichst präzise zu regeln, wobei die erforderliche Überwachung der Fadenspannung vorzugsweise elektronisch und/oder mechanisch durchgeführt werden kann.
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In vorteilhafter Ausführungsform weist der Ergänzungsbausatz, wie im Anspruch 3 beschrieben, zwei separat ansteuerbare Antriebe auf, an die jeweils ein Fadenfriktionsrad zur Beaufschlagung eines Außenfadens angeschlossen ist. Ein solcher Ergänzungsbausatz ist dabei an Wandungen benachbarter Arbeitsstellen festgelegt. Eine solche Ausbildung hat den großen Vorteil, dass gleichzeitig die Außenfäden zweier benachbarter Arbeitsstellen befördert werden können, wobei aufgrund einer separaten Ansteuerung der Antriebe trotzdem eine getrennte Behandlung der Außenfäden problemlos möglich ist.
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Wie im Anspruch 4 unter Schutz gestellt, besitzt der Ergänzungsbausatz in vorteilhafter Ausbildung ein Gehäuse, mit dem er an den Wandungen benachbarter Arbeitsstellen festlegbar ist.
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Wie in den Ansprüchen 5 und 6 beschrieben, sind die Antriebe über Steuerleitungen an arbeitsstelleneigene Reglerboxen angeschlossen, die mittels eines Datenbusses mit einer zentral angeordneten Steuereinrichtung der Zwirn- oder Kabliermaschine verbunden sind. Zum Einstellen der angestrebten Fadenspannung der Außenfäden sind die Antriebe so ansteuerbar, dass stets die dafür erforderliche Fadengeschwindigkeit der Außenfäden gewährleistet ist. Das heißt, die Fadenspannung der Außenfäden wird von den Antrieben über die Fadengeschwindigkeit so eingestellt, dass die zugehörigen Fadenballone stets ihren, jeweils durch den Durchmesser des Spulenaufnahmetopfes der zugehörigen Kablierspindel vorgegebenen minimalen Durchmesser aufweisen.
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Gemäß Anspruch 7 ist vorgesehen, dass die Antriebe des Fadenlieferwerks die Fadengeschwindigkeit der Außenfäden sowohl im Sinne „Beschleunigen” als auch im Sinne „Abbremsen” beeinflussen können. Auf diese Weise ist eine sichere und einfache Einstellung der jeweils erforderlichen Fadenspannung der Außenfäden möglich.
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Die Antriebe sind, wie im Anspruch 8 beschrieben, vorzugsweise als Schrittmotoren ausgebildet. Derartige Schrittmotoren stellen in der Antriebstechnik bewährte, im Handel kostengünstig zu erwerbende Großserienteile dar.
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Wie im Anspruch 9 dargelegt, ist in vorteilhafter Ausführungsform vorgesehen, dass die Fadenfriktionsräder des Ergänzungsbausatzes so im Fadenlaufweg zweier Außenfäden angeordnet sind, dass sie in Fadenlaufrichtung jeweils hinter den Fadenfriktionsrädern der vorhandenen arbeitsstelleneigenen Fadenbremsen positioniert sind. Durch eine solche Anordnung wird sichergestellt, dass bei jedem Betriebszustand, das heißt, sowohl beim Anfahren einer Arbeitsstelle, als auch während des regulären Kablierbetriebes, an den Fadenbremsen ein mit Zugspannung beaufschlagter Außenfaden vorliegt.
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Die arbeitsstelleneigenen Fadenbremsen sind vorzugsweise als definiert ansteuerbare Hysteresebremsen ausgebildet. Solche Hysteresebremsen weisen insbesondere den Vorteil auf, dass die erzeugte Kraft/das erzeugte Moment nicht geschwindigkeits- bzw. drehzahlabhängig sind, das heißt, eine Hysteresebremse weist vom Stillstand bis zu einer konstruktiv vorgegeben Maximaldrehzahl stets ein gleichmäßiges Bremsmoment auf, das im Bedarfsfall selbstverständlich exakt einstellbar ist.
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Wie im Anspruch 10 beschrieben, ist die Steuereinrichtung für die Antriebe und/oder die arbeitsstelleneigenen Reglerboxen so ausgebildet, dass sie erst nach dem Hochfahren einer Arbeitsstelle und während des anschließenden Zwirn- oder Kablierbetriebs über das Fadenlieferwerk des Ergänzungsbausatzes die jeweilige Fadenspannung des Außenfadens einstellen. Das bedeutet, die Steuereinrichtung für die Antriebe und/oder die Reglerboxen stellen die Fadenspannung der Außenfäden mittels des erfindungsgemäßen Fadenlieferwerks zwar während der meisten Zeit des Kablierbetriebes, nicht jedoch während des Anfahrens der Arbeitsstellen ein.
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Die Arbeitsstellen werden in bewährter Weise unter Nutzung der bereits zuvor vorhandenen arbeitsstelleneigenen Fadenbremsen auf Betriebsdrehzahl hochgefahren. Die Steuereinrichtung für die Antriebe der Fadenlieferwerke kann in die vorhandene zentrale Steuereinrichtung der Maschine integriert werden (Anspruch 11).
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine schematisierte Vorderansicht einer Zwirn- oder Kabliermaschine, deren Arbeitsstellen mit den erfindungsgemäßen Ergänzungsbausätzen ausgestattet sind,
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2 eine schematisierte Ansicht auf einige der Arbeitsstellen der in 1 dargestellten Zwirn- oder Kabliermaschine,
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3 eine Detailansicht eines in Form eines Ergänzungsbausatzes vorliegenden Fadenlieferwerks sowie den Fadenlaufweg des Außenfadens in diesem Bereich,
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4 den erfindungsgemäßen Ergänzungsbausatz in Vorderansicht,
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5 den Ergänzungsbausatz gemäß 4 in Seitenansicht,
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6 den Ergänzungsbausatz gemäß 4 in Draufsicht sowie im Schnitt.
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In der 1 ist in schematisierter Vorderansicht eine Zwirn- oder Kabliermaschine 1 dargestellt. Derartige Textilmaschinen weisen im Bereich ihrer Maschinenlängsseiten jeweils eine Vielzahl identischer Arbeitsstellen 2 auf. Außerdem verfügen derartige Textilmaschinen in der Regel über eine maschinenendseitig angeordnete Antriebs- und Bedienungseinheit 8, in der beispielsweise die benötigten Energieeinrichtungen, verschiedene Antriebe sowie eine zentrale Steuereinrichtung 32 installiert sind. Im Ausführungsbeispiel weist die Zwirn- oder Kabliermaschine 1 des Weiteren ein Spulentransportsystem auf, dessen schematisch dargestellte Abgabestelle mit der Bezugszahl 10 gekennzeichnet ist.
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Wie bekannt, verfügen die Arbeitsstellen 2 von Zwirn- oder Kabliermaschinen 1 mit Außenfadenzuführung jeweils über ein Gatter 3, welches der Aufnahme mindestens einer ersten Vorlagespule 4 dient, von der ein so genannter Außenfaden 5 abgezogen wird. Derartige Arbeitsstellen 2 weisen des Weiteren, was in den Figuren der vorliegenden Anmeldung aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht näher dargestellt ist, jeweils eine Kablierspindel auf, die von einem Spindelantrieb angetrieben wird. Bei einem solchen Spindelantrieb kann es sich um einen Motor handeln, der die Kablierspindel direkt antreibt, oder um einen indirekten Antrieb, zum Beispiel um einen Riemenantrieb. Die im Ausführungsbeispiel der 1 jeweils hinter einer verschiebbar gelagerten Schutzwand 6 angeordnete Kablierspindel trägt auf einem an der Kablierspindel angeordneten stationären Spulentopfboden, wie üblich, außerdem eine zweite Vorlagespule, von der ein so genannter Innenfaden über Kopf abgezogen wird, der oberhalb der Kablierspindel einer Ballonöse oder einem Ausgleichssystem 7 zugeführt wird.
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Wie in 2 dargestellt, wird der von der ersten Vorlagespule 4, die im Gatter 3 bevorratet ist, abgezogene Außenfaden 5 zunächst einer Fadenspannungsbeeinflussungsvorrichtung zugeführt, mittels der die Fadenspannung des Außenfadens 5 variiert bzw. eingestellt werden kann. Wie insbesondere aus den 2 und 3 ersichtlich, besteht diese Fadenspannungsbeeinflussungsvorrichtung im Wesentlichen aus einer vorzugsweise als Hysteresebremse ausgebildeten arbeitsstelleneigenen Fadenbremse 11 sowie einem in einem nachrüstbaren Ergänzungsbausatz 12 angeordneten, aktiven Fadenlieferwerk 13. Die Hysteresebreme 11 steht mit einer vorhandenen Steuerungseinrichtung 32 in Verbindung. Für die Steuerung der Antriebe 27, 27', 27'' von Fadenfriktionsrädern 14 der Lieferwerke 13 ist eine weitere Steuerungseinrichtung 9 vorhanden, die in die vorhandene Steuereinrichtung integriert oder separat ausgebildet sein kann. Alternativ können mehrere Steuerungseinrichtungen vorgesehen sein, die zum Beispiel sektionsweise angeordnet sind. Die Steuereinrichtung 9 ist über einen Datenbus 28 mit Reglerboxen 9' an den Arbeitsstellen 2 gekoppelt, die ihrerseits mit Mess- und Regeleinrichtungen ausgestattet sind, um arbeitsstellenspezifisch die Regelung der Fadengeschwindigkeit und damit der Fadenspannung regeln können.
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Die jeweilige Hysteresebreme 11 und das zugehörige Fadenlieferwerk 13 des Ergänzungsbausatzes 12 sind, wie üblich, in Fadenlaufrichtung F gesehen vor der Kablierspindel installiert.
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Das heißt, der von der ersten Vorlagespule 4 kommende Außenfaden 5 umläuft zunächst das Fadenfriktionsrad 30 der Hysteresebremse 11, wird dann durch das Fadenfriktionsrad 14 des Fadenlieferwerkes 13 beaufschlagt und über eine Umlenkrolle 15 in einen Fadenleitkanal 16 abgelenkt. Über den Fadenleitkanal 16 gelangt der Außenfaden 5 dann zur Kablierspindel, wo er durch die Drehachse in den Spindelantrieb ein- und unterhalb des Zwirntellers wieder aus dem Spindelantrieb austritt. Der Außenfaden 5 umkreist anschließend die Kablierspindel unter Ausbildung eines freien Fadenballons. Eine Ballonöse beziehungsweise das Ausgleichssystem 7 in denen der von der ersten Vorlagespule 4 abgezogene Außenfaden 5 und der von der zweiten Vorlagespule abgezogene Innenfaden zusammengeführt werden, bestimmt dabei die Höhe des sich ausbildenden freien Fadenballons. Im Ausgleichssystem 7 befindet sich der Kablierpunkt, in dem der Außenfaden 5 und der Innenfaden zusammenlaufen.
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Wie aus 2 ersichtlich, ist oberhalb des Kablierpunktes eine Abzugsvorrichtung 17 angeordnet, mittels der der kablierte Faden abgezogen und über ein Ausgleichselement, beispielsweise einen Tänzerarm 18, einer Aufwickelvorrichtung 19 zugeführt wird. Die Aufwickelvorrichtung 19 weist, wie üblich, eine Antriebswalze 20 sowie eine Fadenchangiereinrichtung 21 auf. Mittels der Fadenchangiereinrichtung 21 wird der kablierte Faden auf eine durch die Antriebswalze 20 reibschlüssig angetriebene, in einem Spulenrahmen 22 gehaltene Kreuzspule 23 aufgewickelt.
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Der erfindungsgemäße, nachrüstbare Ergänzungsbausatz 12 verfügt, wie insbesondere aus den 4–6 ersichtlich, über ein Gehäuse 26, das beispielsweise mittels Schraubenbolzen 31 oder dgl. an den Wandungen 24, 25 von Arbeitsstellen 2 einer Zwirn- oder Kabliermaschine 1, zum Beispiel lösbar, festlegbar ist. Im Gehäuse 26 sind in entsprechenden Lagereinrichtungen abgestützte Antriebe 27A und 27B gelagert, auf deren Motorwelle jeweils ein Fadenfriktionsrad 14 angeordnet ist. Die Motorwellen der Antriebe 27A, 27B sind vorzugsweise so geneigt angeordnet, dass eine problemlose Überführung der Außenfäden 5 von den Fadenfriktionsrädern 14 der Fadenlieferwerke 13 auf die Umlenkrollen 15 gewährleistet ist.
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Um eine Überhitzung der Antriebe 27A, 27B zu verhindern, weist das Gehäuse 26 außerdem Belüftungsschlitze 29 auf.
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Die Antriebe 27A, 27B, die über die Fadenfriktionsräder 14 die Fadengeschwindigkeit und damit auch die Fadenspannung der Außenfäden 5 vorgeben, sind des Weiteren über Steuerleitungen 28' jeweils an Reglerboxen und diese wiederum über einen Datenbus 28 an eine Steuerungseinrichtung 9 sowie über (nicht dargestellte) Versorgungsleitungen an die Energieversorgungseinrichtung der Zwirn- oder Kabliermaschine angeschlossen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4121913 A1 [0003, 0006]
- DE 10030888 B4 [0003, 0004, 0004, 0005]
- EP 116759781 [0003]
- EP 1167597 B1 [0004, 0004, 0005]
- DE 102008033849 A1 [0009, 0009, 0013]
