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Die Erfindung betrifft eine Anordnung eines Strickelements in einem Führungskanal einer Strickmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Strickelement für eine derartige Anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 7.
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Strickelemente, die in einem Führungskanal einer Strickmaschine geführt und aufgenommen sind, sind allgemein bekannt. Diese Strickelemente stehen während des Betriebs mit ihrer unteren Randkante und den gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils in Berührkontakt mit einer Bodenwandung beziehungsweise den Seitenwänden des Führungskanals. Durch die strickmaschinenbedingten Hin- und Herbewegungen des Strickelements in dem Führungskanal kommt es zu einer erhöhten Reibbeanspruchung von sowohl des Strickelements als auch des Führungskanals. Dies geht wiederum mit einer zunehmenden Abnützung des Strickelements und auch des die Strickelemente aufnehmenden jeweiligen Führungskanals einher. Zudem ist eine maßgebliche Kraft aufzubringen, um die Reibung zu überwinden, was wiederum einen nicht zu vernachlässigenden Energieaufwand zur Folge hat.
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Um diese Reibungsbeanspruchung zu verringern, wurde in der
DE 34 02 660 A1 bereits eine Platine als Strickelement vorgeschlagen, bei der aus der unteren Randkante und auch aus den gegenüberliegenden Seitenflächen jeweils Bereiche großflächig herausgeschnitten sind, um während des Betriebs weniger Berührkontakt zwischen dem Strickelement und den Seitenwänden der Führungskanäle beziehungsweise der Bodenwand des Führungskanals zur Verfügung zu stellen.
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Bei einem derartigen Aufbau zeigen sich jedoch im praktischen Betrieb erhebliche Probleme, zum Beispiel dahingehend, dass es insbesondere in Verbindung mit den modernen Hochgeschwindigkeits-Strickmaschinen zu Verkantungen und Verkippungen des Strickelements im Führungskanal kommen kann, die dann genau den gegenteiligen Effekt bewirken. Zusätzlich kommt es bei einem derartigen Aufbau zu Schmutzansammlungen neben und unterhalb der Strickelemente, die ebenfalls zu Beeinträchtigungen des Strickvorgangs führen können. Dabei ist insbesondere zu berücksichtigen, dass Strickmaschinen eine Vielzahl von Führungskanälen aufweisen, in denen dann gegebenenfalls die zuvor beschriebenen Probleme auftreten können. Um die Lebensdauer der Strickelemente zu vergrößern, ist es darüber hinaus aus einer Vielzahl von Druckschriften (zum Beispiel
DE 44 91 289 T5 ,
DE 44 99 851 C2 ,
US 4,831,847 A ) bekannt, die dort als Strickteile bezeichneten Wirkteile, Nadeln, etc. bezeichneten Strickelementen an ihren Außenflächen mit einer Schutzschicht zu versehen, um die Haltbarkeit der Strickelemente zu erhöhen. Wie dies zum Beispiel der
DE 44 91 289 T1 zu entnehmen ist, wird es zur Erhöhung der Lebensdauer und Haltbarkeit der Strickelemente für unbedingt erforderlich angesehen, diese mit einer äußerst geringen Oberflächenrauigkeit von 0,2 μm oder weniger herzustellen.
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Um die Reibung und den Verschleiß einer Strickelementanordnung in einem Führungskanal zu reduzieren, ist es weiter bekannt, dort eine Ölschmierung vorzunehmen. Konkret können hierzu, wie zum Beispiel in der
DE 298 19 109 U1 beschrieben, mittels kleinerer Pumpen immer wieder Öltröpfchen in definierter Menge und in definierten Zeitabständen in den Führungskanal eingetropft werden, um die gewünschte Schmierung zu erzielen. Die eben genannte
DE 298 19 109 U1 hat es sich dabei ferner zur Aufgabe gemacht, eine spezielle Strickelementgeometrie vorzuschlagen, mittels der das Auswandern des Öls in den mittels der Maschinen herzustellenden Stoff vermieden werden kann.
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Auch die
US 4,417,454 A beschreibt die Anordnung eines Strickelements in einem Führungskanal einer Strickmaschine, bei der das Strickelement mit Öl fördernden Nuten versehen ist, die das Öl in den Bereich der Nockennut ziehen.
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Weiter ist aus der
DE 199 45 699 A1 eine Vorrichtung zum Aufbringen eines flüssigen Präparationsmittels auf einen laufenden Faden bekannt, bei der der Faden in einer Nut eines Führungsblocks geführt ist. Der Faden selbst liegt am Nutgrund auf und wird dort über eine Kontaktfläche geführt. Die Kontaktfläche weist eine Aussparung auf, in die ein Poreneinsatz eingesetzt wird. Dieser Poreneinsatz ist über einen Versorgungskanal mit einer Pumpe gekoppelt, über die Präparationsmittel in den Bereich des Poreneinsatzes geleitet wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das Präparationsmittel aus der Vielzahl der Öffnungen gleichmäßig auf der Kontaktfläche austritt, um den Faden zu benetzen.
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Wie die zuvor gemachten Ausführungen deutlich aufzeigen, werden auf dem Fachgebiet somit vielfältigste aufwendige Anstrengungen unternommen, um den Reibungsverschleiß der in Führungskanälen einer Strickmaschine geführten Strickelemente zu begegnen. Insbesondere wird dabei angestrebt, möglichst glatte und eine geringe Oberflächenrauigkeit aufweisende Außenflächen von Strickelementen zur Verfügung zu stellen, was den Bearbeitungsaufwand bei der Herstellung der regelmäßig aus einem Blechmaterial ausgestanzten Strickelementen deutlich erhöht.
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Demgegenüber ist es nunmehr Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung eines Strickelements in einem Führungskanal einer Strickmaschine vorzusehen, die ein optimiertes Reibungsverhalten zwischen Strickelement und Führungskanal aufweist und zudem einfach und preiswert herzustellen ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird darin gesehen, eine Anordnung eines Strickelements in einem Führungskanal einer Strickmaschine vorzusehen, bei der sich ein Einsparpotential im Hinblick auf die Energiekosten zum Betreiben der Strickmaschine ergibt.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen hierzu sind Gegenstand der darauf rückbezogenen Unteransprüche.
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Gemäß Anspruch 1 wird eine Anordnung eines Strickelements in einem Führungskanal einer Strickmaschine vorgeschlagen, bei der das Strickelement im Wesentlichen passgenau (mit vorgegebener Toleranz) und verschiebbar in dem vorzugsweise schlitzartig ausgebildeten Führungskanal aufgenommen und geführt ist. Erfindungsgemäß ist das Strickelement an wenigstens einer ihrer im Querschnitt betrachtet gegenüberliegenden Strickelement-Seitenflanken und/oder ist der Führungskanal an wenigstens einer der den Strickelement-Seitenflanken zugewandten Kanalseitenwände (jeweils im Fertigungszustand beziehungsweise im Herstell- und Ausgangszustand betrachtet) wenigstens bereichsweise mit einer unregelmäßig zerklüfteten Oberflächenstruktur ausgebildet. Diese unregelmäßig zerklüftete Oberflächenstruktur soll weiter erfindungsgemäß einen Materialanteil gemäß DIN EN ISO 4287 von 50% erst bei einer Schnitthöhe von wenigstens 40 μm (das heißt bei 40 μm oder einem zahlenmäßig größeren μm-Wert), bevorzugt erst bei einer Schnitthöhe von wenigstens 50 μm (das heißt bei 50 μm oder einem zahlenmäßig größeren μm-Wert), aufweisen. Diese so ausgebildete unregelmäßig zerklüftete Oberflächenstruktur soll weiter erfindungsgemäß eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Erhebungen aufweisen, die so angeordnet und ausgebildet sind, dass diese im Betrieb lediglich Punkt- oder linienförmig an dem jeweils zugewandten Bereich der Strickelement – Seitenflanken und/oder der Kanalseitenwände anliegen. Weiter soll die unregelmäßig zerklüftete Oberflächenstruktur eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Vertiefungen aufweisen, die so ausgebildet und angeordnet sind, dass diese eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Schmiermittel-Reservoirs ausbilden, in denen ein Teil eines in den Führungskanal eingebrachten fluiden Schmiermittels, insbesondere eines Schmieröls, aufgenommen und somit im Betrieb ein Schmiermittelfilm im Bereich zwischen den Strickelement-Seitenflanken und den Kanalseitenwänden ausgebildet ist.
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Wie die erfinderseitigen Versuche überraschend gezeigt haben, kann somit in Abkehr von der gängigen Praxis des Vorsehens einer besonders glatten Oberflächenstruktur des Strickelements beziehungsweise analog des Führungskanals, durch das Vorsehen einer deutlich erhöhten Oberflächenrauigkeit, die den zuvor genannten Materialanteil aufweist, zum einen sichergestellt werden, dass die Oberflächenstruktur eine Art Kapillarstruktur ausbildet, die aufgrund der dort wirkenden Kapillarkräfte in der Lage ist, das Öl im seitlichen Wandbereich zwischen den Strickelement-Seitenflanken und den Kanalseitenwänden zu halten, so dass es dort zur Ausbildung eines die Reibung reduzierenden dauerhaft vorhanden Schmiermittelfilms kommt. Andererseits wird durch die lediglich punkt- beziehungsweise linienförmige Anlage der Seitenflanken beziehungsweise der Kanalseitenwände aneinander sichergestellt, dass dort ein lediglich partieller Berührkontakt zwischen diesen Reibpartnern besteht, der ebenfalls dazu beiträgt, die Reibung insgesamt zu vermindern.
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Insbesondere hat sich bei den erfinderseitigen Versuchen auch herausgestellt, dass die Ölrückhaltefunktion und Reibungsverminderung bei einer unregelmäßig zerklüfteten Oberflächenstruktur wesentlich besser und größer ist, als dies bei bereichsweise ausgeschnittenen Strickelementen der Fall ist, da diese großflächig ausgeschnittenen Bereiche dann nicht mehr in der Lage sind, eine ausreichende Ölrückhaltefunktion auszubilden.
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Mit einer derartigen Anordnung von Strickelementen in einem Führungskanal einer Strickmaschine lässt sich somit in Verbindung mit fertigungstechnisch preiswert herstellbaren Strickelementen eine deutliche Reibungsverminderung zwischen den beiden Reibpartnern Strickelement einerseits und Führungskanal andererseits erzielen, wodurch somit gleichzeitig auch der Energieaufwand zum Hin- und Herbewegen der Strickelemente im Führungskanal reduziert werden kann, was mit einem Einsparpotential im Hinblick auf die Energiekosten einhergeht.
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Mit anderen Worten bedeutet dies, dass durch die erfindungsgemäße Lösung zum einen der Fertigungs- und Herstellaufwand reduziert werden kann und zum anderen auch noch Energiekosten eingespart werden können.
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Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausgestaltung, bei der das Strickelement wenigstens einen Kanalboden-Auflagebereich aufweist, der dergestalt verrundet ist, dass das Strickelement im Querschnitt betrachtet punktförmig beziehungsweise in Kanallängsrichtung betrachtet wenigstens bereichsweise linienförmig am Kanalboden des Führungskanals aufliegt.
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Die Herstellung der unregelmäßig zerklüfteten Oberflächenstruktur kann grundsätzlich auf unterschiedliche Art und Weise hergestellt werden. Besonders bevorzugt und einfach ist hierbei eine Herstellung der unregelmäßig zerklüfteten Oberflächenstruktur durch eine mechanische Oberflächenbearbeitung, zum Beispiel durch ein Schleifverfahren.
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Wie bereits zuvor erwähnt, wird der Materialanteil der unregelmäßig zerklüfteten Oberflächenstruktur gemäß DIN EN ISO 4287 angegeben und drückt dabei das prozentuale Verhältnis der Summe der Materiallängen bzw. der materialtragenden Längen der einzelnen hierbei heranzuziehenden Erhebungen bzw. Profilelemente der Oberflächenstruktur in einer vorgegebenen Schnitthöhe zur Messstrecke aus. Die Materialanteilkurve gibt schließlich den Materialanteil als Funktion der Schnitthöhe an. Bevorzugt wird dabei der Materialanteil als ein gemittelter Durchschnittswert durch Messung in mehrere mit Bezug zur jeweiligen Oberfläche unterschiedliche Richtungen bestimmt, wobei besonders bevorzugt vorgesehen ist, dass der Materialanteil einer Seitenflanke des Strickelements durch Messung in eine mit Bezug zur Längserstreckungsrichtung des Strickelements, vertikale und horizontale sowie unter einem definierten Winkel, bevorzugt 30° bis 60°, höchst bevorzugt 45°, Richtung bestimmt ist. Mit einem derartig festgelegten beziehungsweise bestimmten Materialanteil wird eine besonders zuverlässig mit der gewünschten Rauigkeit ausgebildete unregelmäßig zerklüftete Oberflächenstruktur ausgebildet, die die gewünschten reibungsvermindernden beziehungsweise ölrückhaltenden Eigenschaften aufweist. Zudem lässt sich nur hiermit eine Aussage über die Beschaffenheit der Oberflächenstruktur bezogen auf die Fläche treffen, während ohne diese Betrachtungsweise in mehrere Richtungen lediglich eine „Linie” beschrieben wird.
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Die sich mit den Merkmalen des Anspruchs 7 beschriebenen Vorteile sind im Wesentlichen gleich denjenigen der zuvor beschriebenen Anordnung, so dass auf deren Wiederholung verzichtet wird.
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Die 1 zeigt beispielhaft in der linken Bildebene eine Oberflächenstruktur, bei der die Rautiefe Rt in μm über einer an sich beliebig wählbaren Messstrecke In, zum Beispiel einer Strickelement-Seitenflanke, beziehungsweise einem definierten Strickelement-Seitenflankenbereich, aufgetragen ist. Es ist hier sehr gut die zum Beispiel durch ein mechanisches Schleifverfahren erzeugte unregelmäßig zerklüftete Oberflächenstruktur zu erkennen, die, insbesondere auch mit Bezug zu einer bei 50 μm gewählten Schnitthöhe beziehungsweise Schnittlinie C, eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Erhebungen 1 sowie eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Vertiefungen 2 aufweist.
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In der rechten Bildebene der 1 ist die Materialanteilkurve aufgetragen, die zeigt, dass der Materialanteil Rmr bei einer Schnitthöhe beziehungsweise einer Schnittlinie von 50 μm 50% beträgt; dies bedeutet mit anderen Worten, dass in der Schnitthöhe 50 μm 50% Material und 50% „Löcher” vorhanden sind.
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Mit einer derartig ausgebildeten unregelmäßig zerklüfteten Oberflächenstruktur ergeben sich die zuvor genannten erfindungsgemäßen Vorteile, was auch nochmals schematisch in der aus Gründen der Übersichtlichkeit übertrieben und stark vergrößert dargestellten 2 gezeigt ist, die lediglich äußerst schematisch einen Querschnitt durch eine Anordnung eines Strickelements 3 in einem Führungskanal einer hier nicht näher dargestellten Strickmaschine zeigt. Das Strickelement 3 ist hier im Wesentlichen passgenau und verschiebbar in dem Führungskanal 4 aufgenommen und geführt, wobei das Strickelement 3 hier einen dergestalt verrundeten Kanalboden-Auflagebereich 5 aufweist, dass das Strickelement 3 im hier betrachteten Querschnitt punktförmig am Kanalboden 6 des Führungskanals 4 aufliegt.
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Im hier gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Strickelement 3 an beiden im Querschnitt betrachtet gegenüberliegenden Strickelementseitenflanken 3a und 3b, im Fertigungszustand beziehungsweise im Herstell- und Ausgangszustand betrachtet, wenigstens bereichsweise eine unregelmäßig zerklüftete Oberflächenstruktur aus, die gemäß DIN EN ISO 4287 einen Materialanteil Rmr von 50% erst bei einer Schnitthöhe c von 40 μm und tiefer (das heißt größer 40 μm), zum Beispiel erst bei einer Schnitthöhe c von 50 μm und tiefer (das heißt größer 50 μm) aufweist, wie dies in der 1 beispielhaft dargestellt ist. Wie erfinderseitige Versuche gezeigt haben, liegt eine bevorzugte, beispielhafte Obergrenze bei einer Schnitthöhe c von ungefähr 250 μm.
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Wie dies in der 2 weiter lediglich äußerst schematisch und beispielhaft dargestellt ist, weist das Strickelement an ihren Seitenflanken 3a und 3b, insbesondere aufgrund bzw. bei dem erfindungsgemäß vorgegebenen Materialanteil, eine solchermaßen unregelmäßig zerklüftete Oberflächenstruktur auf, dass eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Erhebungen (1) ausgebildet ist, die im Betrieb lediglich punkt- beziehungsweise linienförmig an den jeweils zugeordneten Kanalseitenwänden 4a und 4b des Führungskanals 4 anliegen.
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Wie dies der schematischen Darstellung der 2 zudem weiter entnommen werden kann, bildet die unregelmäßig zerklüftete Oberflächenstruktur der Seitenflanken 3a, 3b, insbesondere aufgrund bzw. bei dem erfindungsgemäß vorgegebenen Materialanteil, weiter eine Vielzahl von voneinander beabstandeten Vertiefungen 2 (1) aus, die so ausgebildet und zueinander angeordnet sind, dass diese eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten Schmiermittel-Reservoirs ausbildet, in denen ein Teil eines in den Führungskanal 4 eingebrachten fluiden Schmiermittels, wie beispielsweise eines Schmieröls, aufgenommen und somit in Betrieb ein Schmiermittelfilm (dargestellt durch die Öltröpfchen 8) im Bereich zwischen den Strickelement-Seitenflanken 3a, 3b und den Kanalseitenwänden 4a und 4b ausgebildet ist.
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Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Anordnung werden die zuvor ausführlich beschriebenen Vorteile erzielt.
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In der 3 ist lediglich äußerst schematisch und beispielhaft eine seitliche Draufsicht auf eine Seitenflanke 3b einer hier, insbesondere im Hinblick auf deren Geometrie beliebig gewählten Platine 3 als Strickelement gezeigt. Diese Darstellung zeigt auch nochmals deutlich, dass für eine Reibungsverminderung insbesondere vorgesehen ist, dass der Kanalboden-Auflagebereich 5 über die gesamte Länge verrundet ist, so dass dieser in Kanallängsrichtung betrachtet linienförmig am Kanalboden 6 aufliegt.
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In der 3 ist mit den Pfeilen v, d und h zudem schematisch dargestellt, dass bevorzugt vorgesehen ist, dass der Materialanteil Rmr, in Strickelementlängsrichtung gesehen, in vertikaler Richtung v, in horizontaler Richtung h und unter einem definierten Winkel (hier beispielhaft 45°) in diagonaler Richtung d bestimmt wird, so dass der Materialanteil ein gemittelter Durchschnittswert aus diesen drei in unterschiedlichen Richtungen bestimmten Teilwerten ist. Letzeres gilt im übertragenen Sinne auch analog für die Seitenflanke 3a beziehungsweise sofern dies der Fall sein sollte, für die Kanalseitenwände 4a und 4b. Dadurch wird die gewünschte flächige Oberflächenstruktur bestimmt.
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An dieser Stelle sei zudem weiter ausdrücklich erwähnt, dass die Begrifflichkeit Fertigungszustand beziehungsweise Herstell- und Ausgangszustand hier bedeuten soll, dass es sich um Oberflächenstruktureigenschaften der Platinen beziehungsweise der Führungskanal-Seitenwände handelt, wie sie unmittelbar nach deren Herstellung vorliegen, das heißt somit im noch nicht betriebenen Zustand der Anordnung.
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Weiter soll an dieser Stelle ausdrücklich erwähnt werden, dass die Begrifflichkeit „Strickelemente” in einem weiten Sinne zu verstehen ist und zum Beispiel Platinen, Nadeln, Selektoren, Jacks, Stösser, Transfer-Jacks (Umhängeplatinen) oder dergleichen umfassen soll.
