DE102021121147A1

DE102021121147A1 - Flechtklöppel für eine Flechtmaschine und Flechtmaschine

Info

Publication number: DE102021121147A1
Application number: DE102021121147.6A
Authority: DE
Inventors: Martin Kolloch; Niels Grigat; Ben Vollbrecht; Thomas Gries
Original assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2021-08-13
Publication date: 2023-02-16

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Flechtklöppel (14) für eine Flechtmaschine (10) mit einem Klöppelfuß (32) und einer Spulenhaltervorrichtung (40), welche dazu ausgebildet ist, eine Flechtspule (16) mit einem daran gehaltenen Flechtfaden (20) aufzunehmen. Zudem weist der Flechtklöppel (14) eine Fadenführungsvorrichtung (26) mit einem Fadenführungselement (30) auf, wobei ein Flechtfaden (20) durch das Fadenführungselement (30) zu einem Flechtpunkt abziehbar ist. Die Fadenführungsvorrichtung (26) ist dazu ausgebildet, eine Ausrichtung des Fadenführungselements (30) relativ zu dem Klöppelfuß (32) in Abhängigkeit von einer Position des Klöppelfußes (32) relativ zu dem Flechtpunkt und/oder in Abhängigkeit von einer Auslenkung des Flechtfadens (20) von der Spulenhaltervorrichtung (40) zu dem Flechtpunkt während des Flechtvorgangs zu verändern, insbesondere um eine Umlenkung des Flechtfadens (20) an dem Fadenführungselement (30) zu verringern oder zu beseitigen. Zudem bezieht sich die Erfindung auf eine Flechtmaschine.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Flechtklöppel für eine Flechtmaschine. Zudem bezieht sich die Erfindung auf eine Flechtmaschine.
Stand der Technik
Bei Flechtprozessen werden jeweilige Flechtfäden miteinander in einem Flechtpunkt miteinander verflochten, um ein Geflecht herzustellen. Dafür werden die jeweiligen Flechtfäden von einer Flechtspule abgezogen, welche an einem Flechtklöppel gehalten ist. Dabei wird der Flechtfaden durch eine Fadenführung geführt, um ein seitliches Abrutschen von der Spule zu vermeiden. Durch die Fadenführung wird der Flechtfaden jedoch üblicherweise umgelenkt, wodurch auf den Flechtfaden eine Querkraft wirkt. Diese Querkraft kann zu Fadenbrüchen oder Fadenschwächungen führen, insbesondere bei Flechtfäden mit spröden Filamenten, welche unerwünscht sind. Insbesondere sofern ein 3D-Geflecht erzeugt werden soll, können die Flechtfäden dann noch zusätzlich belastet werden und häufig ein Bruch auftreten.
In der US 3168996 A ist ein Spulenarm mit einer Fadenführung beschrieben, wobei eine Position der Fadenführung vor Beginn eines Flechtvorgangs verstellbar ist.
Darstellung der Erfindung
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft einen Flechtklöppel für eine Flechtmaschine. Die Flechtmaschine kann dazu ausgebildet sein, mehrere biegsame Flechtfäden regelmäßig ineinanderzuschlingen. Die Flechtmaschine kann einen Antrieb aufweisen. Die Flechtmaschine kann dazu ausgebildet sein, ein Geflecht herzustellen. Der Flechtklöppel kann eine Flechtspule in der Flechtmaschine halten. Der Flechtklöppel kann für den Flechtvorgang bewegbar sein, beispielsweise mittels der Flechtmaschine. Der Flechtklöppel kann beispielsweise einen metallischen Körper oder einen Kunststoffkörper aufweisen.
Der Flechtklöppel weist einen Klöppelfuß auf. Der Klöppelfuß ist dazu ausgebildet, auf einem Maschinenbett beweglich entlang einer Bahn geführt gehalten zu werden. Das Maschinenbett kann ein Teil der Flechtmaschine sein. Die Bahn kann eine Bewegung der jeweiligen Flechtklöppel entlang des Maschinenbetts bei dem Flechtvorgang vorgeben. Die Bahn kann durch eine Gangbahn des Maschinenbetts vorgegeben sein, wobei die Gangbahn beispielsweise einer Nut in dem Maschinenbett entsprechen kann. Die Bahn kann je nach Flechtvorgang verändert werden und/oder für jeweilige Flechtklöppel bei dem Flechtvorgang unterschiedlich sein. Der Klöppelfuß kann beispielsweise durch Flügelräder der Flechtmaschine während des Flechtvorgangs gegriffen und bewegt werden. Die beteiligten Flügelräder können die Bahn vorgeben. Beispielsweise kann der Klöppelfuß ein oder mehrere Schiffchen aufweisen, welche dazu ausgebildet sind, von den Flügelrädern gegriffen zu werden und/oder in die Gangbahn gesteckt zu werden. Die Schiffchen können Führungselemente des Klöppelfußes ausbilden. Die Bewegungsführung kann auch durch andere Mittel vorgegeben werden, beispielsweise mit Flügelrädern und Weichen, wobei auch auf eine Nut in dem Maschinenbett zur Führung der jeweiligen Flechtklöppel verzichtet werden kann. Beispielsweise weist ein 3D-Hexagonalflechter keine gefräste Gangbahn auf dem Maschinenbett auf.
Die Flügelräder können diese Schiffchen beispielsweise nach Art einer Gabel greifen und bewegen, um den Flechtklöppel zu bewegen. Die Flügelräder können drehbar an dem Maschinenbett gelagert sein, insbesondere um eine Achse, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder zu einer Fläche, in welcher die Bahn verläuft, erstreckt. Die Erstreckung der Achse kann einer Hochrichtung einer Flechtmaschine mit planem Maschinenbett entsprechen, was beispielsweise häufig bei einem Rundflechter der Fall ist. Das Maschinenbett kann aber beispielsweise auch ringförmig sein, was beispielsweise bei einem Radialflechter der Fall ist. Die Bahn kann dann entlang dieses Rings verlaufen. Die Achse kann sich in diesem Fall durch einen Mittelpunkt dieses Rings oder eine Mittelachse hindurch erstrecken.
Der Flechtklöppel kann sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, erstrecken. Bei einer horizontalen Flechtmaschine kann sich der Flechtklöppel oberhalb des Klöppelfußes im Wesentlichen vertikal erstrecken. Der Klöppelfuß selbst kann beispielsweise eine größere Erstreckung entlang des Maschinenbettes aufweisen als orthogonal dazu.
Der Flechtklöppel weist eine Spulenhaltervorrichtung auf. Die Spulenhaltervorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Flechtspule mit einem daran gehaltenen Flechtfaden aufzunehmen. Beispielsweise kann die Spulenhaltervorrichtung dazu ausgebildet sein, die Flechtspule und damit den Flechtfaden der Flechtmaschine bereitzustellen. Die Spulenhaltervorrichtung kann einen Spulenträger aufweisen, welcher dazu ausgebildet ist, die Flechtspule aufzunehmen. Die Flechtspule kann drehbar an der Spulenhaltervorrichtung lagerbar sein, insbesondere drehbar um deren Längsachse. Eine Drehachse der Flechtspule an der Spulenhaltervorrichtung kann sich beispielsweise im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher sich die Bahn verläuft, erstrecken. Bei einer solchen Drehachse ist eine Umlenkung des Flechtfadens beim Abziehen besonders gering, wodurch der Flechtklöppel sehr faserschonend ist. Dies wird auch als horizontal gelagerte Flechtspule bezeichnet, insbesondere wenn sich das Maschinenbett im Wesentlichen horizontal erstreckt. Eine Drehachse der Flechtspule an der Spulenhaltervorrichtung kann sich beispielsweise auch im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher sich die Bahn verläuft, erstrecken. Bei einer solchen Drehachse kann die Flechtspule ein besonders großes Fadenvolumen aufnehmen. Dies wird auch als vertikal gelagerte Flechtspule bezeichnet, insbesondere wenn sich das Maschinenbett im Wesentlichen horizontal erstreckt. Die Flechtspule kann beabstandet zu dem Maschinenbett durch den Flechtklöppel gehalten sein. Der Flechtfaden kann auf der Flechtspule aufgewickelt sein.
Die Flechtspule kann an deren jeweiligen Stirnseiten einen radial vorstehenden und umlaufenden Vorsprung aufweisen, zwischen welchen der Flechtfaden aufgenommen ist. Der Flechtfaden kann auf einer Mantelfläche der Flechtspule aufgewickelt sein. Die Flechtspule kann im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet sein. Die Flechtspule kann einen Spulenkörper aufweisen, beispielsweise aus Kunststoff. Die Flechtspule kann eine mittige Durchgangsöffnung entlang deren Längserstreckung aufweisen, mit welcher die Flechtspule auf eine Welle der Spulenhaltervorrichtung und/oder den Spulenträger der Spulenhaltervorrichtung aufgesteckt werden kann. Die Flechtspule kann an der Spulenhaltervorrichtung ausgetauscht werden, beispielsweise durch Abziehen einer alten Flechtspule und Aufstecken und Arretieren einer neuen Flechtspule an einem Spulenträger. Dadurch kann schnell Flechtfaden ein- und/oder umgerüstet werden.
Während des Flechtvorgangs kann sich ein Abstand der Spulenhaltervorrichtung und/oder der Flechtspule zu einem Flechtpunkt ändern. Dadurch kann sich eine Spannung in dem Flechtfaden während des Flechtvorgangs ändern. Um dies Auszugleichen und eine möglichst konstante Fadenspannung bereitzustellen, kann die Spulenhaltervorrichtung eine Spannvorrichtung aufweisen. Die Spannvorrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine Fadenspannung beim Abziehen des Flechtfadens vorgeben und/oder einstellen zu können. Dafür kann die Spannvorrichtung beispielsweise eine Bremse, eine Feder oder einen Motor aufweisen. Die Spannvorrichtung kann beispielsweise auch eine Konstantkraftfeder, eine Konstantdrehmomentfeder, eine Spiralfeder oder ein System aus Flaschenzügen und/oder Hebeln aufweisen, welche beispielsweise den Flechtfaden entgegen einer Abziehrichtung zurückziehen können.
Der Flechtklöppel weist eine Fadenführungsvorrichtung mit einem Fadenführungselement auf. Der Flechtfaden ist durch das Fadenführungselement zu einem Flechtpunkt abziehbar, beispielsweise während des Flechtvorgangs und von der Flechtspule und/oder der Spulenhaltervorrichtung. Das Fadenführungselement kann beispielsweise als Ring, Gabel, oval oder rechteckiger Rahmen ausgebildet sein. Das Fadenführungselement kann beispielsweise mit einer Rolllagerung gehalten sein, beispielsweise an einem Tragarm der Fadenführungsvorrichtung. Das Fadenführungselement kann ein Abziehen des Flechtfadens über eine Stirnseite der Flechtspule verhindern. Das Fadenführungselement kann beispielsweise mittig entlang einer Längserstreckung der Flechtspule benachbart zu dieser angeordnet sein. Dadurch kann ein Abziehen über Kopf, also beispielsweise über eine Stirnseite der Flechtspule, vermieden werden. Aufgrund der Fadenführungsvorrichtung kann der Flechtfaden beispielsweise immer tangential von der Mantelfläche der Flechtspule abgezogen werden.
Der Flechtpunkt kann ein Punkt sein, in welchem sich wenigstens drei Flechtfäden kontaktieren und sich ein Geflecht bildet. Der Flechtpunkt kann ein gewisses Raumvolumen einnehmen, beispielsweise aufgrund einer Dicke der beteiligten Flechtfäden. Der Flechtpunkt kann durch einen Flechtring der Flechtmaschine vorgegeben sein, insbesondere indem dessen Position und Form den Flechtpunkt beeinflusst. Der Flechtring kann mit Abstand zu dem Maschinenbett angeordnet sein. Der Flechtpunkt kann während des Flechtvorgangs konstant an Ort und Stelle bleiben oder auch geringfügig wandern, beispielsweise periodisch zum Maschinenbett hin und von diesem wieder weg. Diese Bewegung kann beispielsweise in einer Verschiebbarkeit des Flechtrings und/oder auch in der Art der Flechtung selbst begründet sein.
Der Klöppelfuß, die Spulenhaltervorrichtung und die Fadenführungsvorrichtung können miteinander verbunden sein. Beispielsweise kann die Spulenhaltervorrichtung an dem Klöppelfuß befestigt sein und die Fadenführungsvorrichtung an dem Klöppelfuß oder der Spulenhaltervorrichtung. Alternativ kann die Fadenführungsvorrichtung an dem Klöppelfuß befestigt sein und die Spulenhaltervorrichtung an der Fadenführungsvorrichtung.
Die Fadenführungsvorrichtung ist dazu ausgebildet, eine Ausrichtung des Fadenführungselements relativ zu dem Klöppelfuß im Wesentlichen in einer Ebene, durch welche der Flechtfaden von dem Fadenführungselement zu dem Flechtpunkt abziehbar ist, in Abhängigkeit von einer Position des Klöppelfußes relativ zu dem Flechtpunkt und alternativ oder zusätzlich in Abhängigkeit von einer Auslenkung des Flechtfadens von der Spulenhaltervorrichtung zu dem Flechtpunkt während des Flechtvorgangs zu verändern. Die Ebene, durch welche der Flechtfaden von dem Fadenführungselement zu dem Flechtpunkt abziehbar ist, kann beispielsweise immer von einer dem Flechtpunkt zugewandten Seite des Flechtklöppels zu dem Flechtpunkt verlaufen. Die Ebene kann sich also mit der Bewegung des Flechtklöppels entlang der Bahn verlagern. Bei dem geführten Bewegen entlang der Bahn kann sich die Position des Klöppelfußes relativ zu dem Flechtpunkt ändern. Beispielsweise kann sich der Flechtklöppel von dem Flechtpunkt entfernen. Dadurch kann sich wenigstens eine räumliche Koordinate einer Verbindung zwischen der Flechtspule und dem Flechtpunkt ändern, entlang welcher der Flechtfaden verläuft. Beispielsweise kann sich der Flechtfaden je nach Position des Klöppelfußes mit einem anderen Winkel von dem Flechtklöppel weg erstrecken. Beispielsweise kann bei einem ebenen Maschinenbett mit ebener Bahn und darüber zentral angeordnetem Flechtring ein Bewegen des Flechtklöppels radial nach außen zu einer flacheren Verbindung und damit anderen Auslenkung des Flechtfadens im Vergleich zu einer Position radial weiter innen führen. Bei dem ebenen Maschinenbett mit ebener Bahn kann sich die Ebene, durch welche der Flechtfaden von dem Fadenführungselement zu dem Flechtpunkt abziehbar ist, in der Vertikalen erstrecken. Die Ebene kann sich bei einer Bewegung des Flechtklöppels entlang der Bahn um den Flechtpunkt verschwenken. Das Fadenführungselement kann beispielsweise um eine Kreisbahn in dieser Ebene zur Veränderung der Ausrichtung relativ zu dem Klöppelfuß bewegt werden. Die Kreisbahn kann durch einen verschwenkbar gelagerten Tragarm vorgegeben sein, welcher das Fadenführungselement hält. Die Auslenkung kann einer Raumlage des Flechtfadens zwischen dem Flechtklöppel und dem Flechtpunkt entsprechen. Das Fadenführungselement kann an diese Veränderung der Auslenkung durch Änderung der Ausrichtung adaptiert werden. Die Änderung der Ausrichtung kann fortlaufend und/oder periodisch erfolgen. So können auf die jeweiligen Flechtfäden wirkende Querkräfte verringert werden, um Fadenbrüchen vorzubeugen.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels wird durch das Verändern der Ausrichtung des Fadenführungselements relativ zu dem Klöppelfuß während des Flechtvorgangs eine Umlenkung des Flechtfadens an dem Fadenführungselement verringert oder beseitigt. Beispielsweise kann der Flechtfaden durch das Fadenführungselement nahezu umlenkungsfrei beim Abziehen laufen, sodass keine oder nur sehr geringe Querkräfte flechtklöppelseitig auftreten.
Der Flechtfaden kann beispielsweise als Filament, insbesondere als Monofilament oder Multifilament, Garn und/oder Zwirn ausgebildet sein. Durch die adaptive Fadenführung können auch Fäden in einem 2D-Flechtprozess oder sogar 3D-Flechtprozess verarbeitet werden, bei welchen dies bisher nur unter hohem Filamentbruch möglich war. Beispielsweise können Oxidkeramikfasern, Nichtoxidkeramikfasern und sehr feine 1k- und 3k-Carbonfasern mit 1000 bis 3000 Filamenten (67 tex bis 200 tex) verarbeitet werden. Zu den 2D-Flechtverfahren gehören beispielsweise das Rundflechten und Umflechten. Jeweilige Fäden werden dabei beispielsweise nur in einer Ebene oder Fläche abgelegt. Auch mit dem 2D-Flechtverfahren können dreidimensionale Geometrien, beispielsweise durch mehrmaliges Umflechten erzeugt werden. Ein 2D-Flechtverfahren erlaubt beispielsweise auch ein Flechten mit sich verjüngendem Querschnitt, was dann als 2,5D-Flechtverfahren bezeichnet werden kann. Mit 3D-Flechtverfahren lassen sich komplexere Strukturen und Geflechte erzeugen. Bei 3D-Flechtverfahren kreuzen sich die Flechtfäden in allen drei Raumrichtungen. Durch den Z-Faseranteil steigt der Delaminationswiderstand und damit verbunden die interlaminare Scherfestigkeit und Biegefestigkeit stark an.
Durch den adaptiven Charakter der Faserführung kommt es beim Flechtvorgang beispielsweise von spröden Multifilamentfasern kaum zu Filamentbruch, so dass es zu einer drastischen Reduktion von kontaktbedingtem abrasiven Faserbruch kommt. Eine Schwächung jeweiliger Flechtfäden noch vor der eigentlichen Flechtung durch Bruch einzelner Filamente kann stark reduziert oder sogar gänzlich vermieden werden. Zudem kann eine Verunreinigung der Flechtmaschine durch Filamentbruchstücke verringert werden, wodurch dadurch hervorgerufene Stillstandszeiten reduziert werden können. Gerade bei hochfesten Keramikfasern kann es durch viele Filamentbruchstücke zu einem rapiden Maschinenverschleiß kommen. Zudem können Fäden mit sehr feinen Filamenten genutzt werden. Vor allem durch das Zusammenspiel von Kraft und Biegung bei einer Umlenkung an Fadenführungselementen kommt es ohne adaptive Ausrichtung schnell zum Faserbruch. Die Anpassung der Ausrichtung des Fadenführungselements kann eine umlenkungsbedingte Biegung drastisch reduzieren.
Die Auslenkung des Flechtfadens von der Spulenhaltervorrichtung zu dem Flechtpunkt während des Flechtvorgangs kann zu der Position des Klöppelfußes relativ zu dem Flechtpunkt während des Flechtvorgangs korrespondieren. Je nach Bauart können sich jedoch auch Unterschiede ergeben, beispielsweise wenn die Flechtspule zusätzlich gekippt werden kann und/oder der Flechtpunkt während des Flechtvorgangs verlagert wird. Die Berücksichtigung der Position des Klöppelfußes relativ zu dem Flechtpunkt während des Flechtvorgangs kann besonders einfach realisiert werden. Die Berücksichtigung der Auslenkung des Flechtfadens von der Spulenhaltervorrichtung zu dem Flechtpunkt während des Flechtvorgangs kann eine besonders starke Reduktion einer Querkraftbelastung und/oder Fadenumlenkung ermöglichen.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels ist es vorgesehen, dass die Fadenführungsvorrichtung einen Tragarm aufweist. An dem Tragarm kann das Fadenführungselement gehalten sein. Der Tragarm kann beispielsweise als eine Strebe ausgebildet sein. Das Fadenführungselement kann an einem ersten Ende des Tragarms gehalten sein, insbesondere an einem der Spulenhaltervorrichtung und/oder dem Klöppelfuß abgewandten Ende. Der Tragarm kann dazu ausgebildet sein, um eine Achse, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, verschwenkt zu werden. Die Achse, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, kann sich beispielsweise immer orthogonal zu der Ebene erstrecken, durch welche der Flechtfaden von dem Fadenführungselement zu dem Flechtpunkt abziehbar ist. Damit kann der Tragarm verschwenkbar sein, insbesondere relativ zu der Spulenhaltervorrichtung und/oder dem Klöppelfuß. Der Tragarm kann beispielsweise so verschwenkt werden, dass das Fadenführungselement in einer direkten Verbindung zwischen dem Flechtpunkt und der Flechtspule und/oder einem Abzugspunkt des Flechtfadens von der Flechtspule angeordnet ist, beispielsweise während des gesamten Flechtvorgangs.
Alternativ oder zusätzlich kann die Flechtspule drehbar um eine Achse gelagert sein, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, erstreckt. Dadurch kann die Flechtspule mit der Mantelseite auf den Flechtpunkt ausgerichtet werden. Alternativ oder zusätzlich kann aber auch der Tragarm drehbar um eine Achse gelagert sein, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, erstreckt. Die Achse, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, kann sich beispielsweise immer in der Ebene erstrecken, durch welche der Flechtfaden von dem Fadenführungselement zu dem Flechtpunkt abziehbar ist. Dadurch kann das Fadenführungselement und/oder eine Abzugsrichtung des Flechtfadens und/oder die Mantelfläche beispielsweise immer auf die Ebene ausgerichtet werden, durch welche der Flechtfaden von dem Fadenführungselement zu dem Flechtpunkt abziehbar ist. Zudem kann so beispielsweise die Drehachse der Flechtspule zu der Ebene orthogonal ausgerichtet bleiben, wodurch ein seitliches Biegen des Flechtfadens beim Abziehen von der Flechtspule vermieden werden kann. Beispielsweise kann der Tragarm mit einem zweiten Ende schwenkbar an der Spulenhaltervorrichtung und/oder dem Klöppelfuß gelagert sein. Die Spulenhaltervorrichtung kann an dem Tragarm gehalten sein, insbesondere in einem Bereich zwischen dessen zwei Enden.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels ist es vorgesehen, dass der Tragarm an dem Klöppelfuß schwenkbar gelagert ist. Dadurch ergibt sich eine einfache und robuste Lagerung des Tragarms. Zudem kann so vermieden werden, dass sich starke konstruktive Einschränkungen für die Gestaltung der Spulenhaltervorrichtung ergeben oder der Flechtspulenwechsel erschwert wird. Der Tragarm kann dazu ausgebildet sein, zusätzlich um eine Achse, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, verschwenkt zu werden. Dadurch kann der Tragarm mit zwei Freiheitsgraden auf den Flechtpunkt ausgerichtet werden. Beispielsweise kann der Tragarm nach oben oder unten schwenken und nach links oder rechts, damit je nach Position des Flechtklöppels auf dem Maschinenbett das Fadenführungselement immer auf einer Geraden zwischen der Flechtspule und dem Flechtpunkt angeordnet ist. Dadurch kann eine Fadenumlenkung am Fadenführungselement sehr gering sein oder gänzlich vermieden werden.
Die Spulenhaltervorrichtung kann an dem Tragarm gehalten sein, insbesondere falls der Tragarm an dem Klöppelfuß schwenkbar gelagert ist. Dadurch kann die Spulenhaltervorrichtung gemeinsam mit dem Fadenführungselement verschwenkt werden, damit die Flechtspule mit der Mantelseite auf den Flechtpunkt ausgerichtet ist und/oder um einen tangentialen Abzugspunkt des Flechtfadens an der Flechtspule im Wesentlichen konstant zu halten. Durch den im Wesentlichen konstanten tangentialen Abzugspunkt kann das Einstellen der Fadenspannung erleichtert werden. Bei dieser Bauweise kann die Flechtspule inklusive einer gesamten Peripherie gemeinsam mit dem Fadenführungselement verschwenkt werden.
Der Tragarm und die Spulenhaltervorrichtung können auch jeweils unabhängig voneinander an dem Klöppelfuß gehalten sein. Dadurch können sich geringe Drehmomente ergeben, welche während des Flechtvorgangs auf die Halterung des Klöppelfußes an dem Maschinenbett wirken.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels ist es vorgesehen, dass der Tragarm mittels einer Lagerung mit zwei rotatorischen Freiheitsgraden schwenkbar an dem Klöppelfuß gehalten ist. Dadurch können besonders einfach die zwei Achsen zum Schwenken des Tragarms bereitgestellt werden. Zudem kann so eine einfache Lagerung mit nur einem Bauteil platzsparend bereitgestellt werden. Beispielsweise kann die Lagerung als Eigelenk oder Sattelgelenk ausgebildet sein. Bei diesen Bauformen können beispielsweise unterschiedliche Kräfte zum gleichen Bewegen des Tragarms um je eine der Achsen vorgegeben werden. Die Lagerung kann auch durch zwei Drehgelenke gebildet sein. Diese Lagerung kann besonders kostengünstig sein. Beispielsweise kann der Tragarm mittels der Lagerung mit nur zwei rotatorischen Freiheitsgraden schwenkbar an dem Klöppelfuß gehalten sein. Dadurch kann das Überkopfabziehen an der Flechtspule besonders zuverlässig vermieden werden. Beispielsweise kann der Tragarm mittels der Lagerung mit drei rotatorischen Freiheitsgraden schwenkbar an dem Klöppelfuß gehalten sein. Die Lagerung kann in diesem Fall beispielsweise als Kugelgelenk ausgebildet sein.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels ist es vorgesehen, dass der Tragarm an der Spulenhaltervorrichtung schwenkbar gelagert ist. Dadurch kann das Fadenführungselement besonders einfach und präzise in die direkte Verbindung zwischen Abzugspunkt und Flechtpunkt ausgerichtet werden. Beispielsweise kann das Fadenführungselement in konstantem Abstand um die Flechtspule verschwenkt werden. Zudem kann der Tragarm so besonders kurz und leicht sein. Zudem wird die Spulenhaltervorrichtung so nicht gemeinsam mit dem Fadenführungselement um die Achse, um welche der Tragarm verschwenkbar ist und welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, verschwenkt. Dadurch können jeweilige Kräfte zum Verändern der Ausrichtung des Fadenführungselements und eine Massenträgheit des Tragarms gering sein.
Die Spulenhaltervorrichtung kann an dem Klöppelfuß um eine Achse drehbar gelagert sein, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, erstreckt, insbesondere falls der Tragarm an der Spulenhaltervorrichtung schwenkbar gelagert ist. Beispielsweise kann die Lagerung des Tragarms nur einen rotatorischen Freiheitsgrad aufweisen, wodurch die Lagerung des Tragarms besonders einfach sein kann. Beispielsweise kann der Tragarm einfach mit einem einzigen Drehgelenk mit seinem zweiten Ende an der Spulenhaltervorrichtung gelagert sein. Der Tragarm kann so gemeinsam mit der Mantelfläche der Flechtspule auf den Flechtpunkt ausgerichtet werden. Beispielsweise kann die Spulenhaltervorrichtung mittels eines Wälzlagers an dem Klöppelfuß drehbar gelagert sein. Die Drehachse der Spulenhaltervorrichtung kann sich bei einer horizontalen Flechtmaschine beispielsweise in Vertikalrichtung erstrecken. Die Drehachse der Spulenhaltervorrichtung kann durch eine Mitte der Flechtspule gehen und/oder die Längsachse der Flechtspule schneiden. Die Schwenkachse des Tragarms und die Drehachse der Flechtspule zum Abziehen des Flechtfadens können parallel, insbesondere koaxial, zueinander angeordnet sein. Sofern die Spulenhaltervorrichtung nicht an dem Tragarm mit verschwenkbar um die Achse, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, erstreckt, gehalten ist, kann sich der tangentiale Abzugspunkt des Flechtfadens an der Flechtspule durch Veränderung der Ausrichtung des Fadenführungselements verschieben.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels ist es vorgesehen, dass das Fadenführungselement drehbar an dem Tragarm gelagert ist. Dadurch kann sich das Fadenführungselement in sich verdrehen, um seine Ausrichtung zu verbessern. Beispielsweise kann das Fadenführungselement in Umfangsrichtung drehbar schwimmend gelagert sein, um einen rechteckigen Querschnitt auf einen flachen Faden ausrichten zu können. Alternativ oder zusätzlich kann eine Neigung des Fadenführungselements so an einen tangentialen Abzugspunkt des Flechtfadens an der Flechtspule angepasst werden, insbesondere sofern sich dieser während des Flechtvorgangs verschiebt. Das Fadenführungselement kann an dem Tragarm drehbar um eine Achse gelagert sein, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett erstreckt. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Achse im Wesentlichen parallel zu der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, erstrecken. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Achse im Wesentlichen parallel zu der Drehachse der Flechtspule an der Spulenhaltervorrichtung erstrecken. Alternativ oder zusätzlich kann sich die Achse im Wesentlichen parallel zu der Schwenkachse der Lagerung des Tragarms an dem Klöppelfuß oder der Spulenhaltervorrichtung erstrecken. So kann die Neigung des Fadenführungselement besonders gut an einen beweglichen tangentialen Abzugspunkt des Flechtfadens an der Flechtspule angepasst werden.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels ist es vorgesehen, dass die Fadenführungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des Fadenführungselements relativ zu dem Klöppelfuß selbsttätig während des Flechtvorgangs zu verändern. Beispielsweise kann die selbsttätige Änderung der Ausrichtung durch eine von dem Flechtfaden beim Abziehen auf das Fadenführungselement wirkende Kraft bewirkt werden. Dadurch kann auf eine kostenintensive Regelung und aktive Verstellung, beispielsweise mittels Stellmotoren, verzichtet werden. Beispielsweise kann der Flechtklöppel radial nach außen auf dem Maschinenbett vom Flechtpunkt wegbewegt werden, während das Fadenführungselement initial seine Ausrichtung beibehält. Dadurch erfolgt dann zunächst eine Umlenkung des Flechtfadens am Fadenführungselement. Durch diese Umlenkung wird von dem Flechtfaden auf das Fadenführungselement eine Kraft aufgebracht, welche das Fadenführungselement neu ausrichtet, beispielsweise durch ein Verschwenken des Tragarms um die Achse, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn verläuft, erstreckt. Dadurch kann das Fadenführungselement in die direkte Verbindung zwischen tangentialem Abzugspunkt und Flechtpunkt bewegt werden, wodurch die Umlenkung reduziert wird. Vorzugsweise sind so geringe Kräfte notwendig und/oder die Veränderung der Ausrichtung so schnell, dass das Fadenführungselement den Flechtfaden quasi nicht umlenkt, bevor eine Anpassung erfolgt.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels ist es vorgesehen, dass die Fadenführungsvorrichtung eine Stellvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des Fadenführungselements relativ zu dem Klöppelfuß aktiv während des Flechtvorgangs zu verändern. Die Stellvorrichtung kann dafür einen oder mehrere Stellmotoren aufweisen, beispielsweise einen Stellmotor pro Achse zum Ausrichten des Fadenführungselements. Die Stellvorrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Stellmotoren aufweisen, um den Tragarm zu verschwenken und/oder das Fadenführungselement zu drehen. Die Stellvorrichtung kann eine Steuerungseinheit zur Steuerung der Stellmotoren aufweisen, insbesondere in Abhängigkeit von einem Steuersignal und/oder einem Sensorsignal. Durch das aktive Anpassen der Ausrichtung ist eine besonders präzise und/oder antizipatorische Ausrichtung möglich. Zudem kann dadurch auch eine bestimmte Umlenkung des Flechtfadens an dem Fadenführungselement vorgegeben werden, beispielsweise als konstante Umlenkung.
Beispielsweise kann mittels eines Sensors der Verlauf des Flechtfadens, insbesondere dessen Umlenkung, und/oder die Position des Flechtklöppels auf dem Maschinenbett erfasst werden und in Abhängigkeit davon aktiv die Ausrichtung verändert werden. Der Sensor kann beispielsweise als optischer Sensor ausgebildet sein. Der Sensor kann Teil des Flechtklöppels oder auch der Flechtmaschine sein, wobei dann ein Sensorsignal über Schleifkontakte oder Funk an die Stellvorrichtung übermittelt werden kann. Eine Stromversorgung des Flechtklöppels kann mittels eines Schleifkontakts oder Induktion bereitgestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Flechtklöppel einen Energiespeicher, wie eine Batterie oder einen Kondensator, für die Stromversorgung aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich zu der Steuerung in Abhängigkeit von Sensordaten kann die Stellvorrichtung auch beispielsweise mittels einer Programmierung gesteuert werden. Beispielsweise kann die Stellvorrichtung in Abhängigkeit einer programmierten Steuerung der Bewegung des Flechtklöppels entlang der Bahn gesteuert werden. Dadurch kann auf eine aufwendige Sensorik bei der aktiven Veränderung der Ausrichtung verzichtet werden.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels ist es vorgesehen, dass der Tragarm balanciert schwenkbar gelagert ist. Beispielsweise kann der Tragarm bezüglich aller Freiheitsgrade balanciert gelagert sein, mit denen der Tragarm an einem dem Fadenführungselement abgewandten Ende gelagert ist. Falls der Tragarm beispielsweise an dem Klöppelfuß mittels eines Eigelenks gelagert ist, kann der Tragarm bezüglich dessen zwei rotatorischen Freiheitsgraden balanciert sein. Der Tragarm kann aber auch beispielsweise nur bezüglich eines Freiheitsgrads balanciert gelagert sein, insbesondere bezüglich der Schwenkachse, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und/oder zu einer Fläche, in welcher die Bahn verläuft, erstreckt. Durch die balancierte Lagerung kann eine Kraft zum Verschwenken des Tragarms besonders gering sein. Eine balancierte Lagerung kann eine Lagerung sein, bei welcher ein Schwerpunkt der damit gehaltenen Teile nahe an der Drehachse oder auf der Drehachse liegt. Bei der balancierten Lagerung kann ein Schwerpunkt im Vergleich zu einer nicht balancierten Lagerung hin zu einer Schwenkachse verschoben sein.
Die Lagerung kann beispielsweise mittels eines Federelements und/oder eines Dämpferelements balanciert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Ausrichtungsveränderung durch das Federelement und/oder das Dämpferelement stabilisiert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann der Tragarm mittels eines Gegengewichts balanciert sein. Dies ist eine besonders zuverlässige und verschleißfreie Balancierung. Diese bietet sich insbesondere bei nur einem rotatorischen Freiheitsgrad und/oder einem geringen möglichen Schwenkwinkelbereich des Tragarms an.
Sofern der Schwerpunkt von der Drehachse beabstandet ist, was auch bei einer balancierten Lagerung der Fall sein kann, kann der Tragarm selbsttätig in eine Neutralstellung zurückkehren. Dadurch kann die Einrüstung des Flechtklöppels in die Flechtmaschine und ein Aufstecken einer Flechtspule auf die Spulenhaltervorrichtung einfach sein. Sofern der Schwerpunkt auf der Drehachse liegt, können jeweilige Kräfte zum Verschwenken sehr gering sein. Beispielsweise muss dann zum Ausrichten des Fadenführungselements lediglich eine Massenträgheit und Reibung in der Lagerung überwunden werden.
Die Balancierung der Lagerung des Tragarms kann einstellbar ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Position des Gegengewichts relativ zu der Lagerung verändert werden. Das Federelement kann beispielsweise unterschiedlich stark vorgespannt werden oder ausgetauscht werden. Das Dämpferelement kann eine einstellbare Dämpfung haben. Dadurch kann die Balancierung an unterschiedliche Flechtspulen und/oder Flechtfäden angepasst werden. Zudem kann auch eine Kompensation einer Schwerpunktveränderung durch Abziehen des Flechtfadens erfolgen, insbesondere sofern die Spulenhaltervorrichtung mittels des Tragarms an dem Klöppelfuß gehalten ist. Diese Anpassung der Balancierung kann beispielsweise sensorgestützt oder in Abhängigkeit von einer Programmierung erfolgen. Für das Einstellen der Balancierung kann der Flechtklöppel beispielsweise einen Stellmotor aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Einstellung beispielsweise auch manuell erfolgen, beispielsweise bei einem Wechsel der Flechtspule.
In einer Ausführungsform des Flechtklöppels ist es vorgesehen, dass die Spulenhaltervorrichtung einen Flechtspulenträger und eine Welle aufweist. Der Flechtspulenträger kann dazu ausgebildet sein, die Flechtspule zu halten. Beispielsweise kann der Flechtspulenträger dazu ausgebildet sein, darauf die Flechtspule aufzuschieben und zu arretieren. Der Flechtspulenträger kann mit der Welle mittels einer Spiralfeder verbunden sein. Dadurch kann eine rotatorische Relativbewegung des Flechtspulenträgers und damit der Flechtspule zu der Welle möglich sein. Der Flechtspulenträger, die Welle und die Spiralfeder können die bereits beschriebene Spannvorrichtung ausbilden. Die Welle kann zum Abziehen des Flechtfadens rotieren. Die Spiralfeder kann eine schneckenförmig aufgerollte Spiralfeder sein. Die Spiralfeder ist besonders kompakt und kann besonders gut eine gleichmäßige Fadenspannung bewirken. Durch die kompakte Bauweise kann die adaptive Fadenführung einfach bei dem Flechtklöppel vorgesehen werden. Die Spannvorrichtung behindert so nicht oder wenig die Veränderung der Ausrichtung des Fadenführungselements. Zudem kann der Tragarm so einfach zentral an der Spulenhaltervorrichtung gelagert werden, insbesondere an der Welle.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Flechtmaschine. Die Flechtmaschine weist ein Maschinenbett und einen Flechtklöppel gemäß dem ersten Aspekt auf. Der Klöppelfuß des Flechtklöppels ist an dem Maschinenbett beweglich entlang einer Bahn gehalten. Jeweilige weitere Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile sind den Beschreibungen des ersten Aspekts zu entnehmen, wobei jeweilige Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des ersten Aspekts auch jeweilige Merkmale, Ausführungsformen und Vorteile des zweiten Aspekts und umgekehrt darstellen.
Das Maschinenbett kann eine Bahn für den Flechklöppel ausbilden, beispielsweise in Form einer Gangbahn. Die Gangbahn kann einer Nut entsprechen. Das Maschinenbett kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein, wobei mehrere Teile des Maschinenbetts auch voneinander beabstandet sein können. Die Flechtmaschine kann auch mehrere Flechtklöppel aufweisen, welche jeweils an dem Maschinenbett beweglich entlang einer Bahn geführt gehalten sind. Wenigstens zwei Flechtklöppel können auf unterschiedlichen Bahnen geführt gehalten sein. Die Bahnen können durch eine Nut im Maschinenbett und/oder jeweilige Flügelräder der Flechtmaschine definiert sein. Die Flechtmaschine kann jeweilige Flügelräder aufweisen, welche an dem Maschinenbett drehbar gehalten sind. Die Flügelräder können mittels eines Antriebs der Flechtmaschine angetrieben sein.
Die Flechtmaschine kann einen Flechtring aufweisen, welcher den Flechtpunkt vorgeben kann. Der Flechtring kann beispielsweise mittig über dem Maschinenbett befestigt sein, insbesondere in einem Abstand von einer 1-fachen bis 2-fachen Seitenlänge des Maschinenbetts, insbesondere einer ca. 1 ,5-fachen Seitenlänge des Maschinenbetts. Dadurch kann sich eine geringe Auslenkung des Flechtfadens und eine geringe Faser-Faserreibung beim Flechten ergeben. Sofern das Maschinenbett nicht quadratisch ist, kann es sich hierbei um die größte Seitenlänge handeln.
Figurenliste

1 veranschaulicht in einer schematischen Perspektivansicht eine Flechtmaschine.
2 veranschaulicht in einer schematischen Perspektivansicht eine Funktionsweise einer Flechtmaschine, wobei für einen Flechtklöppel eine Bahn veranschaulicht wird.
3 veranschaulicht in einer schematischen Seitenansicht eine erste Ausführungsform eines Flechtklöppels für die Flechtmaschine, bei welchem eine Veränderung einer Ausrichtung eines Fadenführungselements möglich ist.
4 veranschaulicht in einer schematischen seitlichen Schnittansicht den Flechtklöppel gemäß 3.
5 veranschaulicht weitere Ausführungsformen des Fadenführungselements.
6 veranschaulicht in einer schematischen Seitenansicht eine zweite Ausführungsform eines Flechtklöppels für die Flechtmaschine, bei welchem eine Veränderung einer Ausrichtung eines Fadenführungselements möglich ist.
7 veranschaulicht in einer schematischen seitlichen Schnittansicht den Flechtklöppel gemäß 6.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
1 veranschaulicht in einer schematischen Perspektivansicht eine Flechtmaschine 10. Die Flechtmaschine 10 weist ein Maschinenbett auf, an welchem eine Vielzahl von Flügelrädern 12 drehbar gelagert sind. Das Maschinenbett ist als ebene und quadratische Platte ausgebildet. An dem Maschinenbett sind eine Vielzahl von Flechtklöppeln 14 mittels der Flügelräder 12 beweglich geführt gehalten. Durch Rotation der Flügelräder 12 werden die Flechtklöppel 14 entlang jeweils einer zugeordneten Bahn geführt, wobei mehrere Flechtklöppel 14 auch auf derselben Bahn geführt werden können. Die Rotation der Flügelräder 12 wird mittels eines Motors angetrieben. Für einen Flechtklöppel 14 ist in 2 eine solche Bahn 18 veranschaulicht, welche in dem gezeigten Beispiel ein Rechteck mit runden Ecken ausbildet. Der Flechtklöppel 14 ist mittels eines Klöppelfußes 32 auf dem Maschinenbett beweglich entlang der jeweiligen Bahn geführt gehalten.
An den Flechtklöppeln 14 sind Flechtspulen 16 drehbar gehalten. An den Flechtspulen 16 ist jeweils ein Flechtfaden 20 gehalten, indem der Flechtfaden 20 auf einer Mantelfläche eines Spulenkörpers aufgewickelt ist. Die Flechtfäden 20 sind beispielsweise aus einer Vielzahl von Filamenten gebildet. Während des Flechtvorgangs werden die Flechtfäden 20 unter Rotation der Flechtspulen 16 in Richtung eines Flechtrings 22 der Flechtmaschine abgezogen. Dies ist in 1 und 2 mit einem Pfeil 24 veranschaulicht. Der Flechtring 22 ist auf der gleichen Seite des Maschinenbetts angeordnet wie die Flechtspulen 16, wobei der Flechtring 22 von dem Maschinenbett und den Flechtspulen 16 beabstandet ist. Der Flechtring 22 ist zu einer durch das Maschinenbett definierten Ebene mittig angeordnet. Wie in 1 zu erkennen ist, ist der Flechtring 22 also zentral oberhalb des Maschinenbetts angeordnet.
Der Flechtring 22 gibt einen Flechtpunkt vor, an welchem die Flechtfäden 20 durch Bewegen der Flechtklöppel entlang deren Bahnen 18 miteinander verflochten werden. Die Flechtklöppel werden dabei beispielsweise entlang sich wenigstens teilweise kreuzender Bahnen geführt. Dadurch wird oberhalb des Flechtrings 22 ein Geflecht erzeugt.
Um ein Abziehen des jeweiligen Flechtfadens 20 von einer Stirnseite der Flechtspulen 16 zuverlässig zu vermeiden, weisen die Flechtklöppel 14 eine Fadenführungsvorrichtung 26 auf. Die Fadenführungsvorrichtung 26 weist einen Tragarm 28 auf, an dessen der Flechtspule 16 abgewandten Ende ein Fadenführungselement 30 angeordnet ist. Das Fadenführungselement 30 ist so beabstandet zu einer Mantelfläche der Flechtspule 16 gehalten. In der 1 und 2 ist das Fadenführungselement 30 als Platte ausgebildet, in der ein Durchgangsloch vorgesehen ist, durch welches der Flechtfaden 20 geführt ist. Sowohl der Tragarm 28 als auch die Flechtspule 16 sind an dem Klöppelfuß 32 angeordnet. Beim Abziehen läuft der Flechtfaden 20 durch das Fadenführungselement 30 zu dem Flechtring 22 und damit dem Flechtpunkt durch eine Ebene, welche das Fadenführungselement 30 und den Flechtpunkt miteinander verbinden. Durch das Flechten und auch je nach Fadenspannung kann sich der Flechtfaden 20 zwar geringfügig krümmen, der Fadenverlauf bleibt dabei aber im Wesentlichen in einer Ebene. Die Ebene, durch welche der Flechtfaden 20 von dem Fadenführungselement 30 zu dem Flechtpunkt beim Abziehen verläuft, verschwenkt sich korrespondierend zu der Bewegung des Flechtklöppels 14 auf der Bahn um den Flechtring und verläuft in dem gezeigten Beispiel immer in einer Vertikalen.
In 2 ist gezeigt, wie unterschiedliche Positionen des Klöppelfußes 32 relativ zu dem Flechtpunkt und damit des Flechtklöppels 14 und dessen Flechtspule 16 relativ zu dem Flechtring 22 durch Bewegen des Flechtklöppels 14 entlang der Bahn 18 erreicht werden. Diese unterschiedliche Position des Klöppelfußes 32 relativ zu dem Flechtpunkt bewirkt eine unterschiedliche Auslenkung des Flechtfadens 20 von dem Flechtklöppel 14 und der Flechtspule 16 zu dem Flechtpunkt. In der mit A markierten Position befindet sich der Flechtklöppel 14 zentral unter dem Flechtring 22. Der Flechtfaden 20 wird in der Position A vertikal gerade durch das Fadenführungselement 30 nach oben zum Flechtring 22 gezogen. Entsprechend wird der Flechtfaden 20 an dem Fadenführungselement 30 nicht umgelenkt.
In einer Position B ist der Flechtklöppel 14 radial weiter außen auf dem Maschinenbett angeordnet als in der Position A. Der Flechtfaden 20 ist mit einem ersten Winkel 34 gegenüber der vertikalen Auslenkung in Position A zum Flechtring 22 ausgelenkt. Entsprechend ergibt sich eine Umlenkung des Flechtfadens 20 an dem Fadenführungselement 30, wodurch jeweilige Filamente des Flechtfadens 20 gebogen werden und brechen können. Damit wird der Flechtfaden 20 und das daraus erzeugte Geflecht geschwächt.
In einer Position C ist der Flechtklöppel 14 radial noch weiter außen auf dem Maschinenbett angeordnet als in der Position B. Der Flechtfaden 20 ist mit einem zweiten Winkel 36 gegenüber der vertikalen Auslenkung in Position A zum Flechtring 22 ausgelenkt, welcher größer als der erste Winkel 34 in der Position B ist. Dadurch wird der Flechtfaden 20 nochmals stärker an dem Fadenführungselement 30 umgelenkt.
Um diese Umlenkung des Flechtfadens 20 an dem Fadenführungselement 30 zu verringern oder zu beseitigen, ist die Fadenführungsvorrichtung 26 dazu ausgebildet, eine Ausrichtung des Fadenführungselements 30 relativ zu dem Klöppelfuß 32 in Abhängigkeit von einer Position des Klöppelfußes 32 relativ zu dem Flechtpunkt und/oder in Abhängigkeit von einer Auslenkung des Flechtfadens 20 von einer Spulenhaltervorrichtung 40 zu dem Flechtpunkt während des Flechtvorgangs zu verändern.
In 2 ist dies für die Position C mit einer ersten Ausführungsform des Flechtklöppels 14 gestrichelt veranschaulicht. Die erste Ausführungsform des Flechtklöppels 14 ist in 3 und 4 im Detail dargestellt. Die Ausrichtung des Fadenführungselements 30 relativ zu dem Klöppelfuß 32 wird im Wesentlichen in einer Ebene, durch welche der Flechtfaden 20 von dem Fadenführungselement 30 zu dem Flechtpunkt abziehbar ist, durch Bewegen entlang einer in 2 bei Position C gestrichelt veranschaulichten Kreisbahn verändert, um eine Umlenkung des Flechtfadens 20 an dem Fadenführungselement 30 zu verringern. In 3 und 6 verläuft diese Ebene in der Bildebene und in 4 und 7 verläuft diese Ebene orthogonal zu der Bildebene in diese herein bzw. aus dieser heraus.
Die erste Ausführungsform des Flechtklöppels 14 weist ebenfalls den Klöppelfuß 32 auf. An dem Klöppelfuß 32 ist eine Spulenhaltervorrichtung 40 mit einem Adapter 42 des Klöppelfußes gehalten. Der Adapter 42 ist mittels eines Wälzlagers 46 an einem Führungselement des Klöppelfußes 32 drehbar gehalten, sodass die Spulenhaltervorrichtung 40 um eine Achse drehbar gelagert ist, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und zu der Fläche, in welcher die Bahn 18 verläuft, erstreckt. In dem gezeigten Beispiel kann die Spulenhaltervorrichtung 40 also um eine vertikale Achse rotieren. Dadurch kann sich das Fadenführungselement 30 und eine Mantelfläche des Flechtspule 16 hin zu dem Flechtring 22 ausrichten, beispielsweise wenn sich der Flechtklöppel 14 von einer linken Seite des Maschinenbetts (Position C) zu einer rechten Seite (Position B) bewegt, wie in 2 erkennbar.
Die Spulenhaltervorrichtung 40 weist zudem eine Welle 48 auf, an welcher ein Flechtspulenträger 44 mittels einer Spiralfeder gehalten ist. Die Flechtspule 16 ist an dem Flechtspulenträger 44 gehalten. Die Spiralfeder dient dazu, eine Fadenspannung während des Bewegens des Flechtklöppels entlang der Bahn 18 vorzugeben. Wie durch Vergleich der Positionen A, B und C in 2 zu erkennen ist, ändert sich ein Abstand der Flechtspule 16 und damit eine Lauflänge des Flechtfadens 20 von dem Flechtklöppel 14 zu dem Flechtring. Sofern durch die Bewegung des Flechtklöppels 14 entlang der Bahn 18 die Lauflänge verkürzt wird, könnte andernfalls eine Fadenspannung so weit absinken, dass eine Flechtung nicht mehr wie gewünscht erfolgt. Sofern durch die Bewegung des Flechtklöppels 14 entlang der Bahn 18 die Lauflänge stark verkürzt wird, könnte andernfalls eine Fadenspannung soweit steigen, dass der Flechtfaden 20 reißt.
An dem Adapter 42 der Spulenhaltervorrichtung 40 ist bei der ersten Ausführungsform des Flechtklöppels 14 der Tragarm 28 mit seinem dem Fadenführungselement 30 abgewandten Ende mittels eines Drehgelenks gehalten und somit schwenkbar gelagert. Die Achse, um welche der Tragarm 28 bei der ersten Ausführungsform des Flechtklöppels 14 verschwenkbar ist, erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und der Fläche, in welcher die Bahn 18 verläuft. Im in 2 gezeigten Beispiel ist diese Achse also horizontal ausgerichtet und parallel zu einer Drehachse der Flechtspule 16 und des Flechtspulenträgers 44. In 3 und 4 verläuft die Achse orthogonal zur Bildebene.
Dadurch kann das Fadenführungselement 30 entlang einer Kreisbahn um die Flechtspule 16 und die Spulenhaltervorrichtung 40 bewegt werden, wie in 3 veranschaulicht. Ein tatsächlicher Bewegungsspielraum kann auf beispielsweise einen Schwenkwinkel von 25° begrenzt sein, um eine Kollision mit anderen Teilen der Flechtmaschine 10 und eine Fehlausrichtung zu vermeiden. Zudem kann ein Schwenkwinkel so begrenzt sein, dass das Fadenführungselement nicht über eine Vertikalposition über der Flechtspule 16 hinaus verschwenkt werden kann. In 3 ist die Ausrichtung des Fadenführungselements 30 für die Position A und die Position C markiert und jeweils dargestellt. Für übliche Flechtmaschinen ist beispielsweise eine Verschwenkung um 25° nach unten aus der senkrechten von Position A möglich, welche hier zur Verdeutlichung aber mit 45° dargestellt wurde.
Durch die Veränderung der Ausrichtung des Fadenführungselements 30 wandert der tangentiale Abziehpunkt der Flechtfadens 20 an der Mantelfläche der Flechtspule 16 entlang. Dies ist in 3 durch Pfeil 38 veranschaulicht.
Der Tragarm 28 weist bei der ersten Ausführungsform des Flechtklöppels 14 ein Gegengewicht 50 auf, welcher an einer dem Fadenführungselement 30 abgewandten Verlängerung des Tragarms 28 angeordnet ist. Dadurch ist die Lagerung des Tragarms 28 an dem Adapter 42 der Spulenhaltervorrichtung 40 balanciert, womit geringe Kräfte zum Verändern der Ausrichtung des Fadenführungselements 30 notwendig sind.
In dem gezeigten Beispiel erfolgt die Veränderung der Ausrichtung des Fadenführungselements 30 relativ zu dem Klöppelfuß 32 selbsttätig während des Flechtvorgangs. Während der Bewegung des Flechtklöppels 14 entlang der Bahn 18 kann sich der Flechtfaden 20 an dem Fadenführungselement aufgrund dessen Auslenkung anlegen. Dadurch kann der Flechtfaden 20 beim Abziehen auf das Fadenführungselement 30 eine Kraft aufbringen, womit der Tragarm 28 und das Fadenführungselement 30 entsprechend der Auslenkung des Flechtfadens 20 verschwenkt wird. Dadurch kann eine Umlenkung des Flechtfadens 20 an dem Fadenführungselement 30 verringert oder sogar gänzlich verhindert werden. Die Bewegung des Tragarms 28 kann optional gedämpft sein, um ein Aufschaukeln und/oder ein Überschwingen beim Verändern der Ausrichtung des Fadenführungselements 30 zu vermeiden.
Das Fadenführungselement 30 ist bei der ersten Ausführungsform des Flechtklöppels 14 an dem Tragarm 28 drehbar gelagert. Die Drehachse erstreckt sich mittig durch das Fadenführungselement 30. Dadurch kann auch eine Neigung des Fadenführungselements 30 an eine Auslenkung des Flechtfadens 20 mittels der von dem Flechtfaden 20 beim Abziehen auf das Fadenführungselement 30 wirkende Kraft adaptiert werden. Die Drehachse des Fadenführungselements 30 erstreckt sich parallel zu der Schwenkachse des Tragarms 28 an dem Adapter 42 und damit auch im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und zu der Fläche, in welcher die Bahn 18 verläuft. Damit erstrecken sich die Drehachse des Fadenführungselements 30 und die Schwenkachse des Tragarms 28 an dem Adapter 42 auch parallel zu der Drehachse der Flechtspule 16, um welche die Flechtspule 16 während des Abziehens des Flechtfadens 20 rotiert, um den Flechtfaden 20 abzuwickeln.
In 3 und 4 ist das Fadenführungselement 30 als konvex nach innen geformtes Fadenauge ausgebildet. Die 5 zeigt zwei alternative Ausführungsformen des Fadenführungselements 30.
In einer oben dargestellten Ausführungsform ist das Fadenführungselement 30 mit einer länglichen rechteckigen Öffnung 52 mit runden Ecken ausgebildet. Dadurch kann beispielsweise gut ein als flaches Tape ausgebildeter Flechtfaden 20 verarbeitet werden. Aufgrund der adaptiven Ausrichtung des Fadenführungselements 30 können zudem Verwindungen in dem Tape vermieden werden. Deshalb können, auch unabhängig von der Form des Fadenführungselements 30, beispielsweise sehr breite Tapes mit über 10 mm breite im Rund- und Radialflechtprozess verarbeitet werden.
In einer unten dargestellten Ausführungsform ist das Fadenführungselement 30 mit einer länglichen Erstreckung entlang der Abziehrichtung des Flechtfadens 20 ausgebildet. Dadurch kann eine selbsttätige Ausrichtung des Flechtfadens 20 verstärkt werden, da der Flechtfaden 20 beispielsweise bereits bei einer geringeren Auslenkung an dem Fadenführungselement 30 anliegt.
Die 6 und 7 zeigen schematisch eine zweite Ausführungsform des Flechtklöppels 14. Ein Grundaufbau und Funktion ist ähnlich zu der ersten Ausführungsform, sodass nur wesentliche Unterschiede erläutert werden.
Bei der zweiten Ausführungsform des Flechtklöppels 14 ist Tragarm 28 direkt an dem Adapter 42 und damit dem Klöppelfuß 32 gehalten. Das Wälzlager 46 entfällt. Stattdessen ist der Tragarm 28 mit genau nur zwei rotatorischen Freiheitsgraden an dem Adapter 42 gelagert. Die Lagerung wird dabei durch ein Eigelenk 60 gebildet. Das Eigelenk 60 ist ebenfalls durch das Gegengewicht 50 an einer dem Fadenführungselement 30 abgewandten Verlängerung des Tragarms 28 balanciert. Durch das Eigelenk 60 kann der Tragarm 28 sowohl um die Achse, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und zu der Fläche, in welcher die Bahn 18 verläuft, als auch um die Achse, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und zu der Fläche, in welcher die Bahn 18 verläuft, verschwenkt werden.
An dem Tragarm 28 ist die Spulenhaltervorrichtung 40 in einem Mittenbereich gehalten. Die Spulenhaltervorrichtung 40 und damit auch die Flechtspule 16 werden also gemeinsam mit dem Fadenführungselement 30 auf die Auslenkung des Flechtfadens 20 ausgerichtet. Dadurch ergibt sich ein im Wesentlichen konstanter tangentialer Abziehpunkt des Flechtfadens 20 an der Flechtspule 16. Die Spulenhaltervorrichtung 40 und damit auch die Flechtspule 16 ist somit mittels des Tragarms 28 sowohl um die Achse, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und zu der Fläche, in welcher die Bahn 18 verläuft, als auch um die Achse, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und zu der Fläche, in welcher die Bahn 18 verläuft, verschwenkbar an dem Klöppelfuß 32 gelagert.
Bezugszeichenliste

10: Flechtmaschine
12: Flügelräder
14: Flechtklöppel
16: Flechtspule
18: Bahn
20: Flechtfaden
22: Flechtring
24: Pfeil
26: Fadenführungsvorrichtung
28: Tragarm
30: Fadenführungselement
32: Klöppelfuß
34: Winkel
38: Pfeil
40: Spulenhaltervorrichtung
42: Adapter
44: Flechtspulenträger
46: Wälzlager
48: Welle
50: Gegengewicht
52: Öffnung
60: Eigelenk

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3168996 A [0003]

Claims

Flechtklöppel (14) für eine Flechtmaschine (10) mit einem Klöppelfuß (32), welcher dazu ausgebildet ist, auf einem Maschinenbett beweglich entlang einer Bahn (18) geführt gehalten zu werden, einer Spulenhaltervorrichtung (40), welche dazu ausgebildet ist, eine Flechtspule (16) mit einem daran gehaltenen Flechtfaden (20) aufzunehmen, und einer Fadenführungsvorrichtung (26) mit einem Fadenführungselement (30), wobei ein Flechtfaden (20) durch das Fadenführungselement (30) zu einem Flechtpunkt abziehbar ist, wobei die Fadenführungsvorrichtung (26) dazu ausgebildet ist, eine Ausrichtung des Fadenführungselements (30) relativ zu dem Klöppelfuß (32) im Wesentlichen in einer Ebene, durch welche der Flechtfaden (20) von dem Fadenführungselement (30) zu dem Flechtpunkt abziehbar ist, in Abhängigkeit von einer Position des Klöppelfußes (32) relativ zu dem Flechtpunkt und/oder in Abhängigkeit von einer Auslenkung des Flechtfadens (20) von der Spulenhaltervorrichtung (40) zu dem Flechtpunkt während des Flechtvorgangs zu verändern, insbesondere um eine Umlenkung des Flechtfadens (20) an dem Fadenführungselement (30) zu verringern oder zu beseitigen.
Flechtklöppel (14) nach Anspruch 1, wobei die Fadenführungsvorrichtung (26) einen Tragarm (28) aufweist, wobei an dem Tragarm (28) das Fadenführungselement (30) gehalten ist und wobei der Tragarm (28) dazu ausgebildet ist, um eine Achse, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und/oder zu einer Fläche, in welcher die Bahn (18) verläuft, verschwenkt zu werden.
Flechtklöppel (14) nach Anspruch 2, wobei der Tragarm (28) an dem Klöppelfuß (32) schwenkbar gelagert ist, wobei die Spulenhaltervorrichtung (40) an dem Tragarm (28) gehalten ist und wobei der Tragarm (28) dazu ausgebildet ist, zusätzlich um eine Achse, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn (18) verläuft, verschwenkt zu werden, insbesondere wobei der Tragarm (28) mittels einer Lagerung mit zwei rotatorischen Freiheitsgraden, wie einem Eigelenk (60) oder einem Sattelgelenk oder zwei Drehgelenken, schwenkbar an dem Klöppelfuß (32) gehalten ist.
Flechtklöppel (14) nach Anspruch 2, wobei der Tragarm (28) an der Spulenhaltervorrichtung (40) schwenkbar gelagert ist und wobei die Spulenhaltervorrichtung (40) an dem Klöppelfuß (32) um eine Achse drehbar gelagert ist, welche sich im Wesentlichen senkrecht zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn (18) verläuft, erstreckt.
Flechtklöppel (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 4, wobei das Fadenführungselement (30) drehbar an dem Tragarm (28) gelagert ist, insbesondere drehbar um eine Achse, welche sich im Wesentlichen parallel zu dem Maschinenbett und/oder zu der Fläche, in welcher die Bahn (18) verläuft, und/oder zu einer Drehachse einer Flechtspule (16) an der Spulenhaltervorrichtung (40) und/oder zu der Schwenkachse der Lagerung des Tragarms (28) an dem Klöppelfuß (32) oder der Spulenhaltervorrichtung erstreckt.
Flechtklöppel (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fadenführungsvorrichtung (26) dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des Fadenführungselements (30) relativ zu dem Klöppelfuß (32) selbsttätig während des Flechtvorgangs zu verändern, insbesondere durch eine von dem Flechtfaden (20) beim Abziehen auf das Fadenführungselement (30) wirkende Kraft.
Flechtklöppel (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fadenführungsvorrichtung (26) eine Stellvorrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Ausrichtung des Fadenführungselements (30) relativ zu dem Klöppelfuß (32) aktiv während des Flechtvorgangs zu verändern.
Flechtklöppel (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Tragarm (28) balanciert schwenkbar gelagert ist, insbesondere wobei der Tragarm (28) mittels eines Gegengewichts (50), einem Federelement und/oder einem Dämpferelement balanciert ist.
Flechtklöppel (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spulenhaltervorrichtung (40) einen Flechtspulenträger (44) und eine Welle (48) aufweist, wobei der Flechtspulenträger mit der Welle (48) mittels einer Spiralfeder verbunden ist, insbesondere wobei der Flechtspulenträger (44) dazu ausgebildet ist, darauf die Flechtspule (16) aufzuschieben und zu arretieren.
Flechtmaschine (10) mit einem Maschinenbett und einem Flechtklöppel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Klöppelfuß (32) des Flechtklöppels (14) an dem Maschinenbett der Flechtmaschine (10) beweglich entlang einer Bahn (18) geführt gehalten ist.