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Die Erfindung betrifft eine Litzenspanneinrichtung,
insbesondere für
Webmaschinen.
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Jacquardwebmaschinen weisen in der
Regel einen so genannten Harnisch auf, zu dem Litzenschnüre gehören, mit
denen Kettfäden
bedarfsweise nach oben oder unten aus ihrer Kettfadenebene heraus
ausgelenkt werden. Die Kettfäden
laufen dazu etwa horizontal durch das Fadenauge einer etwa vertikal
angeordneten Litze. Bei Jacquardmaschinen sind die Litzen an ihrer
oberen Endöse
mit einem Chorfaden verbunden. An die untere Endöse werden beispielsweise Jacquardgewichte
angehängt.
Die Jacquardgewichte üben
auf die Litzen eine konstante, nach unten ziehende Kraft aus. Von
oben her wird die Litze durch den Chorfaden gehalten. Durch Ziehen
oder Nachlassen des Chorfadens wird die Litze angehoben oder abgesenkt,
was durch einen Jacquardapparat bewerkstelligt wird. Auf diese Weise können die
Kettfäden
einzeln oder gruppenweise angehoben oder abgesenkt werden, um ein
Fach für
einen Schusseintrag zu bilden.
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Das Bestreben geht dahin, sehr hohe Schusszahlen
zu erzielen. Dafür
sind die Jacquardgewichte zu träge.
Die Jacquardgewichte sind deshalb in der Vergangenheit durch Stahlfedern
ersetzt worden, die eine nach unten gerichtete Zugkraft auf die
Weblitze ausüben.
Damit lassen sich ca. 800 bis 1.000 Webschüsse pro Minute erzielen.
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Bei der Fachbildung muss die Stahlfeder
die Litze beispielsweise nach unten beschleunigen, wozu bei den
genannten Schusszahlen hohe Kräfte erforderlich
sind. Die Stahlfeder muss dabei die Litze, den Kettfaden und den
Chor- oder Harnischfaden beschleunigen. Die Geschwindigkeit, mit
der sie dies tun kann, hängt
von ihrer eigenen Masse ab. Bei schnellen Webmaschinen kann der
Chorfaden die Litze schneller nachlassen als die Feder sich selbst beschleunigen
kann. Zur Unterstützung
der Beschleunigung der Litze bei der Überführung des Kettfadens vom Oberfach
in das Unterfach wird die Spannung des Kettfadens erhöht. Der
Kettfaden unterstützt
damit die Feder bei der Überführung des
Kettfadens ins Unterfach. Eine höhere
Kettfadenspannung stellt jedoch eine zusätzliche Belastung des Kettfadens
dar, wodurch die Anzahl der Kettfadenbrüche erhöht wird und somit zu einer
Qualitätsverschlechterung
der Gewebe führen
kann. Die Erhöhung
der Federkraft hingegen verbietet sich nicht nur wegen der gegebenenfalls
zu hohen Belastung der Chorfäden
oder anderer Teile sondern auch deshalb, weil eine Erhöhung der
Federkraft auch zu einer Erhöhung
des Federgewichts führt.
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Ein zusätzliches Problem besteht darin,
dass das Beschleunigungsverhalten der Federn nicht ausreicht um
die angestrebten hohen Schusszahlen zu erreichen. Dies führt zu Schwingungsproblemen
der Federn und somit des ganzen Systems. Ein gesichertes Öffnen und
Schließen
des Webfachs ist dann nicht mehr möglich.
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Davon ausgehend ist es das Ziel der
Erfindung, einen Weg zur Erhöhung
der Arbeitsgeschwindigkeit von Webmaschinen zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird mit der Litzenspanneinrichtung
nach Anspruch 1 gelöst:
Die
Litzenspanneinrichtung weist an Stelle der bislang verwendeten Stahlfeder
ein Arbeitsglied auf, das mit der zu spannenden Litze verbunden
ist und durch Druckeinwirkung eines Fluids eine die Litze in Spannrichtung
belastende Kraft erzeugt. Vorzugsweise wird ein gasförmiges Fluid,
wie beispielsweise Luft, eingesetzt. Prinzipiell lassen sich mit
solchen Anordnungen höhere
Arbeitsfrequenzen erzielen als mit Stahlfedern. Das auf das Arbeitsglied
einwirkende Fluid (z.B. Luft) ist nahezu masselos, so dass es prinzipiell
sehr hohe Beschleunigungen erzeugen kann. Das Arbeitsglied kann
durch geeignete Materialwahl und Formgestaltung klein und leicht
gestaltet werden. Somit erfüllt
die pneumatisch wirkende Litzenspanneinrichtung alle Voraussetzungen,
die die Webmaschine zur Erhöhung
der Schusszahl, d.h. der Arbeitsgeschwindigkeit, benötigt. Dank
der Fähigkeit der
pneumatischen Litzenspanneinrichtungen, sehr schnelle Arbeitsbewegungen
zu erzeugen, ist eine Unterstützung
der Litzenbewegung durch die Spannung des Kettfadens nicht oder
zumindest nicht in dem Maße
erforderlich, wie es bei Verwendung von Stahlfedern als Litzenspanneinrichtung
erforderlich ist. Deshalb kann die Kettfadenspannung gesenkt werden.
Eine Verringerung der Kettfadenspannung reduziert dessen Belastung,
was weniger Fadenbrüche
bedeutet und somit zu einem qualitativ besseren Gewebe führen kann.
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Das Arbeitsglied ist vorzugsweise
ein Kolben, der bei spielsweise in einem zylindrischen geraden Rohr
in einer Richtung hin- und hergehend verschiebbar gelagert ist,
die mit der Spannrichtung der Litze übereinstimmt. Die Kraft an
dem Kolben kann prinzipiell durch eine Fluiddruckdifferenz zwischen seinen
beiden Stirnflächen
erzeugt werden. Sie kann auch durch eine Flächendifferenz erzeugt werden, d.h.
durch unterschiedlich große
Stirnflächenbereiche,
an denen übereinstimmender
oder auch unterschiedlicher Druck anliegt. Des Weiteren ist es sowohl
möglich,
die an dem Kolben oder sonstigen Arbeitsglied auftretende Kraftdifferenz,
die eine resultierende Kraft zum Spannen der Litze erzeugt, durch Überdruck
und/oder Unterdruck zu erzeugen. Durch Überdruck betätigte Litzenspanneinrichtungen
werden dabei wegen der hohen erzielbaren Kräfte bei kleinem Bauraum als
vorteilhaft angesehen. Außerdem
ist das Eindringen von Staub oder Faserresten in das System wegen
des herrschenden Überdrucks dann
wenig wahrscheinlich.
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Der Kolben trennt in dem rohrförmigen Arbeitszylinder
einen Arbeitsraum ab, der beispielsweise mit einem unter Überdruck
stehenden Fluid, beispielsweise Luft, beaufschlagt wird. Es ist
dabei vorteilhaft, den Arbeitsraum mit einem größeren Puffervolumen zu verbinden,
das über
einen Kanal mit dem Arbeitsraum verbunden ist, der keinen merklichen Strömungswiderstand
aufweist. Dadurch wird das Nachströmen von unter Druck stehendem
Fluid aus dem Puffervolumen in den Arbeitsraum nicht behindert,
so dass der Druck in dem Arbeitsraum auch dann nahezu konstant ist,
wenn sich der Arbeitsraum in Folge einer Kolbenbewegung, bei der
der Kolben die maximal zu erwartende bzw. gewünschte Geschwindigkeit aufweist,
vergrößert. Der
freie Strömungsquerschnitt
des Verbindungskanals sollte nicht enger sein als der freie Querschnitt
des Zylinderrohrs.
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Der Kolben ist in dem Zylinderrohr
vorzugsweise durch ein Luftpolster gelagert und ausreichend abgedichtet.
Dies erfolgt, indem der Kolben mit der inneren Wandung des Zylin derrohrs
ein Luftlager bildet. Der Luftspalt liegt vorzugsweise im μm-Bereich. Zur
Unterstützung
der Ausbildung eines Luftpolsters können in dem Kolben Luftkanäle vorgesehen
sein, die an seiner Mantelfläche
münden
und beispielsweise von der Stirnseite her gespeist werden. Der durch den
Spalt zwischen Kolben und Zylinderwand auftretende Luftverlust ist
vernachlässigbar.
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Der Kolben ist mit einem Zugmittel
verbunden, mit dem wiederum die Litze verbunden ist. Das Zugmittel
kann beispielsweise ein Kunststoffdraht (Polyamidmonofil, Perlonmonofil)
oder ein runder Stahldraht sein. Ebenso können der Kolben und das Zylinderrohr
aus Kunststoff gefertigt sein. Das Zugmittel ist durch eine das
Zylinderrohr abschließende Wand
geführt.
In der betreffenden Öffnung
kann beispielsweise ein Kunststoffbuchse angeordnet sein, die das
Zugmittel führt
und den Arbeitsraum dabei abdichtet. Das Zugmittel und die Buchse
können
dabei auch so gestaltet sein, dass sie ein Luftlager bilden. Somit
ist insgesamt eine nahezu reibungs- und verschleißfreie Anordnung
getroffen, mit der sich schnelle Litzenbewegungen erzeugen lassen
und die Kettfadenbelastung senkbar ist. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Litzenspanneinrichtung
zur Erhöhung
der Schusszahl einer Webmaschine.
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Die genannte Litzenspanneinrichtung
kann außerdem
die Basis für
eine Litzenspannanordnung bilden, in der viele gleichartige Litzenspanneinrichtungen
nebeneinander angeordnet sind und jeweils einzeln ein mit einer
Litze betätigtes
Zugmittel vorspannen. Die Litzenspanneinrichtungen der Litzenspannanordnung
können
einzeln oder zu Gruppen zusammengefasst steuerbar sein. Die jeweils
gemeinsam gesteuerten Litzenspanneinrichtungen können ein gemeinsames Puffervolumen
aufweisen. Das Puffervolumen sollte vorzugsweise wenigstens das
Zehnfache Hubvolumen aller angeschlossenen Litzenspanneinrichtungen übersteigen.
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Weitere Einzelheiten vorteilhafter
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder
von Unteransprüchen.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
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1 eine
Litzenspannanordnung in schematischer Darstellung,
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2 die
Litzenspannanordnung nach 1 in
einer Frontansicht,
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3 die
Litzenspannanordnung nach 2 in
einer Schnittdarstellung, geschnitten entlang der Linie B-B in 2,
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4 und 5 Ausführungsformen einzelner Litzenspanneinrichtungen
jeweils in längs
geschnittener Darstellung.
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In 1 ist
eine Litzenspannanordnung 1 veranschaulicht, die dazu dient,
auf eine Gruppe nicht weiter veranschaulichter Litzen, nach unten
gerichtete Zugkräfte
auszuüben.
Die Litzen sind mit an die von der Litzenspannanordnung 1 nach
oben laufenden Zugmitteln 2 verbunden. Die Litzenspannanordnung 1 ist
pneumatisch betätigt,
d.h. die an den Verbindungsmitteln 2 wirkende Zugkraft
ist pneumatisch erzeugt. Dazu ist die Litzenspannanordnung 1 vorzugsweise über eine
Steuereinrichtung 3 mit einer nicht weiter veranschaulichten
Druckluftquelle verbunden. Zu der Steuereinrichtung 3 gehören Steuerventile 4 und
eine Steuerung 5 zum Regeln der Steuerventile 4.
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In den 2 und 3 ist eine Litzenspannanordnung 1 veranschaulicht,
bei der alle Verbindungsmittel 2 mit der gleichen Zugkraft
beaufschlagt werden. Es ist deshalb lediglich ein einziger Druckluftanschluss 6 vorgesehen.
Die Litzenspannanordnung 1 weist für jedes Verbindungs-mittel 2 jeweils
eine Litzenspanneinrichtung 7 auf. Die Litzenspanneinrichtungen 7 sind
untereinander im Wesentlichen gleich ausgebildet. Sie bestehen jeweils
zumindest aus einem Zylinderrohr 8 und einem darin verschiebbar
gelagerten Kolben 9 als Arbeitsglied. Die zueinander parallel
angeordneten Zylinderrohre 8 sind jeweils an ihrem oberen
und an ihrem unteren Ende in einer Halteplatte 11 bzw. 12 gehalten,
die dazu entsprechende Bohrungen aufweisen, in denen die Zylinderrohre 8 fluiddicht
sitzen. Die obere Halteplatte 11 ist von einer Abschlussplatte 14 übergriffen,
die mit der Halteplatte 11 einen nach außen hin
abgeschlossenen flachen Raum 15 festlegt, in dem die oberen
offenen Enden der Zylinderrohre 8 sowie der Druckluftanschluss 6 münden. Über einen
Durchbruch 16 der Halteplatte 11 steht der Raum 15 mit
einem Puffervolumen 17 in Verbindung, das von einer Wandanordnung 18 umgrenzt
wird.
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Diese ist unten durch die Halteplatte 12 abgeschlossen
und schließt
oben dicht an die Halteplatte 11 an.
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Die Abschlussplatte 14 weist
jeweils fluchtend mit jedem Zylinderrohr 8 Bohrungen auf,
in denen Führungsbuchsen 19 sitzen.
Durch diese erstrecken sich die Verbindungsmittel 2, die
beispielsweise durch Perlonfäden
oder anderweitige Metall- oder Kunststoffdrähte gebildet sind. Die mit
dem Kolben 9 verbundenen und an ihren oberen Enden Ösen 21 (2) aufweisenden Verbindungsmittel 2 erstrecken
sich mit geringem Spiel durch die länglichen Führungsbuchsen, wobei der dadurch
ausgebildete Luftspalt ein Luftlager bildet. Ebenso bildet der Kolben 9 mit
dem jeweiligen Zylinderrohr 8 jeweils ein Luftlager.
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Die Zylinderrohre 8 sind
sowohl an ihrem oberen als auch an ihrem unteren Ende offen. Sie durchragen
die untere Halteplatte 12 und sind hier vorzugsweise von
einer Abdeckplatte 22 abgedeckt, die mit der Halteplatte 12 einen
Raum 23 festlegt. Dieser ist nach außen entlüftet. Dazu kann ein mit einem
entsprechenden Filter 24 versehener Anschluss 25 dienen.
Das Filter verhindert das Eindringen von Staub in den Raum 23 und
die Zylinderrohre 8 beim Hin- und Hergehen der Kolben 9.
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Die insoweit beschriebene Litzenspannanordnung 1 arbeitet
wie folgt:
An die Ösen 21 sind
mit ihrem unteren Ende Litzen angeschlossen, die mit ihrem jeweiligen
oberen Ende jeweils an einer Harnischschnur hängen. Jede Litze weist ein
Litzenauge auf, durch das ein Kettfaden geführt ist. Der Raum 15 sowie
der Pufferraum 17 werden über den Anschluss 6 mit
Druckluft beaufschlagt. Diese weist beispielsweise einen Druck von
6 bar auf. Der Druck wirkt auf die oberen Stirnseiten der Kolben 9 ein
während
deren untere Stirnseiten mit dem wesentlich niedrigeren Umgebungsdruck
beaufschlagt sind. Entsprechend entsteht an jedem Verbindungsmittel 2 eine
nach unten gerichtete Kraft. Lassen nun alle oder einzelne Harnischschnüre plötzlich nach
weil die entsprechende Litze und der zugehörige Kettfaden zur Fachbildung
nach unten bewegt werden sollen, zieht der betreffende Kolben 9 die
Litze über
die Verbindungsmittel 2 nach unten. Aufgrund seines geringen
Eigengewichts und des geringen Gewichts der Verbindungsmittel 2 kann
dabei die gesamte von der Druckluft auf den Kolben 9 ausgeübte Kraft
zur Beschleunigung der Litze, der Harnischfadens und des Kettfadens
wirksam werden. Es ergibt sich somit eine sehr schnelle Stellbewegung
nach unten, wobei Druckluft aus dem Puffervolumen 17 in
das betreffende Zylinderrohr 8 nachströmen kann. Der als Kanal dienende
Raum 15 weist dazu aufgrund seines großen Querschnitts, der vorzugsweise
deutlich größer ist
als die Summe der Querschnitte aller Zylinderrohre, einen sehr geringen Strömungswiderstand
auf, so dass keine die Kolbenbewegung der Kolben 9 hemmende
Drosselwirkung entsteht. Entsprechendes gilt für den Raum 23, der die
von den Kolben 9 aus den Zylinderrohren 8 herausgetrennte
Luft kaum behindert.
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Die erfindungsgemäße Litzenspannanordnung 1 ermöglicht somit
eine besonders schnelle Stellbewegung der Litzen bei relativ niedrigen
Ruhekräften.
Sie ist wenig anfällig
für Schwingungen,
wie sie bei Stahlfedern auftreten, wenn diese zum Spannen von Litzen
verwendet werden. Die Litzenspannanordnung 1 gestattet
somit erhöhte
Schuss- oder Tourenzahlen der Webmaschine.
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4 veranschaulicht
eine Ausführungsform
einer Litzenspanneinrichtung 7, die sich als Modul zum
Aufbau einer Litzenspannanordnung eignet, die aus einer Vielzahl
von solchen Litzenspanneinrichtungen 7 besteht. Die Litzenspanneinrichtung 7 weist
einen Zylinderkörper 26 auf,
der mit einer Zentralbohrung 27 versehen ist. Um diese
herum sind Pufferbohrungen 28, 29 angeordnet.
Sowohl an seiner Oberseite als auch an seiner Unterseite ist der Zylinderkörper 26 durch
Kappen 31, 32 abgeschlossen, die jeweils an der
dem Zylinderkörper 26 zugewandten
Seite eine Ausnehmung 33, 34 aufweisen, über die
die Pufferbohrungen 28, 29 mit der Zylinderbohrung 27 kommunizieren.
Bei Zusammenfassung mehrerer Litzenspanneinrichtungen 7 zu
einem Modul sollten die Puffervolumina 28, 29 benachbarter Litzenspanneinrichtungen 7 paar-
oder gruppenweise zusammengefasst werden und mehrere Zentralbohrungen 27 miteinander
verbinden. Dadurch kann der Abstand zwischen den Zentralbohrungen 7 minimiert
werden.
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Der Kolben 9 ist mit dem
Verbindungsmittel 2 verbunden, das durch die in der Kappe 31 sitzende Führungsbuchse 19 geführt ist.
Der Kolben 9 ist mit einem rohrförmigen Fortsatz 35 versehen,
dessen Durchmesser größer als
der Durchmesser des Verbindungsmittels 2 ist und dessen
Länge den
Maximalhub des Kolbens 9 übersteigt. Der Fortsatz 35 ragt
somit in jeder Arbeitsposition des Kolbens 9 durch eine
in der Kappe 32 vorgesehene Öffnung 36, wobei er
mit deren Wandung ein Luftlager bildet.
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In Betrieb sind alle Innenräume, d.h.
sowohl die Zentralbohrung 27 als auch die Pufferbohrungen 28, 29 über einen
nicht weiter veranschaulichten Anschluss mit Druckmedium, beispielsweise
Druckluft, beaufschlagt. Aufgrund der Flächendifferenz zwischen der
oberen Stirnseite des Kolbens und seiner ringförmigen unteren Stirnseite erzeugt
der gleich große,
auf beide Seiten des Kolbens 9 einwirkende Druck (beispiels weise
5 bar) eine abwärts
gerichtete Zugkraft, die über
die Verbindungsmittel 2 nach außen übertragen wird und als Gegenkraft
zum Spannen einer Litze und zum Bewegen derselben Anwendung finden
kann.
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Eine abgewandelte Ausführungsform
ist in 5 veranschaulicht.
Diese weist ein an seinem unteren Ende mit einem Abschlussstück 37 vereinigtes Zylinderrohr 8 auf,
in dem der Kolben 9 verschiebbar gelagert ist. Das Zylinderrohr 8 ist
von einem Mantelrohr 38 umgeben, das konzentrisch zu dem
Zylinderrohr 8 angeordnet ist und mit diesem einen ringförmigen Pufferraum 39 bildet.
Dieser ist an seinem oberen Ende durch einen Deckel 41 verschlossen,
durch den die Verbindungsmittel 2 führen. Dazu sitzt in dem Deckel 41 eine
Führungsbuchse 19.
Zwischen dem oberen stirnseitigen Ende des Zylinderrohrs 8 und dem
Deckel 41 verbleibt ein Abstand, über den der Arbeitsraum, den
der Kolben 9 in dem Zylinderrohr 8 abtrennt, mit
dem Pufferraum 39 verbunden ist. Der Druckluftanschluss 6 dient
der Beaufschlagung des Pufferraums 39 und somit des Arbeitsraums
mit Druckluft.
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Zur Erzeugung einer Litzenbewegung
ist bei Jacquardwebmaschinen eine so genannte Litzenfeder erforderlich,
die eine auf die Litze einwirkende Spannkraft erzeugt. Erfindungsgemäß dient
dazu ein Luftzylinder, in dem ein Kolben reibungsarm gelagert ist.
Ein Monofil verbindet den Kolben mit der Litze und bildet somit
gewissermaßen
eine auf Zug beanspruchte Kolbenstange. Durch Flächen- oder Druckdifferenz zwischen
den beiden Stirnseiten des Kolbens entsteht eine Spannkraft, die
aufgrund des geringen Gewichts des Kolbens und der Verbindungsmittel 2 sehr
schnelle Stellbewegungen und somit eine sehr schnelle Fachbildung
und eine hohe Tourenzahl der Webmaschine gestattet.
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- 1
- Litzenspannanordnung
- 2
- Zug-
bzw. Verbindungsmittel
- 3
- Steuereinrichtung
- 4
- Steuerventile
- 5
- Steuerung
- 6
- Druckluftanschluss
- 7
- Litzenspanneinrichtung
- 8
- Zylinderrohr
- 9
- Kolben
- 11,
12
- Halteplatte
- 14
- Abschlussplatte
- 15
- Raum
- 16
- Durchbruch
- 17
- Puffervolumen
- 18
- Wandanordnung
- 19
- Führungsbuchsen
- 21
- Ösen
- 22
- Abdeckplatte
- 23
- Raum
- 24
- Filter
- 25
- Anschluss
- 26
- Zylinderkörper
- 27
- Zentralbohrung
- 28,
29
- Pufferbohrung
- 31,
32
- Kappen
- 33,
34
- Ausnehmung
- 35
- Fortsatz
- 36
- Öffnung
- 37
- Abschlussstück
- 38
- Mantelrohr
- 39
- Pufferraum
- 41
- Deckel