DE19608709C2 - Traversiervorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Traversiervorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit der Entwicklung von Hochgeschwindigkeitstextilmaschinen, insbesondere Spinn- und Spulmaschinen, erhöhte sich auch die Geschwindigkeit der Hin- und Herbe­ wegung der Führungsstange von Traversiervorrichtungen. Mit dieser Erhöhung der Geschwindigkeit wurde auch die mechanische Belastung der Spiralnut des Nockenge­ triebes höher, die die Hin- und Herbewegung der Führungsstange steuert. Dem wurde durch ausreichend steife Führungsstangen mit großem Durchmesser und geringerem Gewicht durch geringere Wandstärke entgegengewirkt. Dies führte jedoch dazu, daß Vibra­ tionen geringer gedämpft werden. Diese Vibrationen, die insbesondere in Form von Biegeschwingungen auftreten, führen zu Deformationen der hergestellten Auflauf­ spulen, die deren Abwickeln beeinträchtigen.

Aus der DE 42 38 475 A1 ist es bekannt, bei einer Kreuz- bzw. Auflaufspulen her­ stellenden Maschine Resonanzüberhöhungen einer rohrförmigen, aus Teilstangen bestehenden Fadenführungsstange, die sich durch zusätzliche Längsschwingung dem eigentlichen Hub der Fadenführungsstange überlagerten und zum Entstehen breiterer Spulen führten, zu verringern, indem man in der Führungsstange einen kompakten Stabkörper anordnet. Hierdurch wird im Normalbetrieb die Amplitude der der Normalschwingungen überlagerten Zusatzschwingung aufgrund der höheren Lastaufnahmefähigkeit in Längsrichtung der Fadenführungsstange auf etwa die Hälfte reduziert. Gleichzeitig erhöht sich die Systemeigenfrequenz um einen Faktor von 1,4 und hat daher einen vergrößerten Abstand zur Erregerfrequenz, der Betriebsfrequenz der Fadenführungsstange.

Diese Lösung wirkt jedoch dem Bestreben zu einer geringeren Masse der Führungs­ stange und damit zu einer geringeren Belastung des Antriebsgetriebes bei höheren Geschwindigkeiten entgegen und trägt außerdem nicht dazu bei, auftretende Biege­ schwingungen zu dämpfen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Traversiervorrichtung zu schaffen, die insbesondere Biegeschwingungen der Führungsstange der Traversiervor­ richtung dämpft.

Gelöst wird diese Aufgabe gem. der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die vorgeschlagene Lösung ermöglicht es in einfacher Weise bei möglichst geringer Masse und hoher Steifigkeit der Führungsstange durch die in der viskoelastischen Schicht auftretenden Expansions- und Kompressionsdeformationen Biegeschwingun­ gen zu dämpfen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1-4 beispielsweise erläutert. Es zeigt:

Fig. 1: den schematischen Aufbau einer Spinn- und einer mit der Traversier­ vorrichtung der Erfindung ausgestatteten Spulmaschine;

Fig. 2: einen Längsschnitt der Führungsstange der Traversiervorrichtung;

Fig. 3: eine schematische Darstellung der in der Führungsstange auftretenden Biegeschwingungen; und

Fig. 4: den Verlauf der gedämpften und ungedämpften Biegeschwingungen der Führungsstange.

Fig. 1 zeigt eine Traversiervorrichtung 11 gem. der Erfindung für eine automatische Spulmaschine, die mit einer Spinnmaschine gekoppelt ist.

Die Spinnmaschine hat z. B. 60 Spinnstellen U, und jede Spinnstelle U hat eine Streckvorrichtung 2, eine Drallvorrichtung 7, eine Zufuhrrolle 3 und einen Faden­ reiniger 4. Jede Spulstelle der Spulmaschine umfaßt eine Fadenführung 5, die von einer gemeinsamen Führungsstange 13 hin- und hergehend angetrieben wird, sowie eine Anpreßrolle 6, die mit einer Auflaufspule in Kontakt steht. Alle angetriebenen Teile der Spinnmaschine, der Spulmaschine und deren Traversiervorrichtung 11 werden von einem gemeinsamen Antrieb 1 angetrieben.

Die Traversiervorrichtung 11 hat ein Nockengetriebe 12, das sich im Antrieb 1 befindet, und eine Ausgangsstange 24, die mit der für alle Fadenführungen 5 gemeinsamen, hin- und hergehend angetriebenen Führungsstange 13 verbunden ist, die in Führungen 14 gelagert ist. Bei etwa 60 Spinn- bzw. Spulstellen kann die Führungs­ stange 13 eine Länge von 18 m erreichen.

Das Nockengetriebe 12 hat eine Nutentrommel 21 mit einer Spiralnut 22, in der ein Gleitstück 23 geführt ist, das bei einer Drehung der Nutentrommel 21 eine hin- und hergehende Bewegung durchführt. Diese Bewegung wird über das Gleitstück 23 auf die Ausgangsstange 24 und damit die Führungsstange 13 und die entsprechenden Fadenführungen 5 übertragen. Der Abstand M der Führungen 14 voneinander ist größer als der Abstand L der Fadenführungen 5.

Bei der Bewegung der Führungsstange 13 können Längsschwingungen und in Verbin­ dung mit den als Schwingungsknoten wirkenden Führungen 14 Biegeschwingungen auftreten.

Da der Umlenkradius R der Spiralnut 22 in der Nutentrommel 21 möglichst klein sein sollte, um Formabweichungen an den Auflaufspulen zu vermeiden, unterliegt die Ausgangsstange 24 und damit die Führungsstange 13 schnellen Geschwindigkeits- und Richtungswechseln, die die zuvor erwähnten Biegeschwingungen zur Folge haben.

Aus Gewichtsgründen besteht die Ausgangsstange 24 z. B. aus einem Aluminiumrohr, und die Führungsstange 13 aus einem Kohlefaserrohr. Da Kohlefaserrohre aus Herstellungsgründen nur bis zu zwei Meter lang sind, besteht die Führungsstange 13 aus Teilrohren, die miteinander verbunden sind und ein Vibrationsdämpfungselement aufweisen, das, wie Fig. 2 zeigt, aus einer viskoelastischen Schicht 15 auf der Innen­ seite der Teilrohre der Führungsstange 13 gebildet ist. Ein solches viskoelastisches Material kann eine Emulsion auf Wasserbasis mit z. B. Weichgummi als Hauptkomponente sein, die nach dem Aufbringen trocknet. Die Schicht 15 kann durch Hindurchziehen von mit dem Beschichtungsmaterial getränktem Textilmaterial aufgebracht werden. Bei auftretenden Biegeschwingungen führt das viskoelastische Material eine sich wieder­ holende Expansions- und Kontraktionsdeformation durch und absorbiert dadurch Schwingungsenergie.

Um das Gewicht der Führungsstange 13 zu reduzieren, versucht man, die Wandstärke zu reduzieren und den Verlust an Steifigkeit durch Vergrößern des Durchmessers der Führungsstange 13 auszugleichen, was jedoch zu Vibrationen mit relativ hoher Frequenz führen kann. Durch Reduzierung der Anzahl der Führungen 14, die als Schwingungsknoten wirken, wird ebenfalls versucht, Vibrationen zu reduzieren.

Als Dämpfungsmaterial kann anstelle der viskoelastischen Beschichtung auch eine Plastikfolie mit niedrigem Schmelzpunkt in die Führungsstange 13 eingebracht und durch Erhitzen aufgeschmolzen werden, um eine harzartige Schicht zu bilden.

Um eine Übertragung der Biegeschwingungen verursachenden Kraft von der Aus­ gangsstange 24 auf die Führungsstange 13 soweit wie möglich zu verhindern, wird zwischen der als Rohr ausgebildeten Ausgangsstange 24 und der in sie eingescho­ benen Führungsstange 13 ebenfalls eine viskoelastische Schicht 16 eingebracht, wie Fig. 2 zeigt. Da die Schicht 16 bei der Absorption von mechanischer Energie Wärme erzeugt, die abgestrahlt wird, sollte die Länge des Abschnittes, in dem sich die Schicht 16 zwischen der Ausgangsstange 24 und der Führungsstange 13 befindet, mehr als einen Meter betragen.

Die Teilrohre der Führungsstange 13 sind durch Hülsen 17 verbunden, die an den Teilrohren durch Kleben befestigt sind. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Schicht 15 auf der Innenseite der Teilrohre der Führungsstange 13, ausgenommen im Bereich der Hülsen 17, aufgebracht.

Wie Fig. 1 zeigt, treibt der Antrieb 1, der für die Spinn-, die Spulmaschine und die Traversiervorrichtung gemeinsam ist, eine erste Welle 32, eine zweite Welle 33, eine dritte Welle 34 und die Führungsstange 13 von einem Motor 31 aus über ein Paar Riemenscheiben 35, ein Untersetzungsgetriebe 36, eine Kupplung 37, Riemenscheiben 38, 40 und 41 und einen Riemen 39 an. Die Nutentrommel 21 des Nockengetriebes 12 wird über die Welle 34, zwei Riemenscheiben 42 und Zahnräder 43 angetrieben.

Nachfolgend wird ein durchgeführter Versuch beispielsweise beschrieben:

Die Traversiervorrichtung wurde, wie in Fig. 3 gezeigt, betrieben. Die Hin- und Herbe­ wegung des Nockengetriebes 12 betrug 360 Doppelhübe pro Minute und war damit fast doppelt so hoch wie der normale Wert, der bei 200 Doppelhüben pro Minute liegt. Die Führungsstange 13 hat eine Gesamtlänge von 18 m und einen Außendurch­ messer von 20 mm sowie eine Wandstärke von 0,5 mm. Die Führungsstange war in 17 Führungen 14 gelagert und in 18 Abschnitte unterteilt und trug insgesamt 60 Fadenführungen 5. Weiterhin war am einen Ende der Führungsstange 13 ein Ab­ standssensor 45 zur Bewegungsüberwachung angeordnet.

Fig. 4A zeigt den Zustand der Hin- und Herbewegung, wenn eine viskoelastische Schicht mit einer Dicke von 500 µm auf der Innenseite der Führungsstange 13, ausge­ nommen im Bereich der Hülsen 17, aufgebracht ist. Die Biegeschwingung a wird am einen Ende A der Hin- und Herbewegung erzeugt, klingt jedoch schnell ab und ist bereits nach der dritten Schwingung vollständig erloschen. Auch die Biegeschwingung b, die am anderen Ende B der Hin- und Herbewegung erzeugt wird, klingt in der gleichen Weise wie die Biegeschwingung ab.

Die Fadenführungen vibrieren entsprechend den Biegeschwingungen der Führungs­ stange 13, und es können kleine Versetzungen synchron mit den Biegeschwingungen a und b in der Auflaufspule erzeugt werden, jedoch sind diese gering und beeinträchtigen in der Praxis den Gebrauch und die Qualität der Auflaufspule nicht.

4B zeigt den Zustand der Hin- und Herbewegung, wenn kein Dämpfungsmaterial innerhalb der Führungsstange 13 vorhanden ist. Die am einen Ende A der Hin- und Herbewegung erzeugte Biegeschwingung c nimmt nur in geringem Maße ab und setzt sich bis zum anderen Ende B fort, und es wird eine neue Biegeschwingung d erzeugt. Dies führt zu großen Versetzungen der Auflaufspule synchron zu den Biege­ schwingungen c und d, die das Abspulen der Auflaufspule behindert.

Dieser Effekt tritt auf, wenn die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung der Traversiervorrichtung größer als die normale Rate von 200 Doppelhüben pro Minute ist. Dadurch wird jede Erhöhung der Geschwindigkeit der Spinn- und der Spulma­ schine verhindert, jedoch durch die schwingungsdämpfend wirkende Traversiervor­ richtung ermöglicht.

Claims (5)

1. Traversiervorrichtung für eine automatische Spulmaschine zum gleichzeitigen Herstellen mehrerer Auflaufspulen, bestehend aus mehreren Spulstellen, von denen jede eine Fadenführung (5) aufweist, und die Fadenführungen (5) von einer gemeinsamen Führungsstange (13) hin- und hergehend angetrieben werden, wobei die Führungsstange (13) aus Teilrohren besteht, die miteinander verbunden sind und ein Vibrationsdämpfungselement aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß das Vibrationsdämpfungselement aus einer viskoelastischen Schicht (15) auf der Innenseite der Teilrohre der Führungsstange (13) besteht.

2. Traversiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstange (24) des Antriebs (1) der Traversiervorrichtung und die Führungs­ stange (13) über eine viskoelastische Schicht (16) verbunden sind.

3. Traversiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilrohre der Führungsstange (13) innen durch Hülsen (17) verbunden sind.

4. Traversiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (17) auf der Innenseite mit einer viskoelastischen Schicht versehen sind.

5. Traversiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen (17) mit viskoleastischem Material gefüllt sind.