DE2002834C3 - Nadelstab aus Metall für Nadelstabstrecken der Spinnerei und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

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Bei einer bekannten Ausführungsform besitzt der Nadelstab einen Mittelteil für die Stellung oder Lagerung einer Vielzahl von Nadeln, die in einer vorgeschriebenen Anordnung mit Abstand zueinander ausgerichtet sind, und zwei Endteile für eine Wirkverbindung mit dem Antriebsmechanismus des Nadelstabes. Die Stellung oder Lagerung der Nadeln im Mittelteil wird durch ein festes Einbetten der Fußenden der Nadeln in Löcher oder eine Ausnehmung erhalten, die in vertikaler Richtung durch das Mittelteil hindurchgehen oder geht. Die Fußenden der Nadeln sind fest mit einem oder mehreren Streifen verbunden, der oder die in eine oder mehrere Nuten, welche in Längsrichtung des Mittelteiles verlaufen, fest eingefügt ist oder sind. Für die Anordnung der Nadeln ist es damit unerläßlich, daß das Mittelteil des Nadelstabes mit derartigen Löchern, Nuten oder Ausnehmungen versehen wird. Andererseits müssen die Endteile so geformt sein, daß sie eine stabile und exakte Wirkverbindung mit dem Antriebsmechanismus erlauben. Diese Formung wird meistens durch einen Stanz- oder Schneidvorgang vorgenommen.

Rei den bekannten Nadelstäben existiert vorrangig das Problem der Materialbeanspruchung im Betrieb. Zu große Beanspruchungen kommt es vor allem in Bereich der Löcher, Nuten oder Ausnehmungen, beim Kämm-Vorgang. Weiterhin kommt es zu einer solchen Materialbeanspruchung in den Endteilen im Übergangsbereich unterschiedlicher Materialstärken, die beim Herstellen solcher Nadelstäbe durch Stanzen oder Schneiden unvermeidbar sind. Solche Materialbeanspruchungen sind die Ursache für eine erhöhte Bruchgefahr.

Auch besitzen die bekannten Nadelstäbe ein relativ hohes Gewicht. Dies ist primär darauf zurückzuführen,

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daß die Endteile, die mit den Antriebs- und Führungsmechanismen in Wirkverbindung zu bringen sind, eine bestimmte Mindeststärke besitzen müssen, um durch einen Stanz- oder Schneidvorgang geformt werden zu können. Sekundär ist dies darauf zurückzuführen, daß das Mittelteil mit den Löchern, Nuten oder Ausnehmungen zu versehen ist und deshalb gleichfalls eine bestimmte Mindeststärke aufweisen muß, um noch ausreichend Widerstand gegen eine Querbelastung während des Kämmvorganges und gegen eine Stoßkraft aufzubringen, die während des Schaltzyklus auftritt Ein durch große Materialstärken verursachtes großes Gesamtgewicht eines Nadelstabes ist auch die Ursache für eine oft unregelmäßige Bewegung des Nadelstabes im Kämm- und Umkehrzyklus. Insbesondere wird aber durch ein hohes Gewicht des Nadelstabes die Stoßenergie im Zeitpunkt des Schaltzyklus erhöht, was unvermeidbar ein rasches und häufiges Brechen des Nadelstabes und seiner zugeordneten Maschinenteile hervorruft. Selbstverständlich ist ein hohes Gewicht eines Nadelstabes auch die Ursache für das Auftreten großer Reibungskräfte während des horizontalen Bewegens des Nadelstabes entlang seiner Führungen, so daß der Nadelstab und die ihm zugeordneten Maschinenteile einem raschen Verschleiß infolge Reibung unterliegen.

Bei den bekannten Nadelstäben spielt aber auch das Problem der Werkstoffermüdung eine große Rolle, und zwar in seiner Wechselbeziehung zu dem Problem einer einfachen Herstellungsmöglichkeit des Nadelstabes. Es muß wohl nicht näher begründet werden, daß es äußerst schwierig ist, Löcher, Nuten oder Ausnehmungen in einem Werkstück aus Stahl vorzusehen, die im Vergleich zu ihren vertikalen Abmessungen relativ kleine horizontale Abmessungen besitzen. Um die Schwierigkeiten bei der dafür geforderten Präzisionsarbeit auf ein Minimum zu reduzieren, sind die bekannten Nadelstäbe im Regelfall aus einem Stahl niedrigen Kohlenstoffgehaltes hergestellt. Ein solcher Stahl besitzt nun bekanntlich eine relativ niedrige Dauerfestigkeit.

In der Technik sind verschiedene Vorgänge bekanntgeworden, um die Ausführung der Nadelstäbe und die Herstellungsverfahren zu verbessern. So wurden beispielsweise durch die USA.-Patentschrift 33 44 482, die britische Patentanmeldung 11 215/65 und die französische Patentschrift 14 38 932 sogenannte Wegwerf-Nadclstäbe bekannt. Diese Nadelstäbe bestehen aus einem Formkörper aus Kunststoff, in den in Längsrichtung ein Verstärkungselement aus elastischem Federstahl eingebettet ist. Dadurch wird das große Gewicht der Nadelstäbe wesentlich gemindert. Nach wie vor existiert bei ihnen aber das Problem einer Konzentration von Materialbeanspruchungen. Diese tritt insbesondere in dem schmalen Bereich zwischen dem seitlichen Ende des Verstärkungsgliedes und dem inneren Ende des mit der Schraubenspindel in Wirkverbindung tretenden Bereichs auf. Weiterhin unterliegen in diesen Ausführungsformen wegen der Herstellung aus Kunststoff die Ecken des mit der Schraubenspindel in Wirkverbindung tretenden Bereichs und die Bodenfläche des mit der Führung für den Nadelstab in Wirkverbindung tretenden Bereichs durch den häufigen Stoß- und Reibungskontakt mit der Steuerkurve, der Schraubenspindel und der Führung einem raschen Verschleiß. Zudem entwickeln diese Ausführungsformen verhältnismäßig leicht eine permanente Eigenspannung, ganz abgesehen davon, daß auch sie ein bestimmtes Mindestgewichtbesitzen müssen.

Gemäß einem anderen, vorbekannten Vorschlag (deutsche Patentschrift 11 19 732) weist ein verbesserter Nadelstab eine Vielzahl von zueinander ausgerichteten Nadeln auf, deren Fußenden in eine Gummischicht od. dgL eingebettet sind, tie in einer Sandwich-Anordnung zwischen zwei mittleren, mit der. beides. Endteiien zusammengeschweißten oder angelöteten Stahlbereichen liegt. Auch bei diesen Nadelstäben wird das beim Stanzen oder Schneiden des Endteiles entstehende Problem nicht beherrscht, und außerdem kommt es zu einer Konzentration von Materialbeanspruchungen in den Übergangsbereichen zwischen dem dicken Endteil und dem Mittelteil, d. h, den beiden davon getrennten, dünnen Zwischenbereichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nadelstab der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfacher herzustellen und insbesondere frei von jeglicher Konzentration von Materialbeanspruchungen ist. Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Bei dem Verfahren zum Herstellen eines Nadelstabes gemäß der Erfindung soll das Mittelteil mit den beiden Endteilen aus einem im wesentlichen gleiche Stärke aufweisenden plattenförmigen Körper ausgestanzt werden und anschließend sollen die beiden Endteile die zur Führung und zum Antrieb erforderliche Ausgestaltung durch Preßformen erhalten. Auf diese Weise soll der Nadelstab leichter werden, um eine gleichförmige Bewegung sicherzustellen und um insbesondere einen raschen Verschleiß durch Reibung mit den zugeordneten Maschinenteilen zu vermeiden. Weiterhin soll sich dadurch im Vergleich zu den bekannten Ausführungsformen eine verbesserte Stoßfestigkeit, eine verbesserte Dauerfestigkeit und eine verbesserte Standzeit ergeben. Mit seinem Gewicht soll der Nadelstab ein optimales Verhältnis in bezug auf die Stärke des bearbeiteten Faserbandes besitzen, so daß er eine optimale Kämmwirkung durchzuführen gestattet, ohne daß eine Störung des Antriebsmechanismus besteht. Insbesondere soll sich der Nadelstab zum Einbau in hochtourige Nadelstabfelder eignen, so daß deren Wirkungsgrad erhöht werden kann, wobei gleichzeitig erreicht werden soll, daß der Nadelstab geräuscharm arbeitet. Auch soll durch die erfindungsgemäße Ausbildung bzw. Herstellung des Nadelstabes die Gefahr eines Verschleißes der Schraubenspindeln, der Führungen für die Nadelstäbe, der Steuerkurven und weiterer, zugeordneter Maschinenteile auf ein Minimum reduziert werden. Weiterhin wird dadurch ermöglicht, den Nadelstab nicht aus einem Stahl niedrigen Kohlenstoffgehaltes herstellen zu müssen, so daß keine Probleme in der Beherrschung der Stoßfestigkeit und der Werkstoffermüdun,? existieren.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der F i g. 1 bis 8 erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Nadelstab mit seinem Mittelteil und den beiden Endteilen in Seitenansicht,

F i g. 2A und 2B das Endteil des Nadelstabes gemäß F i g. 1 in zwei unterschiedlichen Ausführungsformen in Draufsicht,

F i g. 3 den Nadelstab in einer Teil-Perspektivansichi,

F i g. 4A bis 4E das Mittelteil des Nadelstabes gemäß F i g. 1 in unterschiedlichen Querschnittsformen,

F i g. 5 bis 8 Ausführungsformen des Nadelstabes in teilweise geschnittenen Draufsichten.

F i g. 1 zeigt einen Nadelstab 1 aus Metall, der aus einem Mittelteil 2 und zwei üer Führung und dem Antrieb dienenden Endteiien 3 besteht Mit den beiden Endteilen 3 bildet das Mittelteil 2 ein einstückiges Stanz- und Formteil nach Art eines plattenförmigen Körpers. Alle drei Teile 2, 3 weisen über ihre gesamte Länge im wesentlichen gleiche Stärke a auf.

Nach F i g. 2A umfaßt das Endteil 3 drei Bereiche 4,6 und 7. Der Bereich 4 schließt sich seitlich an das Mittelteil 2 an und tritt in Wirkverbindung mit den Führungen für den Nadelstab und mit den Enden von Führungsschienen während der Bewegung in Schaltzyklus. Der einseitige Bereich 6 tritt in Wirkverbindung mit den Schraubenspindeln und ist über den Bereich 7 mit dem Bereich 4 verbunden. In der Ausführungsform gemäß F i g. 2B weist Endteil 3 gleichfalls einen Bereich 4 auf, der über den Bereich 7 mit dem endseitigen Bereich verbunden ist. Die Seite 8 kommt während der einen Bewegung im Schaltzyklus mit der Führung für den Nadelstab in Eingriff, während bei einer anderen Bewegung im Schaltzyklus die Seite 9 eingreift.

F i g. 3 zeigt das Mittelteil 2 mit einem Kunststoffbelag 13, in dem die Nadeln It eingebettet sind.

Die F i g. 4A bis 4E veranschaulichen mögliche Querschnittsformen des Mittelteiles 2 des Nadelstabes 1.

Im Falle der Ausführungsform nach F i g. 5 besitzt der Nadelstab 1 zwei Teile 2a und 2b, die Seite an Seite amalgamiert sind, wobei die Nadeln 11 seitlich der einen Seitenfläche des Teiles 2a liegen und ihre Fußenden durch den Kunststoffbelag 13 festgelegt sind, der die beiden Teile 2a, 2b überdeckt. Solche Doppelteile 2a, 3 und 2b, 3 bringen eine erhöhte Widerstandskraft des Nadelstabes gegen äußere Belastungen, insbesondere für das Mittelteil 2 des Nadelstabes. F i g. 6 zeigt eine Alternative zu der Ausführungsform gemäß F i g. 5. Auch hier sind nur zwei Teile 2a und 2b vorgesehen, die jedoch in Abstand voneinander gehalten sind, so daß in einen Spalt der Kunststoffbelag 13 eingebracht werden kann. Die Ausführungsform nach F i g. 7 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 6 nur darin, daß hier die beiden Teile 2a, 2b auch im Bereich des Endteiles 3 in einem gewissen Abstand gehalten sind. Die Ausführungsform gemäß F i g. 8 unterscheidet sich schließlich von derjenigen nach F i g. 7 darin, daß hier die beiden Teile 2a, 2b über ihre gesamte Länge auf Abstand gehalten sind, wobei in den Spalt zwischen diesen beiden auf Abstand gehaltenen Teilen 2a, 2b im Bereich 2 der Kunststoffbelag 13 eingefügt ist, während im Bereich von deren Enden in den Spalt jeweils geeignete Formstücke 21 eingefügt sind. Diese Formstücke 21 gehen nahtlos in die zwei Teile 2a, 2b über.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche: 20

1. Nadelstab aus Metall für Nadelstabstrecken der Spinnerei, welcher aus einem Mittelteil und zwei der Führung und dem Antrieb dienenden Endteilen besteht, wobei das Mittelteil einen Kunststoffbelag aufweist, in dem die Nadeln eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (2) mit den beiden Endteilen (3) als einstückiges Stanz- und Formteil ausgebildet ist und die drei Teile (.2, 3) über ihre gesamte Länge im wesentlichen gleiche Stärke (a) aufweisen (Fig. 1, 2A.2B).

2. Nadelstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Teile (2,3) als Doppelteile (2a, 3; 2b, 3) Seite an Seite angeordnet und wenigstens im Bereich der beiden Endteile (3) miteinander verbunden sind (F i g. 5 bis 7).

3. Nadelstab nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Doppelteile (2a, 3; 26, 3) über ihre gesamte Länge auf Abstand zueinander angeordnet und im Bereich der Endteile (3) Formstükke (21) eingefügt sind (F i g. 8).

4. Verfahren zum Herstellen eines Nadelstabes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (2) mit den beiden Endteilen (3) aus einem im wesentlichen gleiche Stärke (a) aufweisenden plattenförmigen Körper ausgestanzt wird und anschließend die beiden Endteile (3), die zur Führung und zum Antrieb erforderliche Ausgestaltung durch Preßformen erhalten.