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Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine, bei der ein oder mehrere unter Spannung stehende Fäden verarbeitet werden. Insbesondere betrifft die Erfindung solche Textilmaschinen, bei denen der unter Spannung stehende Faden mit variierendem Verbrauch verarbeitet wird.
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In Fäden verarbeitenden Textilmaschinen können Schwankungen in der Fadenspannung Ungenauigkeiten oder Fehler bei der Verarbeitung verursachen, die ihrerseits zu Fehlern im verarbeiteten Textilerzeugnis führen. Eine Reduzierung der Verarbeitungs- und Zuführungsgeschwindigkeit des Fadens in der Maschine kann dieses Problem zwar abmildern; jedoch ist solch eine Reduzierung im Allgemeinen unerwünscht, da sie letztlich den Ausstoß der Maschine verringert.
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Eine Hauptursache von Schwankungen in der Fadenspannung kann darin liegen, dass die Abnahme des Fadens auf der Verarbeitungsseite variiert. Typische Beispiele sind hier mit Jacquard-Technik arbeitende Textilmaschinen, insbesondere Rund- oder Flachstrickmaschinen mit Jacquard-Technik. Bei einer solchen Strickmaschine variiert der Fadenverbrauch je nach gestricktem Jacquard-Muster: sinkt der Verbrauch, schießt kurzzeitig mehr Faden nach (schon aufgrund der Trägheit des Fadens bzw. des den Faden bereitstellenden Fournisseurs). Dadurch sinkt die Fadenspannung. Unter Umständen kann der überschüssige Faden eine Schlinge ausbilden, die schwingungsbedingt die Strickstelle in hoher Geschwindigkeit, gewissermaßen peitschenartig, erreichen kann. Dort erfasst dann möglicherweise die Nadel den Faden nicht mehr, so dass es zu Fehlern im Gestrick der produzierten Strickware kommt. Je schneller die Maschine dabei arbeitet, desto gravierender ist das Problem.
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In herkömmlichen Strickmaschinen wird das Problem dadurch zu entschärfen versucht, dass man die Fournisseure mit Fadenbremsen und Fadenfühlern versieht, die dann (möglicherweise mechanisch oder elektronisch gesteuert) die Fadenspannung auch bei variierendem Fadenverbrauch möglichst konstant halten sollen. Dennoch können auch solcherart ausgestattete Fournisseure einen plötzlichen Spannungsverlust nur mit einer gewissen Zeitverzögerung ausgleichen, die jedoch gerade bei hoher Verarbeitungs- und Zuführungsgeschwindigkeit weiterhin problematisch sein kann, da der Peitscheneffekt dann weiter auftreten kann.
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Weitere bekannte Lösungsansätze sehen verbesserte Fadenführungen vor, mit denen verhindert werden soll, dass der Faden bei nachlassender Fadenspannung aus der Fadenleitrolle springt; siehe etwa die Druckschrift
EP 1 939 340 A1 . Auch mechanische Schwingungsdämpfer im Fadenverlauf sind bekannt, beispielsweise aus der Druckschrift
DE 297 03 011 U . Aber auch diese Lösungsansätze stoßen bei hohen Verarbeitungs- und Zuführungsgeschwindigkeiten an ihre Grenzen.
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Gesucht wird daher eine Lösung, die auch bei hohen Geschwindigkeiten eine möglichst konstante Fadenspannung gewährleistet. Insbesondere soll eine solche Lösung eine Textilverarbeitung mit hoher Geschwindigkeit auch bei variierendem Fadenverbrauch, wie beispielsweise bei Jacquard-gesteuerten Strickmaschinen, in der Weise möglich machen, dass trotz hoher Geschwindigkeit Ausschuss bei der produzierten Strickware vermieden werden kann, so dass eine hohe Produktivität der Maschine erhalten wird.
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Die in Schutzanspruch 1 definierte Textilverarbeitungsvorrichtung löst das obige Problem dadurch, dass im Fadenverlauf Luft in einer Richtung auf den Faden geblasen wird, die der Fadenverlaufsrichtung ganz oder teilweise entgegengesetzt ist. Die abhängigen Schutzansprüche beschreiben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung.
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Der Luftstrom kann dabei insbesondere von einer Luftdüse erzeugt werden. Eine solche Luftdüse kann zum Beispiel so in der Textilmaschine angeordnet sein, dass der Faden in Längsrichtung durch sie hindurch verläuft. In diesem Fall verlaufen der Faden und die Luft innerhalb der Luftdüse in einander entgegensetzten Richtungen. Die Luftdüse oder eine andere den Luftstrom erzeugende Einrichtung kann aber auch so angeordnet sein, dass die Richtung des Luftstroms der Fadenverlaufsrichtung in dem Sinne nur teilweise entgegengesetzt ist, dass eine Richtungskomponente des Luftstroms der Fadenverlaufsrichtung entgegengesetzt ist.
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Der dem Faden entgegengesetzte Luftstrom bewirkt, dass sich der Faden auf der Fadenverarbeitungsseite in Fadenverlaufsrichtung abwärts der Luftströmungseinrichtung strafft. Etwaige durch den überschüssigen Faden entstandene Schlingen oder Schlaufen des Fadens verbleiben auf der Fadenzuführungsseite in Fadenverlaufsrichtung aufwärts der Luftströmungseinrichtung, während für die Fadenverarbeitung auch bei hoher Geschwindigkeit eine gleichmäßige Fadenspannung gewährleistet werden kann.
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Es ist vorteilhaft, die Luftdüse möglichst nahe der Textilverarbeitungsstelle vorzusehen, insbesondere kurz vor (bezüglich der Fadenverlaufsrichtung) der letzten Fadenführungseinrichtung vor der Textilverarbeitungsstelle. Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, die Luftdüse 20 mm oder weniger, insbesondere 15 mm oder weniger, vor der letzten Fadenführungseinrichtung anzuordnen, da sich gezeigt hat, dass auf diese Weise die Spannung hinter der Luftdüse (auf der Verarbeitungsseite) besonders gut auf gleichmäßigem Niveau gehalten werden kann. Ein Abstand von ca. 10 mm hat sich besonders bewährt.
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Es ist zudem denkbar, dass die Luftdüse zusätzlich als Fadenführer dient, indem sie so ausgebildet ist, dass der Faden innerhalb der Luftdüse umgelenkt wird.
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Weiterhin kann die Position der Luftdüse auch entlang des Fadentransportwegs verschiebbar ausgebildet sein, beispielsweise indem sie an einer Schiene befestigt ist und auf dieser bewegt werden kann. Die Verschiebung der Luftdüse kann dann manuell oder automatisch gesteuert vorgenommen werden. Da der Peitscheneffekt und die Bildung von Schlingen zumindest teilweise ein schwingungsbedingtes Phänomen ist, das mit Geschwindigkeit, Beschaffenheit und Grundspannung des Fadens ebenso wie mit den Abständen der Fadenführungselemente variieren kann, lässt sich mit einer positionsverstellbaren Luftdüse besonders gut ein je nach Gegebenheiten optimales Ergebnis bezüglich der Gleichmäßigkeit der Fadenspannung hinter der Luftdüse erhalten.
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Zusätzlich können bei der Positionierbarkeit der Fadendüse weitere Freiheitsgrade vorgesehen werden, so dass die Luftdüse nicht nur entlang der Fadentransportwegs verschoben sondern auch in der zum Fadentransportweg senkrechten Ebene positioniert und auch in ihrer Ausrichtung verschwenkt werden kann. Hierzu sind verschiedene Arten von Luftdüsenhalterungen denkbar, die solche Verschiebungs- und Verkippungsmöglichkeiten vorsehen. Wenn die Luftdüse auf diese Weise aus dem Fadentransportweg heraus positioniert oder geschwenkt ist, fungiert sie gewissermaßen zusätzlich als ein weiteres Fadenführungselement.
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Der Luftausstoß der Luftdüse kann konstant sein; er kann aber auch manuell einstellbar sein oder automatisch gesteuert werden. Sowohl statische als auch dynamische Steuerungen sind hier möglich. Beispielsweise kann die Steuerung des Luftausstoßes mit der Steuerung der Jacquard-Musterverarbeitung abgestimmt sein. Wenn mehrere Luftdüsen innerhalb einer Textilmaschine vorgesehen sind, kann der Luftausstoß für die Luftdüsen gemeinsam oder individuell gesteuert werden.
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Die Luftdüse kann auch in einer Weise ausgeführt sein, die es erlaubt, die Richtung der Luftströmung umzukehren. Dies hat den Vorteil, dass sich der Faden dann vor Aufnahme bzw. Wiederaufnahme des Betriebs der Textilmaschine dank des resultierenden Saugeffekts leichter in die Luftdüse einführen lässt.
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Statt durch eine Luftdüse kann die Luftströmung auch durch Röhren mit konstantem oder variierendem Durchmesser dem Faden entgegen geführt werden. Grundsätzlich kann auch ein anderes Fluid als Luft dem Faden entgegengeblasen werden, beispielsweise ein anderes Gas oder ein Gasgemisch, in dem ein Mittel zur Oberflächenbehandlung, Färbung oder Imprägnierung des Fadens zerstäubt ist.
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Schließlich kann die Luftdüse der vorliegenden Erfindung bei verschiedenen Typen von Textilmaschinen, die einen Faden unter einer gewissen Spannung verarbeiten, zur Anwendung kommen. Dies sind beispielsweise Strick-, Wirk-, Web- oder Nähmaschinen oder auch Maschinen zum Umspulen oder Weitertransportieren eines Fadens.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Seitenansicht der Strickmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
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2 eine perspektivische Ansicht des Bereichs der Luftdüse, des Fadenführers und der Stricknadeln der Strickmaschine;
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3 eine weitere perspektivische Ansicht des gleichen Bereichs der Strickmaschine;
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4 eine perspektivische Ansicht des Bereichs der Luftdüse und des Fadenführers der Strickmaschine;
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5 eine Schnittansicht der Luftdüse;
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6 eine perspektivische Ansicht der Luftdüse;
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7 eine perspektivische Ansicht der Luftdüse zusammen mit der Luftdüsenhalterung und
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8 eine weitere perspektivische Ansicht der Luftdüse zusammen mit der Luftdüsenhalterung.
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Nachfolgend wird als Beispiel für eine erfindungsgemäße Textilverarbeitungsvorrichtung eine Jacquard-Rundstrickmaschine unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
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In einer Rundstrickmaschine werden Fäden aus Fadenliefervorrichtungen einem rotierenden Strickwerkzeugträger zugeführt, dessen Strickwerkzeuge als Maschenbildungselemente die Fäden dann an den Strickstellen, die den jeweiligen Fäden zugeordnet sind, verarbeiten. Die Verarbeitung des Fadens findet dabei unter Spannung statt, so dass insbesondere bei Jacquard-Strickmaschinen mit variierendem Fadenverbrauch bei der Verarbeitung positive Fadenliefervorrichtungen bzw. Fournisseure verwendet werden, die den Faden ohne Schlupf liefern.
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1 zeigt den Transportweg des Fadens F in einer Jacquard-Rundstrickmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgehend vom Fournisseur 3, der den Faden von der Garnrolle abzieht und auf seinem Fadenspeicherrad 3d zwischenspeichert, über eines oder mehrere Fadenführungselemente 5 und schließlich eine Fadenzuführungsbohrung eines Fadenführers bis hin zur Strickstelle. An der Strickstelle wird der Faden dann von den an einem rotierenden Träger angeordneten Strickwerkzeugen 4 zur Maschenbildung verarbeitet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich um horizontal an einer Kippscheibe und vertikal an einem Nadelzylinder angeordnete Stricknadeln.
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Auf der einen Seite wird zur Verarbeitung des Fadens an der Strickstelle eine möglichst gleichmäßige Spannung benötigt; auf der anderen Seite variiert jedoch bei einer Jacquard-Strickmaschine je nach gewähltem Jacquardmuster der Fadenverbrauch an der Strickstelle. Dem Zweck einer konstanten oder zumindest gleichmäßigen Fadenspannung, der besonders bei variierendem Fadenverbrauch eine anspruchsvolle Aufgabe ist, dienen im Ausführungsbeispiel der Fournisseur 3 und die Luftdüse 1.
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Der Fournisseur 3 ist mit einer Fadenbremse 3a und Fadenlauffühlern 3b, 3c ausgestattet, um die Fadenspannung regulieren zu können und auch bei plötzlich sinkendem Fadenverbrauch nicht zuviel Faden nachschießen zu lassen. Bei hohen Zuführungs- und Verarbeitungsgeschwindigkeiten stößt der Fournisseur jedoch an seine Grenzen; aufgrund seiner Trägheit, insbesondere der seines rotierenden Fadenspeicherrades, kann ein plötzlich absinkender Fadenverbrauch dazu führen, dass zuviel Faden nachschießt. Die Folge davon sind ein momentaner Fadenspannungsverlust und dann unter Umständen die Bildung von bis zur Strickstelle schnellenden Schlingen, die schließlich zu Strickfehlern führen.
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Um auch unter solchen Umständen noch eine gleichmäßige Fadenspannung zu erhalten und damit eine zuverlässige Verarbeitung auch bei hoher Geschwindigkeit zu gewährleisten, ist eine Luftdüse 1 vorgesehen, die weiter abwärts in Fadenverlaufsrichtung vor der Strickstelle angeordnet ist. Wie in den 2 bis 4 dargestellt ist die Luftdüse 1 an einer dafür vorgesehenen Halterung 2 angebracht.
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Die Luftdüse 1 ist genauer in den 5 und 6 dargestellt. Sie hat eine Lufteinlassöffnung 1c sowie eine Luftauslassöffnung 1a, die zugleich als Fadeneinlauföffnung dient. Der Faden F durchläuft die Luftdüse durch einen geradlinigen Fadenkanal von der Fadeneinlauföffnung 1a bis zu einer ebenfalls vorgesehen Fadenauslauföffnung 1b. Die Luft wird in der Luftdüse 1 von der Lufteinlassöffnung 1c in einen Luftströmungskanal geführt, der dann in den Fadenkanal einbiegt, so dass der Teil des Fadenkanals von dieser Einbiegung bis zur Luftauslass- und Fadeneinlauföffnung gleichermaßen als Luftströmungs- und Fadenkanal dient. In der Mitte dieses gemeinsamen Kanalteils wird der Faden F in entgegengesetzter Richtung zur Luftströmung geführt, wie durch die entsprechenden Pfeile in 5 dargestellt. Durch Reibung an der Oberfläche des ihr begegnenden Fadens übt die Luftströmung eine der Transportrichtung des Fadens entgegen gerichtete Kraft auf den Faden aus.
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Tritt nun, beispielsweise durch eine Abnahme des Fadenverbrauchs an der Strickstelle, ein plötzlicher Fadenspannungsverlust auf, der von der Fadenbremse des Fournisseurs nicht schnell genug kompensiert werden kann, so sorgt die Luftdüse dafür, dass der überschüssige Faden auf der Fadenzuführungsseite der Luftdüse 1 (d. h., auf der Seite der Fadeneinlauföffnung 1a) verbleibt. Auf der Fadenverarbeitungsseite der Luftdüse 1 (d. h., auf der Seite der Fadenauslauföffnung 1b) wird durch die von der Luftströmung der Luftdüse auf den Faden ausgeübte Reibungskraft eine für eine zuverlässige Strickverarbeitung ausreichende Fadenspannung aufrechterhalten. Die Höhe der aufrechterhaltenen Fadenspannung kann dabei durch die Stärke der Luftströmung ebenso wie die Ausgestaltung und Positionierung der Luftdüse so eingerichtet werden, dass sie möglichst gleichmäßig und für die entsprechende Verarbeitung ausreichend ist.
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Wie in der 5 dargestellt verjüngt sich der Durchmesser des gemeinsamen Kanalteils für Faden und Luftströmung zur Fadeneinlauf- und Luftauslassöffnung 1a hin, um so die Luftströmungsgeschwindigkeit und damit die Reibungskraft auf den Faden an der Öffnung zu erhöhen. Es ist aber auch denkbar, den Durchmesser des Luftströmungskanals in der Luftdüse konstant zu belassen (oder sogar zu verbreitern), wenn die Luftdüse dabei die Fadenspannung im gewünschten Maß erhalten kann. Zudem sind auch andere Düsenformen denkbar oder sogar eine offenes Gebläse, solange die Luft dabei so auf den Faden trifft bzw. geblasen wird, dass auf die Fadenoberfläche eine gegen den Fadenlauf gerichtete Reibungskraft ausgeübt wird. Dazu sollte die Luft auf den Faden in einer Richtung geblasen werden, die zumindest eine positive Richtungskomponente entgegen der Fadenlaufrichtung aufweist.
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Die 7 und 8 zeigen die Anbringung der Luftdüse 1 an der Luftdüsenhalterung 2. Die dort gezeigte Lagerung der Luftdüse mittels einer drehbaren und schraubenfixierbaren Stange und zweier Bleche, die mit Langlöchern versehen sind und ebenfalls mit Schrauben fixiert werden, erlaubt eine freie und flexible Schwenkbarkeit und Positionierung der Luftdüse nicht nur entlang der Fadenverlaufsrichtung sondern auch in der dazu senkrechten Ebene. Die in den 7 und 8 dargestellte Halterung ist nur beispielhaft zu verstehen: auch andere Gestaltungen der Halterungen, die wahlweise eine volle oder eingeschränkte Positionierbarkeit, beispielsweise nur entlang der Fadenverlaufsrichtung, erlauben sind denkbar, ebenso wie eine Halterung, in der die Luftdüse in einer festen und unveränderbaren Stellung gehalten wird.
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Der Faden kann auf seinem Weg vom Fournisseur 3 zur Strickstelle hin auch über einen oder mehrere die Fadenverlaufsrichtung ändernde Fadenführungs- oder Umlenkelemente 5 geführt werden, bevor er in die Fadenzuführungsbohrung 6 des Fadenführers eintritt. Im Ausführungsbeispiel ist ein solches Fadenführungselement 5 zwischen der Luftdüse 1 und der Fadenzuführungsbohrung 6 zur Strickstelle angeordnet. Ein solches Fadenführungselement kann Teil des Fadenführers sein oder auch unabhängig von ihm angebracht sein. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die Luftdüse 1 und das letzte solche Fadenführungselement 5 in Fadenverlaufsrichtung mit einem geringen Abstand, zum Beispiel 10 mm, zueinander anzuordnen. Die Luftdüse kann aber auch, zum Beispiel wenn sie aus dem ursprünglichen Fadenverlaufsweg herausbewegt wird und der Faden bei der Durchquerung der Luftdüse seine Laufrichtung ändert, selbst als einziges oder als ein zusätzliches Fadenführungselement dienen.
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Die Luftzufuhr der Luftdüse kann steuerbar ausgeführt sein, so dass sich die Luftströmung entsprechend den jeweiligen Erfordernissen anpassen lässt, die beispielsweise von der Beschaffenheit, der Zuführungsgeschwindigkeit und der Grundspannung des Fadens ebenso wie von der Fadenführung innerhalb der Strickmaschine bestimmt sein können. Möglich ist es auch, die Luftzufuhr der Luftdüse in Abstimmung mit der Jacquardmustersteuerung der Strickmasche zu steuern, indem beispielsweise die Luftströmung automatisch erhöht wird, wenn aufgrund der Jacquardmustersteuerung eine Abnahme des Fadenverbrauchs absehbar ist. Auf diese Weise kann die Luftdüse zu jeder Zeit eine an den momentanen Bedarf angepasste Spannungskompensation bereitstellen. Eine weitere denkbare Funktion der Kombination einer geeigneten Luftdüse mit einer entsprechenden Luftdüsensteuerung ist auch die Umkehrbarkeit des Luftstroms. Diese hätte den Vorteil, dass sich an der Fadeneinlauföffnung eine Saugwirkung ausbilden lässt, die die manuelle Einführung eines Fadens bei Aufnahme bzw. Wiederaufnahme des Betriebs der Strickmaschine erleichtert.
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Rundstrickmaschinen weisen im Allgemeinen eine Vielzahl von Strickstellen mit jeweils eigenen Fadenzuführungen auf, von denen hier in den Figuren nur eine beispielhaft dargestellt ist. Dabei können die Fadenzuführungen aller oder auch nur einzelner der Strickstellen mit der oben beschriebenen Luftdüse ausgestattet sein. Die Luftversorgung der Luftdüsen ebenso wie die Steuerung der Luftströmungsmenge und der Positionierung der Luftdüsen können dabei für die verschiedenen Strickstellen individuell oder gemeinsam vorgesehen sein.
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Das obige Ausführungsbeispiel beschreibt eine Jacquard-Rundstrickmaschine. Es ist jedoch ersichtlich, dass die oben beschriebene Luftdüse auch in anderen Textilmaschinen zum Einsatz kommen kann, in denen ein Faden (oder mehrere Fäden) unter Spannung verarbeitet oder auch nur transportiert wird. Die durch die Luftdüse gewährleistete Aufrechterhaltung und verbesserte Gleichmäßigkeit der Fadenspannung ist auch in Textilmaschinen mit konstantem Fadenverbrauch von Vorteil; besonders ausgeprägt sind diese Vorteile jedoch dann, wenn mit Hilfe der Luftdüse Fadenspannungsverluste aufgrund variierenden Fadenverbrauchs kompensiert werden können. Beispiele für Textilmaschinen, in denen die Erfindung umgesetzt werden kann, sind Strick-, Wirk-, Web- oder Nähmaschinen ebenso wie Maschinen zum Umspulen oder Weitertransportieren eines Fadens.
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Bezugszeichenliste
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- F
- Faden
- 1
- Luftdüse
- 1a
- Fadeneinlauföffnung
- 1b
- Fadenauslauföffnung
- 1c
- Lufteinlassöffnung
- 2
- Luftdüsenhalterung
- 3
- Fournisseur
- 3a
- Fadenbremse
- 3b
- Fadeneinlauffühler
- 3c
- Fadenauslauffühler
- 3d
- Fadenspeicherrad
- 4
- Strickwerkzeuge
- 5
- Fadenführungselement
- 6
- Fadenzuführungsbohrung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1939340 A1 [0005]
- DE 29703011 U [0005]
