DE4227313A1 - Vorrichtung zur Fadenverlegung auf einer Kreuzspule - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4.

Aus der DE 33 45 743 A1 sind Fadenführerstangen aus hochfe­ sten Kunststoffen bekannt, die jedoch nach dieser Offenbarung fertigungsbedingt nicht ganz ebene Oberflächen aufweisen. Da­ durch ergeben sich Schwierigkeiten bei der axialen Führung der Fadenführerstange. Zur axialen Führung wird deshalb in dieser Offenbarung vorgeschlagen Wälzführungselemente zur La­ gerung der Fadenführerstange zu verwenden. Nachteilig bei ei­ ner derartigen Lagerung ist, daß die Fadenführerstange, wel­ che mit sehr hohen Geschwindigkeiten hin- und herbewegt wird und eine Länge von mehr als 30 Metern aufweisen kann, zusätz­ lich zur eigenen Masse auch die Masse der Wälzführungselemen­ te beschleunigen muß. Die Masseeinsparung, welche man einer­ seits durch die Verwendung von Kunststoffen erzielt, wird an­ dererseits wieder durch diese zu beschleunigenden Wälzfüh­ rungselemente zunichte gemacht.

Als Lagerung der Fadenführerstange wird in der DE 34 34 027 A1 ein Gleitlager vorgeschlagen. Zur Vermeidung auftretender Nachteile durch die unebene Oberfläche des Strangprofils sind an dieser Fadenführerstange Lagerelemente angeordnet, welche mit an der Maschine angeordneten Lagerelementen zusammenwir­ ken. Dies hat den Nachteil, daß wiederum zusätzliche Bauteile beschleunigt werden müssen.

Aus dieser DE 34 34 027 A1 ist weiterhin bekannt, Fadenführer­ stangen aus Strangprofilen mit kunstharzverstärkten Fasern, unter anderem Kohlefasern zu verwenden. Diese kohlefaserver­ stärkten Stangen weisen eine hohe statische und dynamische Festigkeit und eine geringe Wärmedehnung auf. Die Wärmedeh­ nung ist insbesondere dann sehr gering, wenn die Fasern in gestreckter Form in Längsrichtung in der Fadenführerstange orientiert sind. Durch diese geringe Wärmeausdehnung wird in nachteiliger Weise bewirkt, daß eine stark unterschiedliche Wärmeausdehnung zwischen der Fadenführerstange und dem Ma­ schinengestell, das üblicherweise aus Stahl gefertigt ist, auftritt. Diese unterschiedliche Wärmeausdehnung bewirkt, daß insbesondere beim Anfahren einer kalten Maschine bis zu ihrem erwärmten Zustand ein seitlicher Versatz bei der Aufwindung des Fadens auf die Kreuzspule stattfindet. In extremen Situa­ tionen fällt der Faden beim Aufwinden seitlich von der Spule und verhindert einen ordnungsgemäßen Spulenaufbau.

Fadenführerstangen mit Fasern in Längsrichtung der Fadenfüh­ rerstange haben auch den Nachteil, daß sie die erforderliche Querfestigkeit, d. h. die Festigkeit bezüglich Kräften in ra­ dialer Richtung auf den Querschnitt der Fadenführerstange, insbesondere bei hohen Changiergeschwindigkeiten und langen Fadenführerstangen , nicht ausreichend aufweisen. Die Stangen müssen daher entweder einen sehr großen Querschnitt haben, oder sie halten den extremen Belastungen nicht Stand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Faden­ führerstange zu schaffen, mit welcher weitgehend auf zusätzlich zu beschleunigende Bauteile verzichtet werden kann und welche eine ausreichende Festigkeit bei hohen Changierge­ schwindigkeiten und langen Fadenführerstangen aufweist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Wärmeausdehnung der Fadenführerstange im wesentlichen der Textilmaschine anzupas­ sen.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4. Die erfindungsgemäße Fadenführerstange weist Kohlefa­ sern auf, welche in axialer Richtung der Fadenführerstange ausgerichtet sind. Diese Orientierung der Kohlefasern hat den Vorteil, daß sie eine hohe Oberflächengleichmäßigkeit in axialer Richtung und eine gute Biegefestigkeit schafft. Die Struktur der Fadenführerstange erlaubt eine axiale Gleitlage­ rung. Durch die Ummantelung dieser Fadenführerstange in tan­ gentialer Richtung wird die Querfestigkeit und die Torsions­ festigkeit soweit erhöht, daß sie den auftretenden Kräften mit ausreichender Sicherheit widersteht. Vorteilhafterweise ist die Ummantelung so dünn, daß die ursprüngliche Oberflä­ chenstruktur der Fadenführerstange weitgehend beibehalten wird. Als besonders vorteilhaft hat sich für die Ummantelung der Fadenführerstange ein Kohlefaservlies erwiesen. Das dünne Vlies mit einzelnen kürzeren Kohlefasern bindet die in axia­ ler Richtung angeordneten, vorzugsweise endlosen Kohlefasern derart zusammen, daß eine sehr hohe Festigkeit der Fadenfüh­ rerstange gegenüber Querkräften entsteht.

Zur Massereduzierung ist es vorteilhaft, wenn die Fadenfüh­ rerstange hohl ist. Ein runder Querschnitt der Fadenführer­ stange ergibt die beste Festigkeitsausnutzung hinsichtlich der eingesetzten Masse.

Durch die in axialer Richtung ausgerichteten Kohlefasern ent­ steht ein über die Länge der Fadenführerstange gleichmäßiges stranggezogenes Profil. Dadurch ist die Fadenführerstange in vorteilhafter Weise in einem Axialgleitlager abstützbar. Es sind keine weiteren Bauteile zur Lagerung der Fadenführer­ stange nötig. Hierdurch wird in vorteilhafterweise eine Masse der Fadenführerstange erreicht, welche ausschließlich zur Er­ haltung der erforderlichen Festigkeit benötigt wird.

Nachteilig bei einer kohlefaserverstärkten Fadenführerstange mit axial angeordneten Kohlefasern ist, daß sie praktisch keine Wärmedehnung aufweist. Durch die Ausdehnung der Textil­ maschine entsteht ein nicht erwünschter Versatz zwischen Tex­ tilmaschine und Fadenführerstange, welcher vermieden werden soll. Die erfindungsgemäße Vorrichtung löst die Aufgabe da­ durch, daß die Fadenführerstange abwechselnd aus wenig wärme­ dehnbarem Material, insbesondere aus kohlefaserverstärktem Kunststoff und aus stark wärmedehnbarem Material besteht. Hierdurch wird über die Gesamtheit der Fadenführerstange eine annähernd gleiche Wärmedehnung wie bei der üblicherweise aus Stahl bestehenden Textilmaschine erzielt. Wenn die Textilma­ schine in Sektionen unterteilt ist, hat es sich als vorteil­ haft erwiesen, wenn die Fadenführerstange entsprechend dieser Sektionen abwechselnd aus kohlefaserverstärktem Kunststoff und aus stark wärmedehnbarem Material besteht. Die einzelnen Abschnitte können sich innerhalb einer Sektion oder auch sek­ tionsweise abwechseln.

Als wärmedehnbares Material hat sich als vorteilhaft der Werkstoff Aluminium ergeben. Aluminium hat einen mehrfach größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als Stahl. Dadurch ist eine Kompensation der unterschiedlichen Wärmedehnungen von kohlefaserverstärktem Kunststoff und Stahl erzielbar. Außer­ dem ist Aluminium relativ leicht, so daß es der Reduzierung der beschleunigten Massen nicht wesentlich entgegensteht.

Eine Hart-coatierung des Aluminiums bewirkt eine gute Ober­ flächenhärte für eine verschleißfreie Lagerung der Fadenfüh­ rerstange.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Lagerung der Fadenfüh­ rerstange direkt in einem axialen Gleitlager erwiesen. Es werden im Gegensatz zum Stand der Technik keine zusätzlichen zu beschleunigenden Bauteile benötigt. Die Oberfläche, insbe­ sondere der kohlefaservertärkten Fadenführerstange muß dabei in axialer Richtung möglichst eben sein. Als geeignetes Mate­ rial für das Gleitlager hat sich PA6MOS2 erwiesen. Dieses Ma­ terial erlaubt sowohl eine reibungs- und verschleißarme Lage­ rung der kohlefaserverstärkten Fadenführerstange als auch der Fadenführerstange aus Aluminium.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung be­ schrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Fadenführerstange im Quer­ schnitt,

Fig. 2 einen Abschnitt einer teilweise geschnittenen Faden­ führerstange,

Fig. 3 eine Lagerung einer Fadenführerstange,

Fig. 4 den Sektionsaufbau einer Textilmaschine Fig. 1 zeigt eine Fadenführerstange 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fadenführerstange 1 weist einen Hohlraum auf, welcher von kohlefaserverstärktem Kunststoff mit längsgerich­ teten Fasern 2 umgeben ist. Die Fasern sind vorzugsweise end­ lose Kohlefaserstränge. Dieses Rohr ist beispielsweise durch Strangziehen hergestellt. Es ist von einer Ummantelung 3 um­ geben. Die Ummantelung 3 weist vorzugsweise kurze Fasern auf, welche in Form eines dünnen Faservlieses um den Körper mit den längsgerichteten Fasern 2 gelegt sind. Diese kurzen Fa­ sern sind ebenso wie die endlosen längsgerichteten Fasern 2 in Kunstharz eingebettet. Die Ummantelung 3 der längsgerich­ teten Fasern 2 bewirkt eine hervorragende Querfestigkeit und Torsionsfestigkeit der Fadenführerstange 1.

In Fig. 2 ist ein Abschnitt einer Fadenführerstange 1 darge­ stellt. Die Fadenführerstange 1 ist teilweise geschnitten ge­ zeichnet, so daß die Struktur der einzelnen Schalen der Fa­ denführerstange 1 sichtbar ist. In dem einen Teil des Ab­ schnitts der Fadenführerstange 1 sind die längsgerichteten Fasern 2 dargestellt. Diese Fasern sind mit Kunstharz ver­ klebt. Sie bilden in Längsrichtung eine gleichbleibende Ober­ fläche. Diese längsgerichteten Fasern 2 sind von dem Faser­ vlies in der Ummantelung 3 umgeben.

Das Faservlies enthält ungerichtete kurze Fasern und ist vor­ zugsweise sehr dünn. Dadurch wird die Masse der Fadenführer­ stange nicht wesentlich vergrößert. Außerdem wird durch das dünne Faservlies bewirkt, daß die Oberflächenstruktur des Körpers der Fadenführerstange mit den längsgerichteten Fasern 2 weiterhin im wesentlichen die Oberfläche der Fadenführer­ stange bildet.

In Fig. 3 ist ein Axialgleitlager für eine erfindungsgemäße Fadenführerstange 1 dargestellt. Das fest mit der Maschine verbundene Axiallager 4 besteht aus einem Träger 5 und einem Deckel 6. Träger 5 und Deckel 6 sind über eine Schraube 7 miteinander verbunden. Die beiden zusammengefügten Teile Trä­ ger 5 und Deckel 6 bilden einen Hohlraum, in welchem die Fa­ denführerstange 1 changiert werden kann. Der Hohlraum und die Fadenführerstange 1 weisen eine Spielpassung auf. Dadurch wird die Haftreibung auf ein Minimum reduziert und die Faden­ führerstange 1 so locker geführt, wie es unbedingt zur genau­ en Verlegung des Fadens auf der Kreuzspule notwendig ist. Als besonders vorteilhafter Werkstoff für das Axiallager hat sich PA6MOS2 erwiesen.

In Fig. 4 ist eine Textilmaschine 8 in Sektionsbauweise skizziert. Zwischen einem Triebgestell 9 und einem Endgestell 10 sind die Sektionen 11 bis 18 angeordnet. Die Fadenführer­ stange 1 wird in dem Triebgestell 9 angetrieben. Zur Anpas­ sung der Wärmedehnungen der Fadenführerstange 1 an die Tex­ tilmaschine 8 hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Fa­ denführerstange 1 in jeder dritten Sektion 13 und 16 aus dem stark wärmedehnbaren Aluminium hergestellt ist. Diese Aufteilung hat sich als vorteilhafter Kompromiß zwischen Reduzie­ rung der Masse und Festigkeit der Fadenführerstange 1 in Ver­ bindung mit der erforderlichen Wärmedehnung erwiesen. Bei dieser Aufteilung zwischen kohlefaserverstärktem Kunststoff und Aluminium ist eine Ausdehnung der Fadenführerstange 1 von Betriebsbeginn der Textilmaschine 8, d. h. vom kalten Zustand der Maschine, bis zum Normalbetrieb, d. h. dem warmen Zustand der Maschine, dahingehend erreicht, daß kein wesentlicher Versatz an den Stirnseiten der Kreuzspulen beim Aufspulen des Fadens erzeugt wird.

Je nach Aufbau der Textilmaschine 8 und der verwendeten Mate­ rialien der Fadenführerstange 1 können auch andere Aufteilun­ gen zwischen wenig und stark wärmedehnbarem Material der Fa­ denführerstange 1 erfolgen.

Claims (10)

1. Fadenführerstange (1) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, zum Verlegen eines Fadens auf einer Kreuzspule an einer Tex­ tilmaschine (8) mit einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Spulstellen, auf der vor jeder Spulstelle ein Fadenführer an­ geordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlefasern in axialer Richtung der Fadenführerstange (1) angeordnet und in tangentialer Richtung ummantelt sind.

2. Fadenführerstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (3) ein Kohlefaservlies ist.

3. Fadenführerstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fadenführerstange (1) hohl ist.

4. Vorrichtung zum Verlegen eines Fadens auf einer Kreuzspule an einer Textilmaschine (8) mit einer Vielzahl nebeneinander an­ geordneter Spulstellen und mit einer hin- und herbewegbaren Fadenführerstange (1), insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführerstange (1) Ab­ schnitte aus wenig wärmedehnbarem Material, insbesondere aus kohlefaserverstärktem Kunststoff und Abschnitte aus stark wärmedehnbarem Material aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruche 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Textilmaschine (8) in Sektionen (11-18) unterteilt ist, und die Fadenführerstange (1) entsprechend dieser Sektionen ab­ wechselnd aus wenig wärmedehnbarem Material und aus stark wärmedehnbarem Material besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführerstange (1) in jeder dritten Sektion (13, 16) der Textilmaschine (8) aus stark wärmedehnbarem Material besteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das stark wärmedehnbare Material Aluminium ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Aluminiums hart-coatiert ist.

9. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführerstange (1) in ei­ nem Axialgleitlager (4) abgestützt ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (4) aus PA6MOS2 hergestellt ist.