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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Paar von Schussfadengreifern
für schützenlose
Webmaschinen und insbesondere den allgemeinen Aufbau derartiger
Greifer. Ein Paar von Schussfadengreifern nach dem Oberbegriff des
Anspruches 1 ist aus der US-A-4 757 844 bekannt.
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Es
besteht, wie bekannt, eine ständige
Anforderung auf dem Textilmarkt, den den Schussfaden transportierenden
Greifer von Webmaschinen zu verbessern, so dass diese Elemente ein
perfektes Arbeiten auch bei den höchst modernen Webmaschinen
in sehr kritischen Webzuständen
sicherstellen können. Für die Herstellung
von Hochqualitätsgeweben
werden Webmaschinen erforderlich, die zunehmend bessere Eigenschaften
haben, was insbesondere eine hohe Schussfadenspannung, die Verwendung von
sehr dünnen
und feinen Schussfäden
oder von Fäden
mit anderen besonderen physikalischen Eigenschaften und einen reduzierten
Fachwinkel beinhaltet. All dies kombiniert mit einer sehr hohen
Arbeitsgeschwindigkeit der Webmaschine.
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Um
die erwähnten
guten Webeigenschaften zu erreichen ist es für die Basiskomponenten der Webmaschine,
etwa dem Paar von Schussfadengreifern unverzichtbar, konstant verbessert
zu werden, um die erforderlichen Eigenschaften des Einsetzen des
Schussfadens bei einer ausreichend langen Arbeitszeit der Greifer
sicherzustellen. Insbesondere besteht – gerade unter Berücksichtigung
der schweren Arbeitsbedingungen, denen die Schussfadentransportgreifer
bei Webmaschinen unterworfen sind – ein großer Bedarf auf dem Markt an
einem Paar von Schussfadengreifern mit den folgenden mechanischen
Merkmalen: hohe Dimensionsstabilität unter Belastung, nämlich eine
hohe Festigkeit, um einen fehlerlosen Schussfadenaustausch auch
bei hohen Geschwindigkeiten sicherzustellen, Massenreduktion um
die Trägheitsbelastung,
die mit der kontinuierlichen der Errichtung bei der Bewegung der
Greifer verbunden ist, zu reduzieren und schließlich eine hohe Abnutzungsfestigkeit,
um eine ausreichend lange Arbeitszeit der Greifer auch bei hohen
Geschwindigkeiten sicherzustellen, bei denen sie auf den jeweiligen
Führungen
gleiten und auf den Schussfaden bei dem Schließen des Fachs reiben.
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Bisher
wurden diese Anforderungen des Marktes mit den bisher verwendeten
Techniken nicht voll befriedigt, jede Erhöhung in der Festigkeit und dem
Abnutzungswiderstand der Greifer ist mit einer Reduktion der Masse
nicht verträglich.
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Paar von Schussfadengreifern
mit verbesserten Eigenschaften bezüglich der drei genannten Merkmale – also Dimensionsstabilität, Massenreduktion
und Abnutzungswiderstand – zu
schaffen – wobei
die meisten der jetzt verfügbaren
Materialien am besten genutzt wird und verschiedene Konstruktionstechniken
zur Herstellung derselben verwendet werden –, um so perfekt für die Verwendung
in hochleistungsfähigen
Webmaschinen, wie sie jetzt auf dem Markt vorhanden sind, geeignet
zu sein, wobei die Greifer bessere Eigenschaften und eine längere Arbeitszeit
haben als die Greifer nach der bekannten Technik.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe erreicht durch ein
Paar von Schussfadengreifern in einer schützenlosen Webmaschine – von der
Art, die durch Gurte gesteuert wird, die zu einer Hin- und Herbewegung
mit den Greifern an ihren Enden befestigt veranlasst werden –, dadurch
gekennzeichnet, dass die Greifer jedes Paares aufweist:
- – ein
steifes Strukturstützelement,
das mit orientierten Karbonfasern, das mit einem unter Hitze aushärtenden
Material stranggezogen ist;
- – einen
Metallkörper,
der die Einrichtungen zum Tragen der Schussfadengreifer trägt;
- – eine
Abnutzplatte zum Schützen
des vorderen Bereichs des Greifers, und
- – wenigstens
ein Anschlusselement aus einem gefüllten thermoplastischen Material;
und
dadurch, dass der Gurt, das steife Strukturelement, der Metallkörper und
die Abnutzplatte miteinander durch Schrauben verbunden sind, die
innen mit einem mit einem Gewinde verse hene metallische Sitze eingreifen,
die in das Anschlusselement eingesetzt sind oder in dem Metallkörper oder
in den Greifeinrichtungen ausgebildet sind.
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Weitere
Eigenschaften und Vorteile des Paares von Schussfadengreifern nach
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden eingehenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele,
die in den beiliegenden Zeichnungen beispielhaft wiedergegeben sind.
Dabei zeigt:
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1 eine axonometrische Ansicht
des Tragegreifers, die einen Teil des Paares von Greifern nach der
vorliegenden Erfindung bildet;
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2 eine axonometrische Explosionsansicht
des in 1 gezeigten Greifers;
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3 in einem vergrößerten Maßstab teilweise
geschnitten im Detail einen Verbindungspunkt unterschiedlicher Strukturelemente
des Greifers, der in dem Kreis III von 1 angegeben ist;
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4 eine axonometrische Ansicht
der Zuggreifer, die einen Teil des Paares von Greifern nach der
vorliegenden Erfindung bildet; und
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5 eine axonometrische Explosionsansicht
der in 4 gezeigten Greifer.
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Es
folgt eine eingehende Beschreibung unter Bezugnahme auf die 1 und 2 der Struktur des Schussfadengreifers,
der einen Teil des Paares von Greifern nach der Erfindung bildet,
wobei die Strukturen auch in dem Schussfadengreifer für erforderliche Änderungen
in der Form geeignet vorhanden ist. Es ergibt sich deutlich aus
der Explosionsdarstellung von 2,
dass der Tragegreifer durch eine Mehrzahl von Komponenten gebildet
ist, die jeweils, wie im folgenden besser beschrieben wird, eine
besondere mechanische Eigenschaft des Greifers als Ganzes verbessern
sollen. Jede der Komponenten soll Dimensionen haben, um seine Masse
auf ein Minimum zu reduzieren, die Kompatibilität mit den Funktionen, die es
auszuführen
hat, um so die Aufgabe der Erfindung einer Gesamtreduzierung der
Greifer zu erreichen.
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Der
Traggreifer weist so zunächst
ein steifes Strukturstützelement 1 auf,
das die dimensionelle Stabilität
und Festigkeit des Greifers schaffen soll, um so ein Element zu
bilden, auf das die aktiven und passiven Kräfte, die während der Hin- und Herbewegung
des Greifers auftreten, aufgebracht werden. Das Stützelement 1 hat
den allgemeinen Aufbau einer angeschrägten Stange, die vorzugsweise
einen vertieften Bereich 1a zur Verbindung des Stützelements 1 an
einem Metallkörper
hat, der die Schussfadengreifeinrichtung B trägt. Sowohl die vertikale Seite
als auch die horizontale Basis des Stützelements 1 weisen
eine Mehrzahl von Durchbohrungen zur Verbindung mit den äußeren Komponenten
des Greifers auf, wie dies im folgenden besser erläutert wird.
Die Basis des Elements 1 hat zylindrische Bohrungen, während die
Bohrungen auf der Seite des inneren Teiles eine Senkung für den Kopf
der Befestigungsscheibe aufweisen.
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Das
Strukturstützelement 1 wird
durch Extrusion langer Kohlenstofffasern erzeugt, die durchgehend
eingebunden und verteilt sind in einer Matrix aus einem geeigneten
wärmehärtbaren
Harz, vorzugsweise einem Epoxyharz. Dieses Verfahren, das in diesem
Bereich als Poltrusionstechnik (Strangzug) bezeichnet wird, wird
nach der vorliegenden Erfindung durch Positionieren der Kohlenstofffasern,
die in der Matrix des wärmeaushärtenden
Kunststoffs sowohl in einer Längsrichtung
parallel zu der Extrusionsrichtung und senkrecht zu dieser entsprechend besonderer
Gewichtsprozente in den beiden Richtungen. Vorzugsweise liegt das
Faser/Harz-Gewichtsverhältnis zwischen
60/40 und 80/20.
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Dieses
Herstellungsverfahren erlaubt es eine Komponente zu gewinnen, bei
der sowohl die horizontale Basis als auch die vertikale Seite eine hohe
Flachheit – in
der Größenordnung
von hundertstel Millimetern kombiniert mit einer hohen thermischen,
hygroskopischen und viskos-elastischen Stabilität sowohl mit und ohne Lasten,
die auf den Greifer aufgebracht werden, hat. Weiter ist die Masse des
Elementes 1 auf etwa 50% bezüglich eines ähnlichen
Elements, das einen Teil eines üblichen
Greifers bildet, reduziert.
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Diese
Merkmale des Strukturstützelements 1 erlaubt
es, eine Mehrzahl von Vorteilen zu erreichen, unter denen die folgenden
besonders zu beachten sind:
- – hohe Reduktion
der Trägheitskräfte während der Hin-
und Herbewegung der Greifer;
- – keine
Notwendigkeit einer Endverarbeitung der planaren Flächen des
Elements 1, das mit den anderen Greifelementen verbunden
ist,
- – keine
Verbiegung durch die Bearbeitungsvorgänge an dem Element 1;
die sich aus dem Poltrusionsvorgang ergeben – aufgrund des fehlenden Ausgleichs
der inneren Spannung in Übereinstimmung
mit dem bearbeiteten Teil – aufgrund
der Tatsache, dass die innere Spannung eines stranggezogenen Produkts
extrem tief sind und dass ein derartiger Bearbeitungsvorgang nur
das Ausbilden der Verbindungsbohrungen, des vertieften Bereichs 1a und
des oberen schräg
zulaufenden Randes 1b des Elements 1 einschließt;
- – hohe
Steifigkeit gegenüber
einer Biegung in einer Längsrichtung
und gegen Torsionsspannungen;
- – hoher
Widerstand gegen Abnutzung, hauptsächlich entsprechend dem oberen
Rand 1b des Elements 1 – wo die Schussfäden auf
dem Greifer reiben – aufgrund
des Beitrags der Kohlenstofffasern, die in einer Längsrichtung
positioniert sind;
- – hoher
Widerstand gegenüber
einer Delamination, d. h. einem Bruch in einer Längsrichtung auch entsprechend
den Befestigungsbohrungen, aufgrund des kontrollierten Betrags der
Kohlenstofffasern, die in einer Querrichtung positioniert sind.
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Eine
zweite Komponente des Tragegreifers besteht aus dem metallischen
Körper 2.
Der Körper 2 bildet
den Greiferkopf und trägt
die Schussfadengeifeinrichtungen P, die in ihren Einzelheiten nicht
beschrieben werden sollen, da sie in Bezug auf die vorliegende Erfindung
ohne Bedeutung sind. Der metallische Körper 2 wird vorzugsweise
ausgehend von einem Stahlblech mit einer Dicke von 1 mm, Gesenkformen
in die gewünschte
Form und anschließendes Tiefziehen
hergestellt. Der metallische Körper 2 weist eine
nach rückwärts gerichtete
Erstreckung 2a zur Verbindung mit dem Stützelement 1 in Übereinstimmung
mit seinem in diesem Bereich 1a auf, um so effizient die
kombinierten Biege- und Druckkräfte,
die auf den Greifer durch den Schussfaden während seines Einbringens in
das Fach der Webmaschine aufgebracht werden, aufzunehmen. Zu diesem
Zweck weist der Körper 2 eine
Reihe von Bohrungen (in 2 drei
Bohrungen) auf, die mit entsprechenden Bohrungen, die in der vertikalen
Seite des Elements 1 vorgesehen sind, fluchten, um eine
feste und lang andauernde Verankerung des metallischen Körpers 2 an
dem Stützelement 1 mittels
der Schrauben 4 erlauben.
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In 2 ist gezeigt, dass die
Schrauben 4 tatsächlich
mit ihrem Kopf von der Innenseite des Elements 1 eingesetzt
und sodann in das metallische Gewinde der Bohrungen, die in dem
Metallkörper 2 ausgebildet
sind, eingeschraubt sind. Bei dem Anziehen der Schrauben 4 wird
der Metallkörper 2 Zugspannungen
ausgesetzt, während
das Element 1 hauptsächlich
unter Druck arbeitet, wodurch ein ständiges Halten der Kopplung
auch bei hohen Belastungen und Vibrationen, die das normale Arbeiten
des Greifers kennzeichnen, sichergestellt ist. Das Halten der Schrauben 4 ist
auf lange Sicht sichergestellt, wenn diese in das Element 1 des
Kunststoffmaterials eingeschraubt sind und nicht in den Körper 2 aus
einem metallischen Material. Alternativ könnten die Schrauben durch Nieten
ersetzt sein, in diesem Fall nimmt die Kupplung zwischen dem Element 1 und dem
Körper 2 die
in ihren Einzelheiten in 3 gezeigte
Ausbildung an.
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Wie
sich am besten aus den 1 und 2 ergibt, haben der innere
Rand 1b des Stützelements 1 und
der obere Teil der Extension 2a des metallischen Körpers 2 ein
identisches Profil ohne Spitzen und ohne scharfe Kanten, um so gleichförmig geneigte und
gekrümmte
Tragflächen
zwischen dem Greiferkopf und dem Gurt N zu bilden für die Schussfäden, die
auf der Greiferfläche
während
seinem Auslass aus dem Webfach ragen. Um eine hohe Anzahl von Schussfädeneinträgen pro
Zeiteinheit zu erlauben ist es üblich,
das Schließen
des Fachs während
der Rückkehr
des Greifers zu antizipieren, wenn die Schussfäden auf der Greiferfläche aufliegen,
wobei sowohl eine Kompressionskraft als auch eine erhebliche Friktionskraft
auftritt. Die vorgenannte Greiferausbildung erlaubt es den Schussfäden, auf
die Greifer eine vollständig
graduelle Belastung aufzubringen – entsprechend dem Schließen des
Fachs – und
somit frei von Spitzen aufgrund der hohen Bewegungsgeschwindigkeit
der Greifer, was sofort einen Impuls auf diesen erzeugen würde.
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Entsprechend
einem in 3 in ihren
Einzelheiten gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Fläche des
Greifers, entlang dem die Schussfäden gleiten – statt
auf dem oberen Rand 1b des Stützelements 1 und durch
den benachbarten oberen Teil der Streckung 2a des metallischen
Körpers – durch
einen Flansch 3 durch die Erstreckung 2a, die
um 90° umgebogen
ist während
des Tiefziehvorgangs des elastischen Körpers 2, um so den
gesamten oberen Rand 1b des Stützelements 1 abzudecken.
Der Vorteil dieser Lösung
ist die Verbesserung der Festigkeit und des mechanischen Widerstands
der Erstreckung 2a des metallischen Körpers 2. Um sicherzustellen, dass
die Lebensdauer des Tragegreifers demjenigen des Zuggreifers entspricht,
ist es – in
diesem Ausführungsbeispiel – bevorzugt,
eine Oberflächenhärtebehandlung an
dem Flansch 3 auszuführen,
so dass sein Abnutzungswiderstand demjenigen des poltrudierten Materials,
das den entsprechenden Teil des Zuggreifers bildet, auszuführen.
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Eine
dritte Greiferkomponente besteht aus einer Abnutzungplatte 5,
die mittels Schrauben 6 in Übereinstimmung mit geeigneten,
mit einem Gewinde versehenen Sitzen, die in der Stützbasis
S der Greifeinrichtung P von dem metallischen Körper 2 aufgenommen
werden, vorgesehen ist. Die Stützbasis
S wird vorzugsweise durch Ausbildung aus einem Kunststoffmaterial
gebildet, in diesem Fall bestehen die Sitze aus mit einem Innengewinde
versehenen metallischen Einsätzen,
die während
des Formvorgangs in die Basis S eingebracht sind. Die Abnutzplatte 5 formt
in bekannter Weise den Endabschnitt des Greifergurts N, er wird
häufiger
als die anderen Komponenten ersetzt, da er einer stärkeren Abnutzung
unterworfen ist, um so eine gleichmäßige Lebensdauer der Greiferkomponente
und des Streifen herzustellen. Die Abnutzplatte besteht vorzugsweise aus
einem Kunststoffgewebe, das mit einem Phenolharz imprägniert ist
oder besteht aus einem Polystyrengewebe, das mit einem Epoxyharz
imprägniert
ist. Der Abnutzungswiderstand derartiger Materialien wird weiter
mit einer künstlichen
Alterungsbehandlung, beispielsweise einer Ofentrocknung, der ein Eintauchen
in ein Ölbad
folgt, verbessert.
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Die
unterschiedlichen Greiferkomponenten, die miteinander mittels der
Schrauben 4 und 6 – wie dies später angegeben
wird – montiert
sind, werden anschließend
an den Greifergurt N durch Verwendung eines Anstoßelements 7 fixiert,
das die vierte und letzte Greiferkomponente bildet. Das Element 7 weist
eine Mehrzahl von mit Gewinde versehenen Einsätzen 7a, beispielsweise
aus Kupfer oder einem anderen metallischen Material auf, und ist
in einer Matrix des thermoplastischen Materials eingebracht, beispielsweise
einem Polyamidharz, das mit kurzen Glas- oder Kohlenstofffasern
versetzt ist. Das Faser/Harz-Gewichtsverhältnis liegt vorzugsweise in dem
Bereich zwischen 20/80 und 40/60. Das Anschlusselement 7 wird
vorzugsweise durch einen Injektionsformvorgang hergestellt durch
Positionieren der mit einem Gewinde versehenen metallischen Einsätze 7a in
geeignet beabstandete Ausnehmungen, die zu dem Zweck in der Form
ausgebildet sind.
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Der
Zweck des Anschlusselements 7 besteht darin, die Fixationslast,
die auf die mit einem Gewinde versehenen Einsätze 7a konzentriert
sind, gleichmäßig über die
Tragfläche
des Stützelements 1 zu verteilen
und gleichzeitig kurze Montagezeiten durch Bringen der mit einem
Gewinde versehenen Einsätze in
eine Form, die einfach zu handhaben und in die vorge gebene Montageposition
und den Abstand einzubringen ist. Um diese Aufgaben zu erfüllen und gleichzeitig
die größtmögliche Leichtigkeit
des Anstoßelements 7 sicher
zu stellen, weist dieses Dicken 7b in der Entsprechung
zu den Einsätzen 7a der
inneren Teile zwischen einem Einsatz und dem nächsten auf. Es ist weiter notwendig,
dass das Anschlusselement 7 eine vollständig flache Tragfläche hat,
um so gleichförmig
der horizontalen Basis des Stützelements 1, auf
dem es ruht, zu entsprechen.
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Die
Befestigung des Gurts N an dem Greiferkörper wird mittels Schrauben 8 (in 2 sind vier gezeigt), die
den Gurt und schließlich
das Ende der Abnutzplatte 5 kreuzen, den entsprechenden
Durchbohrungen, die in der horizontalen Basis des Stützelements 1 und
schließlich
den mit einem Gewinde versehenen metallischen Absätzen 7a des
Anschlusselements 7 ausgebidlet sind, erreicht. Auf diese
Art des Eingriffs ist – wie
in den vorangehend beschriebenen Eingriffen zwischen dem metallischen
Körper 2 und
dem Stützelement 1 und
zwischen der Abnutzplatte 5 und dem metallischen Körper 2 – die Zugspannung
des Befestigungselements auf ein Element aus metallischem Material
verteilt, während
die Druckspannung von einem Element aus einem Kunststoffmaterial
aufgenommen wird.
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Das
vorerwähnte
Anstoßelement 7 bildet – wie gezeigt – ein Befestigungssystem
mit einer einfachen, schnellen und sicheren Anwendung, es hat den zusätzlichen
Vorteil, mit geringen Kosten verbunden zu sein, so dass in dem Fall,
dass die Fixationselemente zerstört
werden sollten (beispielsweise durch Ausreißen des Gewindes) das Element
einfach ersetzt werden kann, ohne dass wichtigere und teuere Elemente
des Greifers zu ersetzen sind. Die Struktur des Schussfadengreifers,
der einen Teil des Paares von Greifern nach der Erfindung bildet,
ist in den 4 und 5 gezeigt. Er ist vollständig äquivalent
zu der Struktur des Schussfadengreifers, wie er oben in seinen Einzelheiten
beschrieben ist. Dieselben Elemente haben dieselben Bezugszeichen,
wie sie zur Beschreibung des Schussfadengreifers benutzt worden
sind, tragen jedoch eine 1 vor jeder Ziffer.
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Bei
dem Untersuchen von 5 ist
zu erkennen, dass der metallische Körper 12 des Schussfadengreifers,
der die Greifeinrichtungen trägt,
eine weitaus kürzere
Längserstreckung
als der entsprechende metallische Körper des Tragegreifers hat. Dies
beruht, wie bekannt, auf der Tatsache, dass der Körper durch
den Schussfaden einer einfachen Zugkraft unterworfen wird. Unter
Berücksichtigung
der rückziehenden
Erstreckung des metallischen Körpers 12 hat
das Stützelement 11 eine
weitaus größere Länge in Bezug
auf das entsprechende Stützelement 1 des
Traggreifers, um so eine Verankerung der Abnutzplatte 15 zu
erlauben, das in diesem Fäll
an das Stützelement 11 mittels
eines zusätzlichen
Anstoßelements 17' befestigt ist.
Davon abgesehen hat der Zuggreifer keine besonderen strukturellen Änderungen
in Bezug auf den oben beschrieben Traggreifer.
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Die
Erfindung ist unter Bezugnahme auf einige bevorzugte Ausführungsbeispiele
beschrieben, es versteht sich jedoch, dass der Schutzbereich sich
auf mögliche
Varianten erstreckt, die dem Fachmann erkennbar sind, soweit diese
in die Definition der vorliegenden Erfindung, wie sie sich aus den
nachfolgenden Ansprüchen
ergibt, fällt.