EP0045025B1

EP0045025B1 - Drafting head

Info

Publication number: EP0045025B1
Application number: EP81105657A
Authority: EP
Inventors: Josef Egerer
Original assignee: Staedtler and Uhl KG
Current assignee: Staedtler and Uhl KG
Priority date: 1980-07-26
Filing date: 1981-07-18
Publication date: 1984-08-22
Also published as: DD201610A5; JPS5742929A; DE3028376C2; JPS6017850B2; DE3028376A1; SU1111688A3; CS234029B2; EP0045025A1; US4406038A

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Streckkopf für ein Streckwerk mit einer Vielzahl von umlaufenden Nadelstäben, welche sich im Arbeitsbereich etwa in einer Ebene bewegen.The invention is directed to a drafting head for a drafting system with a plurality of revolving needle bars, which move approximately in one plane in the working area.

Derartige Streckköpfe, die auch als Intersectings bezeichnet werden, dienen zum Verziehen von Wollvlies u. dgl. und weisen in der Regel ein durch das zu verziehende Material bewegtes, jeweils aus einer Vielzahl von Nadelstäben bestehendes oberes und unteres Nadelfeld auf. Die Nadelstäbe, die auch als GiII- oder Intersectingstäbe bezeichnet werden, weisen jeweils eine Reihe in Abstand zueinander angeordneter Stahlnadeln auf.Such stretching heads, which are also referred to as intersectings, are used for warping wool fleece and the like. Like. And usually have an upper and lower needle field moved by the material to be warped, each consisting of a plurality of needle bars. The needle bars, which are also referred to as GiII or intersecting bars, each have a row of steel needles arranged at a distance from one another.

Bei vorbekannten Ausführungsformen sitzen die Nadelstäbe auf umlaufenden Walzen bzw. die Walzen selbst tragen die Nadeln, wobei die Nadeln eine Kreisbogenbewegung beschreibend in das zu strekkende Material eingreifen. Bei diesen Ausführungsformen werden beim Austreten der Nadeln Bestandteile des Streckguts mitgenommen, da die Nadeln hierbei nicht senkrecht stehen, was zur Bildung von Wickeln an den Walzen führt. Hierdurch wird die Arbeitsleistung vermindert. Darüber hinaus bestehen bei diesen Ausführungsformen Schwierigkeiten, das Material nach Verlassen der Bearbeitungsstrecke weiterzubefördern, da die das Material weiterführenden Einrichtungen wegen der kreisbogenförmig sich bewegenden Nadeln nicht unmittelbar am Ende der Bearbeitungsstrecke angreifen können. Kürzere Fasern werden deshalb oft nicht übernommen.In previously known embodiments, the needle bars are seated on revolving rollers or the rollers themselves carry the needles, the needles engaging in the material to be stretched and describing a circular arc movement. In these embodiments, components of the expanded material are taken along when the needles emerge, since the needles are not perpendicular here, which leads to the formation of coils on the rollers. This reduces work performance. In addition, in these embodiments there are difficulties in conveying the material further after leaving the processing line, since the devices that continue the material cannot attack directly at the end of the processing line due to the needles moving in a circular arc. Shorter fibers are therefore often not adopted.

Bei einer diesbezüglich etwas vorteilhafteren Ausführungsform sind die Nadelstäbe auf einer besonderen Zahnkette angeordnet, die über Rollen so geführt ist, dass die Nadelstäbe längs des Arbeitsbereiches über eine grössere Strecke gerade durch das zu streckende Material laufen und an dessen Ende über eine Rolle mit verhältnismässig geringem Durchmesser nach oben weggeführt werden. Diese mechanisch aufwendige Konstruktion ist verschleissanfällig und weist ebenfalls den Nachteil auf, dass beim Austreten der Nadeln Fasern mitgenommen werden.In a somewhat more advantageous embodiment in this regard, the needle bars are arranged on a special tooth chain which is guided over rollers in such a way that the needle bars run straight through the material to be stretched over a greater distance along the working area and at the end over a roller with a relatively small diameter be led upwards. This mechanically complex construction is susceptible to wear and also has the disadvantage that fibers are taken along when the needles emerge.

Schliesslich ist es noch bekannt, die Nadelstäbe in Längsrichtung durch das Material und oberhalb des Arbeitsbereiches zurück mit Hilfe von Schnecken zu führen, wobei die Nadelstabenden in die Schneckenwindungen eingreifen, und das Anheben der Nadelstäbe am Ende des Arbeitsbereichs durch an Wellen befestigte Nocken vorzunehmen, die synchron mit dem Längsantrieb laufen und die Nadelstäbe in die Rückführungsebene schlagen. Bei dieser Ausführungsform ist zwar ein senkrechtes Austreten der Nadeln aus dem zu verziehenden Material gewährleistet, so dass das Hängenbleiben von Resten vermieden wird, aber durch die Verwendung des Schneckenantriebs und das Hochschlagen der Nadelkämme ist der Betrieb derartiger Maschinen mit einer erheblichen Geräuschentwicklung verbunden und die mechanische Beanspruchung der Nadelstäbe ist verhältnismässig hoch.Finally, it is still known to guide the needle bars longitudinally through the material and back above the working area with the help of screws, the needle bar ends engaging in the screw turns, and lifting the needle bars at the end of the working area by means of cams attached to shafts, which run synchronously with the longitudinal drive and hit the needle bars in the return plane. In this embodiment, a vertical emergence of the needles from the material to be warped is ensured so that residues do not get caught, but the use of the worm drive and the raising of the needle combs involve the operation of such machines with considerable noise and the mechanical The stress on the needle bars is relatively high.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile bekannter Ausführungsformen zu vermeiden und einen Streckkopf zu schaffen, der eine ruhige, schnelle und wartungsarme Arbeitsweise bei verhältnismässig günstigen Herstellungskosten gewährleistet.The invention has for its object to avoid the disadvantages of known embodiments and to create a stretching head that ensures a quiet, fast and low-maintenance operation with relatively low manufacturing costs.

Dieses Ziel wird bei einem Streckkopf der eingangs genannten Art durch Linearmotoren als Antrieb für die Längsbewegung der Nadelstäbe durch das zu streckende Material und/oder für die Rückführung der Nadelstäbe in Längsrichtung erreicht.This goal is achieved in a stretching head of the type mentioned at the beginning by linear motors as a drive for the longitudinal movement of the needle bars through the material to be stretched and / or for the return of the needle bars in the longitudinal direction.

Derartige elektromagnetische Linearmotoren sind mit der entsprechenden Leistung zum Transport metallischer Teile kommerziell fertig erhältlich. Sie eignen sich hervorragend für den Längsantrieb der metallischen Nadelstäbe, wobei sie den Vorteil aufweisen, als solche völlig geräuschlos zu arbeiten und auf die Bedürfnisse des jeweiligen Einzelfalls hervorragend abgestimmt elektronisch leicht steuerbar zu sein. Darüber hinaus sind die Nadelstäbe im Gegensatz zu einer Führung in Ketten mechanisch wenig beansprucht und weisen dementsprechend eine höhere Lebensdauer auf.Such electromagnetic linear motors are commercially available with the corresponding power for transporting metallic parts. They are excellently suited for the longitudinal drive of the metallic needle bars, whereby they have the advantage of being completely silent as such and of being electronically easily controllable to suit the needs of the individual case. In addition, in contrast to a guide in chains, the needle bars are not mechanically stressed and accordingly have a longer service life.

Mit besonderem Vorteil können gemäss der Erfindung an beiden Enden der Arbeitsbereichsebene jeweils paarweise senkrecht zur Arbeitsbereichsebene angeordnete, in Ausnehmungen der Nadelstäbe mit einer Schneckenwindung eingreifende Schnecken zum Anheben bzw. Absenken der Nadelstäbe aus der bzw. in die Arbeitsbereichsebene vorgesehen sein. Das Anheben bzw. Absenken der Nadelstäbe mit Hilfe von sich drehenden Schnecken weist gegenüber den vorbekannten Konstruktionen, bei denen die Nadelstäbe durch Nocken hochgeschlagen werden, in sofern beträchtliche Vorteile auf, als die Geräuschentwicklung erheblich geringer gehalten werden kann, was insbesondere im Hinblick auf die gesetzlichen Vorschriften von besonderer Bedeutung ist. Darüber hinaus werden durch das erfindungsgemässe Vorgehen die Nadelstäbe weniger verschlissen.With particular advantage, according to the invention, screws can be provided at both ends of the working area level, arranged in pairs perpendicular to the working area level and engaging in recesses in the needle bars with a helical turn, for lifting or lowering the needle bars from or into the working area level. The raising or lowering of the needle bars with the aid of rotating screws has considerable advantages over the previously known constructions in which the needle bars are raised by cams, insofar as the noise level can be kept considerably lower, particularly in view of the legal requirements Regulations is of particular importance. In addition, the needle bars are less worn by the procedure according to the invention.

Als besonders günstig erweist es sich, dass als Antrieb in Längsrichtung Linearmotoren und zum Anheben bzw. Absenken der Nadelstäbe Schnecken Verwendung finden. Die beiden Arten von horizontalem bzw. vertikalem Antrieb ergänzen sich hervorragend, wobei die gesamte Anordnung bei geringer Geräuschentwicklung mit sehr hoher Arbeitsgeschwindigkeit betrieben werden kann.It has proven particularly favorable that linear motors are used as the drive in the longitudinal direction and screws are used to raise or lower the needle bars. The two types of horizontal and vertical drive complement each other perfectly, whereby the entire arrangement can be operated at a very high working speed with little noise.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind an den Nadelstäben im Eingriffsbereich der Schnecken angeordnete, auswechselbare Druckstücke vorgesehen. Diese Druckstücke können geneigt entsprechend der Steigerung der Schraubenwindungen angebracht sein. Mit besonderem Vorzug bestehen diese Druckstücke aus einem abriebsfestem Kunststoff. Diese Verschleissteile sind somit preisgünstig austauschbar, gleichzeitig wird durch die Verwendung von Kunststoff die Geräuschentwicklung beim Eingriff der Schnecken und der Abrieb der letzteren vermindert.In a further embodiment of the invention, replaceable pressure pieces are provided on the needle bars in the engagement area of the screws. These thrust pieces can be inclined in accordance with the increase in the screw turns. These pressure pieces are particularly preferably made of an abrasion-resistant plastic. These wear parts are therefore inexpensive to replace, while the use of plastic reduces the noise when the screws engage and the abrasion of the latter.

Vorzugsweise sind die Nadelstäbe in Längsrichtung seitlich in verschiedenen Ebenen geführt. Hierdurch wird gewährleistet, dass die Nadelstäbe auch beim Auftreten von magnetfeldbedingten Kippmomenten stets senkrecht zur Arbeitsbereichsebene gehalten werden. Die Führung kann z.B. so erfolgen, dass an den Nadelstäben vertikal voneinander beabstandet nach aussen stehende Zapfen vorgesehen sind, die in entsprechende Längsnuten eingreifen, welche parallel zur Arbeitsbereichsebene verlaufen.The needle bars are preferably guided laterally in different planes in the longitudinal direction. This ensures that the needle bars are always held perpendicular to the plane of the work area even when magnetic field-related tilting moments occur. The tour can take place, for example, that vertically spaced outward pins are provided on the needle bars, which engage in corresponding longitudinal grooves which run parallel to the working area plane.

Schliesslich erweist es sich noch als besonders günstig, dass die Hub- bzw. Senkgeschwindigkeit der Längsfördergeschwindigkeit der Linearmotoren etwas vorläuft. Da die Linearmotoren zuweilen eine nicht vollkommen homogene Antriebsbewegung liefern, ist auf diese Weise gewährleistet, dass die Nadelstäbe am Ende des Arbeitsbereichs in jedem Fall zuverlässig abgenommen werden.Finally, it proves to be particularly favorable that the lifting or lowering speed somewhat precedes the longitudinal conveying speed of the linear motors. Since the linear motors sometimes deliver a drive movement that is not completely homogeneous, this ensures that the needle bars at the end of the work area are reliably removed in any case.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Oberteil eines Streckkopfes (oberer Streckkopf);
Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie 11-11 in Fig. 1; und
Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf einen erfindungsgemässen Streckkopf.

Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. Show:

1 shows a longitudinal section through the upper part of a stretching head (upper stretching head).
2 shows a cross section along the line 11-11 in Fig. 1. and
Fig. 3 is a schematic plan view of a stretching head according to the invention.

In den Figuren ist ein oberer Streckkopf mit einem oberen Nadelfeld dargestellt. Jedes Nadelfeld wird gebildet von einer Vielzahl dicht an dicht liegender Nadelstäbe 1.An upper stretching head with an upper needle field is shown in the figures. Each needle field is formed by a large number of needle bars 1 lying close together.

Jeder Nadelstab 1 trägt, z.B. in einer querschnittlich U-förmigen Nut vergossen, eine Reihe nebeneinander angeordneter Nadeln 2. Das Oberteil jedes Nadelstabs 1 weist eine rechteckige Grundform auf. An jeder Schmalseite 3, 4 jedes Oberteils der Nadelstäbe 1 sind in Gebrauchsstellung vertikal übereinander nach aussen stehende Zapfen 5 angeordnet. Diese Zapfen sind von Hülsen 6 aus schlagfestem und hitzebeständigem Teflon umgeben. Der Innenraum des rechteckförmigen Oberteils der Nadelstäbe 1 ist als Ausnehmung 7 ausgebildet. Am linken und rechten Ende der Oberkante 8 der Ausnehmung 7 ist jeweils ein Druckstück 9 aus abriebfestem Kunststoff eingesetzt, wobei die Unterseiten der Druckstücke 9 gegenüber der horizontalen Arbeitsbereichsebene etwas geneigt sind.Each needle bar 1 carries e.g. Potted in a cross-sectionally U-shaped groove, a row of needles 2 arranged side by side. The upper part of each needle bar 1 has a rectangular basic shape. On each narrow side 3, 4 of each upper part of the needle bars 1, pins 5 are arranged vertically one above the other in the use position. These pins are surrounded by sleeves 6 made of impact-resistant and heat-resistant Teflon. The interior of the rectangular upper part of the needle bars 1 is designed as a recess 7. At the left and right ends of the upper edge 8 of the recess 7, a pressure piece 9 made of abrasion-resistant plastic is inserted, the undersides of the pressure pieces 9 being slightly inclined with respect to the horizontal working area plane.

Die Zapfen 5 der Nadelstäbe 1 laufen in horizontalen, zueinander parallelen Führungsnuten 10. Zwei Führungsnuten 10a für die Nadelstäbe 1 lassen die dicht an dicht hintereinander angeordneten, darin eingreifenden Nadelstäbe 1 eine der Arbeitsbereichsebene zugewandte Anordnung ausbilden, während paarweise auf beiden Seiten der Nadelstäbe 1 liegende Führungsnuten 10b oberhalb der Führungsnuten 1 Oa die rückzuführenden Nadelstäbe 1 aufnehmen. Die Nadelstäbe 1, die in den Nuten 10a geführt sind, bilden das obere Nadelfeld. Entsprechend kann ein unteres Nadelfeld symmetrisch zur Arbeitsbereichsebene aufgebaut werden.The pins 5 of the needle bars 1 run in horizontal, mutually parallel guide grooves 10. Two guide grooves 10a for the needle bars 1 allow the needle bars 1, which are arranged closely one behind the other and engage therein, to form an arrangement facing the working area level, while in pairs lying on both sides of the needle bars 1 Guide grooves 10b above the guide grooves 1 Oa pick up the needle bars 1 to be returned. The needle bars 1, which are guided in the grooves 10a, form the upper needle field. Accordingly, a lower needle field can be set up symmetrically to the work area level.

An den beiden Enden der durch die Nadelstäbe 1 gebildeten Nadelfelder sind je zwei senkrecht zur Arbeitsbereichsebene stehende Schnecken 11, 12 angeordnet. Jeweils eine Windung 13 der Schnekken 11, 12 greift in die Ausnehmung 7 der Nadelstäbe 1 im Bereich der Unterseite der Druckstücke 9, deren Neigung derjenigen der Steigung der Schnekkenwindung 13 entspricht, ein.At each of the two ends of the needle fields formed by the needle bars 1, two screws 11, 12 which are perpendicular to the working area plane are arranged. In each case one turn 13 of the screws 11, 12 engages in the recess 7 of the needle bars 1 in the region of the underside of the pressure pieces 9, the inclination of which corresponds to that of the slope of the screw turn 13.

Beiderseits der durch die Nadelstäbe 1 gebildeten Nadelfelder sind Linearmotoren 14, 15 angeordnet. Bei diesen Linearmotoren 14, 15 handelt es sich um im einzelnen nicht dargestellte, kommerziell erhältliche Ausführungen. Der Linearmotor 14 bewerkstelligt den Vorschub des in die Arbeitbereichsebene eingreifenden Nadelfeldes, während der Linearmotor 15 für die Rückführung der Nadelstäbe sorgt.Linear motors 14, 15 are arranged on both sides of the needle fields formed by the needle bars 1. These linear motors 14, 15 are commercially available designs, not shown in detail. The linear motor 14 brings about the advancement of the needle field engaging in the working area level, while the linear motor 15 ensures the return of the needle bars.

Der gesamte Bewegungsablauf im oberen Streckkopf vollzieht sich wie folgt: Die in Fig. 1 in der unteren Ebene befindlichen Nadelstäbe 1, die dicht an dicht aufeinanderfolgen, werden durch den Linearmotor 14 in Pfeilrichtung bewegt, wobei die Nadeln 2 der Nadelstäbe 1 durch das zu bearbeitende Material, z.B. ein Wollvlies, welches in der Zeichnung nicht dargestellt ist, kämmen. Die Nadelstäbe 1 werden dabei in den Nuten 10a gegen Verkippen gesichert geführt. Beim Erreichen des Endes der Arbeitsstrecke greift je eine Schneckenwindung 13 der Schnecken 11 in die Ausnehmung 7 der Nadelstäbe 1 ein, wobei die Nadelstäbe 1 dann über die Druckstücke 9 auf je einer Schnecke 11 sitzen und durch die synchrone Drehung der Schnecken 11 nach oben gehoben werden. Im Bereich der Rückführungsebene, d. h. also der Führungsnuten 10b, greift der Linearmotor 15 an den Nadelstäben 1 an, nimmt sie von den Schnecken 11 ab, fügt sie dem rückzuführenden Nadelfeld an und führt sie in Pfeilrichtung zurück. Am Ende der Rückführstrecke greifen die Schnecken 12 in analoger Weise wieder in die Ausnehmung 7 der Nadelstäbe 1 ein, und setzen diese durch gegenläufige Drehung, wie die Schnecken 11, nach unten in den Bereich der Führungsnuten 10a ab.The entire sequence of movements in the upper stretching head takes place as follows: The needle bars 1 located in the lower level in FIG. 1, which follow one another closely, are moved in the direction of the arrow by the linear motor 14, the needles 2 of the needle bars 1 being moved by the one to be machined Material, e.g. comb a wool fleece, which is not shown in the drawing. The needle bars 1 are guided in the grooves 10a secured against tilting. When reaching the end of the working distance, one screw turn 13 of the screw 11 engages in the recess 7 of the needle bars 1, the needle bars 1 then sitting on the pressure pieces 9 on each screw 11 and being lifted up by the synchronous rotation of the screws 11 . In the area of the return level, i.e. H. thus the guide grooves 10b, the linear motor 15 engages the needle bars 1, removes them from the screws 11, attaches them to the needle field to be returned and guides them back in the direction of the arrow. At the end of the return path, the screws 12 engage again in an analogous manner in the recess 7 of the needle bars 1 and, by rotating them in the opposite direction, like the screws 11, set them down into the region of the guide grooves 10a.

Da die Linearmotoren 14, 15 eine geringe Förderdiskontinuität aufweisen können, laufen die Schnekkenpaare 11, 12 mit einer derartigen Geschwindigkeit, dass die vertikale Fördergeschwindigkeit etwas grösser als die horizontale Fördergeschwindigkeit ist und infolgedessen zuverlässig jegliche Stockung durch Diskontinuitäten vermieden wird.Since the linear motors 14, 15 can have a low conveying discontinuity, the screw pairs 11, 12 run at such a speed that the vertical conveying speed is somewhat greater than the horizontal conveying speed and consequently any stagnation due to discontinuities is reliably avoided.

Je nach Ausführungsform kann es sich auch als vorteilhaft erweisen, am Ende der horizontalen Förderstrecken Tastendschalter vorzusehen, um über eine Steuerelektronik den Vorschub der Linearmotoren 14, 15 bzw. die Drehzahl der Antriebe für die Schnecken 11, 12 zu steuern.Depending on the embodiment, it can also be advantageous to provide pushbutton limit switches at the end of the horizontal conveying sections in order to control the feed of the linear motors 14, 15 or the speed of the drives for the screws 11, 12 via control electronics.

Durch die Verwendung der Linearmotoren 14, 15 für den horizontalen und der Schnecken 11, 12 für den vertikalen Antrieb wird in Verbindung mit den Hülsen 6 und den Druckstücken 9 aus Kunststoff im Betrieb ein sehr niedriger Geräuschpegel erreicht. Selbstverständlich ist es im Rahmen der Erfindung auch möglich, für den vertikalen Antrieb anstelle der Schnecken andere mechanische Vorrichtungen zu wählen oder auch den vertikalen Antrieb auf elektromagnetischem Wege zu bewerkstelligen, wobei im letzten Fall die gesamte Anordnung weitgehend ohne mechanische Antriebsteile auskäme.By using the linear motors 14, 15 for the horizontal and the screws 11, 12 for the vertical drive, a very low noise level is achieved in connection with the sleeves 6 and the pressure pieces 9 made of plastic during operation. Of course, it is also possible within the scope of the invention to choose other mechanical devices for the vertical drive instead of the screws, or to accomplish the vertical drive by electromagnetic means, in the latter case the entire arrangement being largely without mechanical drive parts.

Claims

1. A drawing head for a drawing mechanism with a plurality of needle bars (1), which in the working region are shifted forwardly substantially in a plane, at the end of the plane are guided upwardly or downwardly at right angles thereto, are then led backwards in a plane substantially parallel to the working region and at the end of the backward movement are again guided at right angles thereto downwards or upwards, characterised by linear motors (14, 15) as the driveforthe longitudinal movement of the needle bars (1) through the material to be drawn and/or for the backward movement of the needle bars (1) in the longitudinal direction.

2. A drawing head according to claim 1, characterised in that linear motors (14, 15) are utilised as the drive for the needle bars in the longitudinal direction and worm gears (11, 12) are utilised for the raising or lowering of the needle bars (1).

3. A drawing head according to claim 1 and 2, characterised by replaceable pressure pieces (9) arranged on the needle bars (1) in the region of engagement of the worm gears (11, 12).

4. A drawing head according to one of claims 1 to 3, characterised in that the needle bars (1) are guided in the longitudinal direction laterally in different planes.

5. A drawing head according to one of claims 1 to 4, characterised in that the raising or lowering speed of the worm gears (11, 12) somewhat exceeds the longitudinal transporting speed of the linear motors (14, 15).