DE4238475C2 - Fadenführerstange für eine Kreuzspulen herstellende Maschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fadenführerstange mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.

Kreuzspulen herstellende Maschinen, zum Beispiel Offenend-Spinnmaschinen, sind verhältnismäßig lang (zum Beispiel zwanzig bis dreißig Meter) und weisen viele nebeneinanderliegende Herstellungsplätze für Kreuzspulen auf. Fadenführerstangen dienen an diesen Maschinen zum Steuern der hin- und hergehenden Fadenführer einer ganzen Maschinenseite. Eine solche Fadenführerstange muß demzufolge eine entsprechende Länge besitzen. Sie wird deshalb, ebenso wie die aneinandergereihten und am Aufstellungsort aneinandermontierten Maschineneinheiten, in einzelnen Stangenabschnitten gefertigt, die bei der Montage aneinandergekuppelt werden. Die Stangenverbindung der Teilstangen muß fest und rüttelsicher sein, über eine hohe Betriebsstundenzahl maßstabil bleiben, jedoch lösbar sein.

Eine derartige dort als Klemmfaust bezeichnete Stangenverbindung ist durch die DE 38 12 493 A1 bekannt geworden. Die zu verbindenden Teilstangen bestehen dort aus Stahlrohren, an deren Enden zur Verstärkung im Bereich der Verbindungselemente Einlagen vorhanden sind.

Die rohrförmigen aus Teilstangen gekuppelten Fadenführerstangen mit ihrer oben genannten erheblichen Länge werden beispielsweise bei einem Hub von 150 bis 300 Millimetern und einer Fadenführerfrequenz von 1 bis 8 Hertz beansprucht. Durch einen unzureichenden Abstand der Eigenfrequenz der Fadenführerstange zur Fadenführerfrequenz ist das Resonanzverhalten einer solchen Fadenführerstange ungünstig, das heißt, es kann zu Resonanzüberhöhungen und damit Störungen kommen. Vor allem wird eine zusätzliche Längsschwingung dem eigentlichen Hub der Fadenführerstange durch Längen der Fadenführerstange bei der Hubumkehr überlagert. Diese Zusatzschwingung kann an dem dem Antrieb gegenüberliegenden Ende der Fadenführerstange eine Amplitude von mehreren Millimetern aufweisen. Im Ergebnis entstehen an diesem Maschinenende breitere Spulen mit einer verschlechterten Fadenverlegung.

Um diesem Problem zu begegnen, wurde bereits vorgeschlagen (DE 34 34 027 A1), die Fadenführerstange aus mehrflügeligen Profilstangen mit sternförmigen Profil zu fertigen, die aus kunstharzverstärkten, das heißt, in eine Kunststoffmatrix eingebetteten Fasern bestehen. Das dort beschriebene Profil sollte so gestaltet sein, daß zwischen die sich längs der Fadenführerstange erstreckenden Profilflügel zum Beispiel Keramikteile eingeklipst und gleichzeitig verklebt werden können. Diese Keramikteile sollen ihrerseits den Gleitpartner für Gleitlager bilden, durch die die Fadenführerstange geführt wird. Darüber hinaus sollen derartige Verbindungsteile als Halterungen für die eigentlichen Fadenführer dienen. Weitere, auf gleiche Weise befestigte Teile, sollen die Funktion der Stangenverbinder erfüllen. Die Profilgestaltung soll schließlich gestatten, Abrieb vom Profilwerkstoff aufzufangen, um zu verhindern, daß derselbe nicht vom laufenden Faden mitgerissen und aufgespult wird.

Diese beschriebene Konstruktion ist relativ aufwendig. Des weiteren sind die Klip- und Klebeverbindungen auf Dauer den hohen Belastungen im Betrieb nicht gewachsen.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Fadenführerstange vorzuschlagen, die einen einfachen Aufbau aufweist und einer Dauerbelastung über eine hohe Betriebsstundenzahl standhält.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Abgesehen von der einfachen Fertigung eines kompakten Stabkörpers ist durch den erfindungsgemäßen Verbund mit dem rohrförmigen abriebfesten Mantel gewährleistet, daß der Stabkörper aus kunstharzverstärkten Fasern völlig abgeschirmt ist. Es ist deshalb nicht notwendig, Vorkehrungen zu treffen, um den laufenden Faden vor eventuell entstehendem Abrieb zu schützen. Außerdem wird einer Veränderung der Fadenführerstange durch Abrieb wirkungsvoll begegnet. Der abriebfeste Mantel ist sowohl geeignet, als Gleitpartner im Gleitlager der Halterung der Fadenführerstange zu dienen, als auch das unmittelbare Befestigen der Fadenführer auf dem Mantel zu gestatten. Die Kupplung der Teilstangen kann mit Hilfe der eingangs beschriebenen Klemmfaust erfolgen, wobei auf Einlagen im Befestigungsbereich aufgrund des eingelagerten kompakten Stabkörpers verzichtet werden kann.

Die Erfindung ist durch die Merkmale der Ansprüche 2 bis 9 vorteilhaft weitergebildet.

Obwohl als Fasermaterial zum Beispiel auch Glasfasern zum Einsatz kommen können, liegt der Vorteil des höheren Elastizitätsmoduls bei Kohlefasern.

Des weiteren wird gegenüber anderen abriebfesten Materialien Metall, insbesondere Stahl, für den rohrförmigen Mantel der Vorzug gegeben werden. In diesem Falle sollte ein dünnwandiger Mantel verwendet werden, um das Gewicht der Fadenführerstange möglichst gering zu halten. So ist es beispielsweise möglich, gegenüber einer bekannten Fadenführerstange, die lediglich aus einem Rohr gebildet ist, die Wandstärke auf die Hälfte (zum Beispiel von 1 Millimeter auf 0,5 Millimeter) zu reduzieren, da der Mantel gemäß vorliegender Erfindung nur noch die Funktionen des Gleitpartners, des Trägers für die Fadenführer, des Abschirmens des Stabkörpers und der Aufnahme der der Verbindung dienenden Klemmfaust erfüllen muß. Die beim Betrieb auftretenden Längskräfte werden beim erfindungsgemäßen Verbund zum überwiegenden Teil durch den kompakten Stabkörper übernommen.

Das Herstellen des Verbundes der Teilstangen läßt sich mittels Klebeverbindung oder Preßsitz realisieren. In beiden Fällen wird eine solche verschiebefeste Verbindung erzielt, daß die beim Betrieb auftretenden Längskräfte den Verbund nicht beeinflussen.

Während die beiden genannten Arten des Verbundes dauerhaft sind, besteht auch die Möglichkeit, den Verbund durch eine lösbare Verbindung herzustellen. Dazu können die Klemmelemente dienen, mit deren Hilfe die Teilstangen zur gesamten Fadenführerstange gekoppelt werden. Des weiteren ist es möglich, zusätzlich die Klemmstellen von Fadenführern so auszubilden, daß an diesen Stellen auch eine lösbare Verbindung entsteht.

Weitere Einzelheiten werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Einbaubeispiel einer Fadenführerstange an der Spulstelle eines Spinn-/Spulautomaten,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Verbindungsstelle von zwei Teilstangen,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Verbindungsstelle von zwei Teilstangen, teilweise geschnitten,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Verbindungsstelle von zwei Teilstangen,

Fig. 5 eine Variante einer erfindungsgemäßen Fadenführerstange in Seitenansicht,

Fig. 6 Schnitt A-A zu Fig. 5 und

Fig. 7 einen Schnitt B-B zu Fig. 5.

Nach Fig. 1 ist an einer Spulstelle 1 eines hier nicht näher dargestellten Spinn-/Spulautomaten eine Friktionstrommel 2 im Maschinengestell 3 drehbar gelagert. Sie treibt insbesondere mit ihrem Reibbelag 4 eine nicht dargestellte Kreuzspule an, der ein hier ebenfalls nicht dargestellter Faden von unten her über einen Fadenführer 5 zugeführt wird. Der Fadenführer 5 ist auf einer Fadenführerstange 6 befestigt. Die Fadenführerstange 6 ist ebenfalls im Maschinengestell 3 gelagert. Dabei kann es sich zum Beispiel um ein Gleitlager handeln. Ebenso wäre es denkbar, die Fadenführerstange in gegenüberliegend angeordneten entsprechend der Krümmung der Fadenführerstange ausgekehlten Rollen in bekannter Weise zu lagern. Der Doppelpfeil 8 deutet an, daß die Fadenführerstange 6 während des Wickelbetriebes oszillierend hin- und herbewegt wird.

Die Fadenführerstange 6 besteht aus Teilstangen 6', deren Länge der Länge üblichen Montageeinheiten entspricht.

In den Fig. 2 bis 4 ist die an sich aus der DE 38 12 493 A1 bekannte lösbare Verbindung der Teilstangen 6' zur Fadenführerstange 6 dargestellt. Diese Art der Verbindung ist vorteilhaft auch für die erfindungsgemäße Fadenführerstange einsetzbar. Damit sind die Vorteile dieser Verbindung, die in ihrer unter den extremen Betriebsbedingungen hohen Zuverlässigkeit, Einfachheit und leichten Lösbarkeit bestehen, in vollem Umfang nutzbar.

Gegenüber der in der DE 38 12 493 A1 beschriebenen Stangenverbindung übernimmt ein Stabkörper 9 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff im Bereich der Verbindung gleichzeitig die Funktion der die Verbindung stabilisierenden druckfesten Einlage. Die Wandungsstärke des den abriebfesten Mantel bildenden Rohres 7 beziehungsweise 7' ist gegenüber der Wandungsstärke des beim Stand der Technik verwendeten Rohres auf die Hälfte reduziert. Damit wird das Gewicht dieser Komponente des Verbundkörpers ebenfalls halbiert.

In Fig. 2 ist als Variante des Verbundkörpers das Rohr 7 durch Preßsitz mit dem Stabkörper 9 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff verbunden. Dieser Preßsitz kann beispielsweise hergestellt werden, wenn Rohr 7 und Stabkörper 9 im Innen- beziehungsweise Außendurchmesser zunächst um zirka 0,2 Millimeter voneinander abweichen. Dann ist es möglich, den Stabkörper 9 in das Rohr 7 einzuschieben. Daran anschließend werden die Enden des Rohres abgedichtet. In einem Fluid wird das Rohr mit einem hohen Druck auf den Stabkörper gepreßt, wodurch der Innen- sowie auch Außendurchmesser des Rohres um zirka 0,2 Millimeter abnimmt.

Dieses Verfahren, welches sich die gleichmäßige Druckausbreitung in einem Fluid zunutze macht, gestattet es, Deformierungen des kreisrunden Querschnittes des Rohres beziehungsweise Verwerfungen in Längsrichtung wirksam zu vermeiden.

Denkbar ist jedoch auch die Herstellung des Verbundes durch Aufschrumpfen des Rohres.

Gegebenenfalls ist die Änderung des Außendurchmessers zu berücksichten, indem entweder das Rohr mit entsprechend größerem Außendurchmesser gefertigt wird oder in der Maschine die geringe Toleranz des Durchmessers zum Beispiel beim Nachrüsten mit dieser erfindungsgemäßen Fadenführerstange ausgeglichen wird.

Eine weitere Variante der Herstellung des erfindungsgemäßen Verbundes besteht in der Schaffung einer Klebeverbindung mittels eines Kunstharzes 18. Nach dem auch hier durchgeführten Einschieben des Stabkörpers 9' in das Rohr, welches mit 7' bezeichnet ist, wird in den Spalt das Kunstharz 18, zum Beispiel mittels Unterdruck, eingebracht. Diese Variante der Herstellung des Verbundes ist in den Fig. 3 und 4 angedeutet.

Bei der Klemmverbindung, wie sie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, geschieht die Kraftübertragung mit Hilfe einer die benachbarten Enden der Teilstangen 6' fluchtend übergreifenden, mit lösbaren Spannschrauben 10 bis 13 versehenen metallenen Klemmfaust 14. Diese Klemmfaust 14 besitzt zwei flügelartige Enden 15 und 16. Das Ende 16 trägt die Gewindelöcher zur Aufnahme der in einer Reihe angeordneten Spannschrauben 10 bis 13. Das andere Ende 15 besitzt lediglich Durchgangsbohrungen zur Aufnahme der Spannschrauben, wie es insbesondere Fig. 3 zeigt. Jeweils zwei Spannschrauben sind zum Halten eines der beiden Stangenenden vorgesehen. Die Enden der Teilstangen 6' liegen in der Klemmfaust 14 mit einem Abstand von etwa 2,5 Millimeter voneinander, wie es die Fig. 3 und 4 zeigen. An dieser Stelle besitzt die Klemmfaust 14 eine Inspektions- beziehungsweise Montageöffnung 17.

In den Fig. 2 bis 4 ist die Verbindung in vergrößertem Maßstab dargestellt. Die Teilstangen 6' haben einen Außendurchmesser von 10 Millimetern. Die Wandstärke der Rohre 7 beziehungsweise 7' beträgt 0,5 Millimeter. Die Rohre 7, 7' bestehen aus Stahl hoher Festigkeit und sind auf der äußeren Oberfläche verchromt.

Es ist zu erkennen, daß die Klemmfaust 14 mit geringstmöglichem Materialaufwand bei einfacher Gestaltung die Stangenenden der Teilstangen 6' umgreift und lediglich dort, wo die Klemmschrauben 10 bis 13 sitzen, klobiger gestaltet ist. Sie kann bei Montage so um die Stangenenden herumgedreht beziehungsweise angeordnet werden, daß die Schraubenreihe dort liegt, wo sie nicht stört, wogegen die übrigen Teile der Klemmfaust 14 nahe an die Fadenführerstange 6 heranreichenden Maschinenteilen ausweichen können.

Eine Variante der Erfindung ist in den Fig. 5 bis 7 dargestellt. Bei dieser Variante ist die verschiebefeste Verbindung zwischen einem Rohr 7" und dem Stabkörper 9 durch lösbare Verbindungen gebildet. Diese lösbaren Verbindungen bestehen zum einen aus den der Kupplung der Teilstangen 6" dienenden Klemmfäusten 14, zum anderen aus entsprechend verstärkten Fadenführern 5'.

Im Bereich der Verbindungsstellen ist das Rohr 7" jeweils mit sich längs desselben erstreckenden Schlitzen 19 und 20 versehen. Diese Schlitze sind vorgesehen, um an dieser Stelle den Widerstand des Rohres 7" gegen die mit dem Klemmen verbundene, wenn auch sehr geringfügige, Deformierung zu reduzieren.

Während bereits an jeder Klemmstelle ein Schlitz diesem Ziel dienlich wäre, ist es von Vorteil, mindestens zwei im gleichen Abstand auf den Rohrumfang verteilte Schlitze vorzusehen. Diese Schlitze 19 beziehungsweise 20 haben eine sehr geringe Breite, wodurch die Funktion der Abschirmung des Stabkörpers 9 nicht beeinträchtigt wird.

Während der Fadenführer 5 lediglich einen schellenartigen Klemmkörper 21 besitzt, der so dimensioniert ist, daß er für einen ausreichenden Halt des Fadenführers 5 auf der Fadenführerstange sorgt, ist der Klemmkörper 21' des Fadenführers 5' deutlich stabiler. Ebenso sind die Befestigungsschrauben 22 und 22' der Dimensionierung der beiden Klemmkörper 21 und 21' angepaßt. Die dem eigentlichen Führen des Fadens dienenden Fadenführungslaschen 23 und 23' weisen in ihrer Formgebung keine Unterschiede auf.

Die Fadenführer 5' sind vorteilhaft gleichmäßig auf die Länge der jeweiligen Teilstange 6" verteilt. Dabei kann es ausreichend sein, wenn über die Länge der Teilstange lediglich drei derartige Fadenführer 5' zur Verstärkung des Verbundes angeordnet sind. Dabei ist jedoch zu bemerken, daß es sich in Abhängigkeit von der Länge der gesamten Fadenführerstange bereits als ausreichend erweisen kann, wenn der lösbare Verbund ausschließlich durch die Klemmfäuste 14 an den Kupplungsstellen der Teilstangen 7" erzielt wird und zwischen den Klemmfäusten 14 ausschließlich unverstärkte Fadenführer 5 angeordnet sind. Bei größeren Maschinenlängen kann es dann erforderlich werden, zur Aufrechterhaltung eines sicheren Verbundes eine entsprechende Anzahl von verstärkten Fadenführern 5' vorzusehen, um dadurch die Anzahl der Verbindungsstellen zu erhöhen.

Das Gesamtgewicht der erfindungsgemäßen Fadenführerstange entspricht etwa dem Gewicht der bekannten rohrförmigen Fadenführerstange, obwohl der bei der bekannten Gestaltung vorhandene Hohlraum bei der Erfindung durch den Stabkörper 9, 9' ausgefüllt ist. Die Rohrwandung ist auf die Hälfte reduziert. Außerdem besitzt der kohlefaserverstärkte Kunststoff gegenüber Stahl nur zirka ein Fünftel des spezifischen Gewichtes.

Der erfindungsgemäße Verbund weist bei auf Grund des gleichen Gewichtes auch gleichen Trägheit jedoch gegenüber dem bekannten Stahlrohr eine deutlich verbesserte Lastaufnahmefähigkeit in Belastungsrichtung auf. Dies ergibt sich daraus, daß, wenn auch der Elastizitätsmodul des kohlefaserverstärkten Kunststoffes nur zirka halb so hoch ist wie der von Stahl, sich die wirksame Querschnittsfläche der erfindungsgemäßen Verbundstange ganz erheblich im Verhältnis zu dem bekannten Stahlrohr vergrößert. Diese wirksame Querschnittsfläche ist jedoch ausschlaggebend für die mögliche Lastaufnahme der Verbundstange.

Konkret führt das dazu, daß im Normalbetrieb die Amplitude der der Normalschwingung überlagerten Zusatzschwingung zirka auf die Hälfte aufgrund der höheren Lastaufnahmefähigkeit in Längsrichtung der Fadenführerstange absinkt. Gleichzeitig erhöht sich die Systemeigenfrequenz um einen Faktor von 1,4 und besitzt demzufolge einen deutlich vergrößerten Abstand zur Erregerfrequenz, der Betriebsfrequenz der Fadenführerstange. Auf diese Weise wird eine deutliche Verringerung der Abweichung der Spulenbreite am dem Fadenführergetriebe gegenüberliegenden Ende der Fadenführerstange sowie eine Verbesserung der Spulenqualität erreicht. Da darüber hinaus die Dimensionen der erfindungsgemäßen Fadenführerstange nicht oder nur geringfügig von denen der herkömmlichen Fadenführerstangen abweichen, ist ein problemloser Austausch derselben ohne erforderlichen zusätzlichen Austausch anderer Teile möglich.

Claims (9)

1. Fadenführerstange (6) für eine Kreuzspulen herstellende Maschine, die aus axial aneinander gekuppelten, im wesentlichen aus in eine Kunststoffmatrix eingebetteten Fasern gebildeten Teilstangen (6') besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die in eine Kunststoffmatrix eingebetteten Fasern in Form eines kompakten Stabkörpers (9, 9') in einem rohrförmigen abriebfesten Mantel (7; 7') angeordnet sind und daß der Stabkörper mit diesem Mantel verschiebefest verbunden ist.

2. Fadenführerstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Kunststoffmatrix eingebetteten Fasern Kohlefasern sind.

3. Fadenführerstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Mantel (7; 7') dünnwandig ist und aus Metall besteht.

4. Fadenführerstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Mantel (7; 7') aus Stahl besteht.

5. Fadenführerstange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebefeste Verbund der Teilstangen (6') aus einer Klebeverbindung (18) besteht.

6. Fadenführerstange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebefeste Verbund durch Preßsitz gebildet ist.

7. Fadenführerstange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebefeste Verbund durch lösbare Verbindungen mindestens im Bereich der Enden der Teilstangen (6'; 6") gebildet ist.

8. Fadenführerstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Verbindungen aus zum Kuppeln der Stangen verwendeten Klemmverbindungen (14) und Klemmverbindungen (21') zum Befestigen der Fadenführer (5') bestehen.

9. Fadenführerstange nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstangen (6") im Bereich der lösbaren Verbindungen Längsschlitze (19, 20) aufweisen.