[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff der Ansprüche
1 und 4.
[0002] Aus der DE 33 45 743 A1 sind Fadenführerstangen aus hochfesten Kunststoffen bekannt,
die jedoch nach dieser Offenbarung fertigungsbedingt nicht ganz ebene Oberflächen
aufweisen. Dadurch ergeben sich Schwierigkeiten bei der axialen Führung der Fadenführerstange.
Zur axialen Führung wird deshalb in dieser Offenbarung vorgeschlagen Wälzführungselemente
zur Lagerung der Fadenführerstange zu verwenden. Nachteilig bei einer derartigen Lagerung
ist, daß die Fadenführerstange, welche mit sehr hohen Geschwindigkeiten hin- und herbewegt
wird und eine Länge von mehr als 30 Metern aufweisen kann, zusätzlich zur eigenen
Masse auch die Masse der Wälzführungselemente beschleunigen muß. Die Masseeinsparung,
welche man einerseits durch die Verwendung von Kunststoffen erzielt, wird andererseits
wieder durch diese zu beschleunigenden Wälzführungselemente zunichte gemacht.
[0003] Als Lagerung der Fadenführerstange wird in der DE 3434027 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 zusammenwirken. Dies hat den Nachteil, daß wiederum zusätzliche
Bauteile beschleunigt werden müssen.
[0004] Aus dieser DE 3434027 A1 ist weiterhin bekannt, Fadenführer-Stangen aus Strangprofilen
mit kunstharzverstärkten Fasern, unter anderem Kohlefasern zu verwenden. Diese kohlefaserverstärkten
Stangen weisen eine hohe statische und dynamische Festigkeit und eine geringe Wärmedehnung
auf. Die Wärmedehnung 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 Maschinengestell, 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 Situationen fällt der Faden beim Aufwinden seitlich von der Spule und
verhindert einen ordnungsgemäßen Spulenaufbau.
[0005] Fadenführerstangen mit Fasern in Längsrichtung der Fadenführerstange haben auch den
Nachteil, daß sie die erforderliche Querfestigkeit, d.h. die Festigkeit bezüglich
Kräften in radialer 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.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Fadenführerstange zu schaffen,
die einen ordnungsgemäßen Spulenaufbau bei hohen Changiergeschwindigkeiten gewährleistet.
[0007] Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 4. Die erfindungsgemäße
Fadenführerstange weist Kohlefasern 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 Gleitlagerung. Durch
die Ummantelung dieser Fadenführerstange in tangentialer Richtung wird die Querfestigkeit
und die Torsionsfestigkeit soweit erhöht, daß sie den auftretenden Kräften mit ausreichender
Sicherheit widersteht. Vorteilhafterweise ist die Ummantelung so dünn, daß die ursprüngliche
Oberflächenstruktur 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 axialer
Richtung angeordneten, vorzugsweise endlosen Kohlefasern derart zusammen, daß eine
sehr hohe Festigkeit der Fadenführerstange gegenüber Querkräften entsteht.
[0008] Zur Massereduzierung ist es vorteilhaft, wenn die Fadenführerstange hohl ist. Ein
runder Querschnitt der Fadenführerstange ergibt die beste Festigkeitsausnutzung hinsichtlich
der eingesetzten Masse.
[0009] Durch die in axialer Richtung ausgerichteten Kohlefasern entsteht 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 Fadenführerstange nötig. Hierdurch wird in vorteilhafterweise
eine Masse der Fadenführerstange erreicht, welche ausschließlich zur Erhaltung der
erforderlichen Festigkeit benötigt wird.
[0010] Nachteilig bei einer kohlefaserverstärkten Fadenführerstange mit axial angeordneten
Kohlefasern ist, daß sie praktisch keine Wärmedehnung aufweist. Durch die Ausdehnung
der Textilmaschine entsteht ein nicht erwünschter Versatz zwischen Textilmaschine
und Fadenführerstange, welcher vermieden werden soll. Die erfindungsgemäße Vorrichtung
löst die Aufgabe dadurch, daß die Fadenführerstange abwechselnd aus wenig wärmedehnbarem
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 Textilmaschine in Sektionen unterteilt ist, hat es sich als vorteilhaft
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 sektionsweise abwechseln.
[0011] 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. Außerdem ist Aluminium relativ leicht, so daß es der
Reduzierung der beschleunigten Massen nicht wesentlich entgegensteht.
[0012] Eine Hart-anodisierung (Hart-coatierung) des Aluminiums bewirkt eine gute Oberflächenhärte
für eine verschleißfreie Lagerung der Fadenführerstange.
[0013] Als besonders vorteilhaft hat sich die Lagerung der Fadenführerstange direkt in einem
axialen Gleitlager erwiesen. Es werden im Gegensatz zum Stand der Technik keine zusätzlichen
zu beschleunigenden Bauteile benötigt. Die Oberfläche, insbesondere der kohlefaservertärkten
Fadenführerstange muß dabei in axialer Richtung möglichst eben sein. Als geeignetes
Material für das Gleitlager hat sich Polyamid 6 Molybdän Sulfid 2 (PA6MOS2) erwiesen.
Dieses Material erlaubt sowohl eine reibungs- und verschleißarme Lagerung der kohlefaserverstärkten
Fadenführerstange als auch der Fadenführerstange aus Aluminium.
[0014] Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
[0015] Es zeigt:
- Fig. 1
- eine erfindungsgemäße Fadenführerstange im Querschnitt,
- Fig. 2
- einen Abschnitt einer teilweise geschnittenen Fadenführerstange,
- Fig. 3
- eine Lagerung einer Fadenführerstange,
- Fig. 4
- den Sektionsaufbau einer Textilmaschine
Figur 1 zeigt eine Fadenführerstange 1 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Fadenführerstange
1 weist einen Hohlraum auf, welcher von kohlefaserverstärktem Kunststoff mit längsgerichteten
Fasern 2 umgeben ist. Die Fasern sind vorzugsweise endlose Kohlefaserstränge. Dieses
Rohr ist beispielsweise durch Strangziehen hergestellt. Es ist von einer Ummantelung
3 umgeben. 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 Fasern sind ebenso wie die endlosen längsgerichteten Fasern 2 in Kunstharz
eingebettet. Die Ummantelung 3 der längsgerichteten Fasern 2 bewirkt eine hervorragende
Querfestigkeit und Torsionsfestigkeit der Fadenführerstange 1.
[0016] In Figur 2 ist ein Abschnitt einer Fadenführerstange 1 dargestellt. Die Fadenführerstange
1 ist teilweise geschnitten gezeichnet, so daß die Struktur der einzelnen Schalen
der Fadenführerstange 1 sichtbar ist. In dem einen Teil des Abschnitts der Fadenführerstange
1 sind die längsgerichteten Fasern 2 dargestellt. Diese Fasern sind mit Kunstharz
verklebt. Sie bilden in Längsrichtung eine gleichbleibende Oberfläche. Diese längsgerichteten
Fasern 2 sind von dem Faservlies in der Ummantelung 3 umgeben.
[0017] Das Faservlies enthält ungerichtete kurze Fasern und ist vorzugsweise sehr dünn.
Dadurch wird die Masse der Fadenführerstange 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 Fadenführerstange bildet.
[0018] In Figur 3 ist ein Axialgleitlager für eine erfirdungsgemäße 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 Träger 5 und Deckel 6 bilden einen Hohlraum,
in welchem die Fadenführerstange 1 changiert werden kann. Der Hohlraum und die Fadenführerstange
1 weisen eine Spielpassung auf. Dadurch wird die Haftreibung auf ein Minimum reduziert
und die Fadenführerstange 1 so locker geführt, wie es unbedingt zur genauen Verlegung
des Fadens auf der Kreuzspule notwendig ist. Als besonders vorteilhafter Werkstoff
für das Axiallager hat sich PA6MOS2 erwiesen.
[0019] In Figur 4 ist eine Textilmaschine 8 in Sektionsbauweise skizziert. Zwischen einem
Triebgestell 9 und einem Endgestell 10 sind die Sektionen 11 bis 18 angeordnet. Die
Fadenführerstange 1 wird in dem Triebgestell 9 angetrieben. Zur Anpassung der Wärmedehnungen
der Fadenführerstange 1 an die Textilmaschine 8 hat sich als vorteilhaft erwiesen,
wenn die Fadenführerstange 1 in jeder dritten Sektion 13 und 16 aus dem stark wärmedehnbaren
Aluminium hergestellt ist. Diese Aufteilung hat sich als vorteilhafter Kompromiß zwischen
Reduzierung der Masse und Festigkeit der Fadenführerstange 1 in Verbindung 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.
[0020] Je nach Aufbau der Textilmaschine 8 und der verwendeten Materialien der Fadenführerstange
1 können auch andere Aufteilungen zwischen wenig und stark wärmedehnbarem Material
der Fadenführerstange 1 erfolgen.
1. Fadenführerstange (1) aus kohlefaserverstärktem Kunststoff, zum Verlegen eines Fadens
auf einer Kreuzspule an einer Textilmaschine (8), mit einer Vielzahl nebeneinander
angeordneter Spulstellen, auf der vor jeder Spulstelle ein Fadenführer angeordnet
ist, wobei die Kohlefasern in axialer Richtung der Fadenführerstange (1) angeordnet
sind dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführerstange (1) in tangentialer Richtung mit einem Faservlies ummantelt
ist.
2. Fadenführerstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (3) ein Kohlefaservlies ist.
3. Fadenführerstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführerstange (1) hohl ist.
4. Vorrichtung zum Verlegen eines Fadens auf einer Kreuzspule an einer Textilmaschine
(8) mit einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Spulstellen und mit einer hin- und
herbewegbaren Fadenführerstange (1), insbesondere nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführerstange (1) Abschnitte 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 abwechselnd 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 gekennzeichnet, daß das stark wärmedehnbare Material Aluminium ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Aluminiums hart-anodisiert ist.
9. Vorrichtung insbesondere nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fadenführerstange (1) in einem Axialgleitlager (4) abgestützt ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleitlager (4) aus Polyamid 6 Molybdän Sulfid 2 hergestellt ist.