[0001] Die Erfindung betrifft eine Spannzange zum Erfassen eines Fadens. Die Spannzange
ist an der Spitze eines bewegbaren Greifarms eines Durchziehgreifer angeordnet, der
zum Eintragen des Fadens, eines so genannten Hilfsschußfadens, in das Nahtwebfach
bei einer Nahtwebmaschine dient.
[0002] Bei der Papierherstellung wird ein Entwässerungssieb oder Blattbildungsgewebe (Forming
Fabric) zur Entwässerung der Papierbahn, welche zunächst überwiegend aus Wasseranteilen
besteht, verwendet. Die Entwässerungssiebe bestehen aus Kunststoffmonofilamenten und
werden auf breiten Webmaschinen gewoben, danach mit einer provisorischen Naht endlos
gemacht uns auf Fixiermaschinen thermofixiert, so daß die Kröpfungen der Kett- und
Schußfäden bleibend eingeprägt werden. Danach werden die Entwässerungssiebe wieder
auseinandergeschnitten und in einem abschließenden Prozessschritt mittels einer Webnaht
zu einem endlosen Siebtuch genahtet. Die Webnaht ist ein äußerst sensibler wie auch
zeitaufwendiger Schritt im Fertigungsprozess eines Entwässerungssiebes. Um diesen
zeitaufwendigen Arbeitsprozess zu verbessern, wurden Webnahtmaschinen oder Nahtautomaten
entwickelt.
[0003] Zur Herstellung einer Webnaht werden an die miteinander zu verbindenden Gewebeenden
Kettfäden auf einer Länge von z.B. 15 cm freigelegt, indem die Schußfäden in diesem
Bereich entfernt werden. Aus den dadurch entstehenden Kettfädenfransen und den aus
dem Gewebeende entnommenen Schußfäden wird dann die sogenannte Webnaht gebildet, in
der die ursprüngliche Gewebebindung exakt wiederhergestellt wird. Dazu wird aus den
entnommenen Schußfäden ein Hilfswebfach oder Nahtwebfach aufgespannt, in dem die entnommenen
Schußfäden als Hilfskettfäden fungieren. In dieses Nahtwebfach werden abwechselnd
von den beiden Gewebeenden die Kettfädenfransen als Hilfsschußfäden eingetragen. Von
der aus jedem Gewebeende abstehenden Vielzahl von Kettfadenfransen wird mittels eines
Separators (
DE-U-87 13 074,
EP-A-0 301 174 und
DE-U-90 02 278) eine Kettfadenfranse herausgelöst und festgehalten. Ein Übergabegreifer transportiert
diese Kettfadenfranse zu einem Durchziehgreifer, der sie dann als Hilfsschußfaden
in das Nahtwebfach einträgt, und zwar so, daß der Hilfsschußfaden zunächst straff
im Nahtwebfach liegt.
[0004] Der Durchziehgreifer ist von der eingangs genannten Bauart und ist z.B. aus der
DE-U-81 22 449, der
EP-A-0 043 441 und der
EP-A-0 236 601 bekannt. Das Vorhandensein der Kettfadenfranse wird nicht mehr vom Durchziehgreifer
überprüft.
[0005] Bei diesem Prozess muss der Hilfsschußfaden von der Spannzange, die im Durchziehgreifer
integriert ist, mit unterschiedlichen Spannungen gehalten werden. Die aus
DE-U-92 15 498 (=
EP-A-0 597 494) bekannte Spannzange besteht dazu aus einem Spannzangenkörper und einem Druckstück,
welches von einem Pneumatikzylinder bewegt wird. Zwischen einer flachen Spannfläche
am Spannzangenkörper und einer flachen Fläche am Druckstück die parallel zueinander
stehen, wird der Hilfsschußfaden mit einen entsprechenden Druck, erzeugt durch den
Pneumatikzylinder, gespannt. Beim Einziehen des Hilfsschußfadens durch das Nahtwebfach
wird der Pneumatikzylinder in der Regel mit einem höheren Druck beaufschlagt als beim
anschließenden Einwälzen mittels der Weblade. Dieses Einwälzen wird in
DE-U-92 11 353 (=
EP-A-0 586 959) beschrieben.
[0006] Neue, komplexere Gewebedesigns erfordern einerseits eine besonders hohe Spannkraft
beim Einziehen und anderseits eine sensiblere, das heißt geringere, Spannkraft beim
Einwälzen. Dies kann durch die Spannzangen mit flachen, parallelen Spannflächen Spannzangengegenkörper
und am Druckstück nicht immer erreicht werden.
[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannzange zu schaffen, die so gesteuert
werden kann, daß sie einerseits den Faden sicher festhält, so daß eine hohe Zugkraft
auf den Faden ausgeübt werden kann, und daß anderseits auch eine sehr niedrige Spannkraft
reproduzierbar dosiert werden kann.
[0008] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das erste Spannelement zwei
beabstandete Zylinderflächen aufweist und daß das zweite Spannelement eine Zylinderfläche
aufweist, wobei die Anordnung der Zylinderflächen derart ist, daß die Achsen der Zylinderflächen
parallel zueinander und im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des pneumatischen Zylinders
liegen und daß im ausgefahrenen Zustand des pneumatischen Zylinders die Zylinderfläche
des zweiten Spannelements zwischen den beiden Zylinderflächen des ersten Spannelements
liegt.
[0009] Bei der erfindungsgemäßen Spannzange wird mit einem relativ kleinen Zylinder eine
sehr hohe Spannkraft erzielt. Diese wird mittels dreier physikalischer Effekte erreicht
- 1. Durch die Verformung des Kettfadens, wobei die Achse des Fadens und die Achse der
Zylinderflächen senkrecht zueinander stehen, so daß zwischen dem Faden und den Zylinderflächen
eine Punktauflage entsteht. Unter Berücksichtigung der Verformbarkeit des aus Kunststoffmaterial,
z.B. Polyester oder Polyamid, bestehenden Fadens entstehen sehr kleine Berührungsflächen
mit entsprechend hohem Berührungsdruck beim Festspannen des Fadens zwischen den Spannelementen.
- 2. Durch den Reibwert und die daraus resultierende Reibkraft.
- 3. Durch die Umschlingungsreibung.
[0010] Die äußerst niedrige und reproduzierbare Kettfadenspannung während des Einwälzens
wird durch eine Kraftwaage erzielt, indem der Gasdruck im Zylinder soweit reduziert
wird, daß die durch den Gasdruck auf den Kolben ausgeübte Kraft in etwa gleich der
Rückstellkraft der Zylinderfeder ist. Es wird dadurch ein schwimmender Zustand des
Kolbens des Pneumatikzylinders erreicht, bei dem keine wesentliche Verformung des
Fadens auftritt und die Reibkraft reduziert ist. In diesem Zustand resultiert die
tatsächliche Reibkraft demnach aus:
- 1. Dem Reibwert und der daraus resultierenden Reibkraft.
- 2. Der reduzierten Umschlingungsreibung.
[0011] Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Spannzange besteht darin, daß sie weitgehend unempfindlich
gegen Verschmutzung ist. Die Spannkraft wird nur unwesentlich durch anhaftenden Schmutz
beeinflußt.
[0012] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
- Fig. 1
- die Spannzange in einer räumlichen Darstellung;
- Fig. 2
- die Spannzange von oben in geschlossener Stellung;
- Fig. 3
- die Spannzange in der Stellung bei reduziertem Gasdruck im Pneumatikzylinder (Kraftwaage);
- Fig. 4
- die Spannzange in einer räumlichen Darstellung in teilweiser geschlossener Stellung,
jedoch ohne Faden und
- Fig. 5
- die Spannzange im Schnitt.
[0013] Die Spannzange 10 ist insgesamt zylinderförmig und setzt sich aus einem Spannkörper
12 und einem Pneumatikzylinder 14 zusammen, die mittels eines Adapterringes 16 verbunden
sind.
[0014] Der Spannkörper 12 hat einen querliegenden Einschnitt, der ein Maul 18 bildet. Am
vorderen Ende des Mauls sind zwei Zylinderkörper 20 eingelassen oder angeordnet, deren
Abstand etwa 70 % ihres Durchmessers beträgt und deren Achsen rechtwinklig zur Achse
der Spannzange 10 verlaufen, wobei beide Zylinderkörper 20 gleichen Abstand von dieser
Achse haben. Die Zylinderkörper 20 stellen ein erstes Spannelement dar.
[0015] Am vorderen Ende einer Kolbenstange 21 des Pneumatikzylinders 14 ist ein Druckstück
22 vorgesehen, in dessen Stirnseite ein weiterer Zylinderkörper 24 eingelassen oder
angeordnet ist. Die Achse des weiteren Zylinderkörpers 24 liegt ebenfalls rechtwinklig
zur Achse der Spannzange 10, wobei dieser Zylinderkörper 24 genau auf der Achse der
Spannzange 10 liegt. Das Druckstück 22 ist im Spannkörper 12 verdrehsicher geführt,
so daß die parallele Ausrichtung der Achsen der Zylinderkörper 20, 24 immer gewährleistet
ist. Der Kolben 25 wird durch eine Rückstellfeder 26 in die in Fig. 1 und 5 gezeigte
offene Stellung rückgestellt. Der weitere Zylinderkörper 24 stellt ein zweites Spannelement
dar.
[0016] Mittels des Pneumatikzylinders 14 kann das Druckstück 22 mit dem weiteren Zylinderkörper
24 ausgefahren werden, so daß ein in das Maul 18 eingelegter Faden F wie in Fig. 2
gezeigt, zwischen den Zylinderkörpern 20, 24 verformt und dadurch festgespannt wird,
d.h. durch Klemmung und Verformung festgehalten wird.
[0017] Am Druckstück 22 ist ferner über dem weiteren Zylinderkörper 24 ein in axialer Richtung
zeigender Stift 28 befestigt (in Fig. 2 und Fig. 3 nicht dargestellt), der beim Ausfahren
in eine passende Bohrung 30 an der Spitze des Spannkörpers 12 eintaucht (Fig. 4).
Durch diesen Stift 28 wird verhindert, daß sich ein in der Spannzange 10 festgehaltener
Faden F in radialer,Richtung aus der Spannzange 10 lösen könnte. Der Durchmesser des
Stifts 28 ist geringfügig kleiner als der Abstand der Zylinderkörper 20, so daß der
Stift 28 zwischen den beiden Zylinderkörpern 20 hindurch fahren kann.
[0018] Die Zylinderkörper 20, 24 sind aus einem harten, abriebfesten Werkstoff hergestellt,
z.B. Hartmetall oder Keramik. Sie sind in passenden Austiefungen am Spannkörper 12
bzw. am Druckstück 22 befestigt. Die Zylinderkörper 20, 24 können auch in die Form
des Spannkörpers 12 bzw. des Drückstücks 22 integriert sein. Der Spannkörper 12 und
das Druckstück 22 sind dann insgesamt aus dem harten, abriebfesten Werkstoff hergestellt.
[0019] Wesentlich für die Erfindung ist nicht, daß die ersten und zweiten Spannelemente
als vollständige Zylinderkörper ausgebildet sind, sondern daß die einander zugewandten
Flächen der ersten und zweiten Spannelemente um parallele Achsen gekrümmt sind.
[0020] Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Spannzange erläutert. Der Faden F, bei dem
es sich um eine Kettfadenfranse oder sog. Hilfsschußfaden handelt, wird in der üblichen
Weise von einem Übergabegreifer in das Maul 18 der Spannzange 10 eingelegt. Der Pneumatikzylinder
14 wird dann mit Druck beaufschlagt, so daß der weitere Zylinderkörper 24 zu den Zylinderkörpern
20 bewegt wird und der eingelegte Faden F zwischen den Zylinderkörpern 20, 24 eingespannt
wird, wobei der Faden so wie in Fig. 2 gezeigt gekröpft oder verformt wird. Die Zylinderkörper
20, 24 drücken sich mit ihren Zylinderflächen in den Faden F und vermitteln dem Faden
eine aus Reibkraft und Umschlingungsreibung resultierende Spannkraft. Die Spannzange
bildet das vordere Ende eines üblichen und daher nicht dargestellten Durchziehgreifers.
Nach dem Erfassen des Fadens F wird der Kopf des Durchziehgreifers durch das Nahtwebfach
bewegt, so daß der Faden als Hilfsschußfaden im Nahtwebfach zuliegen kommt. Bei dem
Hilfsschußfaden handelt es sich um die Franse eines Kettfadens, so daß er die durch
die eingangs erwähnte Thermofixierung permanent aufgebrachte Wellenform besitzt.
[0021] Da das Webfach aus Hilfskettfäden gebildet wird, also aus Fäden, die aus dem endlos
zu machenden Gewebes herausgelöst worden sind, weisen die Hilfskettfäden ebenfalls
eine durch die Thermofixierung permanent aufgebrachte Wellenform auf. Für die Stabilität
und Zuverlässigkeit der Webnaht ist es wesentlich, daß sich die Wellenformen der Hilfsschußfäden
und der Hilfskettfäden entsprechend dem Geweberapport ineinander fügen. Es entsteht
dadurch ein Formschluß der eine sehr hohe Festigkeit der Webnaht garantiert. Damit
sich die Wellentäler und -berge der Hilfsschußfäden und der Hilfskettfäden entsprechend
dem Geweberapport ineinander fügen können, muß auf die Hilfsschußfäden nach dem Durchziehen
durch das Webfach eine sehr hohe Zugspannung aufgebracht werden. Diese hohe Zugspannung
wird durch den Durchziehgreifer erzeugt, wozu der Hilfsschußfaden F möglichst fest
in der Spannzange 10 eingespannt sein muß.
[0022] Nach dem Einziehen des Hilfsschußfadens F in das Webfach und dem Aufbau einer hohen
Zugspannung in dem Hilfsschußfaden F wird der Hilfsschußfaden mittels der Weblade
eingewälzt. Um das formschlüssige Ineinandergreifen der Wellentäler und -berge des
Hilfsschußfadens zwischen die Hilfskettfäden sicherzustellen, wird der Hilfsschußfaden
dabei nicht über die gesamte Breite des Webfachs gleichzeitig angeschlagen, sondern
beginnend von dem Gewebeende, an dem er als Kettfranse hängt, sukzessiv über die Breite
des Webfachs. Dieser Vorgang wird "Einwälzen" bezeichnet. Für das formschlüssige Ineinanderlegen
der Wellenform der Hilfsschußfäden und der Hilfskettfäden muß der Hilfsschußfaden
während des Einwälzens seine Länge verkürzen können. Vor dem Einwälzen wird der Druck
in dem Pneumatikzylinder 14 daher so weit verringert, daß er ungefähr die Kraft der
Rückstellfeder 26 kompensiert (Kraftwaage). Das Druckstück 22 mit dem weiteren Zylinderkörper
24 wird dabei durch den Faden F, der sich nach der Reduzierung des Gasdrucks im Pneumatikzylinder
14 in Richtung seines Durchmessers elastisch entspannt, etwas zurückbewegt, wie in
Fig. 3 erkennbar. Durch die Kraftwaage zwischen dem Gasdruck im Pneumatikzylinder
und der Kraft der Rückstellfeder 26 schwimmt das Druckstück 22, d.h. es übt weder
in der einen noch in der anderen Richtung eine Kraft aus und liegt drucklos an dem
Faden F an. Der Hilfsschußfaden F wird daher nur noch durch die Umschlingungsreibung
in der Spannzange 10 gehalten, während er von der Weblade entlang der Webkante eingewälzt
wird.
[0023] Es hat sich gezeigt, daß die dabei im Hilfsschußfaden entstehende Zugspannung in
hohem Maße reproduzierbar ist, wodurch die Qualität und Gleichförmigkeit der hergestellten
Webnaht verbessert wird.
[0024] Die dafür notwendige zeitliche Steuerung des Druckes im Pneumatikzylinder 14 erfolgt
in bekannter Weise mittels Signalen die aus der Steuerung der Nahtwebmaschine abgeleitet
werden.
Bezugszeichenliste
[0025]
- 10
- Spannzange
- 12
- Spannkörper
- 14
- Pneumatikzylinder
- 16
- Adapterring
- 18
- Maul
- 20
- Zylinderkörper (erstes Spannelement)
- 21
- Kolbenstange
- 22
- Druckstück
- 24
- weiterer Zylinderkörper (zweites Spannelement)
- 25
- Kolben
- 26
- Rückstellfeder
- 28
- Stift
- 30
- Bohrung
1. Spannzange (10) für das Erfassen eines Fadens (F) bei der Herstellung einer Webnaht,
wobei die Spannzange am Ende eines Durchziehgreifers angeordnet ist und einen Spannzangenkörper
(12), einen pneumatischen Zylinder (14) mit einem ein- und ausfahrbaren Kolben (25)
und ein erstes und ein zweites Spannelement aufweist, wobei das erste und das zweite
Spannelement (20, 24) zum Erfassen des Fadens (F) mittels des pneumatischen Zylinders
gegeneinander gespannt werden können,
dadurch gekennzeichnet,
- daß das erste Spannelement zwei beabstandete Zylinderflächen (20) aufweist und
- daß das zweite Spannelement eine Zylinderfläche (24) aufweist,
- wobei die Anordnung der Zylinderflächen (20, 24) derart ist, daß die Achsen der
Zylinderflächen parallel zueinander und im wesentlichen rechtwinklig zur Achse des
pneumatischen Zylinders (14) liegen und daß im ausgefahrenen Zustand des pneumatischen
Zylinders (14) die Zylinderfläche (24) des zweiten.Spannelements zwischen den beiden
Zylinderflächen (20) des ersten Spannelements liegt.
2. Spannzange nach Anspruch 1, wobei das erste Spannelement (20) das stationäre und das
zweite Spannelement (24) das bewegliche ist.
3. Spannzange nach Anspruch 1 oder 2, wobei der pneumatische Zylinder (14) gegen die
Kraft einer Feder (26) arbeitet, so daß die Spannzange im Normalzustand geöffnet ist.
4. Spannzange nach Anspruch 3, wobei die Spannzange eine Steuerung aufweist, mittels
der erstens durch Druckgaszufuhr die beiden Spannelemente (20, 24) zum Schließen der
Spannzange und Erfassen des Fadens (F) gegeneinander bewegbar sind, zweitens durch
Unterbrechen der Druckgaszufuhr die beiden Spannelemente (20, 24) durch Federkraft
zum Öffnen der Spannzange und Freigeben des Fadens voneinander weg bewegbar sind und
drittens der Druck des Druckgases so entstellbar ist, daß im wesentlichen die Federkraft
kompensiert wird und die beiden Spannelemente (20, 24) mit einer allenfalls geringen
Kraft gegen einen zwischen ihnen angeordneten Faden (F) drücken.
5. Spannzange nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem in Bewegungsrichtung des Kolbens
(25) zeigenden Stift (28), der zusammen mit den beiden Spannelementen (20, 24) und
dem Spannzangenkörper (12) einen erfaßten Faden (F) allseitig umschließt.
1. Gripping collet (10) for grasping a thread (F) during the preparation of a woven seam,
the gripping collet being arranged at the end of a draw-through gripper and having
a gripping collet body (12), a pneumatic cylinder (14) with an extendable and retractable
piston (25) and a first and a second clamping element, the first and the second clamping
element (20, 24) being able to be clamped against each other to grasp the thread (F)
by means of the pneumatic cylinder,
characterized in that
- the first clamping element has two cylinder surfaces (20) at a distance from each
other and
- the second clamping element has a cylinder surface (24),
- the arrangement of the cylinder surfaces (20, 24) being such that the axes of the
cylinder surfaces lie parallel to each other and essentially at right-angles to the
axis of the pneumatic cylinder (14) and, in the extended state of the pneumatic cylinder
(14), the cylinder surface (24) of the second clamping element lies between the two
cylinder surfaces (20) of the first clamping element.
2. Gripping collet according to claim 1, the first clamping element (20) being the stationary
one and the second clamping element (24) being the movable one.
3. Gripping collet according to claim 1 or 2, the pneumatic cylinder (14) working against
the force of a spring (26), so that the gripping collet is opened in normal state.
4. Gripping collet according to claim 3, the gripping collet having a control device
by means of which firstly the two clamping elements (20, 24) can be moved against
each other by the supply of compressed gas to close the gripping collet and grasp
the thread (F), secondly by interrupting the supply of compressed gas the two clamping
elements (20, 24) can be moved away from each other by spring force to open the gripping
collet and release the thread and thirdly, the pressure of the compressed gas can
be set so that the spring force is essentially compensated for and the two clamping
elements (20, 24) press with an at most low force against a thread (F) arranged between
them.
5. Gripping collet according to one of claims 1 to 4, with a pin (28) pointing in the
direction of movement of the piston (25), which, together with the two clamping elements
(20, 24) and the gripping collet body (12), surrounds a grasped thread (F) on all
sides.
1. Pince de serrage (10) pour la saisie d'un fil (F) lors de la fabrication d'une couture
tissée, la pince de serrage étant disposée à l'extrémité d'une griffe de traction
et présentant un corps de pince de serrage (12), un cylindre pneumatique (14) avec
un piston (25), qui peut être rentré et sorti, et un premier élément de serrage et
un deuxième élément de serrage, le premier et le deuxième éléments de serrage (20,
24) pouvant être serrés l'un contre l'autre à l'aide du cylindre pneumatique en vue
de la saisie du fil (F),
caractérisée
- en ce que le premier élément de serrage présente deux surfaces (20) de cylindre espacées et
- en ce que le deuxième élément de serrage présente une surface de cylindre (24),
- la disposition des surfaces de cylindre (20, 24) étant telle que les axes des surfaces
de cylindre se situent d'une manière parallèle l'un par rapport à l'autre et pour
l'essentiel à angle droit par rapport à l'axe du cylindre pneumatique (14) et que,
dans l'état sorti du cylindre pneumatique (14), la surface de cylindre (24) du deuxième
élément de serrage se situe entre les deux surfaces de cylindre (20) du premier élément
de serrage.
2. Pince de serrage selon la revendication 1, le premier élément de serrage (20) étant
l'élément stationnaire et le deuxième élément de serrage (24) étant l'élément mobile.
3. Pince de serrage selon la revendication 1 ou 2, le cylindre pneumatique (14) travaillant
contre la force d'un ressort (26), de telle sorte que la pince de serrage soit ouverte
à l'état normal.
4. Pince de serrage selon la revendication 3, la pince de serrage présentent une commande,
grâce à laquelle, en premier lieu, par apport de gaz sous pression, les deux éléments
de serrage (20, 24) peuvent être déplacés l'un vers l'autre en vue de la fermeture
de la pince de serrage et de la saisie du fil (F), en deuxième lieu, par interruption
de l'apport de gaz sous pression, les deux éléments de serrage (20, 24) peuvent être
déplacés par la force de ressort à l'écart l'un de l'autre, en vue de l'ouverture
de la pince de serrage et de la libération du fil, et, en troisième lieu, la pression
du gaz sous pression pouvant être ajustée de telle sorte que pour l'essentiel la force
du ressort soit compensée et que les deux éléments de serrage (20, 24) pressent avec
une force éventuellement faible contre un fil (F) disposé entre eux.
5. Pince de serrage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, avec une tige (28)
donnant une indication dans la direction de déplacement du piston (25), qui entoure
de tous côtés, conjointement aux deux éléments de serrage (20, 24) et au corps de
la pince de serrage (12), un fil (F) saisi.