Greiferschützen für Webmaschinen
Die Erfindung betrifft einen Greiferschützen für Webmaschinen, bei denen der Schussfaden während seines Eintrages in das Webfach aus einem ausserhalb des Faches in fester Lage verbleibenden Schussfadenvorrat abgezogen wird, mit einer Schussfadenklammer, die zwei sich in der Längsrichtung des Schützens erstreckende Federarme besitzt, deren hintere, freie Enden die zum Erfassen des Schussfadens dienenden Klemmbacken tragen, und mit einem die Klammer umschliessenden Schützenkörper in Form einer an ihrem hinteren Ende offenen, an ihrem vorderen Ende geschlossenen Hülse.
Es sind zahlreiche Greiferschützen der erwähnten Art bekannt, bei denen die vorderen, d.h. während des Schussfadeneintrages gegen das Fangwerk der Webmaschine hin gerichteten Enden der Federarme durch ein Joch miteinander verbunden sind. In der Regel ist die Klammer (Federarme, Joch und Klemmbacken) aus einem Stück gefertigt. Als Schützenkörper wird meist die ganze äussere Hülle des Schützen bezeichnet. Er umfasst mit einem rohrförmigen Teil die Klammer und ist vorne mit einem Kopfteil versehen. Bei allen bekannten Greiferschützen dieser Art sind Klammerjoch und Rohrteil des Schützenkörpers durch Nieten - in der Regel zwei, um die Klammer im Rohrteil auszurichten und in ihrer Lage festzuhalten - verbunden. Nach längerem Gebrauch, etwa nach einigen Millionen Schuss, können sich lösende oder locker werdende Nieten zu Schwierigkeiten Anlass geben.
So bestehen beispielsweise in einem bekannten Greiferschützen der Kopfteil und das Klammerjoch aus einem Stück, oder sie sind fest miteinander verbunden, beispielsweise verschweisst. Klammer und Kopfteil werden von vorne her in den Rohrteil eingeführt und Joch und Rohr werden durch zwei in Längsrichtung nebeneinander angeordnete Nieten zusammengehalten, wobei der Kopfteil das vordere, ursprünglich offene Ende des Rohrteils abschliesst. Der Kopfteil ist etwas breiter und dicker als das Joch und bildet am tlbergang zu letzterem eine Stützfläche, an der das vordere Ende des Rohrteils ansteht, ohne jedoch mit ihr verschweisst oder auf andere Weise direkt verbunden zu sein.
Bei den bekannten Greiferschützen ist die freie Länge der Klammerarme auf etwa zwei Drittel der Gesamtlänge des Schützens beschränkt, da das Joch der Schützenklammer verhältnismässig lang ausgeführt werden muss, um für die zwei zur Befestigung des Joches im Inneren des Rohrteils des Schützenkörpers dienenden Nieten genügend Raum und Stützfläche zu bieten.
Der Schützenkörper verleiht dem Schützen die nötige Festigkeit und schützt die Schussfadenklammer beim Abschuss und beim Durchlauf durch das Webfach vor Beschädigungen.
Zum Erfassen des Schussfadenendes wird die Klammer geöffnet, indem z.B. ein keilförmiger Einstechöffner durch entsprechende, im Rohrteil des Schützenkörpers ausgesparte Öffnungen zwischen die beiden Klammerarme eingeführt wird und diese auseinander spreizt. Nun wird das einzutragende Schussfadenende von einem Fadenzubringer zwischen die geöffneten Klemmbacken der Schützenklammer eingeführt, so dass sich die Klemmbacken schliessen und das Schussfadenende fassen.
Die Klemmkraft, mit der in den beschriebenen Greiferschützen das Schussfadenende von den Klemmbacken der Schussfadenklammer gehalten wird, ist durch die den Klammerarmen verliehene Vorspannung bestimmt. Sie wird je nach Art des vorgesehenen Schussfadens verschieden gross gewählt. Um Fadenverlierer zu vermeiden, besteht hauptsächlich für dicke und schwere Fäden die Tendenz, eine möglichst grosse Klemmkraft einzustellen. Anderseits sollen die Klemmbacken den Faden nicht zerquetschen, abscheren oder sonstwie beschädigen.
Schliesslich ist die Klemmkraft durch die für das Material der Klammerarme zugelassenen maximalen Biegespannung begrenzt. Diese Bedingung wirkt sich je nach Form und Abmessungen der Federarme sehr verschieden aus. Die Länge und die Form der Klammerarme wird zweckmässigerweise derart festgelegt, dass die bei der Betätigung auftretenden Biegespannungen, vor allem im Einspannquerschnitt der Klammerarme, d.h. normalerweise bei deren Übergang in das Joch, bzw. im Scheitel des Jochs den für das verwendete Federmaterial zulässigen Wert nicht überschreiten. Es sollen sich ja bei zweckmässiger Dimensionierung keine Ermüdungsbrüche, auch nicht nach millionenfacher Betätigung der Klammer, ereignen können.
Im Betrieb tritt die grösste Biegebeanspruchung in den Klammerarmen verständlicherweise in jenem Augenblick auf, da die Klammerarme durch den Einstechöffner, entgegen der Klemmkraft der Arme, auseinander gespreizt werden. Aus geometrischen Überlegungen ergibt sich, dass an den am meisten beanspruchten Stellen der Klammerarme das Verhältnis zwischen den bei geschlossener bzw. geöffneter Klammer zu messenden Biegespannungen im wesentlichen umgekehrt proportional ist zum Verhältnis der Länge der Hebelarme, die für die an den Klammerarmen angreifenen Kräfte massgebend sind, mit anderen Worten zum Verhältnis der Abstände zwischen der Einspannstelle der Klammerarme, beispielsweise dem Jochscheitel und der Mitte der Fadenklemmbacken bei geschlossener, bzw. der Mitte der Auflagefläche des Einstech öffners bei offener Klammer.
Dieses Verhältnis wird um so günstiger, d.h. der Betrag der auf den Faden bei geschlossener Klammer wirkenden Klemmkraft nähert sich dem Wert der vom Einstechöffner auf die Federarme ausgeübten Spreizkraft um so mehr, je länger die Klammerarme im Verhältnis zum Abstand zwischen Klemmbacken und Auflagefläche des Öffners gestaltet werden können.
Bei den bekannten Greiferschützen wird die freie Länge der Klammerarme, d.h. der Abstand von Einspannquerschnitt (Jochscheitel) zu Klemmbacken bei gegebener Gesamtlänge des Schützens dadurch begrenzt, dass die für den Zusammenbau der einzelnen Teile des Schützens benötigten Nieten eine bestimmte Mindest-Längsausdehnung des Joches bedingen.
Diese Länge kann für den federnden Teil der Klammerarme nicht ausgenützt werden.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, bei gleicher gegebener Gesamtlänge des Greiferschützens den Einbau wesentlich längerer Klammerarme zu ermöglichen, als es die bekannten Schützenausführungen zulassen. Auf diese Weise wird, bei gleicher in geöffnetem Zustand auftretender, maximal zulässiger Biegespannung in den Klammer armen, in geschlossenem Zustand eine höhere Klemmkraft zwischen den Klemmbacken errreicht. Gleichzeitig sollen die mit einer möglichen Lockerung der Nieten verbundenen Schwierigkeiten ausgeschaltet werden.
Die Erfindung besteht darin, dass die Klammerarme im Bereich der vorderen Klammerarmenden direkt, d.h. ohne Zuhilfenahme von Befestigungsorganen, mit dem Schützenkörper verbunden, vorzugsweise verschweisst oder verlötet sind.
Gegenüber den bekannten Ausführungen kann das Joch der Schussfadenklammer wegfallen oder zum mindesten in Längsrichtung um den Betrag gekürzt sein, der in den bekannten Ausführungen für das Anbringen der Befestigungsnieten benötigt wird. Gegebenenfalls bleibt nur noch die aus Festigkeits überlegungen für die Einspannung der Klammerarme und die Schweissstellen benötigte Materialdicke erhalten. Um den gleichen Betrag können die Klammerarme verlängert bzw. der Scheitel des Joches, falls ein solches vorhanden ist, nach vorne versetzt werden. Die Nieten fallen weg, so dass der Schützen, hauptsächlich in seinem vorderen Teil, mit einer glatten polierten Oberfläche ausgeführt werden kann, was für den gewünschten ruhigen Durchlauf durch die Führungszähne der Schützenbahn während des Eintrags in das Webfach von grösster Wichtigkeit ist.
In einer Ausführungsform, bei der die vorderen, festen Enden der Klammer-Federarme durch ein Joch miteinander verbunden sind, kann die Schussfadenklammer zweckmässig im Bereich des Scheitels ihres Klammerjoches mit dem Schützenkörper verschweisst sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können das Joch der Klammer und der Kopfteil des Schützenkörpers in an sich bekannter Weise aus einem Stück gefertigt se was die Herstellung des Schützens in gewissen Fällen verein hen kann.
In einer anderen Ausfülrrungsform kann demgegenüber das Joch der Schützenklammer durch Schweissungen mit dem Kopfteil des Schützenkörpers verbunden sein. Diese an und für sich bekannte Ausführung erlaubt es, für die Klammer einerseits und das Kopfstück anderseits, verschiedene Materialien zu wählen, nämlich hochwertigen Federstahl für die Klammer bzw. einen beliebigen Stahl mittlerer Festigkeit für das Kopfstück.
Bei einer solchen Ausführungsform empfiehlt es sich ferner, den Kopfteil mit dem rohrförmigen Teil des Schützenkörpers direkt durch Schweissungen zu verbinden. Zu diesem Zweck kann der Kopfteil beispielsweise an seinem hinteren Ende eine ebene Fläche aufweisen, an welche der Rohrteil stumpf oder in anderer geeigneter Weise angeschweisst wird.
Es kann auch zweckmässig die Schweisstelle zwischen Klammerjoch und Kopfteil einerseits und Rohrteil und Kopfteil anderseits in der gleichen Ebene angeordnet sein. Die bekannte Technik der Elektronenstrahl-Schweissung erlaubt es dann, im gleichen Arbeitsgang sowohl die Schussfadenklammer als auch den Schützenkörper mit dem Kopfstück zu verschweissen.
Schliesslich können die vorderen Enden der Klammerarme - ohne direkt durch ein Joch miteinander verbunden zu sein - am Schützenkörper einzeln angeschweisst sein.
Auf eine der erwähnten Arten können auf besonders einfache und wirtschaftliche Art Greiferschützen hergestellt werden, deren Klammerarme im Verhältnis zur Gesamtlänge des Schützens wesentlich länger sind als bei den bekannten Schützen. Es ist dann nämlich ohne weiteres möglich, Klammerarme einzubauen, deren frei Länge, gemessen von ihrem Einspannquerschnitt, z.B. vom Jochscheitel bzw. der Schweisstelle bis zur Mitte der Klemmbacken, mindestens vier Fünfteln der Gesamtlänge des Schützens entspricht.
Wenn zudem die Auflagefläche des Einstechöffners an den Klammerarmen so nahe als möglich an die Klemmbacken, d.h.
gegen das hintere Ende des Schützens hin gerückt werden, so dass die Länge des kürzesten, für die Betätigung der Schussfadenklammer durch einen Einstechöffner massgebenden Hebelarmes, gemessen vom Einspannquerschnitt eines Federarmes bis zur Mitte der nächsten Auflagefläche für einen Einstechöffner, mindestens vier Fünfteln der freien Länge der Klammerarme entspricht, so kann an den Klemmbacken, bei gleicher in den Klammerarmen bei offener Klammer auftretender maximaler Biegespannung, eine wesentlich höhere Klemmkraft eingestellt werden als bei vergleichbaren Greiferschützen bekannter Ausführung. Statt der bei den bekannten Greiferschützen üblichen Grössenordnung von 2,2 kg Klemmkraft wurden, bei im übrigen gleichen Aussenabmessungen, beispielsweise Klemmkräfte bis 3,7 kg und mehr erreicht, ohne das Federmaterial der Klammerarme stärker zu beanspruchen.
Diese Art Schützen eignet sich besonders gut für dicke, schwere Schussfäden und grosse Webbreiten.
Weitere Einzelheiten werden in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen näher erläutert. Analoge Teile sind in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:
Fig. 1 die perspektivische Zeichnung einer Schussfadenklammer, wie sie in einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Greiferschützen eingebaut ist,
Fig. 2 den dazugehörigen Kopfteil,
Fig. 3 eine Klammer, die mit dem dazugehörigen Kopfteil des Schützenkörpers aus einem Stück besteht,
Fig. 4 den rohrförmigen Teil des Schützenkörpers,
Fig. 5, teilweise im Schnitt, einen zusammengebauten erfindungsgemässen Greiferschützen,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Wirkungsweise eines Einstechöffners und
Fig. 7 und 8 Einzelheiten von zwei weiteren Ausführungs formen, bei denen die Klammerarme im Schützenkörper einzeln angeschweisst sind.
In Fig. 1 und 2 bezeichnen la und 1b die beiden federnden Klammerarme einer als Ganzes mit 1 bezeichneten Schussfadenklammer, die am vorderen, d.h. während des Schusseintrages auf das Fangwerk der Webmaschine hin gerichteten Ende durch ein Joch 2 starr miteinander verbunden sind. Die hinteren, freien Enden der Klammerarme tragen die Schussfaden Klemmbacken 4a, 4b, die infolge der Vorspannung der Klammerarme mit der als Klemmkraft bezeichneten Federkraft aufeinander gepresst werden.
Im Abstand von einigen Millimetern von den Klemmbacken 4a, 4b tragen die Klammerarme la, lb, wie an sich bekannt, auf ihrer Innenkante Verdickungen oder Hartmetalleinlagen 3a, 3b, die zum Öffnen der Klammer durch den fangwerkseitigen Einstechöffner der Webmaschine dem letzteren als Auflagefläche dienen, wenn die Klammer nach erfolgtem Schusseintrag das Fadenende wieder freigeben soll. Noch weiter von den Klemmbacken 4a, 4b entfernt befinden sich zwei weitere ähnliche Verdickungen oder Hartmetallaufträge 3c, 3d für den schusswerkseitigen Einstechöffner der Webmaschine. Die Klammerarme la, lb sind an ihren von den Klemmbacken abgekehrten Enden 1c, 1d durch ein Joch 2 miteinander verbunden. Der innere Scheitel des Joches ist mit 2a bezeichnet.
Das Joch 2 ist an seiner den Klammerarmen abgekehrten Seite mit einer ebenen Fläche 5 versehen, die beim Zusammenschweissen mit dem Schützenkörper 6, 8 an eine entsprechende, ebene Fläche 7 des Kopfteils 6 stumpf oder in anderer geeigneter Weise angeschweisst wird (Fig. 1, 2, 4).
Fig. 3 zeigt eine Ausführung einer Schussfadenklammer, die mit dem Kopfteil 6 des Schützenkörpers aus einem Stück gefertigt wurde. Die Schweisstelle 5, 7 fällt damit weg. 7 bezeichnet hier lediglich die verbleibende Anschlagkante am Kopfteil, an die der rohrförmige Teil 8 des Schützenkörpers (Fig. 4, 5) beim Zusammenbau mit seiner vorderen Schweissfläche 9 angeschweisst wird.
Wie aus Fig. 4 und 6 ersichtlich, besteht der Rohrteil 8 aus einer Art abgeflachten Hülse, in die von der Vorderseite 9 her beim Zusammenbau die Klammer 1 eingeführt wird, wobei der mit der Klammer verbundene Kopfteil 6 die vordere Öffnung des Rohres (bei 9) verschliesst. Nach der Verschweissung und dem Verputzen der Stosstelle 7, 9 geht die Oberfläche des Kopfteiles bündig und glatt in die Aussenoberfläche der Hülse über. Am hinteren offenen Ende 10 des Rohrteiles 8 sind in Fig. 5 die Klemmbacken 4a, 4b sichtbar, welche das Schussfadenende 13 gefasst halten. Die Schweisstellen 5, 7 einerseits zwischen Klammerjoch und Kopfteil und 9, 7 anderseits zwischen Rohrteil und Kopfteil des Schützenkörpers liegen in einer Ebene, nämlich auf der rückwärtigen Fläche 7 des Kopfteils. Die Schweissung wurde im Elektronenstrahl-Schweissverfahren in einem Arbeitsgang ausgeführt.
Die Gesamtlänge des Schützen wird mit Ltot bezeichnet. Die aus Fig. 1 ersichtliche freie Länge Lk des Schützens ist mindestens vier Fünftel der Gesamtlänge Ltot, d.h. Lk ¯ 0,8 Ltot. Der Hebelarm für die Spreizkraft des Einstechöffners 14 ist mit Lo bezeichnet, wobei Lo > 0,8 Lk ist.
Fig. 6 stellt schematisch die Wirkungsweise des Einstechöffners 14 dar, in Form eines Schnittes nach VI - VI in Fig. 5.
Der Einstechöffner bewegt sich entsprechend dem Doppelpfeil 15 durch die Bohrungen 12 des Rohrteils 8 zwischen die Auflageflächen 3c, 3d an den Klammerarmen la, 1b und zurück.
Bei geöffneter Klammer, d.h. bei zwischen die Auflageflächen 3c und 3d gemäss Fig. 6 eingeführten Einstechöffner bringt die nichtgezeichnete Fadenzubringerklammer das Schussfadenende 13 in die schlitzförmige Aussparung 11, worauf der Einstechöffner herausgezogen wird und die Klemmbacken sich, das Schussfadenende erfassend, schliessen.
In Fig. 7 besteht der Schützenkörper 6, 8 in an sich bekannter Weise aus einem Stück. Die vorderen festen Enden 1c, 1d der Klammerarme la, 1b sind, ohne durch ein Joch direkt miteinander verbunden zu sein, im Inneren des rohrförmigen Teiles 8 an den Schweisstellen 16a, 16b einzeln an die Innenwand des Schützenkörpers angeschweisst. Die freie Länge Lk der Klammerarme wird somit durch den Abstand zwischen den Klemmbacken 4a, 4b und den Schweisstellen 16a, 16b bestimmt. Im übrigen sind die Form und die äusseren Abmessungen des Greiferschützens die gleichen wie bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform.
Schliesslich stellt Fig. 8 eine weitere Ausführungsform des Schützens dar, mit zweiteiligem Schützenkörper und jochloser Schussfadenklammer, bei der der Rohrteil 8 des Schützenkörpers und die vorderen Enden 1c, 1d der Klammerarme gleich- zeitig, in einem Arbeitsgang, beispielsweise durch elektronische Schweissung, bei 16c, 16d mit dem Kopfteil 6 verschweisst sind.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Es sind beispielsweise Ausführungsformen denkbar, bei denen an sich bekannte weitere Massnahmen, etwa zur Verhinderung des Herausfallens im Betrieb gebrochener Federarme getroffen wurden oder Dämpfungen eingebaut wurden, die das Auftreten unerwünschter Schwingungen der Klammer beim Abschuss des Schützens aus dem Schusswerk oder beim Durchlauf durch die Schützenführung im Webfach bzw. beim Abbremsen im Fangwerk verhindern.
Unter direkter (unmittelbarer) Verbindung von Klammerarmenden mit Schützenkörper soll verstanden werden, dass die Klammerarmenden und der Schützenkörper ohne Verwendung von besonderen, dritten Verbindungselementen, etwa Nieten, nur durch Aneinanderheften, z.B. Schweissen (etwa Elektronenstrahlschweissen, Reibschweissen, etc.), Löten, Kleben usw. miteinander verbunden sind.