EP0583603A1 - Vorrichtung zur Fadenverlegung auf einer Kreuzspule - Google Patents

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EP0583603A1
EP0583603A1 EP93111075A EP93111075A EP0583603A1 EP 0583603 A1 EP0583603 A1 EP 0583603A1 EP 93111075 A EP93111075 A EP 93111075A EP 93111075 A EP93111075 A EP 93111075A EP 0583603 A1 EP0583603 A1 EP 0583603A1
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    • Y10T428/2975—Tubular or cellular

Definitions

  • the present invention relates to a device according to the preamble of claims 1 and 4.
  • Thread guide rods made of high-strength plastics are known from DE 33 45 743 A1, but according to this disclosure they do not have completely flat surfaces due to the manufacturing process. This results in difficulties in the axial guidance of the thread guide rod.
  • a disadvantage of such storage is that the thread guide rod, which is moved back and forth at very high speeds and can have a length of more than 30 meters, must also accelerate the mass of the roller guide elements in addition to its own mass. The saving in mass, which is achieved on the one hand through the use of plastics, is canceled out on the other hand by these roller guide elements to be accelerated.
  • a bearing is proposed in DE 3434027 A1 as the bearing for the thread guide rod.
  • bearing elements are arranged on this thread guide rod, which interact with bearing elements arranged on the machine. This has the disadvantage that additional components must be accelerated.
  • Thread guide rods with fibers in the longitudinal direction of the thread guide rod also have the disadvantage that they have the required transverse strength, i.e. do not have sufficient strength with respect to forces in the radial direction on the cross section of the thread guide rod, especially at high traversing speeds and long thread guide rods.
  • the bars must therefore either have a very large cross section or they cannot withstand the extreme loads.
  • the object of the present invention is therefore to provide a thread guide rod which ensures a proper bobbin build-up at high traversing speeds.
  • the thread guide rod according to the invention has carbon fibers which are aligned in the axial direction of the thread guide rod. This orientation of the carbon fibers has the advantage that it creates a high surface uniformity in the axial direction and good bending strength.
  • the structure of the thread guide rod allows an axial sliding bearing.
  • the sheathing of this thread guide rod in the tangential direction increases the transverse strength and the torsional strength to such an extent that it withstands the forces that occur with sufficient certainty.
  • the sheathing is advantageously so thin that the original surface structure of the thread guide rod is largely retained.
  • a carbon fiber fleece has proven to be particularly advantageous for the sheathing of the thread guide rod.
  • the thin fleece with individual shorter carbon fibers binds the preferably continuous carbon fibers arranged in the axial direction in such a way that the thread guide rod has a very high resistance to transverse forces.
  • the thread guide rod is hollow.
  • a round cross-section of the thread guide rod results in the best use of strength with regard to the mass used.
  • the carbon fibers which are aligned in the axial direction, create a continuous drawn profile over the length of the thread guide rod.
  • the thread guide rod is in can advantageously be supported in an axial sliding bearing. No further components are required to support the thread guide rod. In this way, a mass of the thread guide rod is advantageously achieved, which is required only to maintain the required strength.
  • a disadvantage of a carbon fiber reinforced thread guide rod with axially arranged carbon fibers is that it has practically no thermal expansion.
  • the expansion of the textile machine creates an undesirable offset between the textile machine and the thread guide rod, which should be avoided.
  • the device according to the invention achieves the object in that the thread guide rod alternately consists of little heat-expandable material, in particular of carbon fiber-reinforced plastic and of highly heat-expandable material.
  • the thread guide rod in accordance with these sections, consists alternately of carbon fiber-reinforced plastic and of highly heat-expandable material.
  • the individual sections can alternate within a section or section by section.
  • Aluminum has been found to be advantageous as a heat-expandable material.
  • Aluminum has a coefficient of thermal expansion that is several times greater than that of steel. This makes it possible to compensate for the different thermal expansions of carbon fiber reinforced plastic and steel.
  • Aluminum is relatively light, so that it does not significantly reduce the reduction in accelerated masses.
  • Hard anodization (hard coating) of the aluminum results in a good surface hardness for wear-free storage of the thread guide rod.
  • the storage of the thread guide rod directly in an axial plain bearing has proven to be particularly advantageous. In contrast to the prior art, no additional components to be accelerated are required.
  • the surface, in particular the carbon fiber reinforced thread guide rod must be as flat as possible in the axial direction.
  • Polyamide 6 molybdenum sulfide 2 (PA6MOS2) has proven to be a suitable material for the plain bearing. This material allows both low-friction and low-wear storage of the carbon fiber reinforced thread guide rod as well as the thread guide rod made of aluminum.
  • FIG. 2 shows a section of a thread guide rod 1.
  • the thread guide rod 1 is shown partially cut, so that the structure of the individual shells of the thread guide rod 1 is visible.
  • the longitudinal fibers 2 are shown in one part of the section of the thread guide rod 1. These fibers are glued with synthetic resin. They form a constant surface in the longitudinal direction. These longitudinal fibers 2 are surrounded by the nonwoven fabric in the jacket 3.
  • the nonwoven contains undirected short fibers and is preferably very thin. As a result, the mass of the thread guide rod is not significantly increased.
  • the thin fiber fleece causes the surface structure of the body of the thread guide rod with the longitudinal fibers 2 to continue to form essentially the surface of the thread guide rod.
  • FIG. 3 shows an axial sliding bearing for a thread guide rod 1 according to the invention.
  • the axial bearing 4 which is firmly connected to the machine, consists of a support 5 and a cover 6. Support 5 and cover 6 are connected to one another via a screw 7.
  • the two joined parts carrier 5 and cover 6 form a cavity in which the thread guide rod 1 can be changed.
  • the cavity and the thread guide rod 1 have a clearance fit. This reduces the static friction to a minimum and guides the thread guide rod 1 as loosely as is absolutely necessary for the exact laying of the thread on the package.
  • PA6MOS2 has proven to be a particularly advantageous material for the thrust bearing.
  • a textile machine 8 is outlined in section construction.
  • the sections 11 to 18 are arranged between a drive frame 9 and an end frame 10.
  • the thread guide rod 1 is driven in the drive frame 9.
  • the thread guide rod 1 in each third section 13 and 16 is made of the highly heat-expandable aluminum. This division has proven to be an advantageous compromise between reducing the mass and strength of the thread guide rod 1 in connection with the required thermal expansion.

Landscapes

  • Guides For Winding Or Rewinding, Or Guides For Filamentary Materials (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fadenführerstange 1 und eine Vorrichtung zum Verlegen eines Fadens auf einer Kreuzspule an einer Textilmaschine 8. Eine Vielzahl nebeneinander angeordneter Spulstellen wird von einer hin- und herbewegbaren Fadenführerstange aus kohlefaserverstärktem Kunststoff bedient. Die Fadenführerstange 1 ist mit einer Ummantelung 3 versehen. Zum Wärmeausgleich weist die Fadenführerstange 1 Abschnitte aus stark wärmedehnbarem Material auf. <IMAGE>

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff der Ansprüche 1 und 4.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Fadenführerstange zu schaffen, die einen ordnungsgemäßen Spulenaufbau bei hohen Changiergeschwindigkeiten gewährleistet.
  • 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.
  • Zur Massereduzierung ist es vorteilhaft, wenn die Fadenführerstange hohl ist. Ein runder Querschnitt der Fadenführerstange ergibt die beste Festigkeitsausnutzung hinsichtlich der eingesetzten Masse.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • Eine Hart-anodisierung (Hart-coatierung) des Aluminiums bewirkt eine gute Oberflächenhärte für eine verschleißfreie Lagerung der Fadenführerstange.
  • 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.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.
  • 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.

Claims (10)

  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.
EP93111075A 1992-08-19 1993-07-10 Vorrichtung zur Fadenverlegung auf einer Kreuzspule Expired - Lifetime EP0583603B1 (de)

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