DE102013225653A1

DE102013225653A1 - Fadentraversiervorrichtung und Verfahren zum Betrieb einer Fadentraversiervorrichtung

Info

Publication number: DE102013225653A1
Application number: DE102013225653.1A
Authority: DE
Inventors: Markus Neubauer; Frank Benkert
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2015-06-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fadentraversiervorrichtung zum Aufwickeln eines Faden zu einer Kreuzspule. Erfindungsgemäß weist die Fadentraversiervorrichtung eine Linearführungseinheit auf, welche eine Schiene (7) sowie einen auf dieser kontaktfrei, insbesondere magnetisch oder fluidtechnisch, gelagerten Schlitten (2), an welchem eine Fadenführungsvorrichtung (1) gehalten ist, umfasst.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine in einer Maschine zum Aufwickeln von Garn verwendbare Fadentraversiervorrichtung sowie ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung.
Hintergrund der Erfindung
Fadentraversiervorrichtungen werden verwendet, um einen Faden zu einer Kreuzspule aufzuwickeln. Zum Changieren des Fadens während des Aufwickelns wird üblicherweise ein schwenkbarer Fingerfadenführer verwendet. Mit derartigen Fadenführern arbeitende Fadentraversiervorrichtungen sind beispielsweise aus den Dokumenten EP 1 600 414 B1 , EP 1 159 216 B1 , EP 1 728 749 B1 , sowie EP 2 196 423 B1 bekannt. Im letztgenannten Fall ist ein Fadenführungsarm in Fachwerk-Form gestaltet, um bewegte Massen zu minimieren.
Aus der DE 10 2009 011 843 A1 ist ein Verfahren zum Aufspulen von Kreuzspulen an einer Doppeldrahtzwirnmaschine bekannt. Hierbei wird zum Hin- und Herbewegen eines aufzuwickelnden Fadens eine Changiereinrichtung benutzt, welche als Kehrgewindewalze ausgeführt ist.
Aufgabe der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fadentraversiervorrichtung gegenüber dem genannten Stand der Technik insbesondere hinsichtlich einer langfristig hohen Leistungsfähigkeit weiterzuentwickeln.
Beschreibung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Fadentraversiervorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Vorrichtung gemäß Anspruch 10. Im Folgenden im Zusammenhang mit der Fadentraversiervorrichtung erläuterte Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung gelten sinngemäß auch für das Betriebsverfahren und umgekehrt.
Die Fadentraversiervorrichtung umfasst eine Linearführungseinheit mit kontaktfrei auf einer Schiene gelagertem Schlitten. Unter einer kontaktfreien Lagerung wird jede Art von Lagerung verstanden, bei welcher der überwiegende Teil der durch die Lagerung aufgenommenen Kräfte nicht über Festkörper/Festkörper-Kontakte, wie etwa Wälzkontakte, übertragen wird. Insbesondere kann es sich bei der kontaktfreien Lagerung um eine fluidtechnische, also hydraulische oder pneumatische, Lagerung oder um eine magnetische Lagerung handeln. Besonders im letztgenannten Fall kann eine komplett berührungsfreie Lagerung des Schlittens vorgesehen sein. Ansonsten können beispielsweise Dichtelemente in untergeordnetem Umfang mechanische Kräfte innerhalb der insgesamt als kontaktfrei bezeichneten Lagerung übertragen.
In jedem Fall ist an dem im genannten Sinne kontaktfrei auf der Schiene gelagerten Schlitten eine Fadenführungsvorrichtung gehalten. Durch die ausschließlich lineare Bewegung der Fadenführungsvorrichtung wird der Faden stets exakt quer zu seiner Förderrichtung verlagert. Zugleich ist dank der kontaktfreien, insbesondere magnetischen, pneumatischen oder hydraulischen, Lagerung ein dauerhaft reibungsarmes Changieren des Fadens sichergestellt.
Gemäß einer möglichen Ausgestaltung ist die Schiene der Linearführungseinheit als Stabmagnet, insbesondere Permanentmagnet, ausgebildet, dessen zwei Pole sich in Längsrichtung über die Schiene erstrecken. Der Schlitten kann ebenfalls mindestens einen Permanentmagneten umfassen und zusätzlich Elektromagneten zur Lageregelung enthalten.
An den beiden Enden der Linearführungseinheit ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung jeweils eine vorzugsweise pneumatisch arbeitende Bremsvorrichtung angeordnet, welche dem Abbremsen sowie anschließenden Beschleunigen des Schlittens dient. Selbst ohne jegliche steuerungs- und regelungstechnische Eingriffe wirkt die pneumatische Bremsvorrichtung als kurzfristiger Energiespeicher und sorgt somit maßgeblich für einen besonders energiesparenden Betrieb der Fadentraversiervorrichtung.
Zusätzlich zur selbsttätigen Ausbildung eines Druckluftpolsters in der pneumatischen Bremsvorrichtung ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung eine Eindüsung von Druckluft in die Bremsvorrichtung vorgesehen. Der Zeitpunkt der Eindüsung ist hierbei durch einen Drucksensor bestimmbar, welcher den Druck des sich in der Bremsvorrichtung ausbildenden Luftpolsters misst. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine Positionsmessung des Schlittens möglich, um den Zeitpunkt der Drucklufteindüsung zu bestimmen. Eine direkte Positionsbestimmung mittels eines Positionssensors hat gegenüber einer indirekten Bestimmung über eine Druckmessung nicht nur den Vorteil einer höheren mechanischen Präzision, sondern darüber hinaus auch den Vorteil, dass die Umkehrpositionen, das heißt Endpositionen, des Schlittens bei entsprechender Anpassung von Parametern der Bremsvorrichtung besonders einfach verstellbar sind.
Die Drucklufteindüsung in die Bremsvorrichtungen ermöglicht einen rein pneumatischen Antrieb des Schlittens. Außerhalb der Bremsvorrichtungen wird der Schlitten hierbei nicht angetrieben. Anstelle des pneumatischen Antriebs des Schlittens oder zusätzlich zu einem solchen Antrieb kann auch ein Antrieb des Schlittens in Form eines elektrischen Linearantriebs vorgesehen sein. Auch in diesem Fall ist es ausreichend, wenn der Schlitten nur im Bereich seiner Umkehrpunkte angetrieben wird. Um den Schlitten elektrisch anzutreiben, können in die Schiene der Linearführungseinheit einzelne, abschnittsweise ansteuerbare Spulenpakete integriert sein.
Bei jeder Antriebsart des Schlittens erreicht dieser Beschleunigungen bis 1800 m/s².
Kurze Beschreibung der Zeichnung
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Fadentraversiervorrichtung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
1 eine Fadentraversiervorrichtung mit magnetischer Lagerung in einer schematischen Schnittdarstellung,
2 einen Schnitt durch eine Schiene der Fadentraversiervorrichtung nach 1.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnung
Die 1 zeigt vereinfacht eine Fadentraversiervorrichtung, mit welcher in einer Textilmaschine ein nicht dargestellter Faden mittels einer Gabel 1 changiert werden kann, um ihn zu einer Kreuzspule aufzuwickeln. Die als Fadenführungsvorrichtung fungierende Gabel 1 ist an einen Schlitten 2 befestigt, welcher magnetgelagert auf einer Schiene 7 verschiebbar ist.
An Stelle der Magnetlagerung kann in nicht dargestellter Weise auch eine pneumatische oder hydraulische, nämlich hydrostatische oder hydrodynamische, Lagerung des Schlittens 2 vorgesehen sein. Hinsichtlich einer Luftlagerung wird zum technischen Hintergrund auf die DE 10 2008 049 050 A1 , hinsichtlich einer hydraulischen Linearführung auf die DE 10 2004 040 155 A1 verwiesen. Derartige pneumatische oder hydraulische Lagerungen werden ebenso wie die magnetische Lagerung gemäß 1 unter den Begriff „kontaktfreie Lagerungen“ subsumiert.
Die Schiene 7 des in den 1 und 2 skizzierten Ausführungsbeispiels ist als permanentmagnetischer Stabmagnet mit zwei Polen 10, 11, nämlich den in 2 mit 10 bezeichneten Nordpol und den mit 11 bezeichneten Südpol, ausgebildet und weist im Ausführungsbeispiel einen rechteckigen Querschnitt auf. Die beiden Pole 10, 11 erstrecken sich in der Längsrichtung durch die Schiene 7. Der auf der Schiene 7 geführte Schlitten 2 weist ebenfalls Magnete auf, welche in 1 mit 6 bezeichnet sind und als Elektromagnete oder eine Kombination von Elektro- und Permanentmagneten ausgebildet sein können.
Durch eine Lageregelung des Schlittens 2 ist sichergestellt, dass dieser keine der mit 13 bezeichneten Oberflächen der Schiene 7, nämlich Deckfläche 12, Seitenfläche 14 oder Bodenfläche 15, berührt. Eine Stromzuführung zum Schlitten 2 ist nicht dargestellt.
An den beiden Enden der Schiene 7 befindet sich jeweils eine mit 3 bezeichnete Bremsvorrichtung, welche pneumatisch arbeitet und den Schlitten 2 sowohl abbremst als auch – nachdem dieser an einer seiner Endpositionen zum Stillstand gekommen ist – wieder beschleunigt. Die gleichartig gestalteten Bremsvorrichtungen 3 haben jeweils die Form einer Dose, deren Querschnitt der Form des Schlittens 2 derart angepasst ist, dass beim Eintauchen des Schlittens 2 in die Bremsvorrichtung 3 lediglich ein schmaler Spalt zwischen der Außenwandung des Schlittens 2 und der Innenwandung der Bremsvorrichtung 3 verbleibt. In der Bremsvorrichtung 3 entsteht somit ein Luftpolster, welches nur in geringem Maße durch entweichende Luft abgebaut wird.
Der innerhalb der Bremsvorrichtung 3 gebildete, durch den Schlitten 2 abgeschlossene Raum ist als Ringraum 5 bezeichnet. In 1 ist ferner eine Druckluftzuleitungsvorrichtung 4 erkennbar, welche dazu dient, Druckluft aus einem Druckluftbehälter 8 in den Ringraum 5 einzuleiten. Zusätzlich ist ein Drucksensor 9 vorhanden, welcher den Luftdruck im Ringraum 5 misst und das stoßartige Einleiten von Druckluft in die Bremsvorrichtung 3 auslöst. Der Schlitten 2 ist damit mit hohen Beschleunigungen von beispielsweise 1800 m/s² rein pneumatisch antreibbar. Durch Verstellung der Auslöseschwelle der Drucksensoren 9 sind die Endpositionen des Schlittens 2 zumindest in einem geringen Rahmen verstellbar. In nicht dargestellter Weise kann die Anordnung aus Schiene 7 und Schlitten 2 auch als lineares, mit der Bremseinrichtung 3 zusammenwirkendes Messsystem ausgebildet sein, wobei sich eine Maßverkörperung, beispielsweise mit optischen oder magnetischen Markierungen, an der Schiene 7 und ein zugehöriger Sensor am Schlitten 2 befinden kann.
Bezugszeichenliste

1: Gabel, Fadenführungsvorrichtung
2: Schlitten
3: Bremsvorrichtung
4: Druckluftzuleitungsvorrichtung
5: Ringraum
6: Magnet
7: Schiene
8: Druckluftbehälter
9: Drucksensor
10: Nordpol
11: Südpol
12: Deckfläche
13: Oberfläche
14: Seitenfläche
15: Bodenfläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1600414 B1 [0002]
EP 1159216 B1 [0002]
EP 1728749 B1 [0002]
EP 2196423 B1 [0002]
DE 102009011843 A1 [0003]
DE 102008049050 A1 [0017]
DE 102004040155 A1 [0017]

Claims

Fadentraversiervorrichtung, mit einer Linearführungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Schiene (7) sowie einen auf dieser kontaktfrei gelagerten Schlitten (2), an welchem eine Fadenführungsvorrichtung (1) gehalten ist, umfasst.
Fadentraversiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (2) fluidtechnisch auf der Schiene (7) gelagert ist.
Fadentraversiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (2) magnetisch auf der Schiene (7) gelagert ist.
Fadentraversiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schiene (7) als Stabmagnet ausgebildet ist, dessen Pole (10, 11) sich in Längsrichtung über die Schiene (7) erstrecken.
Fadentraversiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden Enden der Linearführungseinheit jeweils eine zum Abbremsen des Schlittens (2) vorgesehene Bremsvorrichtung (3) angeordnet ist.
Fadentraversiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (3) als Luftpolsterbremse ausgebildet ist.
Fadentraversiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (3) einen Drucksensor (9) umfasst.
Fadentraversiervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung (3) zugleich als Beschleunigungsvorrichtung ausgebildet ist, welche eine an einen Druckluftbehälter (8) angeschlossene, mittels des Drucksensors (9) auslösbare Druckluftzuleitungsvorrichtung (4) umfasst.
Fadentraversiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführungseinheit zusätzlich als elektrischer, den Schlitten (2) antreibender Linearmotor ausgebildet ist.
Verfahren zum Betrieb einer einen kontaktfrei gelagerten, mit einer Fadenführungsvorrichtung (1) verbundenen Schlitten (2) aufweisenden Fadentraversiervorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: – der Schlitten (2) wird oszillierend zwischen zwei Endpositionen verlagert, – an den Endpositionen wird der Schlitten (2) jeweils durch ein Luftpolster abgebremst, wobei das Luftpolster zugleich dem Beschleunigen des Schlittens (2) nach Erreichen der Endposition dient.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Luftpolster gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftpolster in Abhängigkeit von dem gemessenen Luftdruck durch zusätzlich eingedüste Druckluft verstärkt wird.