EP0403429A1 - Stabförmiges Fadenführungselement für Textilmaschinen, insbesondere Weblitze - Google Patents

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EP0403429A1 EP90810403A EP90810403A EP0403429A1 EP 0403429 A1 EP0403429 A1 EP 0403429A1 EP 90810403 A EP90810403 A EP 90810403A EP 90810403 A EP90810403 A EP 90810403A EP 0403429 A1 EP0403429 A1 EP 0403429A1
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    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1369—Fiber or fibers wound around each other or into a self-sustaining shape [e.g., yarn, braid, fibers shaped around a core, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a rod-shaped thread guide element for textile machines, with a thread eye, in particular a heald.
  • thread guide elements and strands for guiding the warp yarn during shedding in weaving machines have hitherto been punched from flat steel or also bent from steel wire.
  • these known metallic thread guide elements are not only relatively difficult to manufacture, but also complex.
  • the formation of a suitably shaped thread eye that is gentle on the thread, possibly by means of a separate ceramic eye insert, in a strand requires a relatively complex and expensive production.
  • the relatively high weight of the metallic thread guide elements is an increasing problem in modern, high-speed textile machines.
  • the thread guide element consists of compact, thermoplastic synthetic material reinforced with high-strength technical continuous fibers, the fiber reinforcement having a braided tube, and in that the eye opening by widening the braided fiber strands is formed. Even the material composition and arrangement results in a considerable weight reduction.
  • the thermoplastic matrix and the braid structure enable the thread guiding element to be shaped more optimally with reduced material expenditure, which in turn means an additional reduction in weight and also a reduction in costs.
  • the production, especially the shape of the thread eye, as well as the end areas, is considerably simplified.
  • any additional eye insert can be inserted into the widened eye opening in a simple manner by thermoplastic forming.
  • PEEK, PPS, PF or PA are particularly suitable as thermoplastic and carbon, aramid or glass, at least with a volume fraction of 45%, as reinforcing fibers.
  • a fiber angle W of less than 45 ° to the longitudinal axis results in both high strength and high ductility.
  • thermoplastic deformation can be carried out in a simple manner End loops or hook-shaped ends are made. Angling in the eye area with respect to the stretched area of the thread guiding element can also be carried out in a thermoplastic manner. This can result in more economical use of space in dense fabrics.
  • the method for producing the thread guide elements according to the invention consists in that the thread guide elements are produced in two stages, in a first stage yard goods of uniform shape are produced by thermoplastic shaping and consolidation under tensile stress, and in a second stage after cutting to a predeterminable length the thread eye and the end regions are formed by thermoplastic forming.
  • the yard goods of the first stage can be made of thermo-impregnated UD rovings, e.g. in the form of a prepreg tubular braid in a pultrusion device. This process is particularly simple and efficient.
  • the section of a thread guiding element 10 from FIG. 1 shows an eye opening 6 of a heald formed between the stretched areas 26 for guiding a warp thread 4.
  • the compact body of the heald 10 is formed by a fiber composite made of a thermoplastic plastic matrix and tubular braid. Individual fiber strands 31 to 34 of the braid 2 are shown in the figure. The fiber strands are divided in the eye area. The fiber strands 31, 32 run here in the left branch 7, the strands 33, 34 in the right branch 8. This interweaving of the fiber strands also in the eye area 6 prevents the eye from being able to tear open, which would be the case with unidirectional fiber scrims.
  • the necessary smooth, thread-friendly surface is created in the eye by not allowing individual fibers to sprout and injuring or catching the thread 4.
  • the shape of the eye opening 6 can be ideally rounded off and optimized for the thread path (see FIG. 4).
  • an additional eye insert 11 can also be used in the simplest possible way, the material and shape of which is specifically matched to certain yarns, for example a ceramic thread eye.
  • the eye area is heated, the eye opening 6 plastically expanded, the eye insert 11 inserted and then fixed by tensioning the strand 10 in the direction of the longitudinal axis 13 and cooled.
  • the insert 11 is thus securely fixed without additional work steps and auxiliary materials, as is necessary, for example, when soldering inserts in steel strands, and with undiminished strength of the fiber composite material.
  • the thread guide elements and healds according to the invention can thus achieve a weight reduction of, for example, a factor of 5 to a fraction of the weight of previous steel healds.
  • FIGS. 3a to d show an arrangement of the tubular braid 2 in the stretched area 26 of a thread guide element 10.
  • the individual fiber strands 3 with fiber directions 27, 28 form an angle W of preferably less than 45 ° , for example 30 to 40 ° , to the longitudinal axis 13
  • the cross sections 23 and 24 in FIGS. 3a and 3c show the position of the fiber strands 3 of FIG. 3a.
  • FIG. 3d illustrates how the originally open tubular braid 2 was pressed flat and compactly consolidated in directions 40, 41 during manufacture.
  • the widening can advantageously be set between the fiber strands 3, for example at a point 42 (FIG. 3a) of the polymer matrix, by means of a suitable mandrel.
  • FIG. 4 shows a heald 10 with eye 6, stretched area 26 and end areas 14 as thread guide element, 15.
  • a bend 36 o shown in the eye area of, for example 45 to the thread axis 5.
  • a favorable, dense arrangement of the strands with a small thread spacing 43 can thus be achieved in the eye area.
  • the stretched area 26 and in the end area 14, 15, the strand is flattened and formed parallel to the axis 5 of the threads 4.
  • the end regions are shaped as end eyelets 16, 17 which are mounted on a holder 44 of the heald frames.
  • the thermoplastic thread guide elements 10 can, however, be shaped almost as desired in the end regions 14, 15.
  • FIG. 5 shows in two views an example with a hook-shaped end region 18 and a handling opening 46 and with a molded spring arch 47.
  • Fig. 6 shows a resilient, clamp-shaped end region 19 which can be simply plugged onto the strand holder 44 similar to a curtain rail. This allows simple replacement of individual strands.
  • the end region can, however, also be loop-shaped 20, FIG. 7, with a self-welded matrix at point 49.
  • a snap-on spring ring 48 corresponds here to clip 19 from FIG. 6.
  • the thread guide element 10 can be designed in various forms and used in textile machines. It can also have more than one thread eye, for example two staggered thread eyes for the upper and lower work in strands for ribbon weaving. Or it can also be used as a guard lamella in weaving machines with adapted thermoplastic forming of the end areas.

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Abstract

Das stabförmige Fadenführungselement (10) für Textilmaschinen, insbesondere als Weblitze, besteht aus mit technischen Endlosfasern verstärktem, kompaktem, thermoplastischem Kunststoff. Die Faserverstärkung besteht aus einem geflochtenen Schlauch (2), und eine Augenöffnung (6) ist durch Aufweitung der geflochtenen Faserstränge (3) gebildet. Diese Fadenführungselemente sind wesentlich leichter als bisherige Stahllitzen. Mit einem zweistufigen thermoplastischen Verfahren können sie zudem sehr einfach, kostengünstig und in fast beliebigen Formen hergestellt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein stabförmiges Fadenführungs­element für Textilmaschinen, mit Fadenauge, insbesondere eine Weblitze. Solche Fadenführungselemente und Litzen zur Führung des Kettgarns bei der Fachbildung in Webma­schinen wurden bisher aus Flachstahl gestanzt oder auch aus Stahldraht gebogen. Diese bekannten metallischen Fadenführungselemente sind jedoch nicht nur relativ schwer, sondern auch noch aufwendig herzustellen. Vor allem die Ausbildung eines geeignet geformten, den Faden schonenden Fadenauges, allfällig mittels eines separaten keramischen Augeneinsatzes, in eine Litze bedingt eine relativ aufwendige und teure Herstellung. Das relativ hohe Gewicht der metallischen Fadenführungselemente stellt bei modernen, schnellaufenden Textilmaschinen ein zunehmendes Problem dar.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fadenführungselement zu schaffen, welches wesentlich leichter und zudem auch noch einfacher herstellbar ist, ohne Minderung der notwendigen Festigkeitseigenschaften und der Fadenverträglichkeit. Diese Aufgabe wird erfin­dungsgemäss dadurch gelöst, dass das Fadenführungselement aus mit hochfesten technischen Endlosfasern verstärktem, kompaktem thermoplastischem Kunststoff besteht, wobei die Faserverstärkung einen geflochtenen Schlauch aufweist, und dass die Augenöffnung durch Aufweitung der geflochtenen Faserstränge gebildet ist. Schon die Materi­alzusammensetzung und -anordnung ergibt eine ganz erheb­liche Gewichtsreduktion. Zudem ermöglichen die thermo­plastische Matrix und der Geflechtaufbau eine optimalere Formgebung des Fadenführungselementes mit reduziertem Materialaufwand, was wiederum eine zusätzliche Gewichts­reduktion und auch eine Kostenreduktion bedeutet. Die Herstellung, vor allem die Ausformung des Fadenauges, wie auch der Endbereiche, wird erheblich vereinfacht.
  • Darüberhinaus ist es aber auch möglich, solche Fadenfüh­rungselemente als Litzen im Webschaftrahmen vorzuspannen, was bei bisherigen Stahllitzen praktisch nicht möglich war. Dies wird durch wesentlich erhöhte Dehnbarkeit erreicht, welche aus der Materialzusammensetzung und dem Faserwinkel des Geflechts resultiert. Erst damit kann über die relativ grosse Webbreite eine gleichmässige und auch während der raschen Schaftbewegungen hinreichend konstante Vorspannung aller Litzen praktisch realisiert werden. Damit kann also auch das bisher notwendige Spiel der lose eingelegten Stahllitzen aufgehoben werden, was je nach Anwendung weitere Vorteile ergeben kann.
  • Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausfüh­rungen der Erfindung. So kann durch thermoplastische Umformung auf einfache Art ein beliebiger zusätzlicher Augeneinsatz in die aufgeweitete Augenöffnung eingesetzt sein. Als Thermoplast eignen sich besonders PEEK, PPS, PF oder PA und als Verstärkungsfasern Kohlenstoff, Aramid oder Glas, mindestens mit einem Volumenanteil von 45 %. Ein Faserwinkel W von weniger als 45o zur Längsachse ergibt sowohl hohe Festigkeiten als auch hohe Dehnbar­keit. In den Endbereichen des Fadenführungselementes können durch thermoplastische Umformung auf einfache Art Endösen oder hakenförmige Enden hergestellt werden. Ebenso einfach ist eine Abwinkelung im Augenbereich gegenüber dem gestreckten Bereich des Fadenführungsele­mentes thermoplastisch ausführbar. Dies kann bei dichten Geweben günstigere Platzausnützung ergeben.
  • Das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Fadenführungselemente besteht darin, dass die Fadenfüh­rungselemente in zwei Etappen hergestellt werden, wobei in einer ersten Etappe Meterware einheitlicher Form durch thermoplastische Formung und Konsolidierung unter Zug­spannung hergestellt wird, und in einer zweiten Etappe nach Zuschneiden auf eine vorgebbare Länge das Fadenauge und die Endbereiche durch thermoplastische Umformung gebildet werden. Dabei kann die Meterware der ersten Etappe aus thermoplastimprägnierten UD-Rovings, z.B. in Form eines Prepreg-Schlauchgeflechts in einer Pultru­sionseinrichtung, hergestellt werden. Dieses Verfahren ist besonders einfach und effizient.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungs­beispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:
    • Fig. 1 einen Ausschnitt eines erfindungsgemässen Fadenführungselements mit Augenöffnung
    • Fig. 2 einen zusätzlichen Augeneinsatz in einer Weblitze
    • Fig. 3 ein Schlauchgeflecht mit Faserwinkel W sowie Querschnitte des Fadenführungsele­ments
    • Fig. 4 ein weiteres Fadenführungselement mit Augen- und Endbereichen
    • Fig. 5 einen hakenförmigen Endbereich
    • Fig. 6 einen klammerförmigen Endbereich
    • Fig. 7 einen schlaufenförmigen Endbereich.
  • Der Ausschnitt eines Fadenführungselements 10 von Fig. 1 zeigt eine zwischen den gestreckten Bereichen 26 einge­formte Augenöffnung 6 einer Weblitze zur Führung eines Kettfadens 4. Der kompakte Körper der Litze 10 wird durch einen Faserverbund aus thermoplastischer Kunststoff-­Matrix und Schlauchgeflecht gebildet. Einzelne Faser­stränge 31 bis 34 des Geflechts 2 sind in der Figur dargestellt. Im Augenbereich werden die Faserstränge geteilt. Die Faserstränge 31, 32 verlaufen hier im linken Ast 7, die Stränge 33, 34 im rechten Ast 8. Durch diese Verflechtung der Faserstränge auch im Augenbereich 6 wird einmal verhindert, dass das Auge aufreissen kann, was bei unidirektionalen Fasergelegen der Fall wäre. Zum andern wird auch die notwendige glatte, fadenfreundliche Ober­fläche im Auge geschaffen, indem keine einzelnen Fasern aufspriessen und den Faden 4 verletzen oder festhaken können. Dank der thermoplastischen Matrix kann die Form der Augenöffnung 6 ideal abgerundet und auf den Fadenlauf optimiert werden (siehe Fig. 4).
  • Wie Fig. 2 zeigt, kann aber auch auf einfachst mögliche Art ein zusätzlicher Augeneinsatz 11 eingesetzt werden, welcher in Material und Form speziell auf bestimmte Garne abgestimmt ist, z.B. ein keramisches Fadenauge. Dazu wird der Augenbereich aufgeheizt, die Augenöffnung 6 plastisch aufgeweitet, der Augeneinsatz 11 eingesetzt und an­schliessend durch Spannen der Litze 10 in Richtung der Längsachse 13 fixiert und abgekühlt. Der Einsatz 11 ist damit ohne zusätzliche Arbeitsgänge und Hilfsmaterialien, wie dies etwa beim Löten von Einsätzen in Stahllitzen nötig ist, und bei unverminderter Festigkeit des Faser­verbundmaterials sicher fixiert. Bei gleicher Festigkeit kann so mit den erfindungsgemässen Fadenführungselementen und Weblitzen eine Gewichtsreduktion von z.B. einem Faktor 5 auf einen Bruchteil des Gewichts bisheriger Stahllitzen erreicht werden.
  • Die Fig. 3a bis d zeigen eine Anordnung des Schlauchge­flechts 2 im gestreckten Bereich 26 eines Fadenführungs­elements 10. Die einzelnen Faserstränge 3 mit Faserrich­tungen 27, 28 bilden dabei einen Winkel W von vorzugswei­se weniger als 45o, beispielsweise 30 bis 40o, zur Längsachse 13. Mit der Wahl und Einstellung dieses Faserwinkels W bei der Herstellung durch entsprechende Zugkräfte, abgestimmt auf die Thermoplast-Matrix, können die elastischen Eigenschaften variiert und optimiert werden. Dies ist bei bisherigen Stahllitzen wiederum nicht möglich. Die Querschnitte 23 und 24 in Fig. 3a und 3c zeigen die Lage der Faserstränge 3 von Fig. 3a. Fig. 3d illustriert, wie das ursprünglich offene Schlauchge­flecht 2 bei der Herstellung in Richtungen 40, 41 flachgepresst und kompakt konsolidiert wurde. Bei der thermoplastischen Bildung der Augenöffnung 6 kann die Aufweitung, mittels eines geeigneten Dorns, mit Vorteil zwischen den Fasersträngen 3 z.B. an einer Stelle 42 (Fig. 3a) der Polymer-Matrix angesetzt werden.
  • Fig. 4 zeigt als Fadenführungselement eine Weblitze 10 mit Auge 6, gestrecktem Bereich 26 und Endbereichen 14, 15. In den Schnitten von Fig. 4b ist eine Abwinkelung 36 im Augenbereich von z.B. 45o zur Fadenachse 5 gezeigt. Damit kann im Augenbereich eine günstige dichte Anordnung der Litzen mit geringem Fadenabstand 43 erreicht werden. Im gestreckten Bereich 26 und im Endbereich 14, 15 ist die Litze abgeflacht und parallel zur Achse 5 der Fäden 4 ausgebildet. In diesem Beispiel sind die Endbereiche als Endösen 16, 17 ausgeformt, welche auf einer Halterung 44 der Webschäfte aufgezogen sind. Die thermoplastischen Fadenführungselemente 10 können aber in den Endbereichen 14, 15 fast beliebig geformt werden.
  • Fig. 5 zeigt in zwei Ansichten ein Beispiel mit hakenför­migem Endbereich 18 sowie einer Handhabungsöffnung 46 und mit einem eingeformten Federbogen 47.
  • Fig. 6 zeigt einen federnden, klammerförmigen Endbereich 19, welcher auf die Litzenhalterung 44 ähnlich einer Vorhangschiene einfach aufgesteckt werden kann. Dies erlaubt ein einfaches Auswechseln einzelner Litzen. Der Endbereich kann aber auch schlaufenförmig ausgebildet sein 20, Fig. 7, mit in sich selbst verschweisster Matrix an der Stelle 49. Ein aufsteckbarer Federring 48 ent­spricht hier der Klammer 19 von Fig. 6.
  • Das erfindungsgemässe Fadenführungselement 10 kann in verschiedenen Formen ausgebildet und in Textilmaschinen eingesetzt werden. Es kann auch mehr als ein Fadenauge aufweisen, beispielsweise zwei versetzt angeordnete Fadenaugen für Ober- und Unterwerk in Litzen für die Bandweberei. Oder es kann auch mit angepasster thermo­plastischer Umformung der Endbereiche als Wächterlamelle in Webmaschinen eingesetzt werden.

Claims (12)

1. Stabförmiges Fadenführungselement (10) für Textilma­schinen, mit Fadenauge, insbesondere Weblitze, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mit technischen Endlosfasern verstärktem, kompaktem thermoplastischem Kunststoff besteht, wobei die Faserverstärkung einen geflochtenen Schlauch (2) aufweist, und dass die Augenöffnung (6) durch Auf­weitung der geflochtenen Faserstränge (3) gebildet ist.
2. Fadenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass ein zusätzlicher Augeneinsatz (11) in die aufgeweitete Augenöffnung (6) eingesetzt ist.
3. Fadenführungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch PEEK, PPS, PP oder PA als Thermoplast.
4. Fadenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Verstärkungsfasern aus Kohlen­stoff, Aramid oder Glas bestehen.
5. Fadenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass der Faseranteil mindestens 45 Volumen Prozent beträgt.
6. Fadenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass der Faserwinkel W zur Längsachse in den gestreckten Bereichen weniger als 45o beträgt.
7. Fadenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass in dessen Endbereichen (14, 15) je eine Endöse durch Aufweitung der Faserstränge gebil­det ist.
8. Fadenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Endbereiche schlaufenförmig (20) ausgebildet sind.
9. Fadenführungselement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Endbereiche hakenförmig (18) oder klammerförmig (19) ausgebildet sind.
10. Fadenführungselement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine flache Querschnittsform (23, 24) parallel zur Fadenachse im gestreckten Bereich und durch eine Abwinkelung (36) im Augenbereich.
11. Verfahren zur Herstellung von Fadenführungselementen nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­zeichnet, dass die Fadenführungselemente (10) in zwei Etappen hergestellt werden, wobei in einer ersten Etappe Meterware einheitlicher Form durch thermo­plastische Formung und Konsolidierung unter Zug­spannung hergestellt wird, und in einer zweiten Etappe nach Zuschneiden auf eine vorgebbare Länge das Fadenauge (6) und die Endbereiche (14, 15) durch thermoplastische Umformung gebildet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Meterware der ersten Etappe aus thermoplast­imprägnierten UD-Rovings, z.B. in Form eines Prepreg­Schlauchgeflechts (2), hergestellt wird.
EP90810403A 1989-06-12 1990-06-01 Stabförmiges Fadenführungselement für Textilmaschinen, insbesondere Weblitze Expired - Lifetime EP0403429B1 (de)

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