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Elektrischer Wanderfeldantrieb zum Einfiihien von Fäden bei Textilmaschinen.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Antriebe zum Einführen von Fäden (Schussfäden bei Geweben, Flechtfäden, Stick- und Nähfäden usw.) bei der Herstellung textiler Er- zeugnisse.
Wegen der grossen Nachteile, die beim mechanischen Antrieb der Fadenführer bei Textilmaschinen (Schlagbewegung beim Webstuhl, Zahnradtrieb bei Flechtmasehinen usw.) unver- meidlich sind, hat man bereits, vornehmlich beim Webstuhl, versucht, die Fadenträger (Webschützen) elektrisch zu betätigen. So wurde beispielsweise der Schussfadenträger als Anker eines Magnetsystems oder als selbständiger Elektromotor ausgebildet. Auch die Anwendung eines Wanderfeldmagnetsystems in Form eines aufgerollten Stators eines Mehrphasenelektromotors (wobei der Schützen der Anker des Motors ist) ist bekannt.
Solche Anordnungen konnten sich aber in der Praxis nicht einführen, weil sie zu kostspielig und umständlich waren, vor allem aber eine zu geringe Nutzleistung ergaben oder, wie im Falle des Wanderfeldantriebes, die i-ngenetisc. lien Anziehungskräfte zwischen Feldsystem und Schützen zu gross waren, da dieser Eisen enthielt.
Gemäss der Erfindung wird zum Antrieb des Schussfadenträgers (Webschützen) ein elektrisches Wanderfeld verwendet, in dessen Luftspalt ein aus leitendem Material bestehender Teil des Schussfadenträgers (Webschützen) eingreift. Die Kraftlinien dieses Wanderfeldes schneiden
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bewegen.
Der neue Schussfadenträger (Webschützen) enthält kein dem Kraftlinienschluss dienendes Eisen, und es treten keine Anziehungskräfte zwischen dem Schussfadenträger (Webschützen) und der Schützenbahn auf.
Das Wanderfeld kann durch einen in die Ebene ausgebreiteten Stator eines Wanderfelmotors gebildet werden. der seinen Eraftlinienschluss durch einen feststehenden, magnetisierbaren Teil oder durch ein zweites Wanderfeldmagnetsystem erhält.
Das Wanderfeld kann zwecks Verringerung des Schlupfes mit veränderlicher Polteilung ausgeführt oder es kann durch eine Mehrzahl von Feldmagnetensystemen derartig gebildet werden, dass der Schussfadenträger (Webschützen) beim Ablauf beschleunigt und heim Einlauf gebremst wird : wobei er Strom in das Netz drücken kann.
Bei Breitwebstühlen, die mit dem neuen Wanderfeldantrieb ausgerüstet werden sollen, wird man in der Regel beiderseits der Lade ein solches Magnetsystem derart anordnen, dass der Schussfadenträger (Webschützen) von dem einen System angetrieben und durch das Fach
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und umgesteuert wird. Die Steuerung wird zweckmässig durch eine mit dem Webstuhl angetriebene. ständig umlaufende, funkensicher eingekapselte Schaltwalze bewirkt. Bei Breitwebstühlen mit Schusswechsel kann das Magnetsystem durch den in Schussstellung befindlichen Schützenkasten ergänzt oder betätigt werden.
Eine andere Anordnung für Breitwebstülle sieht eine Führung des Schussfadenträgers (Schützen) auch während seines Durchganges durch das Fach vor. Bei dieser ist die Lade
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zwischen den Kettfäden oder Kettfadengruppen augebracht sind. bilden den Luftspalt und bewirken den Kraftlinienschluss.
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werden diese radial angeordnet.
Der in den Luftspalt eingreifende. aus leitendem Material bestellende Teil des Schuss- fadenträgers (Websehützen) kann vrschiedenartig gestaltet werden. Als Beispiele seien Schuss-
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Schützens nach der Blattseite können die Rietstäbe in an sich bekannter Weise gekröpft werden.
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und die Schaltwalze kann auch die Stromzuführung für den Webstuhlantriebsmotor derart kontrollieren, dass bei Störungen der Antriebsmotor ausgeschaltet und gegebenenfalls ein Elektrobremsmagnet in Tätigkeit gesetzt wird.
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Abschiessen und Auftreffens des Schussfadoiträgers (Webschützen) dem Gesamtsystem die Erschütterungen erspart, die jetzt bei jedem Schuss alle Teile des Webstuhles und des Materials in Schwingungen setzen. Der neue Antrieb bietet die Möglichkeit, die Stuhlgeschwindigkeit zu erhöhen und verringert die Arbeitsausfälle durch Stuhlstillstand. Die Verminderung des beim mechanischen Schützenschlag auftretenden Geräusches steigert die Aufmerksamkeit und Leistungsfähigkeit des Webers.
Bei den nach der Erfindung ausgestalteten Schussfadenträger (Webschützen) ist ein grosser Nutzraum für die Garnaufnahme vorhanden, weil die Rücksichten auf hohes Eigengewicht des Schültzens und die Anforderung an Festigkeit und Beschleunigung viel geringer als bei Schlagschützen sind. Besondere Vorteile bietet die Erfindung für Webstühle mit grossen Breiten wie auch für ganz schmale Gewebe.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 zeigt ein prinzipielles Schaltschema für Drehstrom der im Ladenklotz befindlichen Statormagnetwicklungen samt den erforderlichen Anschluss-und Kontrolleinrichtungen, auf welch letztere an anderer Stelle die Sprache kommen wird.
In Fig. 1 ist das Geschwindigkeitswegdiagramm des Schützens dargestellt, wie es durch die erfindungsgemässe Anordnung ideal erzielt werden soll. Von a bis b erfolgt Beschleunigung auf die Höchstgeschwindigkeit, von b bis c fliegt der Schützen durch das Fach und wird von c bis d abgebremst durch Erregung eines Feldes, das der Flugrichtung des Schätzens entgegenwirkt.
Um den Anlaufstrom klein zu halten und den Leistungsfaktor zn verbessern, ist es vorteilhaft, das Magnetsystem des Stators mit veränderlicher Polteilung auszustatten. Es entspricht die kleinere Polteilung der kleineren Geschwindigkeit. Der Beschleunigung des Schützen ent-
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besitzt nach dieser Anordnung niemals einen allzu grossen Schlupf, was den Vorteil hat, dass keine grösseren Stromstösse auftreten und dass der Motor nur klein bemessen werden muss.
Bei Anwendung mehrerer magnetsysteme hintereinander, die zwar an sich jedes konstante Polteilung. untereinander aber verschiedene Teilung haben und die gesondert erregt werden können, ist eine Nutzbremsung des Schützens möglich. Fig. 1 b zeigt die Anbringung von je zwei Systemen auf jeder Ladenseite und Fig. 1 c gibt das entsprechende Geschwindigkeitsweg- diagramm.
Durch das Magnetsystem I wird der Schützen z. B. auf die seiner Polteilung entsprechende Höchstgeschwindigkeit 81 gebracht, beim Durchgang durch das Feld des Systems 11 erfolgt die Beschleunigung auf die seiner Teilung entsprechende Geschwindigkeit dz mit welcher der Schützen, abzüglich der Durchga. ngsverluste'S'g, an dem nicht erregten System III vorbei in das Feld des Systems II eintritt. Schreitet das Wanderfeld in der Schützenflugrichtung fort, so drückt der Schützen infolge seiner #Übrsynchronen"-Geschwindigkeit Strom in das Netz, wobei zu beachten ist, dass I und II gleiche Polteilung besitzen und daher eine Nutzbremsung bis zur Geschwindigkeit 84 herab möglich ist.
Das erste Ausführungsbeispiel des Motors zeigen Fig. 2 und Fig. 3. Auf dem Stator E sitzt der feststehende Ankerteil, der die Form einer eisernen Platte 1 hat. Diese Platte wird durch einen Steg 2 aus unmagnetisierbarem Metall oder aus Isolierstoff gestützt. Der Schützen 8 ist mit einem rohrförmigen Teil 3 verbunden, der aus leitendem. aber nicht aus magnetisierbarem Metall besteht. Teil 3 ist der Länge nach geschlitzt, um sich längs der Platte 1 und des Steges 2 bewegen zu können. Teil 3 und Schützen S bilden den beweglichen Teil des Rotors. Der besondere Vorteil dieser Anordnung ist es, dass die Eisenplatte so fest abgestützt ist, dass ein Durchbiegen derselben nicht möglich ist.
Die aus dem Statoreisen E senkrecht nach oben austretenden Kraftlinien finden ihren Eisenschluss in der Eisenplatte 1 und erzeugen beim Durchtritt durch 3 das sich abstützende Rotorwechselfeld".
Fig. 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform, bei der der feststehende Rotorteil wieder aus einer passend befestigten Eisenplatte 4 besteht. Der Schützen trägt hier einen geschlossenen
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Fig. 6,7 und 8 veranschaulichen eine Ausführung, bei welcher der feststehende Rotorteil aus zwei Eisenplatten 6 und 7 besteht. Im Spalt 8 zwischen denselben bewegt sich der Steg 9 ; der den Schützen Schützen S mit der Platte 10 verbindet.
Fig. 9 und 10 geben die Ausführung nach dem zweiten, oben erwähnten Prinzip, wobei der Schützen nur durch Steg 11 mit der leitenden, unmagnetisierbaren Platte 12, die eventuell zur Verkleinerung des Luftspaltes und Erhöhung der Wirkung Eiseneinlagen trägt (Fig. 11 und 12),
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In Fig. 13 und 14 ist der Stator in zwei gleiche Teile Ei und Eg geteilt, wodurch der notige Eisenschluss erzielt wird. Der Rotor besteht auch hier bloss aus einem beweglichen Teil. dem Schützen 8, Steg 13 und Führungsplatte 14, wobei jetzt der Steg 13 Träger des Wechselfeldes ist.
Fig. 15 und 16 zeigen eine Ausführung mit zweifach geteiltem Stator Ei und E2. Der Rotor teilt sich in eine feststehende Eisenplatte 16 und dem beweglichen Teil, bestehend aus Schützen S mit Steg 17 und Ansatz 15 aus nicht magnetisierbarem Metall.
Fig. 17 und 18 zeigen eine ähnliche Anordnung, nur ist hier der Schützen 8 auf dem Ladenklotz 20 geführt. Sein Fortsatz 19 umgreift die feststehende Eisenplatte 18.
Es ist auch möglich, den Stator so auszuführen, dass zwar zwei Eisenpakete, aber nur eine Schleifenwicklung vorhanden sind, wie Fig. 19 und 20 zeigen. E1 und E2 bilden das
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21 das kraftlinienschliessende Eisen darstellt.
Fig. 21 und 22 zeigen eine Ausführungsform bei mehrschützigen Webstühlen. Der Stator ist hier in zwei Teile-E und. Es geteilt. Der Rotor ist hier wie früher in einen feststehenden und einen beweglichen Teil gegliedert. Der feststehende Teil umfasst drei Eisenplatten 44, 45, 46, da es sich hier um einen dreischützigen Webstuhl handelt, die mit Hilfe eines Gleitstückes 41, Schubstange 47 und eines beliebigen Mechanismus in der Nut 42 der Führung 43 beweglich sind. Der bewegliche Rotorteil besteht aus dem Schützen 81 bzw. S2, 8a und einem Fortsatz 40, der die Eisenplatte doppelseitig umschliesst, so dass eine besonders starke Wirkung erzielt wird.
Fig. 23,24 und 25 zeigen eine Ausführung, die sich von der Ausführung der Fig. 21 und 22 dadurch unterscheidet, dass die Eisenplatten anders geführt sind. Die drei Eisenplatten 29, 30 und 31 werden auf folgende Art gefasst : Jede der Eisenplatten hat zwei zapfenförmige Fortsätze 32 und 33, die so angeordnet sind, dass die Bewegung der Schützen nicht gehindert wird. Diese Fortsätze sind in einem Führungsrahmen 34 eingelassen. Dieser Rahmen ist in den Nuten 35 und 39 der Führungen 36 und 38 beweglich. Es können also die Platten unter Zuhilfenahme des Führungsrahmens 34 der Schubstange 37 und eines beliebigen Mechanismus auf und ab bewegt werden. Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass eine sichere Befestigung der Platten gewährleistet ist.
Es wäre zu betonen, dass diese Ausführungen für Webstühle mit Fallkasten und solchen, die einen Wechselkasten mit horizontaler Schaltbewegung haben, ohne weiteres verwendbar sind.
Das Prinzip lässt sich auch für Webstühle mit Revolverkasten anwenden. Man kann auch hier den Rotor aus einem feststehenden und einem beweglichen Teil bestehend ausbilden.
Fig. 26, 27 und 28 zeigen die Schützenanlriebsvorrichtung eines Webstuhles mit Revolverkasten. Fig. 26 ist die Vorderansicht des Revolverkastens, Fig. 28 eine Seitenansicht des Antriebes und Fig. 27 ein Schnitt nach der Linie Ader Fig. 28. Der feststehende Rotorteil besteht aus den Eisenplatten 48, 49, 50. 51, die nach Fig. 27 und 28 angeordnet sind. Durch diese Anordnung wird es erreicht, dass der Revolverwechselmechanismus ungehindert betätigt werden kann. Der bewegliche Rotorteil besteht aus den Schützen S, bzw. S2, 8a, 84, Der Schützen hat ein Ansatzstück 52 und eine Platte 53, wobei der bewegliche Teil aus nichtmagnetisierbarem Metall besteht.
Die vier Eisenplatten bilden zwei aufeinander senkrecht stehende Kanäle, so dass der Schaltmechanismus ungehindert betätigt und dass der jeweils vor dem Stator E kommende Schützen ungehindert abgeschossen werden kann.
Fig. 30 zeigt in Seitenansicht eine Ausführungsform, bei der das zum Eisenschluss nötige Eisen in den Revolverkasten 56 verlegt ist. Es kann in diesem Eisen eingelegt sein oder aber er kann ganz aus Eisen bestehen.
Fig. 29 zeigt einen Schützen in Vorderansicht. Der Schützen hat einen entsprechend gekrümmten Fortsatz 55. Der Stator E erzeugt ein Wanderfeld, das in dem Eisen des Revolverkastens seinen Schluss findet, und in dem Fortsatz, der ebenso wie der Schützen aus nicht magnetisierbarem Metall besteht, Wechselströme hervorruft, wodurch die Bewegung des Schützens hervorgerufen wird.
Um dem Schützen, wenn er durch das Fach fliegt, eine entsprechende Führung zu verleihen, kann es von Vorteil sein, den Kamm mit einer Kröpfung Kr zu versehen, so dass sich der Schützen mit Hilfe irgendeines Fortsatzes darin führen kann. Fig. 38 und 39 zeigen die Form des so ausgebildeten Kammes Ka in zwei Ansichten.
Das beschriebene Prinzip lässt sich auch für den Schützenantrieb von Rundwebstühlen sinngemäss ausbauen, was in folgendem beschrieben werden soll. In Fig. 31,32 und 33 ist eine Ausführungsform dargestellt. Fig. 35 und 36 zeigen im vergrösserten Massstab die ganze Anordnung. Fig. 33 ist eine Seitenansicht des Stators. Es handelt sich hier darum, dass ein Stator E (Fig. 31 oder Fig. 34) oder mehrere eines Wechsels-bzw. Drehstrommotors ein Wanderfeld erzeugen, dessen Kraftfluss durch den entsprechend ausgebildeten Schützen geht und
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Scinitzens können auch mehrere vorhanden sein.
Das im Stator-S erzeugte Feld findet einen magnetischen Schluss über die eisernen Lamellen 57,58, die radial längs des ganzen Kreisumfanges angeordnet sind, und den eisernen Ring-Er. Die eisernen Lamellen dienen gleichzeitig zur Führung der Kettenfäden.
Wie Fig. 31, 32 und Fig. 35,36 nochmals vergrössert zeigen, werden die Lamellen in der Weise befestigt, dass sie in Ringen 63, 64, 65, 66 aus nichtmagnetisierbarem Metall entsprechend eingesetzt sind. Diese Ringe (65 und 66) sitzen einmal auf dem Stator und das andere Mal (63. 64) auf dem Eisenriug- & 'r. Um den Lamellen genügende Festigkeit zu verleihen, ist ein Verbindungssteg 61 an der Unterseite angebracht. Zwischen den Lamellen sitzen Distanzstücke 59, 60, die ein seitliches Verschieben der Lamellen verhindern. Durch die angegebene Ausbildung des Antriebes ist es möglich, dass die Fachbildung ungestört vor sich geht. Die Lamellen bilden einen Kanal 67, durch den der Flügel 62 2 des Schützens S sich hindurchbewegen kann.
Schützen S und Flügel 62 sind aus niohtmagnetisierbarem Metall.
Fig. 37 zeigt schliesslich die Anordnung, bei welcher der Eisenring Er durch einen Stator ersetzt ist, so dass hier zwei Statoren Ei und Ex vorhanden sind. Es sei noch hinzugefügt, dass alle in dieser Erfindung beschriebenen Ausführungsformen mit einem Schützen S ausgebildet werden können, der aus Holz ist.
Die bei den Rundwebstühlen verwendete Anordnung, den Schützen zu bewegen, lässt sich für normale Webstühle sinngemäss übertragen. Fig. 40. 41 und 42 zeigen in drei Ansichten die Ausführungsform des elektrischen Schützenantriebes bei Breitwebstühlen, die dadurch entstanden zu denken ist, dass der in den Fig. 31,32, 33 dargestellte Wechsel-bzw. Drehstrommotor in einer Ebene aufgewickelt ist. An Stelle des Ladendeckels und Ladenklotzes kommt je ein Stator (El, Es) des Motors. Der Kamm wird durch die eisernen Lamellen Le gebildet, die zugleich für den nötigen Eisenschluss dienen. Es ergibt sich also eine positive Schützenführung durch das ganze Fach.
Es sei ausdrücklich betont, dass, entsprechend der bereits angegebenen Ausführungsform bei Rundwebstühlen, anstatt zweier Statoren nur einer ausgebildet werden kann und dass an Stelle des andern ein entsprechend ausgebildeter Eisenteil für den nötigen Eisenschluss verwendet werden kann. Die Schützenform ist. wie in Fig. 31 und 32 bereits gezeigt, ebenfalls mit einem flügelförmigen Ansatz versehen, der sich in dem durch die Lamellen gebildeten Kanal Ka frei hindurchbewegen kann. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass man sehr rationell grosse Geschwindigkeiten erzielen kann.
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geschalteten Dreiphasensystemen, parallel gekuppelt. II ist der Gegenmotor auf der rechten Ladenseite. Die von den Statoren erzeugten Wanderfelder schreiten in der jeweiligen Pfeilrichtung fort. S ist der Schützen. K ist der abgewickelte Mantel einer Kontrollerwalze, die z.
B. von der Hauptwelle des Webstuhles im Verhältnisse 1 zu 2 angetrieben wird und sich in der Pfeilrichtung dreht. 1-12 sind leitende Segmente auf der Walze K. III ist die Statorwicklung des Webstuhlantriebmotors, IV die Dreiphasenwicklung des Bremsmagneten.
Die Bewegung des Schützens erfolgt nun folgendermassen : Angenommen, der Schützen S befände sich im Bereich der Wicklung J, so wird, sobald sich die Walze K soweit gedreht hat, dass Segment 1 und 2 über Kontakt a und b dieses Magnetsystem an Spannung schliesst, der Schützen nach rechts wechseln. Zur Zeit seiner Ankunft im Bereich 1I gibt Walze K über 5,6, c, fez Strom in 11 ; der Schützen wird daher elektrisch gebremst. Falls eine Erregung dieses Feldes 11 so erfolgt, dass die Fortschreitung des Wanderfeldes in der Bewegungsrichtung des Schützen liegt, ist. wie schon oben erwähnt, Nutzbremsung möglich.
Kommt der Schützen ganz in den Kasten, so drückt er den Schalter Seile gegen die Kraft der Feder F von den Kontakten it, x nach Y. Z. Der Motor In bekommt also über die Walze K, 10, f, 12, h Strom. Wird Schalter Sch nicht berührt (d. h. der Schützen wird beim nächsten Stromanschluss einen geringen oder gar keinen Impuls empfangen, was zu vermeiden ist), so bekommt der Bremsmagnet IV Strom, Motor III wird dagegen stromlos. Solange sich der Schützen im Fach bewegt. garantieren Segmente 9, 10, Kontakte e, q den Netzanschluss des Motors III.
Dieselbe Schützenkontrolle befindet sich natürlich auch auf der linken Ladenseite, ist aber der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet. In diesem Falle treten dann die Segmente 13, 14, 15, 16 sowie die Kontakte i, k, w in Funktion. Die Segmente 7.8, 3,4 vermitteln die Rückbewegung des Schützens. Li ist eine der beiden Kontrollampen, welche auf jener Seite der Lade aufleuchten, an der die nächste Felderregung folgt, damit der Weber den Schützen richtig einlegen kann. L2 liegt in dem mit Segmenten 14 und 16 verbundenen Stromkreis und ist daher nicht in der Zeichnung ersichtlich.
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Falls das Prinzip (kr oben beschriebenen Schützenbewcgting auf den Rundwcbstuhl an- gewendet wird, genügt ein einfacher Hebelschalter zum einmaligen Anschluss der Magnetwicklungen an das Netz. Es soll noch bemerkt werden, dass die neue Art des Antriebes die erste ist, welche gestattet, den Rundstuhlschützen innerhalb des Faches ohne Einprägung einer Radialkraft anzutreiben, während alle bekannten Konstruktionen den Schützen durch meist radiale magnetische Kräfte nachziehen.
Bisher wurde nur von Schützen als Schussfadenträger gesprochen. Es können jedoch auch Greifer in solcher Weise ausgebildet werden. Es muss auch nicht immer ausgesprochen ein Schussfaden sein, dem mit Hilfe des Wanderfeldantriebes Bewegung erteilt wird ; bei Strickmaschinen kann der Fadenführer auf die angegebene Weise bewegt werden, bei Flechtmaschinen oder Seilereimaschinen können auch Spulen (als Fadenträger) mit Hilfe des Wanderfeldes angetrieben werden, wobei dann der Antrieb durch Zahnräder wegfällt und die Magnetsysteme in oder unter der Gangplatte angebracht sind und eine beliebige fortschreitende Bewegung der Spulen nach Richtung und Geschwindigkeit ermöglichen, nicht nur in Kreisbogensegmenten wie bisher.
Auch der Antrieb der Nadeln (als Fadenträger) bei Nähmaschinen und besonders bei Stickmaschinen fällt in das Anwendungsgebiet des Wanderfeldes.
Die beschriebene Antriebsanordnung ist demnach ganz allgemein bei allen Maschinen, Apparaten anwendbar, wo es darauf ankommt, einen Faden zur Bildung eines textilen Produktes zu bewegen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Wanderfeldantrieb zum Einführen von Fäden bei Textilmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenträger aus leitendem Material in den Luftspalt eines Magnetsystems eingreift.