[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kämmmaschine mit mehreren Kämmköpfen, welche jeweils ein Zangenaggregat aufweisen, das auf wenigstens einer Achse zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung schwenkbar gelagert ist und mit einer Antriebswelle gekuppelt ist, die mit wenigstens einer Antriebsquelle in Verbindung steht.
[0002] Die Funktion und der schematische Aufbau eines Zangenaggregates einer Kämmmaschine ist z.B. aus der Literatur "Die Kurzstapelspinnerei; Band 3: Kämmerei, Strecken, Flyer von The Textile Institute" auf den Seiten 22 bis 26 zu entnehmen. Das Zangenaggregat führt eine Hin- und Herbewegung in Richtung der Abreisszylinder aus und wird über eine Zangenwelle in diese Schwingbewegung versetzt.
Dabei ist das Zangenaggregat über einen hinteren Schwenkarm auf der Zangenwelle drehfest befestigt.
Bei den heutigen Kämmmaschinen sind in der Regel acht solcher Zangenaggregate nebeneinander angeordnet und über jeweils einen Schwingarm auf der Zangenwelle befestigt. Die Zangenaggregate arbeiten synchron miteinander. Aus der CH-PS 471 910 ist zu entnehmen, dass zum Ausgleich der schwingenden Zangenmasse ein Gegengewicht angebracht werden kann. Mit diesem Gegengewicht können insbesondere Unwuchten vermieden werden, welche sich in der Erhöhung der Bodenkräfte bemerkbar machen können.
[0003] In den letzten Jahren wurden durch konstruktive Massnahmen schrittweise bei den Kämmmaschinen die maximal erreichbaren Kammspielzahlen erhöht.
Dadurch erhöhte sich auch die Produktionsleistung der Kämmmaschinen.
Durch die Erhöhung der Kammspielzahlen erhöhte sich zwangsweise auch die über den Antrieb eingeleitete Drehschwingung der Zangenwelle. Dabei gelangt man in den Bereich der Eigenfrequenz des Antriebssystems bzw. der Zangenwelle. Daraus resultiert eine Erhöhung des Drehmomentes, bzw. es entstehen Drehmomentspitzen, welche von den Antriebselementen und den Lagerstellen aufgenommen werden müssen. Das heisst die konstruktive Auslegung dieser Elemente muss auf die entstehenden Höchstbelastungen ausgerichtet werden.
Die Elemente werden dadurch zum Teil überdimensioniert, nur um die auftretenden Drehmomentspitzen in einem bestimmten Bereich der Kammspielzahlen abfangen zu können.
[0004] Es ist nun Aufgabe der Erfindung, eine Kämmmaschine mit einer Vorrichtung für den Antrieb der Zangenaggregate vorzuschlagen, durch welche diese Nachteile vermieden werden.
[0005] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, indem vorgeschlagen wird, dass in der Antriebsverbindung zwischen der Antriebsquelle und dem Zangenaggregat wenigstens ein Mittel zur Kompensation von Eigenschwingungen eingefügt ist. Dadurch ist es möglich, den Verlauf der auftretenden Drehmomente zu glätten bzw. die Drehmomentspitzen in dem Bereich der zu fahrenden Kammspielzahlen über das Dämpfungsmittel, auch "Tilger" bzw. "Dämpfer" genannt, abzubauen.
Derartige Dämpfungsmittel werden z.B. in der Fahrzeugtechnik (z.B. bei Kupplungen für die Antriebe) verwendet, wo z.T. sehr hohe Drehzahlen vorhanden sind und die Probleme der Überlagerung der Schwingungen mit der Eigenfrequenz der Bauteile eine zentrale Rolle spielen.
Die Verwendung derartiger Dämpfungsmittel im Bereich der Antriebselemente für den Zangenantrieb bei einer Kämmmaschine ist jedoch neu und nicht ohne weiteres aus der Anwendung in der Fahrzeugtechnik übertragbar, zumal die Drehzahlverhältnisse und die Antriebsbewegungen (Hin- und Herbewegungen) bei einer Kämmmaschine nicht mit denen der Fahrzeugtechnik vergleichbar sind.
[0006] Vorteilhafterweise wird weiter vorgeschlagen, dass das jeweilige Zangenaggregat mit einer Zangenwelle als Antriebswelle über eine Kupplung verbunden ist, wobei auf der Zangenwelle, die mit der Antriebsquelle in Verbindung steht,
wenigstens ein Mittel zur Schwingungsdämpfung befestigt ist. Dies ermöglicht eine konstruktiv einfache Anbringung der Dämpfungsmittel (kurz "Dämpfer" genannt), wobei auch mehrere Dämpfer auf der Zangenwelle angebracht werden können, wie dies in einem weiteren abhängigen Anspruch beansprucht wird.
[0007] Es ist auch denkbar, wie weiter beansprucht, dass bei jedem Kämmkopf im Bereich der Kupplung jeweils ein Mittel zur Schwingungsdämpfung auf der Zangenwelle befestigt ist.
[0008] Dabei kann z.B.
im Bereich der Kupplung ein Gegengewicht zum Ausgleich der bewegten Masse des Zangenaggregates angeordnet sein, auf welchem der Dämpfer angebracht ist.
[0009] Dieser Dämpfer kann bei jedem der nebeneinander angeordneten Zangenaggregate auf dem jeweiligen Gegengewicht angebracht sein.
[0010] Es sind natürlich auch Mischformen denkbar, wobei der oder die Dämpfer einerseits auf der Zangenwelle und andererseits im Bereich der Kupplung bzw.
auf den Gegengewichten angebracht werden kann.
[0011] Da die Zangenwelle, welche sich über die gesamte Länge der nebeneinander angeordneten Zangenaggregate erstreckt, eine grosse Länge aufweist, ist es in Bezug auf die elastische Verdrehung über die Länge der Zangenwelle vorteilhaft, wenn die Antriebsleistung auf beiden Enden der Zangenwelle eingeleitet wird.
Es wird deshalb vorgeschlagen, dass die Antriebswelle an beiden Enden mit einer genannten Antriebsquelle verbunden ist.
[0012] Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher aufgezeigt und beschrieben.
[0013] Es zeigen
<tb>Fig. 1<sep>eine schematische Seitenansicht eines Kämmkopfes eine Kämmmaschine
<tb>Fig. 2<sep>eine schematische Ansicht einer Zangenwelle mit Antrieb und Dämpfungsmitteln (Dämpfer)
<tb>Fig. 3<sep>eine vergrösserte Ansicht des Dämpfers nach Fig. 2
<tb>Fig. 4<sep>eine Seitenansicht nach Fig. 3
<tb>Fig. 5<sep>ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 2
<tb>Fig. 6<sep>ein weiteres Ausführungsbeispiel nach Fig. 2
<tb>Fig. 7<sep>eine schematische Seitenansicht einer Kupplung mit einem Gegengewicht
<tb>Fig. 8<sep>eine Draufsicht nach Fig. 7
<tb>Fig. 9<sep>ein Diagramm mit dem Verlauf des Drehmomentes über den Kammspielzahlen
[0014] Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Kämmkopfes 1 mit einem Zangenaggregat 2, das mit einer unteren Zangenplatte 3 und einer auf der unteren Zangenplatte um die Drehachse 4 schwenkbaren oberen Zangenplatte 5 versehen ist. Die Zangenplatte 5 ist dabei mit zwei Schwenkarmen 8 verbunden, die auf der Drehachse 4 schwenkbar gelagert sind. Die untere Zangenplatte 3 ist in einem Zangenrahmen 6 befestigt.
Oberhalb der unteren Zangenplatte 3 ist ein drehbar gelagerter Speisezylinder 7 angeordnet, der die von einem nicht gezeigten Wattewickel zugeführte Wattebahn W in Intervallen in Richtung zu nachfolgend angeordneten Abreisszylindern 9 transportiert bzw. speist.
Im gezeigten Beispiel befindet sich das Zangenaggregat 2 in einer vorderen Stellung, in welcher es geöffnet ist und der Abreiss- und Lötvorgang durchgeführt wird. Auf dem Zangenrahmen 6 sind im Bereich der unteren Zangenplatte 3 auf beiden Seiten jeweils auf einer Achse 14 Schwenkarme 15 drehbar angebracht, welche auf ihrem anderen Ende auf der Achse 13 eines Rundkammes 11 gelagert sind.
Für den Kämmvorgang ist der Rundkamm 11 mit einem Kammsegment 12 versehen, das sich über einen Teilbereich des Umfanges des Rundkamms erstreckt.
[0015] Im hinteren Bereich ist der Zangenrahmen 6 mit einer Schwenkachse 17 versehen, auf welcher ein Schwenkarm 18 drehbar gelagert ist. Der Schwenkarm 18, von welchem auch jeweils zwei pro Zangenaggregat 1 (siehe Fig. 2) vorhanden sein können, ist, wie schematisch angedeutet, auf dem der Schwenkachse 17 gegenüberliegenden freien Ende mit einem Kupplungselement 20 versehen. Mit dieser Kupplung wird der jeweilige Schwenkarm 18 drehfest auf einer Zangenwelle 22 befestigt. Dabei kann die Kupplung 20 mit schematisch angedeuteten Halbschalen versehen sein, die über Schrauben gegeneinander auf der Zangenwelle 22 verspannt werden.
Es ist jedoch auch denkbar, den gesamten Schwenkarm 18 in zwei Hälften zu teilen, welche dann zur Befestigung auf der Zangenwelle 22 gegeneinander verspannt werden. Es sind noch weitere Ausführungen möglich.
[0016] Zum Ausgleich der schwingenden Masse des Zangenaggregates 2 (Vermeidung von Unwuchten und Reduzieren der Bodenkräfte) ist im Bereich der Kupplung 20 ein Gegengewicht 24 auf dem Schwenkarm 18 befestigt, welches in der Fig.
7 und 8 näher gezeigt wird.
Über die schematisch gezeigte Antriebsverbindung 26 wird die Zangenwelle 22 von einem Getriebe G angetrieben, das seinerseits über die Antriebsverbindung 27 mit einem Motor M in Verbindung steht.
Wie durch den bei der Zangenwelle gezeichneten Doppelpfeil angedeutet, wird über das Getriebe G auf die Zangenwelle 22 eine hin- und hergehende Bewegung übertragen, die eine hin- und hergehende Schwenkbewegung des Zangenaggregates 2 oberhalb des Rundkammes 11 erzeugt. Diese Antriebsbewegung kann z.B. durch einen im Getriebe G nicht näher gezeigten Kurbelantrieb erfolgen.
Auf den Ablauf eines Kammspieles wird nicht näher eingegangen, da dieser hinreichend bekannt ist und auch aus den zuvor aufgeführten Literaturstellen zu entnehmen ist.
[0017] Fig. 2 zeigt eine Draufsicht nach Fig. 1, in welcher nur drei von z.B. acht nebeneinander angeordneten Zangenaggregaten 2 gezeigt sind. Von den Zangenaggregaten 2, 2 ¾, 2 ¾ ¾ ist jeweils nur der hintere Teil schematisch angedeutet. Der jeweilige Zangenrahmen 6 ist an seinem hinteren Ende mit zwei Armen 10 versehen, die über die Achse 17 mit den Schwenkarmen 18 drehbar verbunden sind. Wie bereits beschrieben, sind die Arme 18 mit einer Kupplung 20 in Verbindung, über welche sie drehfest auf der Zangenwelle 22 befestigt sind. Die Zangenwelle 22 ist über Lager L im schematisch angedeuteten Maschinenrahmen MS gelagert.
Die Lagerung L zwischen den einzelnen Zangenaggregaten 2 erfolgt in Zwischenschilden des Maschinenrahmens MS. Zwischen dem Getriebe G und dem ersten Zangenaggregat 2 ist auf der Zangenwelle 22 ein Dämpfungselement 30 angebracht, welches in vergrösserter Ansicht in den Fig. 3 und Fig. 4 gezeigt wird. Das Dämpfungselement, kurz "Dämpfer 30" genannt (z.T. auch als "Dämpfer" bezeichnet), ist mit einer Scheibe 31 versehen, welche über einen Keil bzw. eine Feder 35 mit der Zangenwelle 22 drehfest verbunden ist. Koaxial zur Scheibe 31 ist eine weitere Scheibe 32 (Masse) angebracht, welche über ein Lager 36 frei drehbar auf der Zangenwelle 22 gelagert ist.
Es sind auch nicht gezeigte Elemente vorgesehen, welche die Scheiben 31 und 32 in axialer Richtung zur Zangenwelle 22 fixieren.
In der Scheibe 31 sind mehrere Dämpfungsmittel in Form von Bolzen 34 aus Gummi befestigt, welche in gegenüberliegende Aufnahmen in der Scheibe 32 ragen. Sobald die Zangenwelle 22 über den Antrieb M, G in Drehbewegung versetzt wird, dreht sich zwangsweise auch die Scheibe 31, welche über die Bolzen 34 die Scheibe 32 (Schwungmasse) mitschleppt. Dadurch wird einerseits ein Teil der aufgebrachten Energie durch die mitgeschleppte Schwungmasse 32 absorbiert und andererseits auftretende Schwingungen insbesondere im Bereich der Eigenfrequenz abgebaut bzw. aufgefangen.
Mit dieser relativ einfachen Einrichtung können die im Diagramm in Fig. 9 gezeigten Drehmomentspitzen MD1 und MD2, welche im Beispiel über den Kammspielzahlen KS1 und KS2 auftreten, kompensiert werden. Man erhält dadurch einen Verlauf des Drehmomentes, wie er in der gestrichelten Kurve der Fig. 9 gezeigt ist. Dadurch ist es nicht mehr notwendig, die konstruktive Ausgestaltung der Antriebselemente auf die Drehmomentspitzen MD1 oder MD2 auszurichten. D.h. diese Teile müssen nicht überdimensioniert werden, nur um entstehende Drehmomentspitzen aufzufangen.
[0018] In Fig. 5 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei jeweils zwischen zwei Kupplungen 20 eines Zangenaggregates 2 ein Dämpfer 30 angebracht ist.
Es kann vorteilhaft für die Kompensation von auftretenden Schwingungen sein, wenn der Dämpfer 30 direkt an der Stelle angebracht ist, wo die grössten Massen (z.B. beim Zangenaggregat 2) zu beschleunigen und abzubremsen sind. Dadurch werden u.U. Schwingungen bereits bei der Entstehung absorbiert.
[0019] In Fig. 6 wird eine andere Ausführung gezeigt, wobei der Antrieb für die Zangenwelle 22 auf beiden Enden der Zangenwelle eingeleitet wird. Dabei ist die Zangenwelle 22 auf der einen Seite über die Antriebsverbindung 26 und auf der anderen Seite über die Antriebsverbindung 26 ¾ mit jeweils einem Getriebe G1 bzw. G2 verbunden. Wie schematisch dargestellt sind die beiden Getriebe G1 und G2 über die Verbindung 39 miteinander gekoppelt, um den Synchronlauf zu gewährleisten.
Der Antriebsmotor M ist hierbei mit den Getriebe G1 gekoppelt, welches die Antriebsleistung über die Verbindung 39 zum Getriebe G2 überträgt. Es wäre jedoch auch möglich, beiden Getrieben G1, G2 jeweils einen Antriebsmotor zuzuordnen, wobei dann die Motoren synchronisiert werden müssen, sofern die Verbindung 39 nicht mehr besteht. Es sind auch noch weitere Ausführungen in der Antriebsausführung möglich, die nicht alle hier aufgezeigt werden. Auch wäre ein direkter motorischer Einzelantrieb von der einen oder von beiden Seiten aus denkbar.
Im gezeigten Beispiel ist jeweils zwischen den jeweiligen Getrieben G1, G2 und dem nachfolgenden Zangenaggregat 2 ein Dämpfer 30 angebracht.
Diese Anordnung ist zwar etwas aufwendiger, reduziert jedoch die elastische Verbiegung der Zangenwelle 22 über deren Länge und absorbiert auf beiden Enden der Zangenwelle 22 auftretende Schwingungen. Zwischen dem Ausführungsbeispiel der Fig. 5 und dem der Fig. 6 sind natürlich auch Mischformen bzw. Alternativen möglich.
[0020] In Fig. 7 wird eine Ausführung gezeigt, wo der Dämpfer 30a in Kombination mit einem Ausgleichsgewicht 44 im Bereich der Kupplung 20 angebracht ist. Das Ausgleichsgewicht 44 ist dabei über einen Steg 45 und eine Verschraubung 46 mit einem Quersteg 41 des Schwenkarmes 18 fest verbunden und liegt z.B. auf der Aussenkontur der Kupplung 20 an. Das Ausgleichsgewicht dient dazu, um die durch die schwingende Masse des Zangenaggregates entstehende Unwucht zu kompensieren.
Parallel zum Ausgleichsgewicht 44 ist eine Platte 48 (Masse) angeordnet, die, ähnlich wie beim Dämpfer 30, über die aus Gummi ausgebildeten Bolzen 34 verbunden ist. Es können zusätzliche Mittel (nicht gezeigt) vorhanden sein, um ein Lösen der Bolzen aus dem Ausgleichsgewicht 44 bzw. aus der Platte 48 zu unterbinden. Auch mit dieser Art der Anbringung des Dämpfers 30a ist es möglich, die Schwingungen derart zu kompensieren, so dass es im Bereich der gefahrenen Kammspielzahlen zu keiner Überlagerung der durch den Antrieb erzeugten Schwingungen mit der Eigenfrequenz des Antriebssystems kommt. Der Dämpfer 30a kann an jedem oder auch nur an bestimmten Ausgleichsgewichten angebracht sein. Auch ist es möglich, eine Ausführung entsprechend dem Beispiel nach der Fig. 7 und 8 mit den Ausführungen der Beispiele nach den Fig. 2, 5 oder 6 zu kombinieren.
Anstelle der gezeigten Bolzen 34 aus Gummi können natürlich auch andere Mittel (z.B. viskoelastische Elemente) verwendet werden, welche denselben Effekt erzeugen.