DE102006059879A1

DE102006059879A1 - Webmaschine mit Direktantrieb für Schäfte und Weblade (D03C)

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Publication number: DE102006059879A1
Application number: DE102006059879A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-19
Filing date: 2006-12-19
Publication date: 2008-07-03

Abstract

Webmaschine, bei der sich die Schäfte 1 und die Weblade 2 mit den Läufern 9, 10 als Sekundärteile 8 zwischen den Ständern 6 auf den Primärteilen 7 als Direktantriebe nach dem Prinzip eines Reluktanzmotors in X- und Y-Richtung hin- und herbewegen können, wobei sich zwischen den Primärteilen 7 und Sekundärteilen 8 ein Luftpolster 11 befindet und keine zusätzlichen Führungen zum Bewegungsablauf der Schäfte 1 und Weblade 2 notwendig sind.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Webmaschine, bei der die Bewegung der Schäfte und des Riet, im nachfolgenden Text immer Weblade genannt, nicht wie bisher durch Getriebe und Schafthebel bzw. Kurbeltriebe oder ähnliche Antriebslemente eingeleitet werden, sondern durch einen sog. Direktantrieb nach dem Antriebsprinzip eines Reluktanzmotors, dessen Sekundär- oder Primärelemente diese Bewegungen direkt ausführen.
Hintergrund der Erfindung
Webmaschinen mit herkömmlichen Antriebssystemen wie in Skizze 1 dargestellt oder wie z. B. unter der EP 0129386 A2 bekannt nutzen in allen Fällen Getriebe, um die notwendigen Bewegungen der Schäfte und Schafthebelsysteme sowie die Bewegung der Weblade zu bewerkstelligen.
Wie in der Skizze 1 zu erkennen, gibt es viele Umlenkstellen und deshalb Reibung in den Teilen die notwendig sind, um die Schäfte und Weblade zu bewegen und dafür wird viel Energie benötigt. Ein nicht unerheblicher Teil dieser Energie wird deshalb lediglich in Wärme und Schwingungen umgewandelt und kann nicht zur Bewegung der Massen der Schäfte und Weblade genutzt werden.
Zusammenfassung der Erfindung (Skizze 1, 2, 3, 4, 5 und 6)
Es ist daher Aufgabe und Ziel der vorliegenden Erfindung, die notwendigen Bewegungen (X-Y) der Schäfte 1 und der Weblade 2 so durchzuführen, dass möglichst wenig Energie zur Überwindung der Reibung benötigt wird und Schwingungen und Lärm minimiert werden.
Diese Forderungen werden erreicht, indem man die Schäfte 1 so ausbildet, dass die beiden Stirnseiten 3, der Schäfte 1, die bisher in Führungsnuten 4 geführt und mit einem Schafthebelgetriebe 22 über Hebelsysteme 21 angetrieben wurden, so verändert, dass sie sich als Primärteile 7 oder als Sekundärteile 8) in einem sog. Reluktanzmotor 5 bewegen können.
An den Ständern 6 der Webmaschine, die bisher die Führungsnuten 3 der Schäfte 1 aufgenommen haben, wird bei dem Konzept „Reluktanzmotor" im Bereich der Schaftbewegung jeweils das Primärteil 7 oder Sekundärteil 8 des Reluktanzmotors 5 befestigt.
Ähnlich ist die Veränderung bei dem Webladenantrieb. Die Weblade 2 wird nicht mehr über ein separates Getriebe bewegt, sondern die Bewegung wird über zwei Läufer 9 und 10 ausgeführt, die sich auf dem gleichen Reluktanzmotor 5 bewegen, der für die Primärteile 7 oder Sekundärteile 8 installiert wurde.
Da die Primärteile 7 und die Sekundärteile 8 (9+10) der Reluktanzmotoren 5 durch einen Luftpolster 11 getrennt sind, wird bei den Bewegungen keine Reibung erzeugt und auch kein Schmiermittel benötigt. Der Geräuschpegel ist für diese Bewegungen drastisch gesenkt und ein Stick-Slip Effekt ist ausgeschlossen.
Beschreibung der Funktion eines Reduktanzmotors
Ein Reluktanzmotor ist prinzipiell beispielsweise aus der DE 10 2004 048 183 A1 bekannt.
Die Antriebe nutzen das Prinzip des permanentmagnet erregten Reluktanzmotores. Der Grundaufbau und das Funktionsprinzip der verschiedenen Antriebe ist immer gleich.
In der Regel bewegt sich das Primärelement 7, (siehe Skizze 3) und das Sekundärelement 8 ist statisch fest verbunden mit einem Träger 12.
Je nach Anwendung, immer dann, wenn die Masse des Sekundärelerments 8 geringer ist als die Masse des Primärelements 7 und wenn bewegte Verbindungsleitungen 13 störend sind, kann sich auch das Sekundärelement 8 bewegen und das Primärelement 7 statisch fest mit einem Träger 12 verbunden sein.
Bei der Bewegung der Elemente 7 und 8 zueinander, wird zwischen den Elementen 7 und 8 ein Luftpolster 11 erzeugt, das die Elemente 7 und 8 voneinander trennt.
Dieses Luftpolster gewährleistet die reibungsfreie Bewegung.
Das Luftpolster 11 wird durch die Permanantmagnete 14 in den Primärelementen 7 sehr stark vorgespannt, was den Reluktanzmotor 5 sehr steif macht. Die Luft wird dem Primärteil 7 über eine Zuleitung 13 zugeführt. Die Luft strömt an der Unterseite des Primärelementes 7 aus Düsen 15 aus und erzeugt ein dünnes Luftpolster 11 zwischen Primärelement 7 und Sekundärelement 8.
Die Flächen der beiden Elemente 7 und 8 sind die Führungsflächen des Reluktanzmotors 5.
Die beiden Elemente 7 und 8 werden durch die Permanentmagnete 14 so stark angezogen, daß sie trotz Luftpolster von 10 bis 15 my bei der Bewegung zueinander nicht voneinander getrennt werden. Aus diesem Grund kann ein Reluktanzmotor in jeder Lage, auch z. B. über Kopf senkrecht zueinander betrieben werden.
Die Permanentmagnete 14 erzeugen in den Wicklungssystemen 16 des Primärelements 7 einen magnetischen Fluss. Dieser wird durch das elektromagnetische Feld der Wicklungen 16 verstärkt (gleichläufig) oder geschwächt (gegenläufig).
Wird eine Wicklung 16 (Phase 1) voll bestromt, ist der magnetische Fluss 17 des Primärelements 7 bestrebt, sich genau über die Zahnteilung 18 des Sekundärelements 8 zu bewegen. So wird der größtmögliche magnetische Fluss erreicht, das ist das Reluktanzprinzip.
Wird nun die zweite Wicklung 16.1. (Phase 2) voll bestromt und die erste Wicklung 16 (Phase 1) ausgeschaltet, stellt sich der magnetische Fluss 19 des Primärelements 7 genau über die Zahnteilung 18 des Sekundärelements 8 und so hat sich das Primärelement 7 gegenüber dem Sekundärelement 8 um eine viertel-mechanische Teilung Tz (Teilungsperiode) bewegt.
Dieser Schritt wird Vollschritt genannt.
Wie rotatorische Reluktanzmotoren (Schrittmotoren) kann man diese Bewegung auch im Halb-, Viertel- oder auch im Mikroschritt ansteuern.
Durch das Luftpolster zwischen Primärelement 7 und Sekundärelement 8 ist kein Stick-Slip Effekt vorhanden und deshalb sind sogar extreme Mikroschrittteilungen von 0,6 my möglich, weil die Elemente 7 oder 8 den Stromeinstellungen mühelos folgen können.
Mit Hilfe eines eingebauten Lagegebers 20 im Primärelement 7 kann dieser Reluktanzmotor 5 elektronisch kommutiert und wie ein Servomotor angesteuert werden, was bedeutet, dass sich das Primärelement 7 oder Sekundärelement 8 eine bestimmte Strecke ohne Längenmeßsystem sehr genau bewegen kann.
Um den unterschiedlichen Anwendungen gerecht zu werden, ist es möglich die Primärelemente beliebig oft aneinander zu reihen, um so z. B. größere Kräfte zu erzeugen.
Kurzbeschreibung der Skizzen 1 bis 5
1 zeigt eine Prinzipdarstellung einer herkömmlichen Webmaschine bei der die Schäfte 1 in Führungen 4 geführt werden und über Schafthebelsysteme 21 von dem Getriebe 22 angetrieben, und so auf und ab bewegt werden können.
2 zeigt eine Prinzipdarstellung einer Webmaschine, bei der die Schäfte 1 und die Weblade 2 als Sekundärteile 8 auf den Primärteilen 7 als Direktantriebe nach dem Prinzip eines Reluktanzmotors in X und Y Richtung hin und her bewegt werden, wobei sich zwischen den Primärteilen 7 und Sekundärteilen 8 ein Luftpolster 11 befindet.
3 und 4 beschreibt die Funktion eines Direktantriebes nach dem Funktionsprinzip eines Reluktanzmotors.
5 zeigt in sehr vereinfachter Darstellung die Funktion der Schäfte 1 und der Weblade (Riet) 2 um das Webfach 23 zu bilden, damit der Schussfaden 24 durch das Webfach 23 bewegt werden kann.
6 zeigt schematisch eine alternative Ausgestaltung der Sekundärteile 8 und Primärteile 7, um die Führungsfläche der Sekundärteile zu vergrößern.
Ausführliche Beschreibung der Zeichnungen
Einander entsprechende oder gleich wirkende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
Die 1 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung, wie eine herkömmliche Webmaschine im Bereich der Schafthebel funktioniert. Die Schäfte 1 werden über die Hebelsysteme 21 durch das Getriebe 23 angetrieben und in Y-Richtung hin und her bewegt, um das Webfach 23 zu bilden, wie in 5 dargestellt. Um die Schäfte 1 in Y-Richtung zu führen, sind Führungsnuten 4 notwendig, in denen die Schäfte 1 geführt werden und die aus einem Material bestehen, welches mit dem Material der Schäfte 1 so korrespondiert, dass ein zusätzliches Schmiermittel unnötig ist und nur eine geringe Reibung vorhanden ist. Trotzdem entsteht Verschleiß, so dass die Führungen von Zeit zu Zeit erneuert werden müssen.
2 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung, wie eine Webmaschine funktioniert, bei der die Schäfte 1 und die Weblade 2 durch einen Direktantrieb 5 nach dem Reluktanzprinzip angetrieben und die Weblade 2 in X- sowie die Schäfte 1 in Y-Richtung bewegt werden.
Die Schäfte können sich aufgrund des Reluktanzmotorprinzips ohne Führungen sehr dicht und schnell in Y Richtung aneinander vorbei bewegen und so das Webfach 23 bilden, wobei sich die Weblade 2 nach dem gleichen Direktantriebssystem, ebenfalls ohne zusätzliche Führungen, durch die als Sekundärteile ausgebildeten Läufer 9/10 im gleichen Rhythmus und nach dem gleichen Reluktanzdirektantriebssystem in X Richtung hin und her bewegt und so gegen den Schussfaden 24 geschlagen wird.
Da sich zwischen dem Primärteil 7 und Sekundärteil 8 ein Luftpolster 11 befindet, entsteht zwischen diesen Teilen keine Reibung und Verschleiss.
Zur Versorgung der Primärteile 7 mit Druckluft bzw. elektrischem Strom sind in der 2 nicht dargestellte, prinzipiell aus der DE 100 46 552 C2 bekannte Versorgungsleitungen 13 vorgesehen, so wie im Prinzip auch in 3 dargestellt.
Die Zeichnungen nach den 3 und 4 sind bereits unter dem Absatz:
„Beschreibung der Funktion eines Reluktanzmotors ausführlich beschrieben worden.
5 zeigt in sehr vereinfachter Darstellung die Funktion der Schäfte 1 und der Weblade (Riet) 2 um das Webfach 23 zu bilden, damit der Schussfaden 24 durch das Webfach 23 bewegt werden kann.
Die Schäfte 1, die mit sog. Litzen versehen sind, heben die Kettfäden 26 nach oben bzw. nach unten und bilden so das Webfach 23. Ist das geschehen, kann der Schussfaden 24 durch das Webfach 23 transportiert werden und nach Abschluss dieses Vorgangs die Weblade 2 den Schussfaden 24 fest auf das Gewebe 27 (Ware) aufschlagen
6 zeigt in vereinfachter Darstellung eine alternative Ausgestaltung der Primärteile 7 und Sekundärteile 8, wobei diese als Winkelelemente ausgeführt wurden, um die Führungsfläche für die Primärteile 7 zu vergrößern.
Bei dieser Ausführung ist die Fläche A bzw. B mit der charakteristischen Zahnteilung 18 versehen und die Primärteile 7, die hier Bestandteil der Schäfte 1 sind, haben im Bereich dieser Flächen A/B in bestimmten Abständen die Luftdüsen 15, die notwendig sind, um das Primärteil 7 von dem Sekundärteil 8 für die Bewegung der Schäfte 1 zu trennen.

Als Recherche wurden bewertet:

EP 1215318 A	19.06.2002	Patentfamilie	JP 10310949 A
			EP 1215318 A2
			DE 69807572 D1
			DE 69807572 T2
			EP 0879909 A1
EP 0879908 A	25.11.1998		JP 10298844 A
			DE 69815944 D1
			DE 68915944 T2
			EP 0879908 A1
			EP 0879909 A1
EP 1239068 A	11.09.2002		DE 101110017 A1
			EP 1239068 A1
			JP 2002309461 A
			US 2002124901 A1
CH 255378 A	30.06.1948
DE 19821094 A	08.07.1999		DE 19821094 A1
EP 1571246 A1
JP 2003-89940 A
EP 01564320 A2

1: Schäfte
2: Weblade (Riet)
3: Stirnseite der Schäfte
4: Führungsnuten der Schäfte
5: Reluktanzmotor
6: Ständer der Webmaschine
7: Primärteil des Reluktanzmotors
8: Sekundärteil des Reluktanzmotors
9: Läufer, links, als Sekundärteil für die Weblade
10: Läufer, rechts, als Sekundärteil für die Weblade
11: Luftpolster zwischen Primär – und Sekundärteil des Reluktanzmotors
12: Träger für das Sekundärteil eines Reluktanzmotors
13: Zuleitungen für Luft und Energie zum Primärteil
14: Permanentmagnete
15: Luftdüse(n)
16: Wicklung (Phase 1)
16.1: Wicklung (Phase 2)
17: Magnetischer Fluss
18: Zahnteilung
19: Magnetischer Fluss
20: Lagegeber
21: Hebelsysteme
22: Schafthebelgetriebe
23: Webfach
24: Schussfaden
25: Litze
26: Kettfaden
27: Gewebe (Ware)
28: Winkelelement als Sekundärteil 8
A: Richtung
B: Richtung
X: Richtung
Y: Richtung

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 0129386 A2 [0002]
- DE 102004048183 A1 [0009]
- DE 10046552 C2 [0036]
- EP 1215318 A [0042]
- JP 10310949 A [0042]
- EP 1215318 A2 [0042]
- DE 69807572 D1 [0042]
- DE 69807572 T2 [0042]
- EP 0879909 A1 [0042, 0042]
- EP 0879908 A [0042]
- JP 10298844 A [0042]
- DE 69815944 D1 [0042]
- DE 68915944 T2 [0042]
- EP 0879908 A1 [0042]
- EP 1239068 A [0042]
- DE 101110017 A1 [0042]
- EP 1239068 A1 [0042]
- JP 2002309461 A [0042]
- US 2002124901 A1 [0042]
- CH 255378 A [0042]
- DE 19821094 A [0042]
- DE 19821094 A1 [0042]
- EP 1571246 A1 [0042]
- JP 2003-89940 A [0042]
- EP 01564320 A2 [0042]

Claims

Webmaschine, mit einem auf den Gestellen (6) befestigten, mit bestrombaren Wicklungen arbeitenden Primärteilen (7) eines Direktantriebes nach dem Prinzip eines Reluktanzmotors (5), dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den beiden Primärteilen (7) die Schäfte (1) bewegen können, die ebenfalls als Direktantriebe nach dem Prinzip eines Reluktanzmotors (5) als Sekundärteile (8) ausgebildet sind.
Webmaschine, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die beiden Primärteile 7 auf den Ständern 6 elektrisch so geschaltet sind, als wären sie ein einziger Motor, der gewährleistet, dass sich die Sekundärteile 8 links und rechts absolut gleichmäßig bewegen.
Webmaschine, nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Primärteilen (7) auf den Gestellen (6) nicht nur die Schäfte (1) als Sekundärteile (8) bewegen, sondern auch die Weblade (2) mit den Läufern (9 und 10), die wie die Schäfte (1) ebenfalls als Sekundärteile (8) wie Direktantriebe nach dem Prinzip eines Reluktanzmotors (5) ausgebildet sind.
Webmaschine, nach dem Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Gestellen (6) befestigten Direktantriebsteile auch als Sekundärteile (8) ausgebildet sein können und die Schäfte (1) bzw die Weblade (2) mit ihren Läufern (9 und 10) als bestrombare, mit Wicklungen (16, 16.1) versehene Primärteile (7) ausgebildet sind nach dem Prinzip eines Reluktanzmotors (5).
Webmaschine, nach dem Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Primärteilen (7) und Sekundärteilen (8) auf beiden Seiten ein Luftpolster (11) befindet, welches verhindert, dass sich die Primärteile (7) und Sekundärteile (8) berühren, wenn sie sich bewegen sollen und das dafür sorgt, dass sich diese Teile ohne Schmierstoffe reibungsfrei bewegen können.
Webmaschine, nach dem Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die auf den Gestellen (6) befestigten Direktantriebsteile Primärteile (7) sind und sich die Schäfte (1) als Sekundärteile (8) auf den Primärteilen bewegen und bei der Weblade (2) die Läufern (9 und 10) als Primärteile (7) arbeiten und auf den Ständern (6) für den Direktantrieb der Weblade (2) Sekundärteile (8) befestigt sind oder für Schäfte (1) und Weblade (2) umgekehrt.
Webmaschine, nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die bestrombaren, mit Wicklungen (16, 16.1) versehenen Primärteile (7) für einen elektrischen und einen Luftanschluss vorgesehen und mit Luftdüsen (15) bestückt sind.
Webmaschine, nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schäfte (1) und der Webrahmen (2) in Längsrichtung so elastisch ausgebildet sind, dass sie das Luftpolster (11) von bis zu 20 my Abstand zwischen Primärteil (7) und Sekundärteil (8) Auf beiden Seiten ausgleichen können, wenn die Luftzufuhr und Energie abgestellt werden und die Permanentmagnete (14) das Sekundärteil (8) auf das Primärteil (8) zieht.
Webmaschine, nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schäfte (1) und die Weblade (2) sich alle gleichzeitig mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten bewegen können.
Webmaschine, nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Direktantriebsteile, die auf den Ständern (6), den Schäften 1, sowie auf der Weblade 2 befestigt sind, absolut synchrone Bewegungsabläufe machen können.
Webmaschine, nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärteile 7 Bestandteil der Schäfte 1 sind und dass die Sekundärteile 8 als Winkelelemente 28 auf dem Ständer 6 befestigt sind.
Webmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärteile 7, die Bestandteile der Schäfte 1 sind, die Funktion des Reluktanzmotorprinzips in Richtung A und B der Sekundärteile 8 haben.