DE1685603A1

DE1685603A1 - Hackerantrieb

Info

Publication number: DE1685603A1
Application number: DE19671685603
Authority: DE
Inventors: Johannes Dipl-Ing Kretzschmar; Heinrich Niestroj
Original assignee: Schubert und Salzer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Priority date: 1967-10-28
Filing date: 1967-10-28
Publication date: 1971-08-19

Description

Hackerantrieb Die Erfindung betrifft den Antrieb und die Ausbildung einer Hackervorrichtung zur Vliesabnahme an Textilmaschiften wie\Kardenp Krempeln und bei welcher ein schwingungefähiges Zwei- oder Mehrmassensyaiem in einer Ebene beweglich gelagert ist.
Gemäß dem Hauptpatent (Anmeldung D 39 948 VII a/76b) ist eine Endmasse eines schwingungsfähigen Zwei- oder IMehrmassensystems Träger des Hackerkammes und bildet zusammen mit einem federnden Glied, welches diese Endmasse mit einer benachbarten Masse verbindeti einen Sch#"iingungstilger, wofür die ll-"ig enfrequenz des Schwingungstilgers auf die Erregerfrequenz abgestimmt ist. Das bedeutet, daß insbesondere durch die Wirkung eines mechanischen Getrieben das gesamte Schwingungssystem eine Grundbewegung beispielsweise mit dem Maximalausschlag der Antrie badrehmasse ausführt. Die Abstimmung des Systems, zo daß die Erregerfrequenz gleich der Eigenfrequenz des Schwingungstilgers iaty bewirktg daß die Lager und Getriebe von den Reaktionskräften der Hackerschwingung ab der Harmonischen 2w Ordnung befreit sind. Das Getriebe muß also praktisch noch die Kräfte 1.-Ordnung aufbringen, die beim Tilgerprinzip dem Einspannmoment entsprechen, wenn beispielsweise die Torsionswelle des Hackers an dem freien Ende eingespannt wäre*.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, in Erweiterung des Erfindungsgedankens des Hauptpatentes auch die Einwirkung der Kräfte 1. Ordnung auf den Hackerantrieb zu tilgen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgebe dadurch gelöst, daß bei einem schwingungefähigeng in einer Ebene beweglich gelagerten:Zwei- oder Mehrmassensystem die Endmasse als Haakerkammträger zusammen mit wenigstens einer benachbarten Masse und mit den diese Massen zu einer Schwingerkette verhindenden, federnden Gliederli einen Schwingungstilger bildet, wofür die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers auf die Erregerfrequenz abgestimmt ist.--Dadurch wird die Belastung des Antriebes bis auf eine lediglich die Dämpfung überwindende Restkraft reduziert. Zur Vermeidung unerwünschter Zusatzschwingungen beim Anfahren ist die dem Schwingungstilger benachbarte Masse die Antriebs- bzw. trregermasse. Die Ausbildung des Schwingungstilgers erfolgt vorzugsweise so, daß eine Zusatzschwingmasse über ein-federndes Glied mit der Tilgermasse gekoppelt und in bezug auf die Errege rmasse der Tilgerm sse vorgeachaltet ist. Ydr die Ausbildung- der Hackervorrichtung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, daß das die Tilgermaaue mit der benachbarten riasse verbindendel federnde Glied als Toraionostab auugebildet ist. Erfolgt die zur Erzeugung der Hackerkammbewegung erforderliche Erregung durch mechanische Mittel, so ist vorteilhafterweise das das Hackergetriebe mit der Hackervorrichtung verbindende Übertragungsglied als elastischen Glied ausgebildet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 und 2 einen Schwingungstilger gemäß Hauptpatent,-Fig. 3 die Darstellung der SchwingungsamplItuden zu Fig. 1 und 2- Pig. 4 eine Ausführung der Hackervorrichtung mit mechanischem Antrieb; Fig. 5 einen Schwin gungstilger als Dreimassensystem gemäß Hauptpatent; Fig. 6 die Darstellung der Schwingungsamplituden zu Fig. 5,-Fig. 7 einen Schwingungstilger als Dreimassens#stem gemäß der Erfindung; Fig, 8 die Darstellung d er Schwingungsamplituden zu Fig. 7.
Gemäß dem Hauptpatentwird unabhängig von der Art der Erzeugung der Hackerbewegungen bei den Schwin gun gavorgängen ein Schwingungstilger als Teil den gesamten Schwingungssyateme für die Bewegung- des Hackerkammen und dessen Antrieb angewandt.
Unter einem Schwingungstilger wird hierbei ein aus Masse (Tilgermasse) und Feder bestehendes schwingumgefähiges System verstanden, das einer anderen Maas e (Erreg-ermanse) zugeordnet istg deren Schwingung,getilgt werden soll. Dabei werden die Schwingungen der-Erragermanne durch die Tilgermasse so aufgenommen, daß die Erregermasse zum Stillstand kommt, während die über die Feder gekoppelte Tilgermasee relativ zur Erregermasse Schwingungen in ihrer Eigenfrequenz auoführt. Der Stillstand der Erregermasse tritt für den Fall der Scheinresonanz ein, d.h. wenn die Erregerfrequenz mit der Eigenfrequenz des Schwingungatilgers übereinstimmt. Der Schwingungstilger stellt nach Fig. 1 ein schwingungsfähiges System aus der Masse m 1 bzw. der Drehmaese QI und einer Feder mit der Feder- bzw. Drehfederzahl o dar, dessen Eigenschwingungszahl auf jeden beliebigen Wert abgestimmt werden kann. Wird nach Fig. 2 der Schwingungstilger mit einer Drehmasse 92, deren erzwungene Schwingungen durch das Erregermoment M ein als störend empfunden we:Hen, starr verbunden, wobei die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers genau auf die Erregerfrequenz abgestimmt ist, so wirkt die Drehmasse 9,1 mit der Drehfederzahl c 1 als Schwingungstilger für die Drehmasse 9 2 In Fig. 3 sind über der Erregerfrequenz der Drehmasse 9 2 die sich einstellenden Schwingungsamplituden 1 bzw.
2 der Drehmassen 0 1 bzw. G 2 - aufgetragen. Ist die Erregerfrequenz gleich der Eigenfrequenz :#i ii- des Schwingungstilgers, dann steht die DrehmaBoe 92 stillg obwohl ein erregendes Moment an ihr angreift# während die Drehmasse, 0: 1 Schwingungen mit der Amplituden ausführt, die verhältnismäßig klein ausfällt und im Bereich des Minimums . der Amplitud enkurve liegt. Die Größevon J, entspricht der statischen Verformung-der Tor-

sionsfeder mit der Drehfederzahl a 1 unter der Wirkung der

M

Amplitude M des Erregermomentesq d.h. c

und das Vergrößerungsverhältnie beträgt hierfür V

Gemäß dem Hauptpatent wird das Prinzip des Schwingungetilgers in Verbindung mit der Erzeugung einer Grundbewegung des gesamten Sähwingungssystems bei dem Hackerantrieb derart angewandt, daß einerseits das gesamte SchwingungsSystem z.B. nach Fig. 2, durch die Wirkung eines mechanischen Getriebes bzw. durch die Wirkung von elektromagniätischen Kräften.auf die Antriebsdrehmasse eine Grundbewegung mit dem Maximalausschlag ausführt und daß andererseits durch die Wirkung der Massenkräfte der bewegten Glieder des mechanischen Getriebe s bzw. der elektromagnetischen Kräfte-auf die Erregerdrehmasse 9 2 mit der Grundfrequenz bzw. der Frequenz oder loo Hz, sofern die Erregäzr frequenz der angegebenen Kräfte mit der Eigenfrequenz de Schwingungstilgers genau übereinstimmt, die Drehmasse des Schwingungstilgers als Träger des Hackerkammes eine zu dem Grundausschlag überlagerte Schwingung von der Aplitude.-'-,',- . i * ausführt, wobei die Erregerdrehmasse 0 2 schiffingungsfrei ist, d.he der Schwingungsknoten liegt in der Erregerdrehmasse. Die Drehmasse e 2 stellt demnach die Antriebs- und Erregerdrehmass.e dar. ?ig. 4 zeigt ein AusfUhrungsbeispiel des Hackerantriebs im. Achsialschnitt und in Ausbildung als ZpjE"imasserisi,stem mi t mecharil'schem Antrieb sowie mechanischer Erregung durch --in bokanntes l#ickorgetriebe. Der Hackerkammträger 1 mit den Stegen 2 und dem Ilackerkamm 3 stellt die -brahmasse G od-2r die Tilgerdrehmasse darg die Torsionswe-lle 4 die Feder mit der Drehfederzahl öl, während die Drehmasse 92 oder dio Antriebs- und Err#ege- rdrehmaBsB sich aus folgenden Einzeldrehmassen zusammensetzt: Verstärktes Ende 5 der Torsionswelle 49 -,-lohlwelle 69 SPannring 7# Schwungrad, 8, Schwinge 9# Konusspannkupplung lo, Anteil der Wälzlager-11 und 12 sowie die auf die Hohlwelle-6 reduzierten Drehmassen der Koppel 13, der Kurbelwelle 14, der Gegengewichte 15 und 16 an dur Kurbelwelle und des Schwungrades 17 mit Keilriemenscheibe 18. Der Hackerkammträger 1 und die Torsionswelle 4 sind durch ein Verspannelement, beispielsweise einen Konusstift oder Tangentialkeil verbunden. Der Hackerkammträger 1 wird durch das Lager-19 auf der Torsionswelle 4 abgestützt,-um die achsparallele Lage von 1 und 4 sicherzustellen. Das verstärkte Ende 5 der Torsionswelle 4 und die Hohlwelle 6 sind durch den Klemmring 7 miteinander starr verbunden. Die Hohlwelle 6 ist im Hackergehäuse 2o in den Lagern 11-und 12 gelagert. Die Torsionswelle 4 mit dem Hackerkammträger 1 und dem Hackerkamm 3 stützt-sich auf der Getriebeseite in der Hohlwelle 6 und auf.der Gegenseite in dem Stehlager 21 ab.

Durch das vom Elektromotor 22 Über einen Riemen- -oder Se-iltrieb angetriebene Hackergetriebe mit der Kurbelwelle 14, der Koppel 13 und der Schwinge 9, die durch die Konusspannkupplung-lo mit der Hohlwelle 6 verspgnnt ist, erhält die-Hohlwelle 6 eine periodische Schwingbewegung von der CD Größe Die durch den lauf des Getriebes bedingten, periodisch veränderlichen Massenkräfte der Gebriebeglieder wirken als Erregerkräfte auf die gesamte Er regerdrehmasse. 20 Auf -der Grundlage des Dreimass.ensystems, wobei ein Schwingungstilger als Teil dieses Systems m it Vorteil für die Bewegung des Hackerkamme angewendet wird-y ergibt sich nach Fig. .5 folgende zweckmäßige Anordnung für den' Antrieb da a. Hao köes,: -Die Drehmässe 9 1 und die Feder mit der Drehfederzahl c bilden den Schwingungstilger, Die Drehmasse 0 1 stellt den Hackerkammträger mit Hackerkamm dar, An der Dre.hmasse -92 greift das Erregermoment M 0 in a I n', 'wobei die Erregarfrequenz mit der-Eigenfrequenz des SchwIngungstilgers gen au übereinstimmt. Die Drehmass#e'9,2 ist durch die Feder 'mit der Drehfederzähl c 2 mit der Zusatzdrehmaso-e 03'verbunden, Das gesamte Schwingungssyst4m hat zwei Eigenf-req-Uöiizen Die allgemeiine Beziehung für ein Dreimassensystem ergibt eich aus der Formel

Nach Fig. 6 haben die Schwingungsamplituden A (fit -j6 # . 2

und A der zugehörigen Dre,hmassen 01 9 92 -und 9 für

3 3

und eine Unendlichkeitsstelle. Es

gibt zwei Erregerfrequenzeng bei denen je zwei Drehmassen schwingungsfreig d.h. in Ruhe sindy und-zwar für d.h. der Tilgungeeffekt tritt wie folgt ein; Bei bzw.. sind die Drehmassen 92 und 4; 3' bzw. 9 1 und 9 2 in Ruhe, während,die Drehmasse 0 1 bzw. 9 3 nur minimale Ausschläge bzw. 3 ausführt. -

Stimmt man das-Schwingungssystem so ab, daß 23 Il#I

, I d h daß die Erregerfrequenz . des

1 - -, TI « 41 - 11

Schwingungstilgers größer als die Teilfrequenz #j 23 der

Zusatzdrehmasse 9 3 gegenüber der ruhend gedachten Antriebs-

und-Erregerdrehmasse 9 2 ist, und wählt man außerdem die Tilgerdrehmasse 9- 1 verhältnismäßig groß gegenüber den beiden anderen Drehmasseng dann verläuft die Amplitudenkurve im Bereich von :tt> m besonders flach. Das bedeutet, daß die Hackeramplitude weitgehend konstant ist und auch bei wechselnden Dämpfungseinflüssen einen definierten vorgegebenen Wert erhält. Beim Ein- und Aussch-,altvorgang des Hackers muß jedoch die'Resonanzstelle bei durchfahren werden. Da diese aufgrund der Ab- stimmung bei niedriger Schlagzahl liegt, sind die negativen Auswirkungen insbesondere bei mechanischer Erregung nur unbedeutend. Die Resonanzausschläge der Drehmassen müssen durch Anschläge begrenzt werden.

C> Stimmt man hingegen das Schwingungssystem so ab, daß

'23 11,

d.h. 1.1 -23 9 dann ergibt sich bei der Erregerfre-

quenz = -,ii" daß hierbei ebenfalls die Drehmassen 9 2

und 9 3 schwi ngungsfrei sind und die Tilgerdrehmasse 91 im Bereich des Äusschlagsminimums schwingt. Der Vorteil besteht hier darin" daß'beim Ein- und Aussc-haltvorgang keine Resonanzstelle durchfahren werden muß, so daß hierbei auf besondere Ausschlagsbegrenzungen für die Drehmassen verzichtet werden kann.
Bei den bisher beschriebenen Hackerantrieban werden auf diese Weise zwar die Schwingungen ab der Harmonischen 2. Ordnung- restlos getilgt, das %Getriebe muß aber praktisch noch die Kräfte 1. Ordnung aufbringen. Ziese Kräfte sind beim Tilgerprinzir Eleich dem wie wenn die Torsionswelle 4 an dem verstärkten Ende 15 adr.gespannt wäre. '-Temäß der E# findung kann die Belastung des 'C"etriebes bis auf eine lediglich die Dämpfung Überwindende '##LeStkraft. reduziert werden, wenn beispielsweise das Getriebe (Fig. 4) bestehend aus Koppel 13, Kurbelwelle 14, Ge.,2engewichte 15 und 16 an der Kurbelwelle 14 elastisch mit der Hohlwelle 6 und Schwungrad 8 verbunden ist. Dies kann beislielsweise durch elast-ische Ausbildung des Übertragungsgliedes,. bei der Ausführung gemäß Fig. 4 beispielsweise durch Ausbildung der Sckiwinge 9 als federndes Glied e'rfolgen. ge-#s ergibt sich auf diese Weise.ein Dreimassensystem mäß Fi,-,. 7. Die -Zrregermasse G2 liegt am einen Ende des Schwingsystems und wird aus folgenden reduziert.en Einzeldrehmassen gebildet: Koppel 13, Kurbelwelle 149 Gegengewichte 15 und 16, Schwungrad 17 und Keilriemenscheibe 18. Der Erregermasse 0, ist eine Zusatzraasse 9 benachbart-, .2 31 die aus d»,am verstärkten Ende 5 der Tors-ionswelle 4, Hohlwelle 6, #jennring 7 und Schwungmasse 8 besteht. Die Schwinge 9- bildet die Feder c 34 Zum Schwingungstilger gehört neben 91 jetzt auch die Zusatzmasse G31- Beide Massen sind durch die Torsionswelle.4 als Feder c 1 miteinander verbunden. Die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers'ergibt sich als Wird also die Erregerfrequenz auf die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers ab-

gestimmt, so daß . - 113 ist, so wird gemäß Fig. 8 für

die Drehmassen G, und 9 31 die Drehwinkeldifferenz 31

2 0. Das bedeutet, daß die Feder c 2 nicht verdreht

wird und damit die Schwinge 9 praktisch keine Beanspruchung erfährt. Es werden also keine Kräfte über die Feder-c 2 zur Erregermasse 9 2t und damit auf das Getriebe Übertragen. Das Erregermoment hat lediglich die Trägheit der Masse 9 2! zu überwinden, das sind die Trägheitskräfte des Getriebes selbst. 0 2t ist möglichst klein zu halten, um geringe Trägheitskräfte des Getriebes zu bekommen.
Ist die Zusatzmasse so stehen 0 31 und G"." annähernd still oder machen nur kleine Ausschläge. Die Verdrillung der Torsionswelle 4 als Feder c 1 steht dann voll für die Hackeramplitude zur Verfügung. Bei vorgegebener Hackeramplitude bedeutet das ebenfalls eine Reduzierung der Federbeanspruchung wie anfangs bereits beschrieben. Auch In diesem Fall sind,wie bei dem vorhergehenden Beispiel gemäß Fig. 5 und 6 bereits beschrieben, zwei Eigenfrequenzen des gesamten Systeme zu beachten- und fUr das Durchfahren der Resonanzstellen gegebenenfalls An schläge vorzusehen. Anstelle einer Zusatzmaase 9 könneng falls erforder-31 lichy weitere Zusatzmassen 0 321 033 *to 93n vorgesehen seint- die jeweils zu einer Schwingerkette durch federnde Glieder c 19 '119 '12 es* 0 1 (n-1) miteinander verbunden sind. Die Abstimmung erfolgt stets auf die gleiche Weise. Es lassen sich auch die beiden beschriebenen Arten der Anordnung - von Zusatzmassen 9 3 oder 9 3n miteinander kombinieren und -somit unerwünschte Resonanzstellen beseitigen* Für die Darlegung der Erfindung wurde ein bestimmtes Beispiel benutzt. Selbstverständlich kann diese gezeigte Ausführung der Erfindung auf verschiedene Weise abgewan-delt werden. Anstelle der Schwinge 9 kann auch die Koppel 13 als federndea Glied ausgebildet werden# so daß die Koppel aus zwEri durch eine Feder verbundenen Teleakoprohren bzw. - Stangen besteht.-Die Ausbildung des Übertragungsgliedes kann je nach Richtung der Kraftübertragung als Biegefeder, zum Beispiel bei , der Schwinge 9, oder als Zug bzw. -Druckfeder, zum .Beispiel bei der Koppel 139 erfolgen. Die Erfindung beschränkt sich nicht ' nur darauf, daß das schwingungefähige Maseensystem ausachließlich*in DrehIagern gestützt ist und daß die Tilgermasse relativ zur Intriebs- und Erregermasse oder Zusatzmassen eine schwingende-Drehbewegung ausführt, sondern es ist, wie im flauptpatent bereits beschrieben, auch eine geradlinige Schwingbewegung möglich. Das hier gezeigte Schwingungssystem läßt sich leicht in analoger Weise dadurch-umbilden, daß anstelle der Drehmassen 0 die Schwingmas sen m mit m 21 m31 und m 1 treten. Als federnde Glieder werden statt Drehfedern Zug- oder Biegefedern verwendet.
Die Erfindung kann auch iit Vorteil bei elektrischem Hakkerantrieb angewandt werden, falle eine Aufnahme des Erregermomentes durch den.Stator des Schwingankers unerwünscht ist oder Schwierigkeiten bereitet.

Claims

2 a t e n t a n s p r ü c h e 1., Hackervorrichtung'zur Vliesabnahme an Textilmaschi- nen wie Karden, Krempeln und dergleichen, bei wel- cher ein schwingungsfähiges Zwei- oder Mehrmassen- system in einer Ebene--beweglich gelagert und-gemäß Hauptpatent eine Endmasse dieses Systems Träger des Hackerkammes ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Endmassse (m 11G1 ) zusammen mit wenigstens einer be- nachbarten Masse ( m 311 g31 ) und mit den diese Mas- sen (9 31 **@ (93rj; M 31 «o* m 3n ) zu einer Schwinger- kette verbindenden, federnden Gliedern (ei #@**0 l(n-1» einen. Schwingungstilger bildet, wofür die :#igen- frequenz 113 ) des Schwingungstilgers auf die Er- regerfrequenz abgestimmt ist.

2. liackervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß die dem SchwingungStilger bHnachbarte 7...'Zasse (m 21 G')-; m2, , g21 ) die Antriebs- bzw. Erreger- -asse ist.

30 111a2kervorrichtung nach den Ansi--rüchen 1 un d 2, dadurc" ke":ii-iz.2ichr-et, da-l# c-r-e Zuse#tzsul.Li.#,*-;ngiraf#ge (rn, Giied (c `er u r. d r '#e zug !auf die c-.J C P -irre xre r na. s- e der Tilgermasse (.L G CI 19

Hackervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch.gekennzeichnet, daß das die Tilgermasse (91) mit der benachbarten Masse (G2 bzw. 0 31) verbindende, federnde Glied (c1) als Torsionsfederstab ausgebildet ist. Hackervorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 49 bei welcher die zur Erzeugung der Hackerkammbewegung erforderliche Erregung durch mechanische Mittel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß, das das Hackergetriebe mit der Ilackervorrichtung-verbindende Übertragungsglied (9; 13) als elastisches Glied (c Yaus-CD 3 gebildet ist.