DE2922320C2 - Exzenter-Schaftmaschine für Webmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Exzenter-Schaftmaschine für Webmaschinen, bei der jeder Webschaft an einen, auf einer kontinuierlich oder diskontinuierlich umlaufenden Antriebswelle gelagerten und mit dieser mustergemäß kuppelbaren Kreisexzenter über eine Kurbelstange angeschlossen ist.

Eine solche Schaftmaschine ist aus der DE-AS 10 729 bekannt geworden, bei der für jeden Schaft ein Exzenter auf einer kontinuierlich oder diskontinuierlich angetriebenen Welle gelagert ist, der über eine Kurbelstange (Pleuel, Exzenterring) die Rotationsbewegung der Antriebswelle in eine translatorische Bewegung umwandelt und über Bewegungshebel, die an der Kurbelstange und am Schaft befestigt sind, die Auf- und Abbewegung des Schaftes bewirkt. Von einer Steuervorrichtung aus muß dieser Exzenter mustergemäß mit der Antriebswelle ein- und ausgekuppelt werden.

Bei der bekannten Schaftmaschine sind die Kupplungs- bzw. Mitnahmeelemente sowie die Arretierelemente radial verschiebbar bzw. schwenkbar angeordnet und gelagert.

Solche Kupplungsmechanismen mit radial bewegbaren Kupplungs- und Arretierelementen sind sehr aufwendig und kompliziert, so daß besorgt werden muß, daß eine große Betriebssicherheit und hohe Lebensdauer nicht in dem erwünschten Ausmaß erreicht werden kann. An die Steuer- und Kupplungsmechanismen für jeden Schaft einer modernen schnellaufenden Doppclhub-Offenfach-Schaftmascbine werden jedoch große Anforderungen bezüglich Genauigkeit, Schnelligkeit des Vorganges und geringer Abnutzung gestellt. Überdies stehen bei den heute üblichen hohen Arbeitsgeschwindigkeiten nur minimale Zeitabschnitte für das Kuppeln und Auskuppeln zur Verfugung. Da bei den bekannten Radial-Keilkupplungcn in der Regel nur ein radial verschiebbarer Mitnehmer aus funktionstechnischen Gründen für jeden Schaft einer Doppelhub·

W Schaftmaschine angeordnet werden kann, ist die spezifische Flächenpressung an der Kupplungsstellc bzw. an den aufeinander wirkenden Flächen außerordentlich groß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde.

unter Meidung der Nachteile der bekannten Exzenterschaftmaschine eine Schaftmaschine zu entwickeln, bei der die Konstruktion der Steuer- und Kupplungseinrichtungen erheblich vereinfacht und dadurch der Kostenaufwand für die Herstellung der Teile gering gehalten ist, wobei eine betriebssichere Arbeitsweise mit nur geringem Verschleiß bei hoher Belastung gewährleistet wird, um auf diese Weise hohe Antriebsdrehzahlen für schnellaufende Webmaschinen erreichen zu können.

Ausgehend von der eingangs erwähnten bekannten

Schaftmaschine besteht das Wesen der Erfindung darin, daß zwischen einer mit der Antriebswelle drehschlüssig verbundenen Mitnehmerscheibe und einer am Maschinengestell ortsfest gehaltenen, zur Mitnehmerscheibe

koaxial angeordneten Sperrscheibe ein mit dem Kreisexzenter in ständigem Eingriff stehendes Zahnrad axial beweglich geführt und motorisch verstellbar ist und daß das Zahnrad beidseitig mit Zentrier- und Mitnehmerelementen versehen ist, die in passende Gegenstücke der Mitnehmerscheibe oder der Sperrscheibe einrasten.

Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn der motorische Antrieb für die Axialbewegung des Zahnrades duich einen Magneten, insbesondere einen Gleichstrom-Ringmagneten, gebildet und dieser entweder in der Mitnehmer- oder in der Sperrscheibe angeordnet ist

Es liegt auf der Hand, daß die axiale Verschiebebewegung des Zahnrades auch auf andere Weise, beispielsweise durch eine hydraulische Steuerung oder durch Kupplungsglieder, herbeigeführt werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung ermöglicht es, die Einleitung des Steuervorganges für den nächsten Schuß bereits vorzunehmen, bevor noch die Bewegung des Schaftes für den vorangegangenen Schuß abgeschlossen ist. Dadurch ist es möglich, die lnforma'ioneo des Informationsspeichers über die entsprechenden mechanischen und/oder elektrischen, pneumatischen bzw. hydraulischen Steuerglieder sicher zu übertragen, da mehr Zeit zur Verfügung steht Die Kupplungsmittel der erfindungsgemäßen Schaftmaschine können wesentlich billiger hergestellt werden, da es sich überwiegend um scheibenförmige Drehteile handelt. Außerdem bietet die Erfindung die Möglichkeit, unbeabsichtigte Fehl- jo Steuerungen der Kupplung auszugleichen und das Entstehen von Blockagen zu vermeiden.

Die erfindungsgemäße Anordnung kann im Hinblick auf die Antriebswelle kontinuierlich sowie diskontinuierlich angetrieben sein, ohne daß dadurch das Ein- und Auskuppeln beeinträchtig wird. Dadurch wird die Voraussetzung geschaffen, die Schaftmaschine zurücklaufen lassen zu können, um eingesteuerte Fehler zu beseitigen.

In der Praxis hat sich als vorteilhaft erwiesen, die erfindungsgemäße Anordnung nur jeweils nach 180° ein- bzw. auszurücken. Dies geschieht durch eine sogenannte Festpunktschaltung. Während normale Zahnkupplungen sich entsprechend der Zahnteilung in vielen Stellungen des Kupplungsumfanges einrücken lassen, sind Zahnkupplungen mit Festpunktschaltung auf eine oder mehrere ganz bestimmte Einrückstellungen am Kupplungsumfang festgelegt. Im vorliegenden Fall geschieht dies bei einer Einrückstellung von jeweils 180° der Drehbewegung der Antriebswelle.

Diese Eigenschaft wird durch eine spezielle Ausbildung der Zahnkränze erreicht. Dadurch kann zwar an beliebiger Stelle des Umfanges die Kupplung geschaltet werden. Das Einrücken erfolgt jedoch nur an den durch die Verriegelung freigegebenen Stelle. Um ein unnötig langes Gleiten der Vierriegelungseinrichtung zu vermeiden, erweist es sich als zweckmäßig, den elektrischen Einschaltpunkt für den Ringmagneten sehr nahe an den Einrückpunkt heranzulegen.

Im Rahmen von Ausgestaltungen der Erfindung ist bo vorgesehen, daß die Zentrier- und Mitnehmerelemente als Zahnkränze oder Zahnkranzsegmente ausgebildet sind, wobei es sich empfiehlt, das Zahnrad auf achsparallelen Bolzen verschiebbar zu führen und eine die Bolzen aufnehmende Nabe drehbar auf der 6'> Antriebswelle zu lagern. Außerdem empfiehlt es sich, zwischen dem Zahnrad und entweder der Mitnehmerscheibe oder der Sperrscheibe eine dies» Teile auseinanderdrückende Anordnung von Federn vorzusahen, was den Vorteil mit sich bringt, daß der motorische Antrieb, insbesondere der Ringmagnet nur in einer Richtung zu wirken braucht, wohingegen die Federn eine Rückstellbewegung des Zahnrades in der anderen Bewegung ausführen.

Eine andere Lösung der gestellten Aufgabe, die von den vorerwähnten Erfindungsgedanken unabhängig ist, besteht darin, daß mit der Antriebswelle eine, einen Ringmagneten tragende Mitnehmerscheibe drehschlüssig verbunden und eine Exzenterscheibe auf der Mitnehmerscheibe oder der Antriebswelle drehbar gelagert ist und daß an der Exzenterscheibe eine beidseitig verzahnte Kupplungsscheibe axial beweglich geführt und durch den Magneten verstellbar ist, dessen Zahnkränze in passende Gegenverzahnungen der Mitnehmerscheibe oder der auf der Exzenterscheibe geführten Kurbelstange eingreifen. Hierbei empfiehlt es sich, wenn die Kurbelstange zwei verzahnte, einander gegenüberliegende Segmente aufweist, deren Radius demjenigen des Zahnkranzes an ->^r Kupplungsseite entspricht und deren Lage sich irn :naximaien und minimalen Hubbereich der Kurbelstange befindet.

Auch mit dieser Anordnung werden die gleichen Vorteile erzielt, wie sie vorstehend erwähnt worden sind.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. In ihr ist die Erfindung schematisch und beispielsweise dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine axial wirkende Kupplungsvorrichtung für schmale Schaftteilungen unter Verwendung von zwei Antriebswellen,

Fig. 2 eine Seitenansicht von zwei auf eine gemeinsame Abtriebswelle einwirkenden Kupplungsvorrichtungen gemäß Fig. 1,

Fig.3 eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig.2.

Fig.4 einen Längsschnitt durch ein selbständiges Ausführungsbeispiel einer Kupplungsvorrichtung,

F i g. 5 eine Vorderansicht der Kupplungsvorrichtung gemäß F i g. 4 und

f i g. 6 eine Draufsicht auf Verzahnungen einzelner Kupplungsteile mit Zentrieranordnungen.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist auf einer Antriebswelle 1 eine Mitnehmerscheibe 2 drehschlüssig angeordnet. Diese Mitnehmerscheibe 2 trägt einen Ringmagneten 19, der mit Gleichstrom betrieben wird und der die Aufgabe hat, ein Zahnrad 3 entlang einer Nabe 4 axial zu bewegen, die auf der Antriebswelle 1 drehbar gelagert ist. Zur Führung des Zahnrades 3 sind Führungsbolzen 6 vorgesehen, die in der Nabe 4 befestigt sind. Außerdem befinden sich zwischen der Nabe 4 und dem Zahnrad 3 mehrere Federn 7, welche iie Ajfgabe haben, beide Teile 3, 4 voneinander wegzudrücken, so daß der Ringmagnet 19 die Aufgabe hat, beim Anziehen des Zahnrades 3 dit Kraft der Federn 7 zu überwinden.

Auf der dem Ringmagneten 19 gegenüberliegenden Seite des Zahnrades 3 befindet sich eine Sperrscheibe 5, die über einen Haltesteg 12 mit dem Maschinengestell 13 ortsfest verbunden ist.

Das Zahnrad 3 weist an seinen beiden Ptanflächen Verzahnungen 9, 10 auf, deren entsprechende Verzahnungen 8 und 11 an der Mitnehmerscheibe 2 bzw. der Sperrscheibe 5 gegenüberliegen. Im Beispiel der F i g. I ist oberhalb der Antriebswelle 1 eine Stellung gezeigt, bei der der Ringmagnet 19 das Zahnrad 3 angezogen hat, so daß die Verzahnungen 9 und 8 miteinander in

Eingriff gekommen sind, wohingegen die Verzahnungen

10 und 11 durch einen Spalt voneinander getrennt sind. In dem Zeichnungsteil unterhalb der Antriebswelle I ist die umgekehrte Raststellung gezeigt, die dadurch entsteht, daß der Ringmagnet 19 stromlos geworden ist und die Federn 7 das Zahnrad 3 gegen die Sperrscheibe 5 gedrückt haben.

Bei diesem Beispiel läuft also der Ringmagnet 19 mit der Mitnehmerscheibe 2 um. Aus diesem Grunde befindet sich an der Mitnehmerscheibe 2 ein Schleifring 20 mit einer federnden Stromzuführung 21. Der Schalter für die Stromzuführung oder Abschaltung ist mit 22 schematisch angedeutet. Bei dieser Ausführungsform ist ein Spulenende des Ringmagneten 19 mit dem Schleifring 20 zur Bildung eines Pluspoles verbunden. Das andere Spulenende ist mit der Mitnehmerscheibe 2 zur Bildung eines Minuspoles verbunden. Wird der Ringmagnet 19 durch Betätigung des Schalters 22 über die Stromzuführung 21 mit Gleichstrom erregt, dann zieht die Mitnehmerscheibe 2, die nun magnetisiert ist, das Zahnrad 3 an, wodurch die Verzahnungen 8, 9 ineinander greifen und eine Kupplung erfolgt. Das Zahnrad 3 kann nun mit der Mitnehmerscheibe 2 zwangsschlüssig umlaufen.

Das Zahnrad 3 befindet sich im ständigen Zahneingriff mit dem Abtriebsrad 15, das auf einer Achse 18 drehbar gelagert ist. Mit dem Abtriebsrad 15 ist drehschlüssig eine Exzenterscheibe 16 verbunden, die ihrerseits über das Lager 29 eine Pleuelstange 17 führt, die mit dem Schafthebel verbunden ist (vgl. F i g. 2). Mit 27 ist die Exzenterachse der Pleuelstange 17 dargestellt.

Wenn der Ringmagnet 19 erregt wird und das Zahnrad 3 mit der Mitnehmerscheibe 2 in Eingriff kommt, wird die Drehbewegung der Antriebswelle 1 über die Zahnräder 3, 15 auf die Exzenterscheibe 16 übertragen, die ihrerseits die Pleuelstange 17 in eine translatorische Bewegung versetzt. Auf diese Weise kommt es zu einem Fachwechsel in der Schaftmaschine.

Wenn hingegen der Ringmagnet 19 nicht erregt ist, drücken die Federn 7 das Zahnrad 3 in die Verzahnung

11 der Sperrscheibe 5. Da diese Sperrscheibe mit dem Maschinengestell 13 ortsfest verbunden ist. kann das Zahnrad 3. das wie eine Kupplungsscheibe wirkt, nicht verdreht werden. Der zugehörige Schaft bleibt somit in seiner Fachendstellung.

In den Beispielen 2 und 3 ist gezeigt, daß die Kupplungen gemäß Fig. 1 auf zwei parallel zueinander angeordneten Antriebswellen 1 zueinander versetzt angeordnet sind und auf Kreisexzenter 15, 16, 17 wirken, die koaxial auf einer gemeinsamen Achse 18 drehbar angeordnet sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß die einzehie Kupplung in einem der doppelten Teilung entsprechenden Abstand auf jeder Antriebswelle angeordnet werden können, wohingegen die Exzenter 16, 17 einen der normalen Teilung entsprechenden Abstand voneinander aufweisen.

Jede Pleuelstange 17 wirkt über das Gelenk 23 auf einen Hebel 25, der um eine Achse 24 schwenkbar ist und an dem eine mit einem Pfeil 26 dargestellte Zugstange angeschlossen ist. die zum jeweiligen Schaft führt

Die Antriebswellen 1 führen vorzugsweise intermittierende Bewegungen um jeweils 180° aus und kommen dann zum Stillstand, indem die Schaltbewegung des Zahnrades 3 durchgeführt wird. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Verzahnungen 8, 9, 10 und 11 ohne gegenseitige Blockage und immer an der richtigen Stelle miteinander wahlweise in Eingriff kommen können.

Eine andere Lösungsform der gestellten Aufgabe ergibt sich aus den F i g. 4 und 5. Sie besitzt selbständigen Charakter. Danach ist auf der Antriebs welle I wiederum eine Mitnehmerscheibe 2 drehschlüs sig angeordnet. Diese Mitnehmerscheibe 2 trägt den Ringmagneten 19. Auf der Nabe der Mitnehmerscheibe 2 ist über das Lager 28 eine Exzenterscheibe 16 drehbar gelagert, an der über das Lager 29 die Pleuelstange 17

ίο geführt ist. Die Exzenterscheibe 16 kann aber auch unmittelbar auf der Antriebswelle 1 drehbar gelagert sein. Zwischen der Mitnehmerscheibe 2 und der Exzenterscheibe 16 ist eine Kupplungsscheibe 30 axial beweglich geführt. Die Führung erfolgt über die Führungsbolzen 6. die in passende Bohrungen der Exzenterscheibe 16 eingreifen. Dadurch ist sichergestellt, daß die Kupplungsscheibe 30 parallel zu sich selbst entlang der Achse der Antriebswelle I verschiebbar ist. aber ständig mit der Exzenterscheibe 30 in drehschiussiger Verbindung steht. Mit Hiiie der Federbolzen 33 und der Druckfedern 7 wird sichergestellt, daß die Kupplungsscheibe 30 ständig einer Bewegungskraft in Richtung zur Exzenterscheibe 16 ausgesetzt wird.

Die Kupplungsscheibe 30 weist an ihren beiden Planflächen die Zahnkränze 9 und 10 auf, denen entsprechende Zahnkränze 8 bzw. 11 an der Mitnehmerscheibe 2 bzw. an der Pleuelstange 17 gegenüberliegen, üa die Pleuelstange 17 exzentrisch auf der

ίο Exzenterscheibe 16 gelagert ist, sind die Zahnkränze 11 an entsprechenden Segmenten 31, 32 vorgesehen, die sich an den extremen Hubpunkien der Pleuelstange 17, einander gegenüberliegend, befinden. Wie die Fig. 5 zeigt, entspricht der Radius R der Verzahnung Il dem Radius R der Verzahnungen 8, 9, 10. Es kommt aber immer nur eines der beiden Segmente 31, 32 mit der Verzahnung 10 in Eingriff. Im Beispiel der F i g. 4 ist die Eingriffstellung der Kupplungsscheibe 30 mit der Mitnehmerscheibe 2 dargesetllt, so daß zwischen den Zahnkränzen 10, 11 sich ein Spiel befindet. In dieser Stellung, daß ist bei Erregen des Ringmagneten 19, kann die Exzenerscheibe 16 und damit die Pleuelstange 17 von der Mitnehmerscheibe 2 über die Kupplungsscheibe 30 und die Führungsbolzen 6 in Rotation versetzt werden, so daß Fachwechsel eintritt. Wenn hingegen, wie nicht dargestellt ist. die Kupplungsscheibe 30 durch Federkraft gegen die Exzenterscheibe 16 gedrückt ist, was bei Nichterregen des Ringmagneten 19 erfolgt, dann bleibt die Exzenterscheibe 16 im Stillstand und blockiert sich über ihre Exzentrizität gegenüber dem Hebel 25 der Schaftantriebsvorrichtung.

Um nun zu erreichen, daß die Verzahnungen ti, 9,10, 11 immer an der richtigen Stelle in Eingriff kommen, auch wenn der Schaltpunkt der Kupplung von dieser richtigen Stellung distanziert ist, empfiehlt sich eine besondere Profilierung der Zahnkränze, wie dies beispielsweise in F i g. 6 dargestellt isL Auf diese Weise wird eine sogenannte Festpunktschaltung herbeigeführt, bei der ein Ineinandergreifen der Zahnkränze nur an einer ganz konkreten, vorgegebenen Stellung möglich ist. Es empfiehlt sich aber, den elektrischen Einschaltpunkt der Kupplung sehr nahe an den Einrückpunkt heranzulegen, um ein unnötig langes Gleiten der Zahnkränze während einer Relativbewe gung zu vermeiden.

Die Erfindung kann in verschiedener Weise variiert werden. So ist es beispielsweise möglich, ausgehend von der F i g. 1 den Ringmagneten 19 nicht im rotierenden.

sondern im ortsfesten Teil anzuordnen, wodurch man die Schleifringanordnungen 20,21 einsparen kann. Auch ist es durchaus möglich, anstelle eines Zahnrades 3 eine andere Form einer Kupplungsscheibe vorzusehen. Man kann den Ringmagneten 19 auch durch ein anderes motorisches Antriebsmittel ersetzen, beispielsweise

durch eine hydraulische Steuerung. Wesentlich ist. daß es mit der Erfindung gelungen ist, scheibenförmige Teile auf engem Raum anzuordnen und diese durch axiale Einlesebewegung miteinander wahlweise in Eingriff zu bringen.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Exzenter-Schaftmaschine für Webmaschinen, bei der jeder Webschaft an einen, auf einer kontinuierlich oder diskontinuierlich umlaufenden Antriebswelle gelagerten und mit dieser mustergemäß kuppelbaren Kreisexzenter über eine Kurbelstange angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer mit der Antriebs- welle (1) drehschlüssig verbundenen Mitnehmerscheibe (2) und einer am Maschinengestell (13) ortsfest gehaltenen, zur Mitnehmerscheibe (2) koaxial angeordneten Sperrscheibe (S) ein mit dem Kreisexzenter (16,17) in ständigem Eingriff stehen- \i des Zahnrad (3) axial beweglich geführt und motorisch verstellbar ist und daß das Zahnrad (3) beidseitig mit Zentrier- und Mitnehmerelementen (9, 10) versehen ist, die in passende Gegenstücke (8,11) der Mitnehmerscheibe (2) oder der Sperrscheibe (5) einrasten.

2. Schaftmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der motorische Antrieb für die Axialbewegung des Zahnrades (3) durch einen Magneten, insbesondere einen Gleichstrom-Ringmagneten (19) gebildet und dieser entweder in der Mitnehmer- (2) oder in tier Sperrscheibe (5) angeordnet ist.

3. Schaftmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrier- und Mitnehmerelemente als Zahnkränze (8 bis 11) oder Zahnkranzs.gmcnte ausgebildet sind.

4. Schaftmaschine .".ach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Zahnrad (3) auf achsparallelen bolzen (6) verschiebbar geführt sind und eine die Bolzen (6) aufnehmen de Nabe (4) drehbar auf der Antriebswelle (1) gelagert ist.

5. Schaftmaschine nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zahnrad (3) und entweder der Mitnehmerscheibe (2) oder der Sperrscheibe (5) fine diese Teile auseinanderdrückende Anordnung von Federn (7) vorgesehen ist.

6. Exzenter-Schaftmaschine für Webmaschinen bei der jeder Webschaft an einen, auf einer kontinuierlich oder diskontinuierlich umlaufenden Antriebswelle gelagerten und mit dieser mustergemäß kuppelbaren Kreisexzenter über eine Kurbelstange angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Antriebswelle {1) eine, einen Ringmagneten (19) tragende Mitnehmerscheibe (2) drehschlüssig verbunden und eine Exzenterscheibe (16) auf der Mitnehmerscheibe (2) oder der Antriebswelle (1) drehbar gelagert ist und daß an der Exzenterscheibe (16) eine beidseitig verzahnte Kupplungsscheibe (30) axial beweglich geführt und durch den Magneten (19) verstellbar ist, dessen Zahnkränze (9, 10) in passende Gegenverzahnungen (8, 11) der Mitnehmerscheibe (2) oder der auf der Exzenterscheibe (16) geführten Kurbelstange (17) eingreifen.

7. Schaftmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelstange (17) zwei verzahnte, einander gegenüberliegende Segmente (31, 32) aufweist, deren Radius (R) demjenigen des Zahnkranzes (10) an der Kupplungsscheibe (30) entspricht und deren Lage sich im maximalen und minimalen Hubbereich der Kurbelstange (17) befindet.