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Schaftantrieb für Webmaschinen
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Schaftantrieb für Webmaschinen,
bei dem auf einer kontinuierlich oder diskontinuierlich rotierenden Antriebswelle
ein Exzenterring gelagert ist, der eine Kurbelstange zum Bewegen eines Schaftes
trägt und bei dem der Exzenterring mittels eines radial in mindestens eine Ausnehmung
der Antriebswelle einschiebbaren Kupplungsgliedes abhängig von der Information eines
Datenträgers an die Antriebswelle kuppelbar ist.
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Zur Fachbildung zwischen den Kettenfäden müssen bei Webmaschinen die
Schäfte wechselweise in eine Hochfachstellung und eine Tieffachstellung gebracht
werden, wozu ein entsprechender Schaftantrieb vorgesehen ist. Dieser besteht aus
einer diskontinuierlich oder kontinuierlich angetriebenen Welle, auf der ein Exzenterring
angeordnet ist, der eine Kurbelstange zum Bewegen des Schaftes trägt. Zur bewegungsschlüssigen
Verbindung der Antriebswelle mit dem Exzenterring ist eine steuerbare Kupplung vorgesehen,
die zur Erzielung eines bestimmten Webmusters von einem Datenträger gesteuert
wird.
Als Datenträger werden beispielsweise Lochkarten verwendet, welche von entsprechenden
Tastnadeln abgetastet werden. Webmuster erfordern bis zu 28 Schäfte, die nebeneinander
angeordnet sind. Da das Webfach möglichst klein und geometrisch günstig ausgebildet
sein soll, liegen die Schäfte dicht beieinander und damit auch die Schaftantriebe.
Es ist daher wesentlich, daß die Schaftantriebe eine möglichst geringe Baubreite
haben, beispielsweise eine solche von nur 12 mm.
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Außer der Hochfachstellung und der Tieffachstellung des Schaftes ist
es für gewisse Arbeiten an den Webmaschinen vorteilhaft, wenn alle Schäfte in eine
Mittelstellung gebracht werden können, wobei dann alle Kettenfäden in einer Ebene
liegen und weitgehend entspannt sind.
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Die Hochfachstellung entspricht dabei einer Stellung z.B.
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von 00, die Tieffachstellung dann einer Stellung von 1800 und die
Mittelstellung, die der Geschlossenfach-Stellung entspricht, einer Stellung von
900 bzw. 2700 der Antriebswelle.
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Bei den bekannten Schaftantrieben wird der Exzenterring an die Antriebswelle
mittels eines Kupplungskeiles angekuppelt, wobei die radiale Stellung des Keiles
durch eine entsprechende Steuervorrichtung eingestellt wird. Der Keil, der in entsprechende
Ausnehmungen der Antriebswelle eingreift, ist an den Enden mit Keilflächen versehen,
damit er sicher in die Ausnehmung der Antriebswelle einrastet. Das Einrasten gestaltet
sich umso schwieriger,je schneller die Antriebswelle umläuft und um so kürzer ihre
Stillstandzeit ist. Je schräger die Keilflächen des Kupplungskeiles verlaufen, umso
mehr Zeit steht zum Einrasten zur Verfügung, d.h. der Rastvorgang kann bei einer
durchschnittlich größeren Wellendrehzahl bei kürzerem Stillstand oder gar in den
Kupplungsstellungen sich noch bewegender Welle vorgenommen werden.
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Sehr schräge Keilflächen haben jedoch anderseits den Nachteil,
daß
der Kupplungskeil leicht wieder aus der Ausnehmung der Antriebswelle herausgedrückt
wird. Erhöht man aber den Federdruck auf den Kupplungskeil, so müssen die Steuerkräfte
für die Steuerung des Kupplungskeiles erhöht werden, was einen erhöhten Verschleiß
bedingt. Da keine sichere Kupplung mit einem solchen Kupplungskeil erzielt werden
kann, insbesondere wenn der Antrieb schneller läuft, hat man auf der Kurbelstange
halbkreisförmige Leitschienen mit radialer Federung angeordnet, die verhindern sollen,
daß der Keil aus der Ausnehmung der Antriebswelle herausspringt oder eine unerwünschte
Zwischenstellung einnimmt (DE-OS 2 036 643). Diese Leitschienen bedingen aber eine
Vergrößerung der Baubreite. Außerdem ist durch die Leitschienen die Gefahr des Verkantens
des Keiles durch Drehmomentbildung zwischen Welle und Exzenter nicht beseitigt.
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Bei den bekannten Keilkupplungen für Schaftantriebe wird der Keil
in der Weise verschoben, daß ein Steuerglied in eine entsprechende Quernut des Keiles
eingreift und in dieser bei umlaufendem Keil gleitet. Dadurch wird der Keil in seinem
Querschnitt geschwächt, was die Gefahr eines Bruches bei hoher Belastung mit sich
bringt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Schaftantrieb zu
schaffen, der bei geringer Baubreite eine sichere und verschleißfreie Kupplung zwischen
Antriebswelle und Exzenterring ermöglicht und leicht und einfach zu montieren und
demontieren ist.
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Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene
Maßnahme gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung können den Unteransprüchen
entnomnlen werden.
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Die Erfindung sowie deren vorteilhafte Weiterbildungen sind
anhand
der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele beschrieben.
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Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des Exzenterteiles eines Schaftantriebs;
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung von Figur 1 längs der Schnittlinie
A-A; Die Figuren 3 bis 9 zeigen Seitenansichten von Exzenterteilen eines Schaftantriebes
in verschiedenen Stellungen und weiteren vorteilhaften Ausführungsformen.
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Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte Antrieb besteht aus einer
Antriebswelle 1, welche eine Antriebsscheibe 2 mitnimmt. Auf der Antriebsscheibe
2 ist der Exzenterring 3 angeordnet, der wiederum die Kurbelstange 4 trägt.
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Die Antriebswelle dreht sich kontinuierlich oder diskontinuierlich
um jeweils 1800 und mit ihr die Antriebsscheibe 2, die mit ihr fest verbunden ist.
Der 1xzenterring 3 wird in geeigneter Weise in Ruhestellung festigehalten, so daß
sich trotz der Drehung der Antriebswelle 1 die Kurbelstange 4 in ihrer dargestellten
Hochfachstellung befindet. Wenn nun, bedingt durch eine Steuereinrichtung, die von
einem Datenträger beeinflußt wird, der Exzenterring bewegungsschlüssig mit der Antriebswelle
1 bzw. der Antriebsscheibe 2 gekuppelt wird, so wird der Exzenterring 3 mit der
Welle 1 mitgenommen und die Kurbelstange 4 im Rhythmus der Drehbewegung auf- und
abbewegt. Mittels der Kurbelstange 4 wird der nicht dargestellte Schaft bewegt,
d.h. in Hochfachstellung oder in Tieffachstcllung gebracht.
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Gemäß der Erfindung ist zur Kupplung zwischen Antriebsscheibe 2 und
Exzenterring 3 ein Stcuerring 5 vorgesehen, an dem an der Seite ein nac innen gerichteter
Nutenstein 51 befestigt ist. Vorzugsweise ist der Nutenstein am Steuerring
angeformt.
Der Steuerring 5 ist dadurch radial verschiebbar, daß der Nutenstein 51 in der Nut
31 des Exzenterringes 3 gleiten kann. Der Steuerring 5 kann so verschoben werden,
daß die Nase 52 in eine der Ausnehmungen 21 der Antriebsscheibe 2 eingreift und
damit die Antriebsscheibe form- und howegungsschlüssig mit dem Exzenterring kuppelt.
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Die radiale Verschiebung des Steuerringes 4 geschieht mittels der
Schalthebel 7 und 7', die um einen festen Drehpunkt drehbar sind und die von dem
Datenträger gesteuert werden.
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Bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit besteht die Gefahr, daß durch die
Schwungkraft, durch Reibung oder durch andere äußere Einwirkungen der Exzenterring
3 mitgenommen wird und sich zu weit radial bewegt oder wieder zurückbewegt. Um das
zu vermeiden, wird der Steuerring 5 entgegen der Kraft der Druckfedern 6 und 6'
durch den Schalthebel 7 zwischen die beiden Anschlagfedern 8 und 8' gedrückt, wo
er mit seinem Ansatz 53, 53' einrastet und zusammen mit der Exzenterscheibe 3 an
der Weiterdrehung gehindert wird. Auf diese Weise wird er in der richtigen Stellung
in Schaftruhe gehalten.
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Der Ansatz 53 und d e Federn 8, 8' sind mit Anlaufschrägen versehen.
Bei nicht ganz ein- oder ausgekuppeltem Steuerring 5, wenn sich die Nase 52 des
Steuerringes teilweise in der Ausnehmung 21 d,r Antriebsscheibe 2 befindet, wird
bei Rotationsbewegung eine der Anschlagfedern 8 bzw. 8', je nach der Drehrichtung,
durch die entsprechende Anlaufschräge des Ansatzes 53 nach außen gedrückt, so daß
trotz des Auftretens großer Kräfte keine Schäden eintreten können. Nach einer Drehung
um 1800 rostet die Nase 52 des Steuerringes 5 durch die Kraft der Federn 6 bzw.
6' in die Ausnehmung 21 der Antriebsscheibe 2 richtig ein.
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Figur 3 zeigt den Exzenterteil des Schaftantriebes bei Schafthub in
eingekuppeLter Stellung, wobei die Nase 52 des Steuerringes 5 in die Ausnehmung
21 der Antriebsscheibe 2 eingedrückt
ist und in dieser wellung
durch die im Exzenterring gelagerten Druckfedern 6 und 6' gehalten wird. Dabei 0
sind in bekannter Weise zwei um 180 versetzte Ausnehmungen 21, 21' in der Antriebsscheibe
2 vorgesehen. In diesem eingekuppelten Zustand wird die Rotationsbewegung der Antriebswelle
1 bzw. der Antriebsscheibe 2 durch den mitgenommenen Exzenterring 3 in eine Hub-Bewegung
der Kurbelstange 4 und damit eine Auf- und Abbewegung des Schaftes umgewandelt.
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Figur 4 zeigt den Exzenterteil des Schaftantriebes bei Schaftruhe
in ausgekuppelter Stellung. Bei dieser Ausführungsform sind jedoch die beiden Schalthebel
9 und 9' an ihren freien Enden mit einem gefederten Anschlag 10 bzw.
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10' versehen und haben Rastnuten 91 bzw. 91'. Der Steuerring 5 hat
außen einen entsprechenden Rastzahn 54, der in eine Rastnut eines Schalthebels 9
einrastet, wodurch der Exzenterring und die Kurbelstange in der Hochfachstellung
oder in der Tieffachstellung festgehalten werden. Wenn der Steuerring 5 bei dieser
Ausführungsform nicht ganz ausgekuppelt ist und die Nase 52 noch in der Ausnehmung
21, 21' der Antriebsscheibe 2 liegt, wird bei eintretender Rotationsbewegung der
Steuerring 5 mittels des Rastzahnes 54 den sonst ruhenden Schalthebel 9' infolge
des gefederten Anschlages 10' nach außen drücken. Nach einer Drehung der Antriebsscheibe
um 1800 wird die Nase 52 des Steuerringes 5 durch die Kraft der Federn 6 und 6'
in die Ausnehmung 21, 21' der Antriebsscheibe 2 richtig eingerastet (vgl. Fig. 1).
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Figur 5 zeigt den Exzenterteil der Anordnung von Figur 4, jedoch bei
Schafthub und in eingekuppelter Stellung, wobei der Steuerring 5 über die Nase 52
an die Antriebsscheibe 2 gekuppelt ist und in dieser Stellung durch die Kraft der
Druckfedern 6 bzw. 6' gehalten ist.
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Bei der Ausführungsform nach den Figuren 6 bis 9 ist eine Schnappfederanordnung
vorgesehen, welche auf den Nutenstein
51 einwirkt und diesen in
der jeweiligen Stellung festhält. Diese Schnappfedereinrichtung besteht entweder
aus einer Druckfeder bzw. aus zwei Druckfedern 11, 11= die gegenüberliegend in Hohlräumen
von drehbaren Scheiben 13 und 13' gelagert sind, welche auf einen verschiebbaren
Federbolzen 12 bzw. 12' einwirken. Die beiden Federbolzen liegen in entsprechenden
Vertiefungen oder Pfannen 55 bzw.
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55' des Nutensteines 51. Die einander gegenüberliegenden Federbolzen
12 und 12' bilden dabei einen stumpfen Winkel miteinander und halten durch den Druck
der auf sie wirkenden Federn 11 bzw. 11' den Nutenstein in der jeweiligen Stellung
fest. Wenn der Nutenstein durch Verschiebung des Steuerringes 5 radial bewegt wird,
so werden die beiden Federbolzen 12 und 12' von den Pfannen des Nutensteins mitgenommen
und drehen dabei die beiden Scheiben 13 bzw. 13'.
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Wenn der Nutenstein 51 über die Mittelstellung hinausbewegt wird,
schnapl)t die ganze Anordnung um, so daß der Nutenstein durch die Federkraft der
beiden Schnappfedern 11 und 11' in die andere Endstellung gedrückt und in dieser
festgehalten wird.
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Figur 6 zeigt die Anordnung bei Schaftruhe in ausgekuppelter Stellung.
Durch die nach außen gewinkelten Schnappfedern wird der Steuerring in dieser Stellung
festgehalten. Gleichzeitig rastet der Steuerring 5 mit seinem Ansatz 53 zwischen
den Anschlagfedern S und 8' ein, so daß eine weitere Drehung der Exzenterscneibe
3 verhindert wird.
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Figur 7 zeigt die Anordnung von Figur 6 bei Schafthub in eingekuppelter
Stellung, wobei der Steuerring 5 an die Antriebsscheibe 2 angekuppelt ist. Durch
den Schalthebel 7 wurde hierbei der Steuerring 5 nach oben gedrückt, wobei die Schnappfedern
11 und 11' in die nach oben gerichtete Winkelstellung gedrückt wurden und den Steuerring
in dieser Stellung festhalten.
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Figur 8 zeigt den Exenterteil bei Schaftruhe in ausgekuppelter
Stellung,
wobei der Steuerring durch die Schnappfedern in seiner radialen Stellung und durch
den Schalthebel 14 in seiner Winkelstellung festgehalten wird.
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Figur 9 zeigt die gleiche Anordnung wie Figur 8, jedoch bei Schafthub
in eingekuppelter Stellung, wobei der Steuerring 5 an die Antriebs scheibe 2 angekuppelt
und in dieser Stellung durch die Kraft der Schnappfedern festgehalten ist.
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Wie aus den Figuren ersichtlich ist, kann bei der Anordnung gemäß
der Erfindung der Steuerring und der damit verbundene Nutenstein durch von außen
angreifende Schalthebel ein- und ausgekuppelt werden. Die Vorrichtung ist im übrigen
auch für Drehung in der entgegengesetzten Richtung ausgebildet, weil es im Betrieb
vorkommen kann, daß bei Fadenbruch beispielsweise die Maschine zurückgedreht werden
muß, um den Anschluß an das Muster der Lochkartensteuerung wiederherzustellen.
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Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen steht bei der Ausführungsform
gemäß der Erfindung (lie volle Breite des Steuerringes zum Angriff der Steuerelemente
zur Verfügung.
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Der Steuerring hat trotz der sehr niedrigen Baubreite in radialer
Richtung eine sehr große Materialdicke für den Angriff des Schalthebels und der
Anschlagfeder bei Fachruhe.
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Gegenüber der bekannten Ausführungsform können einfachere und billigere
Federn als Anschlag federn verwendet werden, die für viele Exzentereinheiten in
Form eines Rechens zusammengefaßt werden können und eine einfache Montage erlauben.
Das auf den Nutenstein durch Verkanten einwirkende Kippmoment beim Ein- oder Auskuppeln
wird durch den Steuerring aufgefangen. Eine federnde Gleitführung, die einen hohen
Verschleiß ergibt, iot nicht erforderlich. Die Steuerung ist innerhalb des Umfanges
der Exzentereinheit angeordnet und von den Schalthebeln getrennt, also zweiteilig
ausgeführt.
Dadurch ergibt sich eine wesentlich erleichterte Montage und Demontage der Schalthebeln,
die seitlich herausgeführt und zu einem Block zusammengefaßt sein können. Im Gegensatz
zu der bekannten Ausführungsform greifen die Schalthebel formschlüssig am Steuerring
an, der beim Einkuppeln mit umläuft.