DE3209958A1 - Elektromechanische steuervorrichtung zum steuern vonbewegungsablaeufen in einer textilmaschine - Google Patents
Elektromechanische steuervorrichtung zum steuern vonbewegungsablaeufen in einer textilmaschineInfo
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Description
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Steuervorrichtung zum Steuern von Bewegungsabläufen in einer Textilmaschine,
insbesondere zum Steuern der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine.
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Die Steuerung,beispielsweise der Herstellung von kett-
und schussgemusterten Bändern in einer Webmaschine, erfolgte bisher mechanisch, indem über eine Abstastvorrichtung
eine entsprechend dem gewünschten Muster gelochte Karte abgetastet und über die Abtastvorrichtung der Webstuhl
so gesteuert wird, dass das entsprechende Muster gewebt wird.
Die Ausbildung einer derartigen Programm- und Ablaufsteuerung
auf elektronischem Wege führt zu einer erheblichen Arbeitsersparnis und erlaubt wesentliche höhere Webgeschwindigkeiten,
vorausgesetzt, dass entsprechende mechanische Einrichtungen vorhanden sind, die die elektronischen Impulse
in eine mechanische Bewegung umsetzen können und dabei zuverlässig arbeiten. Mit einer entsprechenden mechanischen
Einrichtung und angepasster elektronischer Steuerung sind bis zu 100 % höhere Arbeitsgeschwindigkeiten und damit
um bis zu 100 % höhere Webgeschwindigkeiten eines Webstuhles abgesehen von der Arbeitsersparnis beim Programmieren des
Webmusters möglich.
Durch die Erfindung soll eine elektromechanische Steuervorrichtung
zum Steuern von Bewegungsabläufen in einer Textilmaschine und insbesondere zum Steuern der Kettfadenbewegung
in einer Webmaschine geschaffen werden, die
in Verbindung mit einer elektronisch ausgelegten Steuerung arbeiten kann und die elektronischen Steuerimpulse zuverlässig
in die notwendigen mechanischen Bewegungsabläufe Ui>
-etzen kann.
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Dazu ist die erfindungsgemässe Steuervorrichtung in der
Weise ausgebildet, wie es durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 angegeben 1st.
Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Steuervorrichtung
sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 6.
Wenn die erfindungsgemässe Steuervorrichtung zum Steuern
der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine verwandt wird, so kann die Ausbildung beispielsweise derart sein, dass
bei erregtem Magneten der Kettfäden synchron mit der Bewegung des Webstuhles angehoben wird, solange der Magnet
erregt ist und dass bei entregtem Magneten der Kettfaden synchron mit der Bewegung des Webstuhles abgesenkt wird,
solange der Magnet entregt ist. Das dabei gebildete Webfach hat einen genau eingehaltenen öffnungswinkel· von
beispielsweise 11°.
Die erfindungsgemässe Steuervorrichtung erlaubt Arbeitsgeschwindigkeiten
von ca. 2 000 Doppelschusseintragungen pro Minute, garantiert eine hohe Betriebssicherheit und
kann in Modulbauweise ausgebildet, d.h. beliebig erweiterbar sein.
Eine derartige Steuervorrichtung ist darüberhinaus nahezu wartungsfrei, wobei aufgrund der Tatsache, dass die zu
übertragenden Kräfte und Drehmomente klein sind, die Einzelteile aus Kunststoff gefertigt werden können, so
dass sich nur kleine Massen ergeben.
β ♦ V
Die Anwendung der erfindungsgernässen Steuervorrichtung
ist nicht auf die Steuerung der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine beschränkt, vielmehr kann die erfindungsgemässe
Steuervorrichtung u.a. zur Steuerung einzelner Kettfäden, zur Schaftsteuerung, zum Schussfadentransport,
zum Farbwechsel bei mehrspuligen Nadelbandautomaten und bei Häckelgalonnmaschinen angewandt
werden.
Da zum Schalten der bei der erfindungsgemässen Steuervorrichtung
vorgesehenen Kupplung nur kleine Kräfte erforderlich sind und dementsprechend die Leistung des
Magneten beispielsweise 1,5 W betragen kann, und der Schaltweg klein ist, so dass ein Hub des Magneten
von beispielsweise 2 mm ausreicht, sind grosse Geschwindigkeiten erreichbar. Versuche haben Geschwindigkeiten bis
zu 2 500 Schaltvorgänge pro Minute ergeben. Dadurch kann die Leistungselektronik klein dimensioniert werden und
ergibt sich ein geringer Energieverbrauch.
Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtesAusführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Steuervorrichtung näher beschriebens
Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungs<jomässen Vorrichtung.
zeigt in einer Seiten- und Vorderansicht die Kupplungsfeder zur Darstellung des Wirkungsprinzips der bei der erfindungsgemässen Vorrichtung
vorgesehenen Federkupplung.
zeigt die Steuerkurvenscheibe mit zugehörigem Stössel in einer Vorderansicht.
Fig. | 2 | |
30 | ||
Fig. | 3 | |
35 |
Fig. 4 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen
Vorrichtung.
Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht der Steuerkurvenscheibe sowie der Treibscheibe zur Darstellung
der Steuerfunktionen bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen
Steuervorrichtung macht von einer kontinuierlichen Antriebsbewegung, nämlich der kontinuierlich
laufenden Antriebswelle Gebrauch, die über eine mechanische Kupplung mit der Steuerkurvenscheibe 1 verbunden ist. Dadurch
werden Massenwechsel so klein wie möglich gehalten. Die Steuerkurvenscheibe 1 hebt und senkt entsprechend
dem Hoch- und Tiefgang ihrer Steuerkurvenflächen einen als Hebelarm ausgebildeten Stössel 2, der an einem Drehpunkt
5 frei befestigt ist. In Fig. 1 sind die Stellungen des Stössels I und II dargestellt.
Die Steuerkurvenscheibe 1 wird über eine Treibscheibe 4 von einem Magneten 3 betrieben. Am Stössel 2 ist über
eine Harnischkordel eine Litze 7 angeschlossen. Ein Rückholgummi 6 zieht den Stössel 2 in die Position II. Die
Steuerkurvenscheibe 1 drückt den Stössel 2 in die Position
I.
Die Steuerkurvenscheibe 1 ist über eine Federkupplung mit einer kontinuierlich laufenden Antriebswelle verbunden,
deren Funktionsprinzip im folgenden anhand von Fig. 2 beschrieben wird.
Zwei Wellen 8 und 10 mit gleichem Durchmesser/ die in einer Achse liegen, sind mittels einer Torsionsfeder 9
miteinander verbunden. Die Torsionsfeder 9 ist an der Welle 8 an einem Punkt 12 befestigt. Wenn der Innendurchmesser
der Torsionsfeder 9 etwas kleiner als der Aussendurchmesser der Wellen 8 und 10 ist und die Torsionsfeder
9 rechts gewickelt ist, so schliesst die Torsionsfeder 9, wenn die Welle 10 nach links gedreht wird,
so dass das Drehmoment auf die Welle 8 übertragen und das an die Welle 10 abgegebene Drehmoment an der Welle 8
abgegriffen werden kann. Zum Auskuppeln der Welle 8 wird das andere Ende 11 der Torsionsfeder 9 mit einem
festen Punkt verbunden. Die Torsionsfeder 9 öffnet dann soweit, bis sich die Lage der Welle 8 gegenüber dem
festen Punkt stabilisiert hat. Dabei entsteht eine Kraft, die gleich der Kraft ist, die aufgewendet werden muss,
um die Wellen 8 und 10 zu entkuppeln. Zu dieser Kraft
kommen die Fliehkraft der Masse der Welle 8 und gegebenenfalls die Reibungskräfte hinzu.
Wird die Kraft zum Auslösen der Kupplung durch eine entsprechende Wahl des Materials der Welle 10, der Beschaffenheit
der Oberfläche der Welle 10 sowie des Materials der Feder 9 sehr gering gehalten, so können über diese kleine
Kraft grosse Drehmomente von der Welle 10 zur Welle 8 übertragen werden. Das gilt aber nur, wenn zum Zeitpunkt
des Schaltens, d.h. des Ein- oder Auskuppeins der Kupplung, an der Welle 10 kein Drehmoment oder nur ein sehr kleines
Drehmoment liegt, das gegebenenfalls durch die rotierende Welle 10 aufgrund ihrer Masse oder durch eine Reibung bedingt
ist. Diese Kraft würde sich zu der Auslösekraft der Kupplung addieren und somit ein Ein- oder Auskuppeln
erschweren.
Zur Steuerung von Bewegungsabläufen in Textilmaschinen, insbesondere zur Steuerung der Kettfadenbewegung in
einer Webmaschine, ist bei einem Ausführungsbeispiel der
Erfindung, das in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, eine Steuerkurvenscheibe mit der insbesondere in Fig. 4 dargestellten
Form auf einer Antriebswelle 13 so montiert, dass durch Halten und Freigeben der Torsionsfeder 9 der
Federkupplung die Drehung der Steuerkurvenscheibe gesteuert werden kann. Wenn sich die Steuerkurvenscheibe
in der in Fig. 3 dargestellten Weise dreht, wird in den Winkelbereichen e<
und o(· vom Stössel 2 ausser der
Reibung keine Kraft auf die Steuerkurvenscheibe 1 übertragen, während im Winkelbereich β eine Kraft F über den
Stössel 2 auf die Kurvenscheibe 1 übertragen wird. Wird daher die Federkupplung mit der Torsionsfeder 9 in den
Bereichen c* und ot» ' ein- oder ausgelöst, so kann mit einer
kleinen Steuerkraft die Steuerkurvenscheibe gesteuert werden und der Stössel 2 in die in Fig. 1 dargestellten
Positionen I oder II gebracht werden. Wenn die Steuerkurvenscheibe die in Fig. 3 dargestellte Vierfachform hat,
um die Drehzahl der Welle 13 möglichst klein zu halten und den Verschleiss zu reduzieren, ergibt sich für die Welle
13 bei einem Webstuhl mit 2 000 Doppelschusseintragungen pro Minute eine Drehzahl von 2000 = 250 U/min.
8
In Fig. 4 ist der Aufbau des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Steuervorrichtung im einzelnen dargestellt.
Mit der Antriebswelle 13 ist eine Kupplungsnabe 17 verbunden. Die Kupplungsnabe 17 entspräche der Welle 10 in
Fig. 2. Die Steuerkurvenscheibe 1 ist mittels eines Freilaufnadellagers
18 mit kleiner Reibung und nur einer Drehrichtung in der in Fig. 4 dargestellten Weise auf die Kupplungsnabe 17 montiert. Die Steuerkurvenscheibe in Fig. 4 entspricht
der Welle 8 in Fig. 2. Die Torsionsfeder 9 ist über die
ο β » ο« w „ β(9 ββ ι» y w w
- ίο -
Kupplungsnabe 17 mit der Steuerkurvenscheibe 1 verbunden
und an dieser befestigt, über die Torsionsfeder 9 ist
eine Treibscheibe 14 freitragend gelegt, die mit der
Torsionsfeder 9 an einem Punkt H verbunden ist. Die Treibscheibe hat für eine Steuerkurvenscheibe 1 mit Vierfachsteuerkurven
vier Anschläge für den Hochgang und vier Anschläge 16 für den Tiefgang, wie es in Fig. 5 im einzelnen
dargestellt ist, die jeweils um 45° versetzt angeordnet sind.
Der Steuermagnet 3 steuert über ein Greifelement 15
die Treibscheibe 14. Wenn sich die Kupplungsnabe 17 dreht, wird das Greifelement 15 vom Magneten 3 in die
Position I gedrückt, so dass die Treibscheibe 14 freigegeben ist und sich die Torsionsfeder 9 schliesst. Dadurch
wird über die Torsionsfeder 9 die Steuerkurvenscheibe 1 mitgenommen und der Stössel 2 in die Position I in Fig. 1
gedrückt. Wenn der Stössel 2 auf der radialen Lauffläche der Steuerkurvenscheibe beim Winkel ©<
' in Fig. 3 angekommen ist, hält das Greifelement 15 die Treibscheibe 14
an. Die Torsionsfeder 9 Öffnet und die Drehung der Steuerkurvenscheibe 1 wird unterbrochen. Wird der beispielsweise
als Doppelhubmagnet ausgebildete Magnet zurückgezogen, so kommt die Treibscheibe 14 wieder frei, so dass die
Kupplungsnabe 17 die Steuerkurvenscheibe 1 über die Torsionsfeder 9 bis zur Stellung II in Fig. 1 mitnimmt. Der Stössel
2 geht in die Stellung II. Im Winkelbereich c*. hält das
Greifelement 15 die Teibscheibe 14 an, so dass sich die
Torsionsfeder 9 wieder öffnet und die Steuerkurvenscheibe 1 im Winkelbereich ot. stehen bleibt.
Die Ausbildung der Winkelbereiche der Steuerkurvenscheibe sowie die Anordnung der Anschläge 16 der Treibscheibe
in zwei radial beabstandeten Reihen, d.h. ringförmig radial im Abstand voneinander und in Umfangsrichtung in einem bestimmten
Winkel zueinander sind im einzelnen in Fig. 5 dargestellt.
Claims (6)
1. Elektromechanische Steuervorrichtung zum Steuern von Bewegungsabläufen in einer Textilmaschine, insbesondere
zum Steuern der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine, gekennzeichnet durch eine
Steuerkurvenscheibe (1), über deren Steuerkurvenfläche
ein Stössel (2) läuft, der den zu steuernden Bewegungsablauf bewirkt, eine Antriebswelle (13) für die Steuerkurvenscheibe
(1), eine Federkupplung, die die Antriebswelle (13) mit der Steuerkurvenscheibe (1) verbindet,
und einen Elektromagneten (3), der durch elektrische Steuersignale erregt wird und dementsprechend die
Federkupplung ein- und ausrückt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die Federkupplung eine Torsionsfeder
(9) umfasst, die konzentrisch um eine Muffe der Steuerkurvenscheibe (1) und um die Antriebswelle (13)
herum angeordnet ist, einen Innendurchmesser hat, der
kleiner als der Aussendurchmosser der Muffe der Steuerkurvenscheibe
(1) und der Antriebswelle (13) ist und an einem Ende fest mit der Steuerkurvenscheibe (1)
oder der Antriebswelle (13) verbunden ist, wobei das andere Ende der Torsionsfeder (9) zum Ein- und Ausrücken
der Kupplung von Magneten (3) erfasst und freigegeben wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, g e ke η η zeichnet
durch eine fest auf der Antriebswelle
(13) angeordnete Nabenscheibe (17), auf der die Torsionsfeder
(9) der Federkupplung sitzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekenn-
zeichnet durch eine Treibscheibe (14), die auf der Antriebswelle (13) relativ dazu bewegbar sitzt und
mit dem anderen Ende der Torsionsfeder (9) in Eingriff steht, wobei an wenigstens einer Seitenfläche der Treibscheibe
(14) in Umfangsrichtung im Abstand voneinander axial vorstehende Anschläge (16) vorgesehen sind, an die
ein Greifelement (15) des Elektromagneten (3) zum Anschlag
kommen kann, das in die Bewegungsbahn der Anschläge (16) und aus der Bewegungsbahn der Anschläge (16) heraus
durch den Elektromagneten (3) bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass an der Treibscheibe (14) radial
im Abstand voneinander zwei Reihen von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Anschläge (16) vorgesehen
sind, wobei sich das Greifelement (15) des Elektromagneten (3) im erregten oder entregten Zustand des Elektromagneten
(3) in der Bewegungsbahn einer Reihe von Anschlägen (16) jeweils befindet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , dass Anschläge
(16) auf beiden Seiten der Treibscheibe (14) und einander
direkt gegenüber vorgesehen sind und dass das Greife.'^ment
(15) des Elektromagneten (3) U-förmig ausgebildet xst und mit seinen Schenkeln die Anschläge (16) auf
beiden Seiten der Treibscheibe (14) erfasst.
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