DE3523794C1 - Kettenwirkmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kettenwirkmaschine, bei der die Wirkwerkzeuge und jeder Kettbaum jeweils von einem eigenen, aus einem gemeinsamen Netz gespeisten Elektromotor angetrieben werden.

Ein derartiger Antrieb für eine Kettenwirkmaschine ist in der DE-PS 30 25 782 beschrieben. In dieser Patentschrift wird daraufhingewiesen, daß bei Netzausfall die Hauptwelle der Maschine und die mit ihr verbundenen Teile wegen ihrer Masse und ihrer hohen Geschwindigkeiten erst mit einer gewissen Verzögerung zum Stillstand kommen, während der Antrieb des Kettbaums bzw. die Antriebe der Kettbäume relativ schnell stehenbleiben. Dies bedeutet, daß sämtliche Kettfaden aller Kettbäume reißen können. Um diese Gefahr zu beseitigen, wird in der Patentschrift eine Schaltung beschrieben, gemäß der der Hauptwelle der Maschine eine elektrisch betätigbare, ebenfalls an das Netz angeschlossene Bremse zugeordnet ist, die bei Netzausfall unter dem Einfluß einer gespeicherten Bremskraft aus ihrer Freigabestellung in ihre Bremsstellung geht. Hierdurch wird erreicht, daß die Hauptwelle in sehr viel kürzerer Zeit, nahezu schlagartig zum Stillstand kommt, wodurch das Abreißen der Kettfaden vermieden wird. Bei diesem nahezu schlagartigen Abbremsen der Hauptwelle treten bei den im Zusammenhang mit der Hauptwelle stehenden erheblichen Massen starke Belastungen der betreffenden Bauteile ein, die zu inneren Verschiebungen in der Maschine und sogar zu

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65 Beschädigungen führen können. Auf diese Belastung der Maschine wird in der Patentschrift auch eingegangen, und zwar dadurch, daß eine Zusatzschaltung angegeben wird, die im Falle eines normalen Abschaltvorgangs die vorstehend beschriebene Bremse unwirksam macht, wodurch das nahezu schlagartige Stillsetzen der Hauptwelle in diesem normalen Betriebsfall vermieden wird. Die bei Netzausfall sich ergebende Belastung der Maschine läßt sich jedoch hierdurch nicht beseitigen.

Es sei noch auf die US-PS 2625021 verwiesen, in der im Zusammenhang mit einer Kettenwirkmaschine mit von der Hauptwelle abgeleitetem Antrieb für den Kettbaum eine elektrisch betätigbare Kupplung offenbart ist, bei der es sich darum handelt, durch die Einstellung einer mehr oder minder starken Mitnahme über die Kupplung dafür zu sorgen, dem Kettbaum bei Änderung der Fadenspannung mehr oder weniger Antriebsenergie zuzuführen, um hierdurch die Fadenspannung stets auf ihrem Normalwert zu halten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die sich bei Netzausfall ergebende Gefahr eines Abrisses der Kettfaden zu beseitigen, ohne die Maschine einer besonderen Belastung auszusetzen. Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß in der Antriebsverbindung zwischen jedem Kettbaum und dem betreffenden Elektromotor eine elektrisch betätigbare, an das Netz geschaltete Kupplung angeordnet ist, die von der Netzspannung einrückbar ist und bei deren Wegfall ausrückt.

Durch die bei Netzausfall ausrückende Kupplung und die dadurch herbeigeführte Unterbrechung der Antriebsverbindung zwischen Elektromotor und Kettbaum wird die Gefahr eines Reißens der Kettfaden beseitigt, da der bzw. die Kettbäume ohne weiteres aufgrund der auf sie von den Wirkwerkzeugen ausgeübten Zugspannung so lange weiterdrehen können, bis die Wirkwerkzeuge mit Stillstand der Hauptwelle ebenfalls stillgesetzt sind. Die Hauptwelle kann dabei unter der Wirkung ihrer Massenträgheitsmomente auslaufen, so daß hierbei die Hauptwelle und die an sie angeschlossenen Bauteile keinerlei besonderen Belastungen ausgesetzt sind. Diese Betriebsweise ist für die Kettfaden erfahrungsgemäß völlig ungefährlich, da der Kettbaum in diesem Betriebsfall sowieso in Drehbewegung ist und die auf ihn ausgeübten Reibungskräfte aufgrund seiner Lagerung stets so klein wie möglich gehalten werden, so daß die weiterhin von den Wirkwerkzeugen gezogenen Kettfaden den Kettbaum ohne weiteres drehen können. Es kann diese Reibung durchaus erwünscht sein, da hierdurch insbesondere bei einer Unwucht des Kettbaumes dessen Tendenz zum Weiterdrehen aufgrund dieser Unwucht begegnet wird.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Unterbrechung der Antriebsverbindung zwischen Elektromotor und Kettbaum besteht darin, daß die bei Netzausfall zunächst weiterarbeitenden Wirkwerkzeuge aufgrund ihres auf die Kettfaden ausgeübten Zuges und des Folgens der Kettbäume automatisch die notwendige Synchronisierung zwischen Hauptwelle und Kettbaum bzw. Kettbäumen bewirken, ohne daß es hierzu besonderer Mittel bedarf. Diese Synchronisierung wird im Falle des nahezu schlagartigen Stillsetzens der Hauptwelle gemäß dem oben behandelten Stand der Technik erschwert, da davon auszugehen ist, daß die Antriebe der Kettbäume ihre Tätigkeit sofort einstellen. Aus diesem Grunde wird in DE-PS 3025782 auch auf eine bevorzugte Ausführungsform verwiesen, gemäß der die

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Zahl der Nachlaufumdrehungen der Hauptwelle nur 1 aus, dann verbleibt in der Kupplung lediglich die in bis 2 beträgt. Auf diese Weise wird durch die große Einrückrichtung wirkende Federspannung, die jedoch Schnelligkeit des Abbremsens der Hauptwelle eine nicht in der Lage ist, die Kupplung in Einrückfunktion Synchronisierung zwischen Hauptwelle und Kettbäu- zu halten. Sie drückt die betreffenden Kupplungsteile men angenähert, was aber auf Kosten der Belastung der 5 lediglich mit einer gewissen Kraft zusammen, so daß Maschine wegen der Schnelligkeit des Abbremsens eine gegenseitige Verdrehung der Kupplungsteile möggeht. Das Prinzip des bewußten Auslauflassens der lieh ist, wobei jedoch die Kupplung selbst eine Hauptwelle im Falle des Netzausfalls gemäß der vorlie- Bremswirkung ausübt.

genden Erfindung stellt also mit seiner ergänzenden In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin-

Maßnahme der Unterbrechnung der Antriebsverbin- io dung dargestellt. Es zeigt

dung zwischen Elektromotor und Kettbaum und der Fig. 1 eine prinzipielle Darstellung der wiedergegesich daraus ergebenden automatischen Synchronisie- benen Kettenwirkmaschine mit einem Kettbaum und rung zwischen Hauptwelle und Kettbaum eine Grund- getrennten Elektromotoren für den Antrieb der Hauptsätzliche Abkehr von dem in der DE-PS 30 25 782 offen- welle und des Kettbaumes,

harten Grundgedanken dar. 15 Fig. 2 eine Kupplung mit deren zum Kettbaum füh-

Da sich der Kettbaum bei einer Kettenwirkmaschine renden Antriebsverbindung, die gleichzeitig als Bremse

sehr langsam dreht, wird in die Antriebsverbindung ausgebildet ist.

zwischen Kettbaum und den betreffenden Elektromo- Die in der Fig. 1 dargestellte Kettenwirkmaschine tor ein Untersetzungsgetriebe eingebaut, das die unter- besteht aus dem Maschinengestell 1, das von der Hauptschiedlichen Drehzahlen von Elektromotor und Kett- 20 welle 2 für den Antrieb der nicht gezeigten Wirkwerkbaum aneinander anpaßt. Wenn nun ein Elektromotor zeuge durchsetzt ist. Auf dem Maschinengestell 1 ist der als Antrieb verwendet wird, der eine relativ hohe Dreh- Kettbaum 3 mit seiner Achse 4 gelagert. Selbstverzahl besitzt, dann kann das Untersetzungsgetriebe zu ständlich kann die Kettenwirkmaschine in bekannter einer Selbsthemmung im Getriebe führen, d. h., das Weise mit mehreren Kettbäumen ausgestattet sein. Getriebe ist nicht in der Lage, in umgekehrter Antriebs- 25 Vom Kettbaum 3 werden die Kettfäden 5 abgezogen richtung ein Drehmoment zu übertragen. Seine über die Fadenspannwippe 6 den Wirkwerkzeugen Selbsthemmung unterbindet jeden rückwärts gerich- zugeleitet.

teten Antrieb. In einem solchen Fall wird die Kupplung Die Hauptwelle 2 wird über die beiden Riemenschei-

im Kraftübertragungsbreich zwischen Kettbaum und ben 7 und 8 sowie den diese umschlingenden Zahnrie-

Selbsthemmungsstelle angeordnet. Hierdurch wird 30 men 9 angetrieben. Dabei wird die Riemenscheibe 8

erreicht, daß der von bei Netzausfall weiter arbeitenden von dem Elektromotor 10 in Drehung versetzt, der also

Wirkwerkzeugen ausgeübte Zug auf die Kettfaden den den für die Drehung der Hauptwelle verantwortlichen

Kettbaum weiterdrehen kann, ohne daß sich die Antrieb bildet.

Selbsthemmung auswirkt, da die Kupplung im Falle Der Antrieb des Kettbaumes 3 erfolgt über die beiden

ihres Ausrückens den Kettbaum von der Selbsthem- 35 Riemenscheiben 12, 11, die von dem Zahnriemen 13

mungsstelle abtrennt. umschlungen werden. Die Riemenscheibe 12 sitzt auf

Es kann insbesondere bei der Verarbeitung von elasti- der Welle 14, die in eine Kupplung hineinragt, die hier sehen Kettfaden vorkommen, daß diese Kettfäden bei vereinfacht durch die beiden gegenübergestellten eintretendem Stillstand der Wirkwerkzeuge noch einen Kupplungsscheiben 15 und 16 dargestellt ist. Bei solchen Zug auf den Kettbaum ausüben, daß dieser 40 Zusammendrücken der beiden Kupplungsscheiben 15 zunächst weiter dreht, so daß die Kettfaden schließlich und 16 befindet sich die Kupplung im eingerückten spannungslos durchhängen. Hierbei spielen auch Trag- Zustand. In Fig. 1 sind die beiden Kupplungsscheiben heitsmomente des Kettbaums eine Rolle. Ein solches 15 und 16 entfernt voneinander dargestellt, um auf diese Durchhängen der Kettfäden ist unerwünscht, da sich Weise zu zeigen, daß die Kupplung eine ausgerückte hierdurch bei Wiederanlaufen der Kettenwirkmaschine 45 Lage einnehmen kann, in der dann die Kupplung den Verwirrungen der Kettfaden ergeben können. Um diese Antrieb unterbricht. Die Kupplungsscheibe 16 sitzt auf Gefahr von vornherein zu beseitigen, kann man im der Welle 17, die das Schneckenrad 18 trägt. Das Kraftübertragungsbereich zwischen Kupplung und Schneckenrad 18 greift in die Schnecke 19 ein, die auf Kettbaum eine derart eingestellte Bremse anordnen, der Achse des Elektromotors 20 sitzt, der somit den daß bei Wegfall der Netzspannung der Kettbaum unter 50 Antriebsmotor für den Kettbaum 3 bildet. Aufrechterhaltung einer zulässigen Fadenspannung In normalem Betrieb werden die Drehzahlen der beiausläuft. Da die Bremse lediglich auf die Erhaltung den Elektromotoren 10 und 20 in bekannter Weise einer Mindestfadenspannung abzustellen ist, kommt durch eine Regelung so aufeinander abgestimmt, daß man hierbei mit sehr geringen Bremswirkungen aus, so die Drehzahl des Kettbaums 3 dem durch die Arbeit der daß die Bremse praktisch keinen zusätzlichen Energie- 55 Wirkwerkzeuge bestimmten Bedarf an Kettfadenmenge verbrauch verursacht. angepaßt ist. Beide Elektromotoren 10 und 20 sind an

Wenn jedoch dieser durch die Bremse verursachte das gleiche Netz angeschlossen, so daß sie bei Netzaus-Energieverbrauch unerwünscht ist, kann man ihn fall stehenbleiben. Auf Grund der mit der Hauptwelle 2 dadurch beseitigen, daß man die Bremse erst bei Aus- verbundenen Massen läuft diese dann noch eine rücken der Kupplung wirksam werden läßt. 60 gewisse Zeit weiter, wobei die von ihr angetriebenen

Die Kupplung läßt sich vorteilhaft als Bremse aus- Wirkwerkzeuge weiterhin Kettfaden 5 vom Kettbaum 3

nutzen, indem man ihr eine in Einrückrichtung wir- abziehen.

kende derartige Federspannung gibt, daß bei Wegfall Bei Netzausfall bleibt der Motor 20 schneller stehen

der Netzspannung die Kupplung als Bremse wirkt. Bei als der Motor 10, insbesondere weil mit ihm keine unter der Wirkung der Netzspannung eingerückter 65 schnellgedrehten größeren Schwungmassen verbunden

Kupplung tritt die Bremse überhaupt nicht in sind. Damit nun die schnellere Stillsetzung des Motors

Erscheinung, da in diesem Falle die Kupplung ohne 20 gegenüber der Stillsetzung des Motors 10 nicht zu

Schlupf die Kraftübertragung bewirkt. Fällt das Netz einem Abriß der Kettfaden 5 führt, ist die aus den

Kupplungsscheiben 15 und 16 bestehende Kupplung vorgesehen, die als elektrisch betätigbare Kupplung ebenfalls an das Netz angeschlossen ist, wobei die Kupplung so gestaltet ist, daß sie von der Netzspannung eingerückt wird, bei Netzausfall also ausrückt. Bei vorhandener Netzspannung würden also die beiden Kupplungsscheiben 15 und 16 so aneinandergedriickt sein, daß sie die Drehmomentübertragung von der Welle 17 zur Welle 14 bewirken. Im Falle des Netzausfalls rückt die Kupplung aus, so daß sich die Welle 14, die Riemenscheiben 12 und 11 sowie der Kettbaum 3 frei weiterdrehen können. Dabei bewirkt der auf die Kettfaden 5 von dem zunächst weiterlaufenden Wirkwerkzeugen ausgeübte Zug ein Weiterdrehen des Kettbaumes 3, der dabei gewissermaßen als rückwärts gerichteter Antrieb wirkt und über die Riemenscheiben 11 und 12 sowie den Zahnriemen 13 die Kupplungsscheibe 15 langsam auslaufend mitnimmt, die sich dabei gegenüber der stillstehenden Kupplungsscheibe 16 dreht.

Es sei darauf hingewiesen, daß konstruktive Einzelheiten einer solchen Kupplung in der Fig. 2 dargestellt sind, auf die weiter unten näher eingegangen wird.

Durch das Ausrücken der aus den Kupplungsscheiben 15 und 16 bestehenden Kupplung im Falle des Netzausfalls wird also erreicht, daß die von der auslaufenden Hauptwelle 2 angetriebenen Wirkwerkzeuge sich verlangsamend Kettfaden 5 vom Kettbaum 3 abziehen können, ohne daß die Kettfaden 5 abreißen können, da der von den Kettfaden 5 auf den Kettbaum 3 ausgeübte Zug ohne weiters in der Lage ist, dessen langsam auslaufende Drehung hervorzurufen. Die notwendige Synchronisierung der Drehung der Hauptwelle 2 und des Kettbaumes 3 ergibt sich dabei automatisch durch den auf die Kettfaden ausgeübten Zug und die hierdurch bewirkte Mitnahme des Kettbaumes 3, der bei dieser auslaufenden Drehung nicht behindert ist.

In F ig. 2 ist eine elektrisch betätigbare Kupplung dargestellt, die an die Stelle der durch die Kupplungsscheiben 15 und 16 gebildeten Kupplung in Fig. 1 treten kann. Gemäß Fig. 2 sitzt das Schneckenrad 18 auf der Welle 21 (die der Welle 17 gemäß Fig. 1 entspricht). Das Schneckenrad 18 ist mittels des Keils 22 mit der Welle 21 drehfest verbunden. Das Schneckenrad 18 greift in die Schnecke 19 ein, die, wie Fig. 1 zeigt, von dem dort dargestellten Motor 20 angetrieben wird. Auf der Welle 21 sitzt weiterhin die Kupplungsscheibe 16, die mittels des Keils 23 dreh- und verschiebefest mit der Welle 21 verbunden ist. Der Kupplungsscheibe 16 steht die axial verschiebbare Kupplungsscheibe 15 gegenüber, die mit dem Reibbelag 24 versehen ist. Bei ausreichend starkem Zusammendrücken der beiden Kupplungscheiben 15 und 16 bewirkt der Reibbelag 24 die gegenseitige Mitnahme der beiden Kupplungsscheiben 15 und 16. Die Kupplungsscheibe 15 ist gegenüber der Welle 21 auf den Nadeln 25 gelagert, die der Kupplungscheibe 15 eine Beweglichkeit gegenüber der Welle 21 geben, so daß die Kupplungsscheibe 15 gegenüber der Welle 21 sowohl axial verschoben als auch gegenüber der Welle 21 verdreht werden kann. Auf der Kupplungsscheibe 15 sitzt die Riemenscheibe in fester Verbindung mit der Kupplungsscheibe 15, so daß bei Drehung der Kupplungsscheibe 15 die Riemenscheibe 12 mitgenommen wird, die dann in der in Fig. 1 dargestellten Weise den Zahnriemen 13 mitnimmt.

Im Bereich der Kupplungsscheibe 16 ist der Elektromagnet 26 mit der Magnetspule 27 angeordnet, wobei der Elektromagnet 26 von der Tragplatte 28 in seiner Lage festgehalten wird. Zwischen dem Elektromagneten 26 und der Kupplungsscheibe 16 besteht ein Luftspalt 29, der dafür sorgt, daß die Kupplungsscheibe 16 sich gegenüber dem Elektromagneten 26 frei drehen kann. Hierbei handelt es sich um eine bekannte Konstruktion einer elektrisch betätigbaren Kupplung. Bei Erregung der Magnetspule 27 (Anschaltung an das Netz) bewirkt das von ihr erzeugte Magnetfeld das Anziehen der Kupplungsscheibe 15 an die Kupplungsscheibe 16, wodurch die Kupplung eingerückt wird. Dies ist ein ebenfalls bei elektrisch betätigbaren Kupplungen bekannter Vorgang. Im Falle des Netzausfalls wird jedoch die Kupplungsscheibe 15 freigegeben (die Wirkung der in Fig. 2 dargestellten Druckfeder 30 sei zunächst außer acht gelassen), so daß die Kupplungsscheibe 15 nicht mehr gegen die Kupplungsscheibe 16 drückt, womit die Kupplung funktionell ausgerückt ist. In dieser Betriebslage kann die Welle 21 beliebig schnell stehenbleiben, wogegen sich die Kupplungsscheibe 15 gegenüber der Welle 21 frei drehen kann. Der in diesem Fall auslaufend als rückwärts gerichteter Antrieb wirkender Kettbaum 3 gemäß Fig. 1 kann dann also die Riemenscheibe 12 und damit die Kupplungsscheibe 15 in langsamer Drehung lassen, bis der Kettbaum 3 ausgelaufen ist.

In Fig. 2 ist noch die Druckfeder 30 eingezeichnet, die sich einseitig gegen den fest auf der Welle 21 sitzenden Ring 31 stützt und mit ihrer anderen Seite gegen die Kupplungsscheibe 15 drückt. Die Druckfeder 30 ist so eingestellt, daß sie nur mit sanftem Druck die Kupplungsscheibe 15 gegen die Kupplungsscheibe 16 drückt. Dieser schwache Druck der Druckfeder 30 hat zu Folge, daß sich im Falle des Stillstandes der Kupplungsscheibe 16 und des Weiterdrehens der Kupplungsscheibe 15 zwischen dem Reibbelag 24 an der Kupplungsscheibe 16 eine schwache Reibung einstellt, die in diesem Falle als Bremse wirkt. Durch diese Reibung wird die Drehung der Kupplungsscheibe 15 abgebremst, so daß ein angetriebener, bei Netzausfall zunächst weiterlaufende Kettbaum 3 entsprechend abgebremst wird und ausläuft. Die Vorspannung der Druckfeder 30 ist dabei so eingestellt, daß auf Grund der von ihr verursachten Abbremsung die Kettfaden 5 keiner zu starken Zugspannung ausgesetzt werden. Gegebenenfalls kann zur Einstellung der Vorspannung der Druckfeder 30 der Ring 31 über das Gewinde 32 axial einstellbar gelagert sein. Je nach axialer Lage des Ringes 31 erhält man dann eine mehr oder minder starke Vorspannung der Druckfeder 30 und damit eine mehr oder minder starke Abbremsung eines auslaufenden Kettbaums 3. Bei dieser Konstruktion ist also die Funktion der Kupplung mit der Funktion der Bremse durch Ausnutzung der gleichen Bauteile miteinander vereinigt. Die Bremse verhindert also, daß bei Netzausfall der weiterlaufende Kettbaum 3 die weiterlaufende Hauptwelle 2 gewissermaßen überholt.

Bei der in F ig. 2 dargestellten Ausführungsform liegt zwischen der Schnecke 19 und der Welle 21 eine derart große Untersetzung vor, daß der durch die Schnecke 19 und das Schneckenrad 18 gebildete Antriebsteil eine Selbsthemmung besitzt, die im Falle des Stillstandes des Schneckenrades 19 eine Verdrehung der Welle 21 verhindert. Die Selbsthemmungsstelle liegt dabei im Bereich des Eingriffs vom Schneckenrad 18 in die Schnecke 19. Wenn im Fall einer derartigen Selbstbestimmung die antriebsmäßige Abtrennung des Kettbaumes 3 von der Welle 21 nicht möglich wäre, dann würde dies bei Netzausfall und weiterem Abzug von

Kettfäden 5 zur Folge haben, daß der Kettbaum 3 diesem Zug nicht mehr zu folgen vermag, so daß die Kettfäden 5 abreißen würden. Dieser Abriß wird durch die Auftrennung des Antriebs mittels der aus den Kupplungsscheiben 15 und 16 bestehenden Kupplung verhindert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kettenwirkmaschine, bei der die Wirkwerkzeuge und jeder Kettbaum jeweils von einem eigenen, aus einem gemeinsamen Netz gespeisten Elektromotor angetrieben werden, dadurch gekennzeichnet, daß in der Antriebsverbindung (19,18, 17,16,15,14,12,13,11,4) zwischen jedem Kettbaum (3) und dem betreffenden Elektromotor (20) eine elektrisch betätigbare, an das Netz geschaltete Kupplung (15,16) angeordnet ist, die von der Netzspannung einrückbar ist und bei deren Wegfall ausrückt.

2. Kettenwirkmaschine mit selbsthemmend ausgebildeten Kettbaumantrieben, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (15,16) im Kraftübertragungsbereich zwischen Kettbaum (3) und Selbsthemmungsstelle angeordnet ist.

3. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Kraftübertragungsbereich zwischen Kupplung (15,16) und Kettbaum (3) eine derart eingestellte Bremse (24, 30) angeordnet ist, daß bei Wegfall der Netzspannung der Kettbaum (3) unter Aufrechterhaltung einer zulässigen Fadenspannung ausläuft.

4. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremse (24, 30) beim Ausrücken der Kupplung (15, 16) wirksam wird.

5. Kettenwirkmaschine nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (15,16) unter einer in Einrückrichtung wirkenden derartigen Federspannung (30) steht, daß bei Wegfall der Netzspannung die Kupplung (15,16) als Bremse (24, 30) wirkt.