DE3802629A1 - Einrichtung zur stufenlosen drehzahlaenderung einer friktionswalze - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur stufenlosen Drehzahländerung einer Friktionswalze, die dem Friktionsantrieb einer Kreuzspule dient, um eine gestellfeste Walzendrehachse rotierbar gelagert ist und auf ihrer Antriebsseite eine Riemenscheibe für den Antrieb durch einen Treibriemen besitzt.

Derartige Einrichtungen werden beispielsweise in OE-Spinnautomaten verwendet. Die Kreuzspule liegt auf der Friktionswalze auf. Ihre Umfangsgeschwindigkeit wird durch die Umfangsgeschwindigkeit der Friktionswalze bestimmt.

Es gibt Betriebsfälle, in denen es wünschenswert ist, die Drehzahl der Friktionswalze während der Spulreise zu verändern oder durch Verändern der Drehzahl die Fadenspannung zu steuern oder zu regeln. Insbesondere bei OE-Spinnautomaten, bei denen beispielsweise Garn mit konstanter Liefergeschwindigkeit der Kreuzspule zugeliefert wird, ist eine Veränderung der Drehzahl der Friktionswalze in besonderen Fällen um einen geringen Betrag wünschenswert.

Zur stufenlosen Drehzahländerung einer Friktionswalze sind schon Einrichtungen geschaffen worden, die aber schwerfällig, umständlich und teuer sind, viel Platz beanspruchen oder einen schlechten Wirkungsgrad haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Art und Weise eine stufenlose Drehzahländerung der Friktionswalze zu ermöglichen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Riemenscheibe eine kegelige Mantelfläche aufweist, gleichachsig zur Walzendrehachse eine zweite Riemenscheibe mit kegeliger Mantelfläche angeordnet ist, die Konizitäten der ersten und zweiten Riemenscheibe einander entgegengesetzt sind, seitlich der genannten Riemenscheiben und ungleichachsig mit der Walzenachse eine dritte und eine vierte Riemenscheibe angeordnet ist, der endlose Treibriemen um die erste Riemenscheibe, dann um die dritte Riemenscheibe, danach um die zweite Riemenscheibe, von dort aus um die vierte Riemenschiebe und wieder um die erste Riemenscheibe geschlungen ist, die zweite Riemenscheibe antreibbar ist, und daß die dritte und vierte Riemenscheibe einen ihr Verschieben parallel zur Walzendrehachse zum Zweck der Riemenverlagerung auf der ersten und zweiten Riemenscheibe und dadurch zum Zweck der Drehzahländerung ermöglichenden steuerbaren Verschiebemechanismus aufweisen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besitzt verschiedene Vorteile.

Da die Drehachsen der treibenden und angetriebenen Riemenscheibe mit der Walzendrehachse identisch sind, braucht das übliche Maschinenkonzept eines Spulautomaten nicht verändert zu werden. Die Friktionswalze kann beispielsweise auf einer längs des Spulautomaten geführten Antriebswelle kugelgelagert sein. Die zweite Riemenscheibe wird mit der Antriebswelle drehfest verbunden.

Bei Spulstellen mit Einzelantrieb kann die Lagerung der Friktionswalze ebenso beschaffen sein. Alternativ kann die Friktionswalze aber auch auf einem gestellfesten Achsstummel gelagert sein. Die antreibende Riemenscheibe Nummer II ist ebenfalls auf dem Achsstummel gelagert und kann ihrerseits beispielsweise von einem Antriebsmotor aus durch Zahnkranz oder Treibriemen angetrieben werden.

In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Ebene, in der das der dritten Riemenscheibe zulaufende und das von der dritten Riemenscheibe ablaufende Trum des endlosen Treibriemens liegt, im wesentlichen senkrecht zur Drehachse der dritten Riemenscheibe und tangential zur ersten und zweiten Riemenscheibe verläuft. Entsprechend liegt die Ebene, in der das der vierten Riemenscheibe zulaufende und das von der vierten Riemenscheibe ablaufende Trum des endlosen Treibriemens liegt, im wesentlichen senkrecht zur Drehachse der vierten Riemenscheibe und tangential zur ersten und zweiten Riemenscheibe.

Zweite und dritte Riemenscheibe können beispielsweise übereinanderliegen. Die genannten Ebenen, in denen die Trume des endlosen Treibriemens laufen, würden dann zueinander parallel liegen. Eine größere Umschlingung der ersten und zweiten Riemenscheibe wird erreicht, wenn dritte und vierte Riemenscheiben seitlich gegeneinander versetzt sind und wenn ihre Drehachsen divergieren.

Die genannte Anordnung wird gewählt, wenn sich die Friktionswalze entgegengesetzt zu der antreibenden Riemenscheibe Nummer II drehen soll.

Es gehört zu den Vorteilen der Erfindung, daß bei gleichbleibendem Drehsinn der antreibenden Riemenscheibe Nummer II der Drehsinn der Friktionswalze entweder, wie geschildert, entgegengesetzt oder in weiterer Ausbildung der Erfindung gleichgemacht werden kann.

Diese weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Ebene, in der das der dritten Riemenscheibe zulaufende und das von der dritten Riemenscheibe ablaufende Trum des endlosen Treibriemens liegt, im wesentlich schief oder windschief zur Drehachse der dritten Riemenscheibe und zur Walzendrehachse verläuft und daß die Ebene, in der das der vierten Riemenscheibe zulaufende und das von der vierten Riemenscheibe ablaufende Trum des endlosen Treibriemens liegt, im wesentlichen schief oder windschief zur Drehachse der vierten Riemenscheibe und zur Walzendrehachse verläuft.

Die beiden genannten Ebenen sind nicht einander parallel. Das von der dritten beziehungsweise vierten Riemenscheibe ablaufende Trum liegt nicht in der gleichen Tangentialebene wie das jeweils zulaufende Trum, wodurch der gleiche Drehsinn der ersten und zweiten Riemenscheibe herstellbar ist, ohne daß sich scheuernde Riemenverkreuzungen ergeben.

In Weiterbildung der Erfindung ist die dritte und vierte Riemenscheibe auf einem parallel zur Walzendrehachse verschiebbaren Schlitten gelagert und der Schlitten mit einer steuerbaren Verschiebevorrichtung verbunden. Der Verschiebemechanismus besitzt vorteilhaft einen Elektromagnetantrieb oder einen elektromotorischen Spindelantrieb. Ein elektromotorischer Spindelantrieb ist dann zu empfehlen, wenn die Drehzahländerungen langsam erfolgen sollen.

Die dritte oder vierte Riemenscheibe ist vorteilhaft als Spannrolle für den Treibriemen ausgebildet. Die als Spannrolle dienende Riemenscheibe ist vorteilhaft auf einer federbelasteten Schwenkachse angeordnet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt.

Anhand der Ausführungsbeispiele wird die Erfindung noch näher beschrieben und erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Anordnung.

Fig. 2 zeigt die gleiche Anordnung in Seitenansicht.

Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Anordnung in einer Ansicht von oben.

Fig. 4 zeigt die gleiche Anordnung in Seitenansicht.

Fig. 5 zeigt schematisch eine Anordnung mit einem für den Gleichlauf der ersten und zweiten Riemenscheibe geeigneten Riemenlauf.

Bei der Anordnung nach Fig. 1 und 2 ist eine Antriebswelle 1 längs aller Spulstellen eines hier nicht näher dargestellten Spulautomaten geführt. Der Spulautomat stellt an den einzelnen Spulstellen, beispielsweise an der Spulstelle 2, strichpunktiert angedeutete Kreuzspulen her, die von oben her auf einer Friktionswalze 3 aufliegen und durch die Friktionswalze 3 am Umfang angetrieben werden. Mittels hier nicht dargestellter Wälzlager ist die Friktionswalze 3 auf der Antriebswelle 1 frei drehbar gelagert. Die mit 4 bezeichnete Walzendrehachse ist mit der Wellendrehachse identisch. Die Antriebswelle 1 ist längs der Kreuzspulen herstellenden Maschine in Maschinengestellen 5 gelagert. Sie wird an einem Ende durch eine hier nicht dargestellte Wellenantriebsvorrichtung in Umdrehung versetzt.

Auf ihrer Antriebsseite trägt die Friktionswalze 3 eine Riemenscheibe I, die eine kegelige Mantelfläche 6 aufweist. Gleichachsig zur Walzendrehachse 4 ist eine zweite Riemenscheibe II mit kegeliger Mantelfläche 7 angeordnet. Die Konizitäten der ersten Riemenscheibe I und der zweiten Riemenscheibe II sind einander entgegengesetzt. Seitlich der genannten Riemenscheiben I, II und ungleichachsig mit der Walzendrehachse 4 ist eine dritte Riemenscheibe III und eine vierte Riemenscheibe IV angeordnet. Die Riemenscheibe II ist mit der Antriebswelle 1 drehfest verbunden.

Ein endloser Treibriemen 8 ist um die erste Riemenscheibe I, dann um die dritte Riemenscheibe III, danach um die zweite Riemenscheibe II, von dort aus um die vierte Riemenscheibe IV und wieder um die erste Riemenscheibe I geschlungen.

Die Riemenscheibe III und die vierte Riemenscheibe IV sind auf einem parallel zur Walzendrehachse IV verschiebbaren Schlitten 9 beziehungsweise Bock gelagert. Der Schlitten 9 ist Teil eines mit 10 bezeichneten Verschiebemechanismus. Zu dem Verschiebemechanismus 10 gehört eine Verschiebevorrichtung, bestehend aus einer am Maschinengestell 5′ befestigten Kugelbüchse 11, einer mit dem Schlitten 9 verbundenen Schiebestange 12 und einer die Schiebestange betätigenden Schwinge 13.

Die Schwenkachse 14 der Schwinge 13 ist mit einer Grundplatte 15 verbunden. Die Grundplatte 15 ist am Maschinengestell 5′ befestigt. Die Schwinge 13 ist dreiarmig ausgebildet. Alle drei Arme sind mit Kulissen 16, 17, 18 versehen. Die Kulisse 16 des mittleren Arms der Schwinge 13 umgreift einen Gleitstein 19, der mit der Schiebestange 12 verbunden ist. Die Kulisse 17 des einen Seitenarms der Schwinge 13 umgreift einen Gleitstein 20, der an dem Schaltstößel 22 eines Elektromagnetantriebs 24 befestigt ist. Die Kulisse 18 des anderen Seitenarms der Schwinge 13 umgreift einen Gleitstein 21, der mit dem Schaltstößel 23 eines weiteren Elektromagnetantriebs 25 verbunden ist. Die Elektromagnetantriebe 24 und 25 sind auf der Grundplatte 15 befestigt. Ein kantiges Kopfstück 26 der Schiebestange 12 ist in einer Rille 27 der Grundplatte 15 geführt, so daß die Schiebestange 12 gegen Verdrehen um ihre Längsachse gesichert ist.

Die Drehachse der Riemenscheibe III ist mit 28, die Drehachse der Riemenscheibe IV mit 29 bezeichnet. Diejenige Ebene 30 (Fig. 2), in der das der dritten Riemenscheibe III zulaufende Trum 32 und das von der dritten Riemenscheibe III ablaufende Trum 33 des endlosen Treibriemens 8 liegt, verläuft senkrecht zur Drehachse 28 der dritten Riemenscheibe III und tangential zur ersten Riemenscheibe I und zur zweiten Riemenscheibe II. Diejenige Ebene 31, in der das der vierten Riemenscheibe IV zulaufende Trum 34 und das von der vierten Riemenscheibe IV ablaufende Trum 35 des endlosen Treibriemens 8 liegt, verläuft senkrecht zur Drehachse 29 der vierten Riemenscheibe IV und ebenfalls tangential zur ersten Riemenscheibe I und zur zweiten Riemenscheibe II. Die beiden Tangentialebenen 30 und 31 divergieren bei diesem Ausführungsbeispiel. Bei etwas anderer Anordnung der Riemenscheiben III und IV, das heißt, wenn diese Riemenscheiben entweder übereinanderliegen oder wenn ihre Drehachsen parallel verlaufen, würden die beiden Ebenen 30 und 31 parallel liegen und einen Abstand in der Größe des Durchmessers der Riemenscheiben I und II an der Stelle aufweisen, an der der Riemen 8 gerade läuft.

Bei einer derartigen Anordnung des Riemens und der Riemenscheiben läuft die Friktionswalze 3 im Linkslauf, wenn die Antriebswelle 1 und mit ihr die antreibende Riemenscheibe II rechtsläufig ist.

Die vierte Riemenscheibe IV ist als Spannrolle für den Treibriemen 8 ausgebildet. Zu diesem Zweck ist sie auf einer durch eine Zugfeder 36 belasteten Schwinge 37 angeordnet. Die Schwinge 37 ist am Schlitten 9 um die Schwenkachse 38 schwenkbar. Die Spannvorrichtung gewährleistet eine gleichbleibende Riemenspannung.

Gemäß Fig. 1 ist der Elektromagnetantrieb 24 eingeschaltet, der Elektromagnetantrieb 25 dagegen ausgeschaltet. Die Schiebestange 12 ist zur Kulisse 16 hin zurückgezogen und hat den Schlitten 9 mitgenommen. Der Treibriemen 8 läuft auf der Riemenscheibe I über einen größeren Durchmesser als auf der Riemenscheibe II. Die Drehzahl der Friktionswalze 3 ist etwas kleiner als die Drehzahl der antreibenden Riemenscheibe II. Außerdem ist die Drehzahl der Friktionswalze 3 derjenigen der antreibenden Riemenscheibe II entgegengesetzt.

Da es bei diesem Ausführungsbeispiel nur darauf ankommt, die Drehzahl der Friktionswalze 3 stufenlos von einer vorbestimmten Drehzahl auf eine andere Drehzahl umzuschalten, genügt diese Anordnung mit zwei umschaltbaren Elektromagnetantrieben der gestellten Forderung. Wird der Elektromagnetantrieb 25 eingeschaltet, so schaltet sich der Elektromagnetantrieb 24 selbsttätig aus, die Schiebestange 12 wird weiter aus der Kugelbüchse 11 herausgeschoben und nimmt dabei den Schlitten 9 mit. Der Schlitten 9 wird dabei soweit verschoben, daß schließlich der Treibriemen 8 auf der antreibenden Riemenscheibe II über einen größeren Durchmesser läuft als auf der mit der Friktionswalze 3 verbundenen Riemenscheibe I. Nun läuft die Friktionswalze 3 etwas schneller als die antreibende Riemenscheibe II.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2 im wesentlichen durch folgendes:

Auf der Grundplatte 15′ ist nur ein Elektromagnetantrieb 39 angeordnet. Eine Schwinge entfällt hier. Das Kopfstück 26′ der Schiebestange 12 ist unmittelbar mit dem Schaltstößel des Elektromagnetantriebs 39 verbunden. Zur Zeit ist der Elektromagnetantrieb 39 eingeschaltet, die Schiebestange 12 demnach zurückgezogen. Der mit der Schiebestange 12 verbundene Schlitten 9′ kann an einem auskragenden Wandstück 40 der Grundplatte 40′ entlanggleiten. Die Schiebestange 12 ist gegen Verdrehen um ihre Längsachse dadurch geführt, daß das Kopfstück 26′ in einer Rille 27′ der Grundplatte 15′ gleitet.

Soll stufenlos in die andere Drehzahl umgeschaltet werden, so wird der Elektromagnetantrieb 39 ausgeschaltet. Eine gewundene Biegefeder 41, die an einem Ende mit einem auf der Grundplatte 15′ stehenden Stift 42, am anderen Ende mit dem Kopfstück 26′ verbunden ist, nimmt dann das Kopfstück 26′ mit, schiebt die Schiebestange 12 aus der Kugelbüchse 11 heraus und die Schiebestange 12 nimmt den Schlitten 9′ mit.

Insbesondere Fig. 4 zeigt, daß der Schlitten 9′ hier eine etwas andere Gestalt hat. Die hier ebenfalls als Spannrolle dienende Riemenscheibe IV ist auf einer Schwinge 37′ gelagert, die als eine haarnadelartig gebogene Biegefeder ausgebildet ist, deren eines Ende mit dem Schlitten 9′ verbunden ist.

Die in Fig. 5 schematisch dargestellte Alternativausbildung weicht im wesentlichen durch folgendes von den Ausbildungen nach den Fig. 1 bis 4 ab:

Die beiden Riemenscheiben III und IV stehen nebeneinander. Ihre Drehachsen 28 und 29 stehen zum auflaufenden Trum senkrecht. Beide Riemenscheiben 3 und 4 stehen auf gleicher Höhe mit der Antriebswelle 1 auf dem parallel zur Antriebswelle 1 verschiebbaren Schlitten 9′′. Diejenige Ebene, in der das der dritten Riemenscheibe III zulaufende Trum 32 und das von der dritten Riemenscheibe III ablaufende Trum 33 des endlosen Treibriemens 8 liegt, verläuft im wesentlichen schief oder windschief zur Drehachse 28 der dritten Riemenscheibe III. Diese Ebene verläuft auch schief oder windschief zur Walzendrehachse IV. Der endlose Flachriemen 8′ ist vorzugsweise, wie dargestellt, doppelt verschränkt nach Art des Möbiusbandes.

Diejenige Ebene, in der das der vierten Riemenscheibe IV zulaufende Trum 34 und das von der vierten Riemenschiebe IV ablaufende Trum 35 des endlosen Treibriemens 8 liegt, verläuft ebenfalls schief oder windschief zur Drehachse 29 der vierten Riemenscheibe IV und zur Walzendrehachse 4.

Der Erfolg dieser Anorndnung ist, daß die beiden Riemenscheiben I und II gleichen Drehsinn haben.

Für alle Ausbildungen gilt, daß der Schlitten 9 noch weitere Schlittenführungen besitzen kann, die ihn gegen das Maschinengestell abstützen.

Der Begriff "Treibriemen" umfaßt Treibriemen aller Art, insbesondere außer Flachriemen auch Rundriemen.

Claims (8)

1. Einrichtung zur stufenlosen Drehzahländerung einer Friktionswalze, die dem Friktionsantrieb einer Kreuzspule dient, um eine gestellfeste Walzendrehachse rotierbar gelagert ist und auf ihrer Antriebsseite eine Riemenscheibe für den Antrieb durch einen Treibriemen besitzt, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Riemenscheibe (I) eine kegelige Mantelfläche (6) aufweist,
• - gleichachsig zur Walzendrehachse (4) eine zweite Riemenscheibe (II) mit kegeliger Mantelfläche (7) angeordnet ist,
• - die Konizitäten der ersten (I) und zweiten Riemenscheibe (II) einander entgegengesetzt sind,
• - seitlich der genanten Riemenscheiben (I, II) und ungleichachsig mit der Walzendrehachse (4) eine dritte (III) und eine vierte Riemenscheibe (IV) angeordnet ist,
• - der endlose Treibriemen (8) um die erste Riemenscheibe (I), dann um die dritte Riemenscheibe (III), danach um die zweite Riemenscheibe (II), von dort aus um die vierte Riemenscheibe (IV) und wieder um die erste Riemenscheibe (I) geschlungen ist,
• - die zweite Riemenscheibe (II) antreibbar ist,
• - und daß die dritte (III) und vierte Riemenscheibe (IV) einen ihr Verschieben parallel zur Walzendrehachse (4) zum Zweck der Riemenverlagerung auf der ersten (I) und zweiten Riemenscheibe (II) und dadurch zum Zweck der Drehzahländerung ermöglichenden steuerbaren Verschiebemechanismus (10) aufweisen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene (30), in der das der dritten Riemenscheibe (III) zulaufende (32) und das von der dritten Riemenscheibe (III) ablaufende Trum (33) des endlosen Treibriemens (8) liegt, im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (28) der dritten Riemenscheibe (III) und tangential zur ersten (I) und zweiten Riemenscheibe (II) verläuft, und daß die Ebene (31), in der das der vierten Riemenscheibe (IV) zulaufende (34) und das von der vierten Riemenscheibe (IV) ablaufende Trum (35) des endlosen Treibriemens (8) liegt, im wesentlichen senkrecht zur Drehachse (29) der vierten Riemenscheibe (IV) und tangential zur ersten (I) und zweiten Riemenscheibe (II) verläuft.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene, in der das der dritten Riemenscheibe (III) zulaufende (32) und das von der dritten Riemenscheibe (III) ablaufende Trum (33) des endlosen Treibriemens (8) liegt, im wesentlichen schief oder windschief zur Drehachse (28) der dritten Riemenscheibe (III) und zur Walzendrehachse (4) verläuft, und daß die Ebene, in der das der vierten Riemenscheibe (IV) zulaufende (34) und das von der vierten Riemenscheibe (IV) ablaufende Trum (35) des endlosen Treibriemens (8) liegt, im wesentlichen schief oder windschief zur Drehachse (29) der vierten Riemenscheibe (IV) und zur Walzendrehachse (4) verläuft.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte (III) und die vierte Riemenscheibe (IV) auf einem parallel zur Walzendrehachse (4) verschiebbaren Schlitten (9) beziehungsweise Bock gelagert sind und daß der Schlitten (9) beziehungsweise Bock mit einer steuerbaren Verschiebevorrichtung (11, 12, 13) verbunden ist.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebemechanismus (10) mindestens einen Elektromagnetantrieb (24, 25; 39) besitzt.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschiebemechanismus (10) einen elektromotorischen Spindelantrieb besitzt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte (III) oder vierte Riemenscheibe (IV) als Spannrolle für den Treibriemen (8) ausgebildet ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auch als Spannrolle dienende Riemenscheibe (IV) auf einer federbelasteten Schwinge (37, 37′) angeordnet ist.