DE3811828A1 - Getriebe fuer schuetzenlose webmaschinen zur umwandlung einer gleichfoermig drehenden antriebsbewegung in eine hin- und herschwingende abtriebsbewegung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Getriebe für schützenlose Web­ maschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Derartige Getriebe weisen vier sich in einem Punkt schneidende Achsen auf und werden als Raumkurbelgetriebe bezeichnet. Dabei sind im Getriebe zwischen der Antriebs­ achse und der Abtriebsachse noch zwei Zwischenachsen vor­ gesehen. Raumkurbelgetriebe sind unter anderem vorteil­ hafterweise bei schützenlosen Webmaschinen einsetzbar, wo bei bestimmten Baugruppen eine hin- und herschwingende Bewegung erforderlich ist und diese Bewegung von einem stetig rotierenden Hauptantrieb der Webmaschine abgelei­ tet werden muß. Als Beispiel hierfür sie der Antrieb von vorschieb- und zurückziehbaren und mit Greifern ausgerü­ steten Schußeintragorganen oder der Antrieb von Webschüt­ zen genannt.

Im allgemeinen ergibt sich bei den Raumkurbelgetrieben infolge der vier Achsen ein Aufbau, bei dem von der als erste Achse bezeichneten Antriebsachse ausgehend sich als zweite Achse diejenige Linie anschließt, die vom exzen­ trisch zur Antriebsachse angeordneten Antriebspunkt zum gemeinsamen Achsenschnittpunkt führt. Diese Linie bzw. zweite Achse stellt die erste Zwischenachse dar und ist Drehachse für ein am Antriebspunkt angelenktes Übertra­ gungsorgan. Das andere Ende des Übertragungsorganes ist verschwenkbar auf einer Welle gelagert, wobei die Schwenkachse als dritte Achse des Raumkurbelgetriebes oder auch als zweite Zwischenachse bezeichnet wird. Das zwischen der zweiten und dritten Achse liegende Übertra­ gungsorgan ist meist bügel- oder gabelartig ausgebildet. Eine der dritten Achse zugeordnete Welle ist ihrerseits wieder um eine weitere, die vierte Achse, schwenkbar an­ geordnet. Dabei ist die vierte Achse als Abtriebsachse wirksam. Ein zwischen der dritten und vierten Achse lie­ gendes weiteres Ubertragungsorgan kann z.B. als Kreuzzap­ fen oder als Ring mit angeschlossenen Wellenstummeln oder dergleichen ausgebildet sein. Während des Betriebes be­ halten die erste und die vierte Achse, also die Antriebs­ achse und die Abtriebsachse, ihre räumliche Lage unverän­ dert bei, wogegen die beiden übrigen Achsen, d.h. die Zwischenachsen, ihre Lage im Raum ändern. Die Winkelbe­ träge zwischen jeweils zwei aufeinanderfolgenden Achsen bleiben dabei unbeeinflußt.

In der DE-OS 30 29 642 ist eine Antriebsvorrichtung für eine Bandgreifermaschine beschrieben, wobei die gleich­ mäßig drehende Antriebsbewegung durch ein Raumkurbelge­ triebe in eine schwingende Abtriebsbewegung umgesetzt und von dort über Zahnsegment und Ritzel auf den Greiferan­ trieb übertragen wird. Die Abtriebsachse liegt hier rechtwinklig zur Antriebsachse des Raumkurbelgetriebes. Um den Schwingungshub der Abtriebsbewegung an wechselnde Gewebe- oder Maschinenbreiten anpaßbar zu machen, ist die Exzentrizität des mit der Antriebswelle umlaufenden An­ triebspunktes verstellbar.

Der Einsatz von Raumkurbelgetrieben für den Antrieb von Webschützen ist z.B. in der DE-OS 30 37 814 beschrieben. Bei dieser bekannten Anordnung wird durch ein Raumkurbel­ getriebe eine Zwischenwelle angetrieben, wobei die Exzen­ trizität des antreibenden Punktes des Raumkurbelgetriebes bestimmend ist für den Schwingungshub und die Winkelge­ schwindigkeit der Zwischenwelle. Die Schwingbewegung der Zwischenwelle wird über eine Parallel-Hebelschwinge auf die die Zugmesser- oder Stoßbalkenhebel tragende Welle einer Schaftmaschine übertragen. Am Ausgang der Schaftma­ schinenwelle ist eine Verstellmöglichkeit für die Koppel der Parallel-Hebelschwinge vorgesehen, wodurch konstante Abtriebswinkel am Ausgang der Schaftmaschinenwelle er­ zielt werden.

Der Vollständigkeit halber sei noch kurz erwähnt, daß bei Raumkurbelgetrieben nicht nur durch die Exzentrizität, d.h. durch den Winkel zwischen Antriebsachse und der da­ rauffolgenden ersten Zwischenachse die Schwingungsampli­ tude am Abtrieb veränderbar ist, sondern daß durch ge­ eignete Wahl oder Veränderung der Relativwinkel zwischen jeweils aufeinander folgenden Zwischenachsen und entspre­ chend auch der Abtriebsachse Phasenverschiebungen und Rastzeiten in der Schwingbewegung einstellbar sind. So ist z.B. in der DE-Patentanmeldung P 36 35 545.3 aufge­ zeigt, daß die aufeinanderfolgenden Achswinkel jeder für sich allein oder in Kombination verändert werden können, wodurch verschiedene Übertragungsfunktionen des Getriebes nach Wahl einstellbar sind. Die dort beschriebene kon­ struktive Ausgestaltung eines Raumkurbelgetriebes läßt für jedes der aufeinanderfolgenden Achsenpaare eine Win­ keleinstellung zu, so daß komplizierte Übertragungsfunk­ tionen einstellbar sind. Allerdings wird diese konstruk­ tive Ausbildungsform des Raumkurbelgetriebes aufwendig.

Vielfach sind einstellbare, komplizierte Ubertragungs­ funktionen jedoch nicht erforderlich und es genügt, nur die Amplitude der Schwingbewegung und erforderlichenfalls auch noch die Phasenlage, d.h. die Wirksamkeitsbereiche der Schwingungsbewegung einstellbar zu machen. Kompli­ zierte Übertragungsfunktionen sind dabei nicht gefragt, vielmehr steht dann im Vordergrund die Forderung nach einem einfachen und robusten Getriebeaufbau, bei dem we­ nige und massenarme Teile benötigt werden und auch der Raumbedarf gering bleibt.

Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn für die anzu­ treibende Baugruppe, z. B. die vorschiebbaren Schußein­ tragorgane oder die Webschäfte, einer schützenlosen Web­ maschine ein eigenes für den betreffenden Zweck abge­ stimmtes Raumkurbelgetriebe vorgesehen wird.

Unabhängig von der Kompliziertheit der jeweiligen Uber­ tragungsfunktion werfen die bei Raumkurbelgetrieben un­ verzichtbaren Übertragungsorgane zwischen der zweiten Achse und der vierten Achse zusätzliche Probleme auf. Die oben als Übertragungsorgane genannten gabelförmigen oder ringförmigen Glieder benötigen Raum, um die ihnen zuge­ ordneten Bauteile beweglich umgreifen und antreiben zu können. Dabei ist zu berücksichtigen, daß diese Übertra­ gungsorgane hinsichtlich Festigkeit ausreichend dimensio­ niert sein müssen, da über sie der gesamte Kraftfluß ver­ läuft. Die Übertragungsorgane sind daher groß und schwer augebildet, was erhebliche Auswirkungen auf die Maschi­ nendynamik bei höheren Drehzahlen hat. Zwar lassen sich antriebsseitig die mit der Antriebswelle umlaufenden Mas­ sen noch voll auswuchten, aber für die Massen des Über­ tragungsorganes ist dies nicht mehr möglich. Abgesehen davon können die Übertragungsorgane durch ihre geo­ metrische Form den Wirksamkeitsbereich des Getriebes ein­ schränken.

Von diesem Stand der Technik ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Raumkurbelgetriebe zu schaffen, das die genannten Forderungen erfüllt, also von einfacher Konstruktion ist und keine größeren und vor allen Dingen auch keine kompliziert herzustellenden oder einzubauenden Übertragungsorgane benötigt. Insbesondere sollen bei guter Festigkeit der Raumbedarf des Übertragungsorganes gering und seine Massen, soweit irgend möglich, verrin­ gert sein, um die nachteiligen Unwuchteffekte gering zu halten und die Maschinendynamik und höhere Maschinendreh­ zahlen zu erreichen. Zur Lösung der Aufgabe dienen die im Anspruch 1 genannten kennzeichnenden Merkmale der Erfin­ dung. Durch die V-Form des Übertragungsorganes und seine drehbare Lagerung auf einem von der Abtriebsachse abge­ henden Wellenzapfen wird eine raumsparende Bauform er­ reicht. Abtriebswelle und davon abgehender Wellenzapfen bilden ein einfaches T-Stück. Die oben erwähnten zwei aufeinanderfolgenden Übertragungsorgane zwischen der zweiten Achse und der vierten, d.h. der Abtriebsachse, sind erfindungsgemäß zu einem einfachen gemeinsamen Bau­ teil zusammengefaßt. Das T-Stück und das V-förmige Über­ tragungsorgan gewahrleisten gute Festigkeit bei erheblich verringerten Massen. Das gesamte Übertragungsorgan findet auf einer Seite der Abtriebswelle Platz. Dabei kann durch eine einfache Verstellung der Exzentrizität, d.h. durch ein Verstellen des Verbindungsgliedes auf dem Kurbelarm der Antriebsachse in einfacher Weise die Schwingungsam­ plitude der Abtriebsachse auf den erforderlichen Wert eingestellt werden.

Bei einer einstückigen Ausführungsform des V-förmigen Ubertragungsorganes wird von Anfang an der ihm zugeord­ nete Winkel zwischen den beiden Zwischenachsen, d.h. zwi­ schen den Achsen A 2 und A 3 ganz nach den Erfordernissen gewählt und durch die konstruktive Bauform festgelegt. Es ist im Prinzip aber auch möglich, das Übertragungsorgan zweiteilig auszuführen, wobei die beiden Teile jeweils einer der beiden Achsen A 2 bzw. A 3 zugeordnet sind. Beim Zusammenfügen der beiden Bauteile kann dann von Fall zu Fall der für die geforderte Übertragungsfunktion passende Winkel zwischen den beiden Teilen je nach Bedarf einge­ stellt und festgehalten werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei nachstehend an­ hand der Zeichnung erlautert.

In der einzigen Figur ist ein Raumkurbelgetriebe verein­ facht dargestellt. In einem teilweise im Schnitt gezeig­ ten Gehäuse 8 oder in einem entsprechenden anderen maschinenfesten Bauteil ist eine Antriebswelle 1 in einem Lager 11 drehbar gelagert. Rechtwinklig zu ihr ist eine Abtriebswelle 4 in einem Lager 14 ebenfalls in der Gehäu­ sewand drehbar gelagert. Die Achse der Antriebswelle 1 ist mit A 1 und die Achse der Abtriebswelle 4 mit A 4 be­ zeichnet. Die Abtriebswelle 4 ist im Schnitt dargestellt, so daß ihre Achse A 4 in Blickrichtung senkrecht auf der Zeichenebene steht. Antriebsachse A 1 und Abtriebsachse A 4 schneiden sich in einem Punkt P. Ferner enthält das Raum­ kurbelgetriebe zwischen Antriebs- und Abtriebsachse noch zwei Zwischenachsen A 2 und A 3, die ebenfalls sich im oben genannten Punkt P schneiden. Nach den Gesetzmäßigkeiten der Raumkurbelgetriebe bleiben die im Gehäuse gelagerten Antriebsachsen A 1 und Abtriebsachsen A 4 während des Be­ triebes raumfest in ihrer Position, wogegen die Zwischen­ achsen A 2 und A 3 ihre Position verändern, dabei aber ihre gegenseitige Winkellage und die Winkellage gegenüber den raumfesten Achsen A 1 bzw. A 4 unverändert beibehalten. Da­ bei ist die Anordnung so getroffen, daß die zweite Zwi­ schenachse, nämlich die Achse A 3, die Abtriebsachse A 4 ebenfalls senkrecht schneidet.

Die Antriebswelle 1 trägt im Gehäuseinneren einen zweiar­ migen Kurbelarm 5, auf dessen einer Seite exzentrisch zur Achse A 1 eine Vorrichtung angeordnet ist, um eine gelen­ kige Verbindung mit einem Übertragungsorgan herstellen zu können. Hier im Beispiel ist in dem einen Kurbelarm 5 eine Ausnehmung 10 vorgesehen, die zur Aufnahme eines Drehlagers 12 dient. Dieses Drehlager umschließt einen Zapfen 6, der als Teil des später noch beschriebenen Übertragungsorganes 2 der Zwischenachse A 2 zugeordnet ist. Der andere Arm des Kurbelarmes 5 ist in an sich be­ kannter Weise mit einer zusätzlichen Masse ml versehen und dadurch in üblicher Weise voll ausgewuchtet. Wenn im Betrieb die Antriebswelle 1 rotiert, wie durch den Pfeil und die Winkelbezeichnung Ψ angedeutet ist, so be­ schreibt das im Kurbelarm 5 angeordnete Verbindungsglied, nämlich das Drehlager 12, einen Kreisbogen um die An­ triebsachse A 1.

Zur Übertragung der rotierenden Bewegung des Verbindungs­ gliedes, d.h. des Lagers 12 im Kurbelarm 5, auf die Ab­ triebswelle 4 dient ein Übertragungsorgan 2, das um die beiden Zwischenachsen A 2 und A 3 drehbar sein muß. Im Ge­ gensatz zu den Übertragungsorganen der eingangs beschrie­ benen Raumkurbelgetriebe weist das hier verwendete Über­ tragungsorgan 2 eine einfache V-förmige Gestalt auf. Die beiden V-Arme sind jeweils einer der Zwischenachsen A 2 bzw. A 3 zugeordnet und erstrecken sich in deren Richtung. Der eine V-Arm 2 a erstreckt sich in der Richtung der Achse A 2 und trägt an seinem Ende den oben bereits er­ wähnten Zapfen 6, der vom Drehlager 12 aufgenommen wird. Der andere V-Arm 2 b erstreckt sich in Richtung der zwei­ ten Zwischenachse A 3 und enthält eine Bohrung 2 c, die konzentrisch mit der Zwischenachse A 3 verläuft und zur Aufnahme von Drehlagern 13 dient. Die Drehlager 13 dienen zur Führung und Lagerung eines Zapfens 3, der durch die Bohrung 2 c hindurchgesteckt und z.B. durch eine Schraube 7 befestigt ist. Der Zapfen 3 ist fest mit der Abtriebs­ welle 4 verbunden und erstreckt sich - ein einfaches T- Stück bildend - rechtwinklig von ihr ausgehend in Rich­ tung der Zwischenachse A 3. Es ist ersichtlich, daß der Winkel, den die beiden V-Arme 2 a und 2 b des Übertragungs­ organes 2 zwischen sich einschließen, dem durch die Zwi­ schenachsen A 2 und A 3 gebildeten Winkel exakt entspricht.

Es ergibt sich eine einfache massenarme Bauweise mit we­ nigen Teilen. Beim Zusammenbau wird der V-Arm 2 b mit den Drehlagern 13 einfach über den Zapfen 3 geschoben und dort durch die Schraube 7 befestigt. Ferner wird der V- Arm 2 a mit einem Zapfen 6 über das Drehlager 12 mit dem Kurbelarm 5 verbunden. Gabelförmige oder bogenförmige Teile des Übertragungsorganes, die von der Zwischenachse A 2 ausgehen und die Abtriebswelle 4 umfassen bzw. die noch besondere Kreuzzapfen benötigen, sind hier nicht er­ forderlich, vielmehr kann das gesamte Übertragungsorgan 2 einstückig mit guter Festigkeit ausgeführt werden. Wegen der geringen Masse sind die Unwuchtprobleme erheblich verringert und höhere Maschinendrehzahlen sind er­ reichbar.

Wie oben schon erwähnt beschreibt die Verbindungsstelle zwischen Zapfen 6 und Drehlager 12 im Betrieb bei Rota­ tion der Antriebswelle 1 einen Kreisbogen um die An­ triebsachse A 1. Dadurch wird die Zwischenachse A 2 auf ei­ nem Kegelmantel um die Achse A 1 mit Spitze im Punkt P ge­ führt. Durch die V-Form des Übertragungsorganes 2 wird dabei der zweite V-Arm 2 b mit der Zwischenachse A 3 in eine hin- und herschwingende Bewegung um die Abtriebs­ achse A 4 gezwungen. Ein drehfest auf der Abtriebswelle 4 angeordneter Hebel 9, der z.B. außerhalb der Getriebewand vorgesehen ist, wird dadurch um den Winkel Ψ um die Ab­ triebsachse A 4 verschwenkt. Die beiden Endlagen eines solchen Hebels sind gestrichelt eingezeichnet und mit 9 bzw 9′ bezeichnet. Eine gleichmäßig rotierende Antriebs­ bewegung ϕ der Antriebswelle 1 wird auf diese Weise in eine stetig hin- und herschwingende Abtriebsbewegung des Hebels 9 umgesetzt. Selbstverständlich kann auch auf der Abtriebsseite, d.h. an der Abtriebswelle 4 in an sich be­ kannter Weise eine Auswuchtung vorgenommen werden.

Bekanntlich ist die Schwingungsamplitude auf der Ab­ triebsseite, d.h. der Winkel Ψ zwischen den Endlagen 9 und 9′ des Abtriebshebels, von der Größe der Exzentrizi­ tät des antreibenden Punktes, d.h. vom Abstand der durch Zapfen 6 und Drehlager 12 gebildeten Verbindungsstelle von der Antriebsachse A 1 abhängig. Ohne Veränderung am Übertragungsorgan 2 kann die Schwingungsamplitu­ de Ψ verändert werden, indem die Position des Drehlagers 12 im Kurbelarm 5 etwas verschoben und der Winkel zwi­ schen den Achsen A 1 und A 2 verändert wird. Dies kann auf einfache Weise dadurch erfolgen, daß unterschiedlich lange Kurbelarme 5 gegeneinander ausgetauscht werden oder daß das Drehlager 12 in der Ausnehmung 10 einstellbar an­ geordnet ist. Z. B. kann in die Ausnehmung 10 eine kreis­ förmige Scheibe drehbar eingesetzt werden und das Drehla­ ger 12 seinerseits exzentrisch in dieser zusätzlichen Scheibe angebracht sein. Durch Verdrehen der Scheibe wird dann die Exzentrizität des antreibenden Punktes verstellt und der wirksame Kurbelarm für den Antrieb verändert. Bei einer derartigen Maßnahme zur Amplitudenveränderung wer­ den die einander zugeordneten Endlagen 9 und 9′ des Schwenkarmes auf der Abtriebsseite in gleichem Maße nach innen zu einer Amplitudenverringerung oder nach außen zu einer Amplitudenvergrößerung verschoben.

Falls eine oben erwähnte Verschiebung der Phasenlage, d.h. des Wirksamkeitsbereiches der Schwingbewegung gefor­ dert werden sollte, so ist dies einfach dadurch zu be­ werkstelligen, daß das V-förmige Übertragungsorgan gegen ein anderes Übertragungsorgan mit abweichendem V-Winkel ausgetauscht wird. Andere Veränderungen am Getriebe sind dazu nicht erforderlich. Prinzipiell ist es auch möglich, das Übertragungsorgan nicht einstückig auszubilden, son­ dern aus zwei getrennten Teilen zusammenzusetzen. Dabei kann z.B. je nach Bedarf der Winkel zwischen den beiden V-Armen besonders gewählt und eingestellt werden. Es ist dann möglich, abgesehen von einem Eingriff in die Exzentrizität, außer einer Steuerung der Schwingungsamplitude am Abtrieb auch noch eine Art räumlicher Phasenverschiebung durchzuführen, wobei die Endlagen 9 und 9′ des Schwenkarmes beide gemeinsam um den gleichen Betrag in die eine oder andere Richtung verschoben werden. Der Amplitudenbereich selbst wird also insgesamt auf die eine oder andere Seite verlagert. Auf eine besondere Darstellung dieser Verstellmöglichkeit ist der Übersichtlichkeit halber hier verzichtet.

Zeichnungs-Legende

1 Antriebswelle
2 Übertragungsorgan
2 a V-Arm
2 b V-Arm
2 c Bohrung
3 Zapfen
4 Abtriebswelle
5 Kurbelarm
6 Zapfen
7 Schraube
9, 9′ Hebel
10 Ausnehmung
11 Lager
12 Drehlager
13 Drehlager
14 Lager
A 1 Achse
A 2 Zwischenachse
A 3 Zwischenachse
A 4 Achse

Claims (3)

1. Getriebe für schützenlose Webmaschinen zur Umwandlung einer gleichförmig drehenden Antriebsbewegung in eine auf Baugruppen der Webmaschine einwirkende hin- und herschwingende Abtriebsbewegung mit einem exentrisch zur Antriebswelle angeordneten Verbindungsglied zu einem nachgeordneten, mit der Abtriebswelle gelenkig verbundenen Über­ tragungsorgan, wobei Antriebsachse und Abtriebsachse sowie zwei weitere, dazwischenliegende Getriebeachsen sich in einem gemeinsamen Punkte schneiden und wobei Antriebswelle und Abtriebswelle im Betrieb raumfeste Achslagen beibehalten, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsorgan (2) mit V-förmiger Grundfiguration ausgebildet ist und der eine V-Arm (2 a) sich in Richtung der ersten Zwischenachse (A 2) erstreckt und an seinem freien Ende ein Drehlager (12) als exzentrisch zur Antriebswelle (1) liegendes Verbindungsglied enthält, während der andere V-Arm (2 b) sich in Richtung der zweiten Zwischenachse (A 3) er­ streckt und als Führung und Drehlager (13) für einen von der Abtriebs­ welle (4) in Richtung der zweiten Zwischenachse (A 3) abgehenden und mit der Abtriebswelle (4) starr verbundenen Zapfen (3) ausgebildet ist.

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität des Verbindungsgliedes (12) gegenüber der Antriebswelle (1) einstellbar ist.

3. Getriebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der durch die V-Arme (2 a, 2 b) gebildete Winkel einstellbar ist.