DE4026693C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschleunigen eines Greiferprojektils in einer Webmaschine, mittels eines Beschleunigerhebels, der drehfest mit einem Federelement verbunden ist, wobei zum Spannen des Federelementes ein über eine Lasche mit dem Beschleunigerhebel gelenkig verbundener Rollenhebel vorgesehen ist, welcher einer Kur­ venscheibe zugeordnet ist, und wobei beim Entspannen des Federelementes potentielle und kinetische Energie mittels eines Energiespeichers rückgewinnbar zwischengespeichert wird.

Schlagvorrichtungen für Greiferprojektile sind beispielsweise aus der DE-AS 10 36 180 oder der CH-PS 3 13 154 bekannt. Bei diesen Vorrichtungen besteht keine Möglichkeit, Energie für eine Energierückgewinnung zwischenzuspeichern. Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist in der US-PS 42 23 703 (entspricht der DE-PS 27 42 088) beschrieben: Auf einer Antriebswelle sitzt eine frei in Antriebsrichtung drehbare Kurvenscheibe, mittels welcher das Federelement in Form eines Torsionsstabes vorgespannt wird. Beim Vorspannen des Torsionsstabes wird zunächst kinetische Energie der Kurvenscheibe auf den Rollenhebel übertragen und in potentielle Energie im Torsionsstab umgewandelt. In der letzten Phase des Spannvorganges ist die Winkelgeschwindigkeit der Kurvenscheibe so weit abgesunken, daß sie von der Antriebswelle über einen Mitnehmer mit mehr oder weniger konstanter Winkel­ geschwindigkeit weitergedreht wird und währenddessen den Torsionsstab vollends spannt. Beim nächsten Entspan­ nungsvorgang des Torsionsstabes und gleichzeitiger Be­ schleunigung des Projektils wird die Kurvenscheibe mittels des Rollenhebels beschleunigt, nachdem das Projektil vom Beschleunigerhebel abgehoben hat. Durch die Winkelbeschleu­ nigung der Kurvenscheibe werden die anderen Teile der Vor­ richtung abgebremst. Beim erneuten nachfolgenden Spannen des Torsionsstabes wird die Kurvenscheibe wiederum infolge Energieübertragung an den Rollenhebel und den Torsionsstab verzögert.

Die Kurvenscheibe stellt zusammen mit Beschleunigerhebel, Rollenhebel, Torsionsstab ein frei schwingendes System dar, welches bei jedem Webzyklus kurzzeitig mit dem An­ triebssystem der Webmaschine gekoppelt wird. Es hat sich gezeigt, daß das Mitnehmen der Kurvenscheibe durch die Antriebswelle nicht unter allen Betriebsbedingungen stoß­ frei abläuft, wodurch es zu hohen Belastungen in den An­ triebsmechanismen der Webmaschine kommen kann.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrich­ tung zum Beschleunigen eines Greiferprojektils zu schaf­ fen, bei dem der Vorgang der Energierückgewinnung besser kontrolliert ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß da­ durch gelöst, daß zum Abbremsen der Vorrichtung ein zwei­ tes Federelement vorgesehen ist, und daß beim Rückführen der beim Abbremsen gespeicherten potentiellen Energie des zweiten Federelementes dieses mindestens zeitweise mittels mechanischer Übertragungsglieder mit der Antriebswelle der Vorrichtung gekoppelt ist.

Durch die Koppelung des zweiten Federelementes mit der Antriebswelle wird die Energie vom zweiten Federelement in jeder Bewegungsphase kontrolliert zurückgeführt, da sich die Bewegungsgeschwindigkeit des zweiten Federelementes beim Entspannen nach der Winkelgeschwindigkeit der An­ triebswelle richten muß. Somit bleibt ein freies Schwin­ gen der Vorrichtung während der Rückführung der gespeicherten Energie an das erste Federelement unterbunden, und die Vorrichtung arbeitet unter allen Betriebszuständen stoßfrei. Dies wirkt sich auf den gesamten Antrieb der Webmaschine schwingungsmindernd aus. Die neue Vorrichtung weist geringere innere mechanische Belastungen auf. Die Vorrichtung weist zum Speichern der Energie mindestens einen Kurbelarm und eine Schwinge sowie einen damit ver­ bundenen Torsionsstab auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Kurbelarm mit dem Beschleunigerhebel drehfest verbunden und trägt ein spezielles Kurvensegment, welches das zweite Federelement als Energiespeicher über eine Rolle antreibt. Diese Rolle sitzt auf einem Arm eines schwenkbaren Doppelhebels, auf dessen anderem Arm eine zweite Rolle befestigt ist, welche einer anderen Kurvenscheibe auf der Antriebswelle der Web­ maschine zugeordnet ist. Im Schwenkpunkt des Doppelhebels ist das zweite Federelement in Form eines Torsionsstabes drehfest mit diesem verbunden. Beim Auflaufen des Kurven­ segmentes auf der Rolle am ersten Arm des Doppelhebels vor Beendigung des Entspannungsvorganges in der Vorrichtung wird Energie vom Federelement bzw. die kinetische Energie des Systems auf den zweiten Torsionsstab übertragen. Beim Zurückschwenken des zweiten Torsionsstabes wird die zuvor übertragene Restenergie wieder von den Übertragungsglie­ dern, nämlich von der Rolle auf dem zweiten Arm des Dop­ pelhehels und von der ihr zugeordneten, zweiten Kurven­ scheibe in die Antriebswelle eingespeist. Von der Antriebs­ welle wird die zurückgeführte Energie beim nächsten Spann­ vorgang der Vorrichtung dann wieder einerseits über die Schwinge, andererseits über die erste Kurvenscheibe und den Rollenhebel dem ersten Torsionsstab zugeführt.

In einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung wird die vom zweiten Torsionsstab gespeicherte Energie einerseits über die Schwinge direkt dem ersten Torsionsstab, anderer­ seits über ein Reibrad, einseitig wirkende Klemmkörper und Zahnräder an die Antriebswelle zurückgeführt.

Vorteilhafte Weiterbildungen des allgemeinen Erfindungsge­ dankens sind in der nachfolgenden Beschreibung erwähnt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Vorrich­ tung mit einem zusätzlichen Torsionsstab;

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2a eine perspektivische Darstellung der Vorrich­ tung nach Fig. 2;

Fig. 2b eine andere Betriebsstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 2a.

In Fig. 1 wird die Vorrichtung im gespannten Zustand vor der Beschleunigung des Projektils 10 gezeigt, mit welchem Schußfaden in die Webmaschine eingetragen wird. Ein Schlag­ stück 22, das im Gehäuse 9 geführt wird, ist über eine Lasche 21 mit dem Beschleunigerhebel 2 für das Projektil verbunden. Der Beschleunigerhebel 2 ist drehfest mit einem Ende eines Torsionsstabes 29 verbunden, dessen anderes Ende im Gehäuse 9 festsitzt. Ein Arm 23 des Beschleuniger­ hebels 2 hat ein gemeinsames Gelenk mit einer Lasche 3, welche wiederum gelenkig mit einem schwenkbar gelagerten Rollenhebel 4 verbunden ist. Die Lagerpunkte von Beschleu­ nigerhebel 2 und Rollenhebel 4 sitzen in einem Gehäuse 9 der Webmaschine. Das Spannen des Torsionsstabes 29 in je­ dem Webzyklus besorgt eine Kurvenscheibe 5, welche sich kontinuierlich mit der Welle 50 dreht und mit ihrem Umfang den Rollenhebel 4 über die Rolle 41 im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt. Am Rollenhebel 4 ist noch eine Ölbremse 7 mit einer Lasche 73 und einem Kolben 71 angelenkt, der in einem ölgefüllten Raum des Gehäuses 9 geführt ist und in einen toten ölgefüllten Raum 72 kurz vor Stillstand der Vorrichtung hineingleitet, wobei die Vorrichtung durch Verdrängen des Öles aus dem Raum 72 abgebremst wird. Zur teilweisen Rückgewinnung der kinetischen Energie des Sy­ stems ist an dem Gelenkpunkt zwischen der Lasche 3 und dem Arm 23 des Beschleunigerhebels 2 eine Schwinge 67 ange­ lenkt, welche gelenkig mit einem Kurbelarm 60 verbunden ist, der in seinem Drehpunkt an einem Ende des zweiten Federelementes, eines Torsionsstabes 69, festgelegt ist. Während der Entspannung des ersten Torsionsstabes 29 wird der zweite Torsionsstab 69 gespannt, wodurch er einen Teil der kinetischen Energie der Vorrichtung aufnimmt. Die Öl­ bremse 7 wird dadurch nur wenig beansprucht, damit auch sämtliche übrigen Elemente der Vorrichtung 1. Vor dem nächsten Schußeintrag wird der Torsionsstab 29 durch die Kurvenscheibe 5 gespannt bis zum Anschlag des Schenkels 4′ am Gehäuse 9. Am Rollenhebel 4 ist eine Kurvenbahn 42 ein­ gearbeitet, welche bei der Rotation der Kurvenscheibe 5 um die Achse der Welle 50 nach dem Spannen des Torsionsstabes 29 in Kontakt mit einer Rolle 51 gerät. Dabei wird der Rollenhebel 4 im Uhrzeigersinn in eine Schwenkbewegung versetzt, wodurch der Entspannungsvorgang im Torsionsstab 29 eingeleitet wird. Der Beschleunigerhebel 2 schwenkt im Gegenuhrzeigersinn um seinen Drehpunkt, wodurch das Pro­ jektil 10 mittels des Schlagstücks 22 in Bewegung gesetzt wird.

Zur möglichst vollständigen Rückgewinnung der kinetischen Energie des Systems können zusätzliche Antriebsglieder beispielsweise in Form eines Zahnradpaares Z1 und Z2 vorgesehen werden, wobei das erste Zahnrad Z1 frei drehbar auf der Achse des Torsionsstabes 69 sitzt und das zweite Zahnrad Z2 drehfest mit der Welle 50 verbunden ist. Beide Zahnräder Z1 und Z2 kämmen miteinander mit der Drehzahl der Welle 50. Ein Reibrad R ist drehfest mit dem Torsions­ stab 69 gekoppelt. Bei der Entspannung des Torsionsstabes 29 und gleichzeitig der Spannung des Torsionsstabes 69 dreht sich das Reibrad R in Richtung des Pfeiles 2a so weit, wie der Kurbelarm 60 verschwenkt wird. Nachdem der Torsionsstab 69 in Richtung des Pfeiles 2a gespannt wurde, ist er bestrebt, sich im Uhrzeigersinn zu entspannen, wo­ bei er das Reibrad R im gleichen Drehsinn zurückschwenkt. Die Klemmkörper K zwischen Reibrad R und der Innenseite des Zahnrades Z1 verhindern, daß der Torsionsstab 69 sich mit größerer Winkelgeschwindigkeit um seine Achse ent­ spannt als mit der Winkelgeschwindigkeit des Zahnrades Z1. Die potentielle Energie im Torsionsstab 69 wird also teil­ weise über das Reibrad R, die Klemmkörper K und das Zahn­ rad Z1 und weiter über das Zahnrad Z2 als kinetische Ener­ gie in die Welle 50 an den Antrieb der Webmaschine zurück­ gegeben, teilweise direkt über die Lasche 67 an den Torsi­ onsstab 29. Der Beschleunigerhebel 2, die Schwinge 67, der Kurbelarm 60 und die daran befestigten Torsionsstäbe 29 und 69 schwenken so weit entgegen Pfeil 2a zurück, bis sich ein Kräftegleichgewicht zwischen Torsionsstab 29 und Torsionsstab 69 einstellt. Sobald die Winkelgeschwindig­ keit des Reibrades R während der Entspannung des Torsions­ stabes 69 kleiner ist als die Winkelgeschwindigkeit des Zahnrades Z1, wird keine Energie mehr über die Klemmkörper K auf das Zahnrad Z1 übertragen. Das Federelement 69 mit den Übertragungsgliedern zur Vorrichtung wird allgemein als Energiespeicher 6 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Ein Kurbelarm 60, der mit dem Beschleunigerhebel 2 drehfest verbunden ist, trägt ein Kurvensegment 61, welche nach Abschuß des Projektils 10 über die Rolle 62 und den Doppelhebel 63 die kinetische Energie der Vorrichtung teilweise in einen Torsionsstab 69 überträgt, der mit dem Doppelhebel 63 einerseits und dem Gehäuse 9 andererseits verbunden ist. Nachdem der Torsi­ onsstab 69 gespannt ist, beginnt er, seine potentielle Energie an die Webmaschine und an die Vorrichtung 1 zu­ rückzugeben. Zunächst wird Energie an die Welle 50 der Webmaschine übertragen, indem die Rolle 64 des Doppelhe­ bels 63 auf dem strichpunktiert markierten Teil des Umfan­ ges der Kurvenscheibe 65 ein Drehmoment auf die Kurven­ scheibe ausübt, welche drehfest auf der Welle 50 der Web­ maschine sitzt. Eine Kurbel 66, ebenfalls drehfest mit der Welle 50 verbunden, schiebt die Schwinge 67 über ein Lager 66′ hin und her, welche am anderen Ende durch einen Hebel 68 geführt wird. Dieser Hebel 68 ist frei drehbar auf der Achse des Torsionsstabes 29 gelagert. Auf Höhe des Gelenks zwischen Hebel 68 und Schwinge 67 befindet sich ein Mit­ nehmer 68a, der bei der Rotation der Kurbel 66 durch Ver­ schiebung der Schwinge 67 in Eingriff mit einer Auflage­ fläche 61a am Kurbelarm 60 gelangt. Der Kurbelarm 60 ist drehfest mit dem Beschleunigerhebel 2 verbunden, wodurch nach Auflage des Mitnehmers 68a an der Auflagefläche 61a und Weiterbewegung der Schwinge 67 in Spannrichtung der Beschleunigerhebel 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird. Damit wird das System gespannt. Gegen Ende des Spannvor­ ganges nimmt auch die Kurvenscheibe 5 am Spannvorgang teil, indem sie den Rollenhebel 4 über die Rolle 41 zu­ sätzlich verschwenkt. Die Vorrichtung ist in Fig. 2 wäh­ rend des Spannens des Torsionsstabes 29 dargestellt. Zum Auslösen des Entspannungsvorganges ist die Rolle 41′ vor­ gesehen, welche von der Kurvenscheibe zusammen mit dem Rollenhebel 4 verschwenkt wird. Die Lagen 3′ und 4′ der Vorrichtung 1 zeigen verschiedene Bewegungsphasen während der Entspannung. Das Kurvensegment 61 besitzt zwei kreis­ förmige Abschnitte 611, 612, in Fig. 2 strichpunktiert an­ gedeutet, mit konstantem Abstand zum Drehpunkt in der Ach­ se des Torsionsstabes 29. Mit dem Abschnitt 612 wird der Torsionsstab 69 in der gespannten Stellung verriegelt. Am Beschleunigerhebel 2 ist ähnlich wie in Fig. 1 am dort gezeigten Rollenhebel 4 eine Ölbremse 7 angehängt. Die Ölbremse 7 weist eine Bohrung 72a am ölgefüllten Raum 72 auf, welche mit einer Einstellnadel 74 mehr oder weniger verschlossen werden kann. Die Ölbremse 7 dient zum Ab­ bremsen der Vorrichtung in der letzten Bewegungsphase nach der Beschleunigung des Projektils 10 und nach der Energie­ rückgewinnung.

Die vorstehende Beschreibung zu Fig. 2 trifft im wesentli­ chen auch auf die perspektivische Anordnung der Vorrich­ tung 1 gemäß Fig. 2a und 2b zu. Die Antriebswelle 50 wird mittels der Welle 50′′ der Webmaschine entgegen dem Uhr­ zeigersinn gemäß Pfeil 50′ angetrieben. Die Vorrichtung 1 wird in Fig. 2a während des Spannvorganges gezeigt, wobei sich der Beschleunigerhebel 2 aus der ausgezogenen Lage weiter bis zur strichpunktierten Lage 2′ bewegt. Der aus Schwinge 67 und Kurbel 66 gebildete Kurbeltrieb, welcher den Mitnehmer 68a gegen den Kurbelarm 60 drückt, hat sei­ nen oberen Totpunkt beinahe erreicht. Der Kurbelarm 60, mit ihm das Spannrohr 29′ und der damit verbundene Be­ schleunigerhebel 2 usw. werden in Spannrichtung gemäß den eingezeichneten Pfeilen 30 verschwenkt. Nach Überwindung der Totpunktlage der Schwinge 67 wird die Vorrichtung wei­ ter durch Zusammenwirken der Kurvenscheibe 5 mit der Rolle 41 gespannt, bis das Gelenk zwischen dem Rollenhebel 4 und der Lasche 3 die Totpunktlage überwunden hat. Zur sicheren Steuerung des Rollenhebels 4 werden mit Vorteil zwei Kur­ venscheiben 5 je für die Rollen 41 und 41′ vorgesehen.

Fig. 2b zeigt die Vorrichtung 1 im gespannten Zustand vor dem Schußeintrag, d. h. dem Beschleunigungsvorgang des Projektils 10. Das Projektil 10 wird direkt vom Beschleu­ nigerhebel 2 beaufschlagt. Bei der Entspannung des Torsi­ onsstabes 29 gelangen Beschleunigerhebel 2, Lasche 3, Rol­ lenhebel 4 von der Position in ausgezogenen Linien in die strichpunktierte Position 2′, 3′, 4′, in die sogenannte Knicklage. Der Beschleunigerhebel 2 wird dabei mit dem Spannrohr 29′ und dem Kurvensegment 61 in Richtung der Pfeile 30′ verschwenkt. Gegen den Uhrzeigersinn wird dann auch der Doppelhebel 63 vom Kurvensegment 61 angetrieben und der Torsionsstab 69 verschwenkt. Beim nachfolgenden Zurückschwenken des Torsionsstabes 69 im Uhrzeigersinn wird die Rolle 64 auf dem Doppelhebel 63 auf der strich­ punktiert markierten Kontur 65′ der Kurvenscheibe 65 ab­ laufen und die Welle 50 in Richtung des Pfeiles 50, an­ treiben. Diese rückgespeiste Energie vom Torsionsstab 69 wird gleichsam während des nächsten Spannvorganges des Torsionsstabes 29 durch die Kurbel 66 auf der Welle 50 und die Kurvenscheibe 5 aufgezehrt, so daß vom Antrieb der Webmaschine mittels der Welle 50′′ nur die Energieverluste durch Reibung in der Bremse 7, sowie die dem Projektil 10 übertragene Energie ersetzt werden müssen.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Beschleunigen eines Greiferprojektils in einer Webmaschine mittels eines Beschleunigerhebels, der drehfest mit einem Federelement verbunden ist, wobei zum Spannen des Federelementes ein über eine Lasche mit dem Beschleunigerhebel gelenkig verbundener Rollenhebel vorgesehen ist, welcher einer Kurvenscheibe zugeordnet ist, und wobei beim Entspannen des Federele­ mentes potentielle und kinetische Energie mittels eines Energiespeichers rückgewinnbar zwischengespeichert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abbremsen der Vorrichtung ein zweites Federelement (69) vorgesehen ist, und daß beim Rückführen der beim Abbremsen gespeicherten potentiellen Energie des zweiten Federelementes (69) dieses mindestens zeitweise mittels mechanischer Übertragungsglieder (63, 64, 65 bzw. R, K, Z1, Z2) mit der Antriebswelle (50) der Vorrichtung (1) gekoppelt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als zweites Federelement ein Torsionsstab (69) vorgesehen ist, der mindestens über einen Kurbelarm (60) und eine Schwinge (67) mit dem Beschleunigerhebel (2) in Verbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelarm (60) ein Kurvensegment (61) trägt, welchem eine Rolle (62) auf einem Doppelhebel (63) zu­ geordnet ist, der mit dem zweiten Torsionsstab (69) drehfest verbunden ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Doppelhebel (63) eine zweite Rolle (64) befestigt ist, welche einer zweiten Kurvenscheibe (65) auf der stationär drehenden Antriebswelle (50) der Web­ maschine zugeordnet ist, wobei der Doppelhebel (63), die zweite Rolle (64) und die zweite Kurvenscheibe (65) die Übertragungsglieder bilden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kurbelarm (66) durch einen Exzenter auf der Antriebswelle (50) gebildet ist, auf welchem in einem Lager (66′) ein Ende der Schwinge (67) gelagert ist, und daß einem Mitnehmer (68a), der am anderen Ende der Schwinge (67) sitzt, eine Auflagefläche (61a) am Kurbelarm (60) zum Spannen des ersten Federelementes (29) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsglieder zur Koppelung des zweiten Federelements (69) mit der Antriebswelle (50) durch ein Reibrad (R), Zahnräder (Z1, Z2) und zwischen Reibrad (R) und einem Zahnrad (Z1) liegenden, einseitig wirkenden Klemmkörpern (K) gebildet sind.