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Druckluftantrieb für die Schützen von Webstühlen Die Erfindung betrifft
einen Druckluftantrieb für die Schützen von Webstühlen, bei dem die als Energieträger
dienendeDruck-oder Saugluft im Webstuhl selbst für jeden Schlag erzeugt wird. Sie
unterscheidet sich von den bisher bekanntgewordenen Konstruktionen dadurch, daß
der den Schützen treibende Druckluftkolben nicht nur, wie bekannt, in seiner hinteren
Endlage durch eine Sperrung zeitweise festgehalten wird, sondern auch in seiner
vorderen Endlage. Durch Steuerung der beiden Sperrmittel in bezug auf Beginn und
Beendigung der Sperrwirkung wird es möglich, den Treibkolben sowohl in seiner vorderen
Endlage (Auffangstellung) als auch in seiner hinteren Endlage (Treibstellung) so
lange zu sperren, daß sowohl beim Auffangen des zurückkehrenden Schützens als auch
beim Schützenschlag jeder Stoß und die damit verbundenen Geräusche, Erschütterungen
und Energieverluste vermieden werden.
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Die Abb. i bis g zeigen in schematischer Weise die verschiedenen Arbeitsstellungen
der Teile eines Druckluftantriebes nur einer Webstuhlseite, die Abb. io zeigt zwei
zusammengehörende Antriebe und die Abb. i i und 1a veranschaulichen verschiedene
Ausführungsformen des Antriebes der Verdichtungs-und Saugkolben im Querschnitt.
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An jeder Webstuhlseite ist ein Kolben a angeordnet, der von einem
beliebigen bewegten Teil des Webstuhls, z. B. durch einen Kurbeltrieb zwangsläufig
in dem Zylinder b hin und her bewegt wird. Der von dem Kolben a bei seinem Vorwärtsgang
erzeugte Luftdruck wirkt auf den Treibkolben c, der sich in dem Treibzylinder d
frei bewegen kann. Die Lage des Treibzylinders d zu dem Verdichtungszylinder b kann
beliebig sein. In den Abb. i bis 9 ist beispielsweise der Zylinder b als
Fortsetzung des Zylinders d gezeichnet, während in den Abb. io bis i2 die
Zylinder senkrecht zueinander dargestellt sind. Die Übertragung der Bewegung des
Treibkolbens c auf den Schützen kann, wie dargestellt, durch eine Kolbenstange f
erfolgen, die jedoch auch abweichend von der Zeichnung mit großem Durchmesser und
innen hohl zur Aufnahme des Schützens ausgeführt sein kann, um die Baulänge der
Treibverrichtung zu vermindern.
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Wenn der Treibkolben c sich in seiner hinterem Endlage befindet (Abb.
i), so: ist der vor ihm liegende Innenraum i des Zylinders durch die Öffnung k mit
der Außenluft verbunden, so daß die beim vorhergegangenen Hub durch Undichtigkeiten
verlorengegangene Luftmenge durch Einströmen von Außenluft ersetzt wird. Das gleiche
gilt auch für den Innenraum des Verdichtungszylinders b. Wenn sich der Verdichtungskolben
a
in der hinteren Endlage befindet (Abb. 5), kann Außenluft durch die Öffnung
i in den Zylinder einströmen als Ersatz für vorhergegangene Luftverluste. Der Abschluß
der Öffnungen k und i kann durch die Kolben a
und c selbst erfolgen
(wie gezeichnet) oder auch durch besondere Steuerteile, und zwar
sofort
bei Hubbeginn (wie bei i in Abb. 5 gezeichnet) oder auch etwas später (wie bei k
in Abb. i).
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung auf der einen Webstuhlseite ist folgende:
Abb. i zeigt die Stellung der einzelnen Teile kurz vor dem Austreiben des Schützers.
Der V erdichterkolben a befindet sich in seiner vorderen (in der Zeichnung rechten)
Endlage, der Treibkolben c wird durch die Sperrung g in seiner Lage festgehalten,
der Luftdruck zwischen den Kolben a und c ist auf seinen höchsten Stand gestiegen,
der Zylinderraum L vor dem Treibkolben steht durch die Öffnung k mit der Außenluft
in Verbindung.
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Durch zwangsläufiges Lösen der Sperrung g von einen beliebigen bewegten
Teil des Webstuhles aus wird der Treibkolben c freigegeben und durch den Luftdruck
zwischen den beiden Kolben nach vorn getrieben (Abb. _), mit ihm auch der Schützen
e. Nach dem Abdecken der Öffnung k durch.den nach rechts gehenden Treibkolben c
beginnt vor diesem die Verdichtung der in dem vorderen Zylinderraum leingeschlossenen
Luft. Sobald der Luftdruck: auf der Vorderseite des Treibkolbens höher geworden
ist als der auf der Rückseite wirkende Druck, beginnt eine Verzögerung der Kolbenbewegung,
so daß sich der Schützen vom Treibkolben ablöst und frei weiterfliegt (Abb. 3).
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Sobald der Treibkolben durch den überdruck auf seiner Vorderseite
zum Stillstand gekommen ist, wird er durch die selbsttätig oder zwangsläufig zur
Wirkung kommende Sperrung h in dieser Stellung festgehalten (Abb. 4).
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Der Verdichterkolben a hat sich inzwischen so weit nach rückwärts
(nach links) bewegt (Abb. 5), daß er die Öffnung i im Zylindermantel freigibt, durch
welche etwa durch Undichtigkeiten beim vorhergehenden Verdichtungshub verlorengegangene
Luftmengen durch Einsaugen von etwas Außenluft wieder ersetzt werden.
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Der Verdichterkolben :t hat nach Abdecken der Öffnung i mit der Verdichtung
der Luft zwischen den beiden Kolben begonnen. Inzwischen kommt der Schützen von
der anderen Webstuhlseite zurück; kurz vor seinem Auftreffen auf den Treibkolben
c wird dieser durch Lösen der Sperrung lt freigegeben und durch die im vorderen
Zylinderraum Z eingeschlossene Luft nach rückwärts (links) getrieben (Abb.6).
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Der schneller als der Treibkolben c sich bewegende Schützen e holt
den Treibkolben ein (Abb. 7), setzt sich dabei sanft ohne harten Stoß auf diesen
auf und die Bewegung beider wird nun von dem jetzt infolge der gleichzeitigen Verdichtung
von Verdichtungs-und Treibkolben schnell ansteigenden Luftdruck zwischen den beiden
Kolben abgebremst.
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Nach Freigabe der Öffnung k, die auch am Hubende, wie bei Öffnung
i in Abb. 5 gezeichnet, angeordnet sein kann, durch den Treibkolben c kann auch
in dem vorderen Treibzylinder etwa durch Undichtigkeiten verlorengegangene Luft
durch Außenluft ersetzt werden. Sobald der Treibkolben über die Sperrung g zurückgegangen
ist, wird er durch diese in seiner rückwärtigen Lage gesichert (Abb. 8).
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Während der Sperrung des Treibkolbens c hat der Verdichtungskolben
:t (Abb. 9) die Luft zwischen den beiden Kolben wieder auf den höchsten Druck gebracht,
alle Teile der Vorrichtung haben die gleiche Lage wie in Abb. i, so daß .durch Lösen
der Sperrung g ein neues Spiel eingeleitet werden kann.
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Abb. io zeigt die beiden für einen Schützenantrieb erforderlichen
Treibvorrichtungen. Verdichtungszylinder b und Treibzylinder d
sind
hier mit verschieden großen Kolbendurchmessern angenommen und in einem Winkel von
9o° zueinander angeordnet, wodurch eine große Verringerung der Baulänge gegenüber
der Ausführung nach Abb. i bis 9 und eine günstige Anordnung des Antriebes der Verdichtungskolben
a erreicht wird. Die Wirkungsweise ist die gleiche wie in Abb. i bis 9. Die Stellung
der Kolben entspricht in Abb. io links derjenigen von Abb. i, in Abb. io rechts
derjenigen von Abb. 5.
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Um eine möglichst günstige Stellung von Verdichter- und Treibkolben
gegeneinander zu erreichen, ist es notwendig, daß der Antrieb mit ungleichmäßiger
Geschwindigkeit in der Weise erfolgt, daß der Rückhub des Verdichterkolbens schnell,
der Vorwärtshüb dagegen langsam erfolgt, besonders in seiner zweiten Hälfte. Das
bringt nebenbei noch den großen Vorteil mit sich, daß der Kraftverbrauch während
einer Umdrehung der Kurbelwelle viel gleichmäßiger ist als bei den üblichen Schlagvorrichtungen,
so daß der Antriebsmotor kleiner gewählt werden kann und alle Getriebeteile geschort
werden..
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Die für die Verdichtungskolben erforderliche ungleichmäßige Geschwindigkeit
kann auf verschiedene Weise erreicht werden, z. B. durch Nockenscheiben, oder durch
Kurbeln ta, wie in Abb. i o und i i dargestellt, die durch je ein Paar elliptischer
Zahnräder q von der gleichförmig umlaufenden Welle na ungleichförmig angetrieben
werden.
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Abb. 12 zeigt einen Koppelantrieb, bei dem die Kurbel r dem Hebel
s eine ungleichförmig schwingende Bewegung erteilt, die durch die Stange
t auf den Kolben a übertragen wird.
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Die Sperrungen g und h können auf verschiedene
Weise
betätigt werden, in Abb. io sind dafür Nockenscheiben p gewählt.
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Bei entsprechender Bemessung von Hub und Kolbenlänge können die beiden
Sperrungen eines jeden "Schlagzylinders zu nur einer zusammengelegt werden, die
den Treibkolben dann abwechselnd in der vorderen und hinteren Totlage sperrt. An
Stelle der gezeichneten Sperrung durch Sperrschieber oder Sperrklinken kann auch
eine Sperrung durch Klemmung ausgeführt werden; ferner ist es möglich, die Sperrung
an der Kolbenstange statt am Kolben anzuordnen.
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Das Lösen der Sperrung h kurz vor dem Auftreffen des zurückkehrenden
Schützen auf den Treibkolben kann entweder zwangsläufig von einem beliebigen bewegten
Teil des Webstuhles aus erfolgen oder noch besser durch den fliegenden Schützen
selbst bewirkt werden, entweder mechanisch durch Verschieben eines auf die Sperrung
wirkenden Hebels oder einer Schubstange oder auch elektrisch durch Auslösen eines
Kontaktes durch den fliegenden Schützen.
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Statt der in den schematischen Zeichnungen (Abb. i bis io) zur Verbindung
der Außenluft mit den inneren Zylinderräumen angegebenen Öffnungen i und
k in der Zylinderwand können auch verstellbare Ventile, Rückschlagventile
oder gesteuerte Öffnungen in der Zylinder- oder auch Kolbenwand vorgesehen werden.
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Die Hauptvorteile der beschriebenen Konstruktion sind folgende: Jeder
harte Stoß zwischen den verschiedenen Teilen der Schlagvorrichtung ist vermieden,
damit auch die bisher so häufigen Stillstände infolge starker Abnutzung oder gar
Brüchen von Einzelheiten, gleichzeitig wird die Arbeitsleistung pro Stunde erheblich
größer, die Reparaturkosten geringer, störende Geräusche und Erschütterungen können
nicht mehr auftreten. Da auch die Zahl der Webfehler verringert wird, steigt auch
die Oualität der hergestellten Webwaren.
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Ein äußerst wichtiger Vorteil entsteht noch dadurch, daß die gute
Arbeitsweise der Schlagvorrichtung nicht mehr von der Umlaufzahl des Webstuhls abhängig
ist, eine Änderung der Drehzahl hat also keinen Einfluß auf die Schützengeschwindigkeit.
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Der Kraftverbrauch ist äußerst gering, da die lebendige Kraft des
in den Schützenkasten zurückkehrenden Schützen nicht durch Reibungsbremsen vernichtet,
sondern zur Verdichtung der Arbeitskraft ausgenutzt wird.