DE977274C - Vorrichtung fuer den Antrieb von Webstuehlen - Google Patents

Vorrichtung fuer den Antrieb von Webstuehlen

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DE977274C
DE977274C DES22412A DES0022412A DE977274C DE 977274 C DE977274 C DE 977274C DE S22412 A DES22412 A DE S22412A DE S0022412 A DES0022412 A DE S0022412A DE 977274 C DE977274 C DE 977274C
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Germany
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spring
loom
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DES22412A
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English (en)
Inventor
Kurt Koelmel
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/50Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members
    • F16D3/60Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive with the coupling parts connected by one or more intermediate members comprising pushing or pulling links attached to both parts
    • DTEXTILES; PAPER
    • D03WEAVING
    • D03DWOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D51/00Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions
    • D03D51/02General arrangements of driving mechanism

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

  • Vorrichtung für den Antrieb von Webstühlen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für den Antrieb von Webstühlen zur Verhütung des Übertrittes der in den rotierenden Massen des Webstuhles auftretenden Energieschwingungen auf die Welle eines Elektromotors mittels eines zwischen dem Motor und den rotierenden Massen des Webstuhles vorgesehenen elastischen Zwischengliedes.
  • Beim Betrieb von Webstühlen, die meist durch Elektromotoren angetrieben werden, treten - bedingt durch den Aufbau des Webstuhles - Energieschwingungen auf, die durch den ungleichförmigen Lauf des Webstuhles hervorgerufen werden und derart groß werden können, daß sich die Richtung des Energieflusses von der Antriebsmaschine nach dem Webstuhl vorübergehend sogar umkehrt. Diese Energieschwingungen bewirken Winkelgeschwindigkeitsänderungen der rotierenden Teile des Webstuhles, deren Größe von der Größe der Rotationsenergie und der Charakteristik des Antriebes abhängig ist. Infolgedessen treten im Antriebsmotor durch diese Lastschwingungen, insbesondere in der Ständer- und Läuferwicklung, zwangläufig hohe elektrische Verluste auf, die im Hinblick auf die meist größere Anzahl von Webstühlen aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht sind.
  • Man hat im allgemeinen Maschinenbau vorgeschlagen, derartige unerwünschte Rückwirkungen auf den Antrieb dadurch zu beseitigen, daß zwischen der Last und dem Antrieb eine Feder eingebaut wurde. Die bisher für diesen Zweck vorgesehenen harten Federn sind erfahrungsgemäß jedoch nicht geeignet, den angegebenen Übelstand bei Webstühlen zu beseitigen. Bei der Anwendung solcher Federn werden nämlich die von den oszillierenden Teilen des Webstuhles verursachten Energieschwingungen unter verhältnismäßig geringen Winkelgeschwindigkeits- und damit Energieänderungen der rotierenden Massen noch zu einem wesentlichen Teil von der Feder aufgenommen. Dadurch entstehen in der Feder größere Kraftänderungen, die auf den Motor übertragen werden.
  • Man hat ferner den allgemeinen Vorschlag gemacht, zur Entlastung des Webstuhlmotors von den durch den ungleichförmigen Lauf des Webstuhles bedingten Leistungs- und Stromschwankungen zwischen Motor- und Kurbel- bzw. Vorgelegewelle nachgiebige elastische Übertragungsmittel einzuschalten, welche die Ungleichförmigkeit nicht bzw. nur zum Teil von der Kurbelwelle auf den Läufer übertragen sollen. Als solche elastische Glieder werden Flach- und Keilriemen genannt. Solche Mittel sind jedoch für den vorgesehenen Zweck in keiner Weise geeignet, da einerseits eine starke Wechselbeanspruchung der Riemen auftritt, und andererseits das Rutschen der Keilriemen u. dgl. kaum zu vermeiden ist, was ebenfalls eine schnelle Abnutzung der Riemen zur Folge hat und einen nicht unerheblichen Leistungsverlust bedeutet. Derartige Mittel haben sich daher auch nicht in der Praxis bewährt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches elastisches Zwischenglied derart auszubilden, daß die Energieschwingungen des Webstuhles fast völlig kompensiert werden, so daß von dem Antriebsmotor nur noch das erforderliche Gleichlastmoment abgegeben wird. Dies wird nach der Erfindung bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art dadurch erreicht, daß das aus einer Spiral- oder Schraubenfeder bestehende elastische Zwischenglied ein dem zu übertragenden Last-Drehmoment entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment ausübt und die Federkonstante so gewählt ist, daß der Verdrehungswinkel zur Erzielung der gewünschten Vorspannung der Feder mindestens etwa das Dreifache der maximal auftretenden Winkeländerung bei der Relativbewegung der rotierenden Massen beträgt. Durch die Kombination dieser Merkmale, die allein als durch den Hauptanspruch geschützt anzusehen sind, wird der erstrebte Erfolg, und zwar eine fast völlige Kompensierung der Energieschwingungen des Webstuhles, erreicht. Da nämlich bei einer solchen Ausbildung des Antriebes die Federkraftänderungen bei der Relativbewegung des angetriebenen Teiles gegenüber dem antreibenden Teil sehr klein sind, werden zur Deckung der Schwingungsenergie fast nur noch die rotierenden Eigenmassen des Webstuhles herangezogen. Die Bewegungsungleichförmigkeiten der rotierenden Massen des Webstuhles sind daher von der gleichförmigen Drehbewegung des Motorläufers fast ganz abgetrennt, und die Restpulsation der Motorleistung beträgt infolgedessen nur noch wenige Prozente der sonst üblichen Netzleistungsschwingung. Die Federkraftänderung wird also, wie bereits erwähnt, sehr klein bleiben, jedenfalls aber unter der Größenordnung von etwa Io bis 4o% der Federvorspannung liegen. Infolgedessen wird auch die spezifische Beanspruchung der Feder sehr klein und dementsprechend ihre Haltbarkeit groß.
  • In Fig. I ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen gemäß der Erfindung ausgebildeten Antriebes schematisch dargestellt. Darin bedeutet A die rotierende Schwungmasse des Läufers eines Elektromotors, B die rotierenden Schwungmassen eines Webstuhles zum Antrieb der hin- und hergehenden Teile C des Webstuhles und D einen Kurbeltrieb, durch den die hin- und hergehenden Teile C mit den rotierenden Schwungmassen B verbunden sind. Die letzteren sind mit den rotierenden Massen des Antriebes A durch eine Schraubenfeder E elastisch gekuppelt, welche die oben angegebene Charakteristik besitzt.
  • Fig. 2 zeigt nun den erheblichen Fortschritt einer solchen Anordnung gegenüber dem bisherigen Stand der Technik, und zwar sind zu diesem Zwecke in Fig. 2 die Schwankungen der Drehkraftbelastung der elastischen Kupplung dargestellt, die jeweils auftreten, wenn Federn mit verschiedener Konstante verwendet werden, bei denen also verschieden große Verdrehungswinkel zur Erzielung der zur Übertragung des Gleichlastmomentes notwendigen Vorspannung erforderlich sind. Bei den bisher bekannten Anordnungen beträgt dieser Verdrehungswinkel zur Erzielung der Vorspannung der Kupplungsfeder bei Gleichlast höchstens etwa 3o bis 50°. Er ist gegenüber den auftretenden größten Winkeländerungen der ungleichförmig rotierenden Massen so klein, daß die in der Kupplungsfeder außer der durch das Gleichlastmoment hervorgerufenen Drehkraftbelastung zusätzlich auftretende Drehkraftbelastung bei etwa 30° Verdrehungswinkel etwa 4I3% des die Feder belastenden Gleichlastmomentes beträgt. Bei Verwendung einer Feder mit etwa 5° Verdrehungswinkel bei Gleichlast beträgt die durch die Winkelgeschwindigkeitsänderungen hervorgerufene Änderung der Federbelastung sogar 8go0/o der Gleichlast. Derartig hohe Belastungen beanspruchen nicht nur die Kupplungsfeder sehr stark, sondern üben vor allem die starken, unerwünschten Rückwirkungen auf den mit der Kupplung verbundenen Energieträger, also den Läufer A des Antriebsmotors, aus. Wenn dagegen gemäß der Erfindung der Verdrehungswinkel der Kupplung zur Erzielung der Vorspannung der Kupplungsfeder so groß gewählt ist, daß er das Mehrfache der größten Winkeländerung bei der Relativbewegung der rotierenden Massen ausmacht, so beträgt in diesem Falle die Änderung der Federbelastung, wie Fig. 2 zeigt, nur etwa z8,30/0 des Gleichlastmomentes und besitzt also nur noch einen Bruchteil des Wertes bei den bisherigen Ausführungen.
  • Bei der Verwendung eines elektromotorischen Antriebes kann sich die erfindungsgemäße Verbindung irgendwo zwischen Motorläufer und den rotierenden Massen des Webstuhles befinden, so daß eine Relativbewegung dieser Massen gegenüber dem Läufer möglich ist und trotz allen Ungleichförmigkeiten der Bewegung dieser Massen ein annähernd konstantes Drehmoment, nämlich das Gleichlastmoment, übertragen wird. Das elastische Zwischenglied kann erfindungsgemäß auch zwischen Motorläufer und Motorwelle angeordnet sein, wobei die Motorwelle gegenüber dem Läufer drehbar gelagert und die Antriebsscheibe fest mit der Welle verbunden ist. Hierbei können wenigstens an dem einen der beiden, durch das elastische Zwischenglied miteinander gekuppelten Energieträger zusätzliche Schwungmassen vorgesehen sein. So kann die gegenüber dem Motorläufer drehbar gelagerte und federnd mit ihm verbundene Antriebsscheibe mit der zusätzlichen Schwungmasse versehen sein, die ebenfalls zum Ausgleich der Energieschwingungen beiträgt. Dabei sind ferner erfindungsgemäß zum Begrenzen der Drehbeweglichkeit zwischen dem antreibenden Teil und dem angetriebenen Teil Vorsprünge bzw. Anschläge vorgesehen.
  • In Fig. 3 bis 6 sind mehrere konstruktive Ausführungsbeispiele einer solchen gemäß der Erfindung ausgebildeten Antriebsanordnung dargestellt. In Fig. 3 ist das treibende Element I mit dem getriebenen Element 2, also der rotierenden Masse eines Webstuhles, durch eine Spiralfeder 3 gekuppelt. Diese ist mit ihrem inneren Ende auf der Nabe 4 des treibenden Elementes I und mit ihrem äußeren Ende an einem Mitnehmerbolzen 5 auf dem getriebenen Element 2 befestigt. In dem treibenden Element I ist eine teilkreisförmige Aussparung (Schlitz) 6 vorgesehen, die den Bereich, in welchem Relativbewegungen zwischen treibendem und getriebenem Element möglich sind, begrenzt. Dieser Pendelbereich ist in Fig. 3 durch Pfeil 7 dargestellt. Die Spiralfeder 3 hat eine solche Vorspannung, daß der Druckunterschied der Feder zwischen den beiden Endstellungen der Relativbewegungen, d. h. zwischen den beiden durch den Pfeil 7 angegebenen Endstellungen des Mitnehmerbolzens 5, möglichst gering ist, d. h. sich dem Werte Null nähert. Um dies zu erreichen, ist der Verdrehungswinkel zur Erzielung der gewünschten Vorspannung der Feder 3 möglichst groß gewählt, z. B. viermal so groß, wie die größte Winkeländerung ist, die sich bei der Relativbewegung der Schwungmasse des Webstuhles ergibt. Die Vorspannung der Feder muß natürlich gleich groß wie das zu übertragende Gleichlastmoment, aber entgegengesetzt zu diesem gerichtet sein. Der teilkreisförmige Schlitz ermöglicht dabei außerdem noch einen erleichterten Anlauf für den Antriebsmotor dadurch, daß der Läufer vom Stillstand bis zu etwa zwei Drittel der Betriebsdrehzahl beschleunigt wird, ehe der Mitnehmerbolzen 5 von der Anschlagstelle in der Ruhestellung bis zu der entgegengesetzten Anschlagstelle des anzutreibenden Elementes bewegt wird. Durch diese stoßartige Übertragung der Energie des Läufers beim Anlauf der Vorrichtung wird der Vorteil erzielt, daß das Anlaufmoment des Antriebsmotors wesentlich herabgesetzt werden kann.
  • Anstatt einen Bolzen an dem getriebenen Element und einen Schlitz an dem antreibenden Element anzubringen, kann der Bolzen auch auf dem treibenden und der Schlitz an dem angetriebenen Element vorgesehen sein. Wesentlich ist nur, daß eine gewisse Teildrehung des antreibenden Elementes gegenüber dem angetriebenen Element möglich ist. In Fig. 4 ist eine in solcher Weise ausgebildete Vorrichtung gezeigt, bei der jedoch an Stelle der Spiralfeder 3 (Fig. 3) eine Schraubenfeder 8 vorgesehen ist.
  • Erfindungsgemäß kann ferner an den Anschlagstellen, also z. B. an den Stellen des Schlitzes, auf die der am getriebenen Element angebrachte Bolzen beim Anlauf des Antriebsmotors auftrifft, eine Pufferung, z. B. eine Feder, ein Gummipuffer od. dgl., vorgesehen sein, die die Anlaufstoßkraft herabsetzt. Ferner kann der Schlitz 6 gegenüber dem Bolzen 5 zwecks Anpassung der Vorspannung an das Gleichlastmoment einstell- und feststellbar eingerichtet sein.
  • Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, bei dem der treibende Teil von einem Elektromotor gebildet wird, dessen Läufer io das treibende Element bildet und drehbar auf der Welle i i angeordnet ist, die das getriebene Element darstellt, das mit den hier der Einfachheit halber fortgelassenen rotierenden Schwungmassen des Webstuhles fest verbunden ist. Die Kupplung zwischen dem Läufer io und der diesen tragenden Welle i i wird durch den Mitnehmerbolzen 12 bewirkt, der in die teilkreisförmige Aussparung 13 der fest auf der Welle i i sitzenden Scheibe 14 eingreift und mit dieser durch die Spiralfeder 15 verbunden ist. Das federnde Zwischenglied 15 ist somit zwischen Motorwelle und Läufer angeordnet. Die Welle i i kann außerdem auf der der Scheibe 14 gegenüberliegenden Seite mit zusätzlichen Schwungmassen 16 besetzt sein, die zum Energieausgleich mit beitragen und die maximale und minimale Geschwindigkeit der Webstuhlmassen in hinreichenden Grenzen halten.
  • In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem das getriebene Element 17 mit einer zusätzlichen Schwungmasse 18 verbunden ist. Das federnde Zwischenglied i9 liegt hier unmittelbar zwischen dem treibenden Element 20 und dem die zusätzliche Schwungmasse bildenden Teil 18. Der Bolzen 21 dient als Anschlag für das mit einer entsprechenden teilkreisförmigen Aussparung versehene Antriebselement 2o.

Claims (7)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung für den Antrieb von Webstühlen zur Verhütung des Übertrittes der in den rotierenden Massen des Webstuhles auftretenden Energieschwingungen auf die Welle eines Elektromotors mittels eines zwischen dem Motor und den rotierenden Massen des Webstuhles vorgesehenen elastischen Zwischengliedes, dadurch gekennzeichnet, daß das aus einer Spiral- oder Schraubenfeder bestehende elastische Zwischenglied (3, 8, 15, I9) ein dem zu übertragenden Last-Drehmoment entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment ausübt und die Federkonstante so gewählt ist, daß der Verdrehungswinkel zur Erzielung der gewünschten Vorspannung der Feder (3, 8, 15, I9) mindestens etwa das Dreifache der maximal auftretenden Winkeländerung bei der Relativbewegung der rotierenden Massen beträgt.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Zwischenglied (I5) zwischen Motorläufer (Io) und Motorwelle (II) angeordnet ist, wobei die Motorwelle (II) gegenüber dem Läufer (Io) drehbar gelagert und die Antriebsscheibe (I4) fest mit der Welle verbunden ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an dem einen der beiden, durch das elastische Zwischenglied (I5, I9) miteinander gekuppelten Energieträger zusätzliche Schwungmassen (I6, 18) vorgesehen sind.
  4. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber dem Motorläufer (Io) drehbar gelagerte und federnd mit ihm verbundene Antriebsscheibe (I4) mit der zusätzlichen Schwungmasse (I6) versehen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zum Begrenzen der Drehbeweglichkeit zwischen dem antreibenden Teil (I, Ia, Io, 2o) und dem angetriebenen Teil (2, 2a, 1i, 17, 18) Vorsprünge bzw. Anschläge vorgesehen sind.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorsprung bzw. Anschlag auf dem einen Teil ein Bolzen (5, 5a, 12, 21) vorgesehen ist, der bei gespannter Feder (3, 8, 15, 19) in eine an dem anderen Teil angebrachte, mit einem kreisbogenförmigen Schlitz (6, 13) versehene Scheibe (i, :2a, 14, 2o) hineinragt.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an denjenigen Stellen des Schlitzes (6, i3), auf die der Bolzen (5, 5 a, 12, 2i) beim Anlauf auftrifft, ein Puffer vorgesehen ist. B. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (6, 13) gegenüber dem Bolzen (5, 5 a, 12, 2i) verstellbar angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 541 737; »Die Arbeitsweise des elektrischen Einzelantriebes am Webstuhl«, erschienen als »Sonderdruck aus der Monatsschrift für Textilindustrie«, Fachheft i, Februar 1937, S. i9 bis 24.
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