EP0095565A2 - Elektromechanische Steuervorrichtung von Bewegungsabläufen in einer Textilmaschine - Google Patents

Elektromechanische Steuervorrichtung von Bewegungsabläufen in einer Textilmaschine Download PDF

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EP0095565A2
EP0095565A2 EP83102726A EP83102726A EP0095565A2 EP 0095565 A2 EP0095565 A2 EP 0095565A2 EP 83102726 A EP83102726 A EP 83102726A EP 83102726 A EP83102726 A EP 83102726A EP 0095565 A2 EP0095565 A2 EP 0095565A2
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EP
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control cam
drive shaft
stops
electromagnet
movement
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Josef Reiter
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REITER GmbH
OMM OFFICINE MECCANOTESSILI MONZA SpA
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REITER GmbH
OMM OFFICINE MECCANOTESSILI MONZA SpA
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
    • D03C5/00—Cam or other direct-acting shedding mechanisms, i.e. operating heald frames without intervening power-supplying devices
    • D03C5/02—Cam or other direct-acting shedding mechanisms, i.e. operating heald frames without intervening power-supplying devices operated by rotating cams

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic control device for controlling movement sequences in a textile machine, in particular for controlling the warp thread movement in a weaving machine.
  • the control for example the production of warp and weft-patterned ribbons in a weaving machine, has hitherto been carried out mechanically by scanning a card punched according to the desired pattern via a scanning device and controlling the loom via the scanning device in such a way that the corresponding pattern is woven.
  • the invention is intended to create an electromechanical control device for controlling movement sequences in a textile machine and in particular for controlling the warp thread movement in a weaving machine can work in conjunction with an electronically designed controller and can reliably convert the electronic control impulses into the necessary mechanical movement sequences.
  • control device according to the invention is designed in the manner indicated by the features of the characterizing part of patent claim 1.
  • the design can be such, for example, that when the magnet is excited, the warp threads are raised synchronously with the movement of the loom, as long as the magnet is excited and that when the magnet is de-energized, the warp threads are synchronous is lowered with the movement of the loom as long as the magnet is de-energized.
  • the shed formed in this way has a precisely maintained opening angle of, for example, 11 °.
  • the control device permits working speeds of approximately 2,000 double-shot entries per minute, guarantees high operational reliability and can be constructed in a modular manner, i.e. be expandable as required.
  • Such a control device is also almost maintenance-free, and due to the fact that the forces and torques to be transmitted are small, the individual parts can be made of plastic, so that only small masses result.
  • control device is not limited to the control of the warp thread movement in a weaving machine, rather the control device according to the invention can be used, among other things. for controlling individual warp threads, for shaft control, for weft thread transport, for changing colors in multi-spool needle belt machines and for chopping gallon machines.
  • the power of the magnet can be, for example, 1.5 W, and the switching path is short, so that a stroke of the magnet of, for example, 2 mm is sufficient, high speeds are involved reachable. Tests have shown speeds of up to 2,500 switching operations per minute. As a result, the power electronics can be dimensioned small and the energy consumption is low.
  • FIG. 1 The embodiment of the control device according to the invention shown in FIG. 1 makes use of a continuous drive movement, namely the continuously running drive shaft, which is connected to the control cam disc 1 via a mechanical coupling. This keeps mass changes as small as possible.
  • the control cam 1 raises and lowers a plunger 2 designed as a lever arm in accordance with the up and down draft of its cam surfaces, which is freely attached to a pivot point 5.
  • Fig. 1 the positions of the plunger I and II are shown.
  • the control cam 1 is operated via a traction sheave 4 by a magnet 3.
  • a strand 7 is connected to the plunger 2 via a harness cord.
  • a return rubber 6 pulls the plunger 2 into position II.
  • the control cam 1 presses the plunger 2 into position I.
  • the control cam 1 is connected via a spring clutch to a continuously running drive shaft, the functional principle of which is described below with reference to FIG. 2.
  • the torsion spring 9 is attached to the shaft 8 at a point 12. If the inner diameter of the torsion spring 9 is slightly smaller than the outer diameter of the shafts 8 and 10 and the torsion spring 9 is wound on the right, the torsion spring 9 closes when the shaft 10 is rotated to the left so that the torque is transmitted to the shaft 8 and the torque delivered to the shaft 10 can be tapped at the shaft 8. To disengage the shaft 8, the other end 11 of the torsion spring 9 is connected to a fixed point. The torsion spring 9 then opens until the position of the shaft 8 has stabilized with respect to the fixed point. This creates a force that is equal to the force that must be applied to decouple the shafts 8 and 10. In addition to this force, the centrifugal force of the mass of the shaft 8 and possibly the frictional forces are added.
  • a control cam disk with the shape shown in particular in FIG. 4 is mounted on a drive shaft 13 in this way that the rotation of the control cam can be controlled by holding and releasing the torsion spring 9 of the spring clutch.
  • the control cam rotates in the manner shown in Fig. 3, no force is transmitted from the plunger 2 except the friction to the control cam 1 in the angular ranges ⁇ and o (', while in the angular range ß a force F via the plunger 2 to the cam disk 1 is transmitted.
  • FIG. 4 shows the structure of the exemplary embodiment of the control device according to the invention in detail.
  • a coupling hub 17 is connected to the drive shaft 13.
  • the clutch hub 17 would correspond to the shaft 10 in FIG. 2.
  • the control cam 1 is mounted on the clutch hub 17 by means of a freewheel needle bearing 18 with little friction and only one direction of rotation in the manner shown in FIG. 4. 4 corresponds to the shaft 8 in FIG. 2.
  • the torsion spring 9 is over the K upplungsnabe 17 with the cam disk 1 is connected and fixed thereto.
  • a traction sheave 14 is placed cantilevered over the torsion spring 9 and is connected to the torsion spring 9 at a point 11.
  • the traction sheave for a control cam 1 with quadruple control cams has four stops for the high gear and four stops 16 for the draft, as shown in detail in FIG. 5, which are each offset by 45 °.
  • the control magnet 3 controls the traction sheave 14 via a gripping element 15.
  • the gripping element 15 is pressed into position I by the magnet 3, so that the traction sheave 14 is released and the torsion spring 9 closes.
  • the cam disc 1 is taken along via the torsion spring 9 and the tappet 2 is pressed into the position I in FIG. 1.
  • the gripping element 15 stops the drive pulley 14.
  • the torsion spring 9 opens and the rotation of the cam disc 1 is interrupted.
  • the traction sheave 14 is released again, so that the coupling hub 17 takes the cam disc 1 via the torsion spring 9 to position II in FIG. 1.
  • the plunger 2 goes into position II.
  • the gripping element 15 stops the disk 14, so that the torsion spring 9 opens again and the control cam 1 stops in the angular range ⁇ .

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Abstract

Elektromechanische Steuervorrichtung zum Steuern von Bewegungsabläufen in einer Textilmaschine, insbesondere zum Steuern der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine mit einer Steuerkurvenscheibe (1), über deren Kurvenfläche ein Stössel (2) läuft, der die zu steuernde Bewegung bewirkt, mit einer kontinuierlich laufenden Antriebswelle (13) für die Steuerkurvenscheibe (1) und mit einer als Federkupplung ausgebildeten Schaltkupplung, die die Antriebswelle (13) und die Steuerkurvenscheibe (1) verbindet und über einen Magneten (3) entsprechend den daran anliegenden Steuerimpulsen geschaltet wird und dadurch die Drehung der Steuerkurvenscheibe (1) steuert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Steuervorrichtung zum Steuern von Bewegungsabläufen in einer Textilmaschine, insbesondere zum Steuern der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine.
  • Die Steuerung,beispielsweise der Herstellung von kett-und schussgemusterten Bändern in einer Webmaschine, erfolgte bisher mechanisch, indem über eine Abstastvorrichtung eine entsprechend dem gewünschten Muster gelochte Karte abgetastet und über die Abtastvorrichtung der Webstuhl so gesteuert wird, dass das entsprechende Muster gewebt wird.
  • Die Ausbildung einer derartigen Programm- und Ablaufsteuerung auf elektronischem Wege führt zu einer erheblichen Arbeitsersparnis und erlaubt wesentliche höhere Webgeschwindig- keiten, vorausgesetzt, dass entsprechende mechanische Einrichtungen vorhanden sind, die die elektronischen Impulse in eine mechanische Bewegung umsetzen können und dabei zuverlässig arbeiten. Mit einer entsprechenden mechanischen Einrichtung und angepasster elektronischer Steuerung sind bis zu 100 % höhere Arbeitsgeschwindigkeiten und damit um bis zu 100 % höhere Webgeschwindigkeiten eines Webstuhles abgesehen von der Arbeitsersparnis beim Programmieren des Webmusters möglich.
  • Durch die Erfindung soll eine elektromechanische Steuervorrichtung zum Steuern von Bewegungsabläufen in einer Textilmaschine und insbesondere zum Steuern der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine geschaffen werden, die in Verbindung mit einer elektronisch ausgelegten Steuerung arbeiten kann und die elektronischen Steuerimpulse zuverlässig in die notwendigen mechanischen Bewegungsabläufe umsetzen kann.
  • Dazu ist die erfindungsgemässe Steuervorrichtung in der Weise ausgebildet, wie es durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruches 1 angegeben ist.
  • Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemässen Steuervorrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 6.
  • Wenn die erfindungsgemässe Steuervorrichtung zum Steuern der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine verwandt wird, so kann die Ausbildung beispielsweise derart sein, dass bei erregtem Magneten der Kettfäden synchron mit der Bewegung des Webstuhles angehoben wird, solange der Magnet erregt ist und dass bei entregtem Magneten der Kettfaden synchron mit der Bewegung des Webstuhles abgesenkt wird, solange der Magnet entregt ist. Das dabei gebildete Webfach hat einen genau eingehaltenen öffnungswinkel von beispielsweise 11°.
  • Die erfindungsgemässe Steuervorrichtung erlaubt Arbeitsgeschwindigkeiten von ca. 2 000 Doppelschusseintragungen pro Minute, garantiert eine hohe Betriebssicherheit und kann in Modulbauweise ausgebildet, d.h. beliebig erweiterbar sein.
  • Eine derartige Steuervorrichtung ist darüberhinaus nahezu wartungsfrei, wobei aufgrund der Tatsache, dass die zu übertragenden Kräfte und Drehmomente klein sind, die Einzelteile aus Kunststoff gefertigt werden können, so dass sich nur kleine Massen ergeben.
  • Die Anwendung der erfindungsgemässen Steuervorrichtung ist nicht auf die Steuerung der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine beschränkt, vielmehr kann die erfindungsgemässe Steuervorrichtung u.a. zur Steuerung einzelner Kettfäden, zur Schaftsteuerung, zum Schussfadentransport, zum Farbwechsel bei mehrspuligen Nadelbandautomaten und bei Häckelgalonnmaschinen angewandt werden.
  • Da zum Schalten der bei der erfindungsgemässen Steuervorrichtung vorgesehenen Kupplung nur kleine Kräfte erforderlich sind und dementsprechend die Leistung des Magneten beispielsweise 1,5 W betragen kann, und der Schaltweg klein ist, so dass ein Hub des Magneten von beispielsweise 2 mm ausreicht, sind grosse Geschwindigkeiten erreichbar. Versuche haben Geschwindigkeiten bis zu 2 500 Schaltvorgänge pro Minute ergeben. Dadurch kann die Leistungselektronik klein dimensioniert werden und ergibt sich ein geringer Energieverbrauch.
  • Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung ein bevorzugtesAusführungsbeispiel der erfindungsgemässen Steuervorrichtung näher beschrieben:
    • Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Vorrichtung.
    • Fig. 2 zeigt in einer Seiten- und Vorderansicht die Kupplungsfeder zur Darstellung des Wirkungsprinzips der bei der erfindungsgemässen Vorrichtung vorgesehenen Federkupplung.
    • Fig. 3 zeigt die Steuerkurvenscheibe mit zugehörigem Stössel in einer Vorderansicht.
    • Fig. 4 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Vorrichtung.
    • Fig. 5 zeigt eine Vorderansicht der Steuerkurvenscheibe sowie der Treibscheibe zur Darstellung der Steuerfunktionen bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Steuervorrichtung macht von einer kontinuierlichen Antriebsbewegung, nämlich der kontinuierlich laufenden Antriebswelle Gebrauch, die über eine mechanische Kupplung mit der Steuerkurvenscheibe 1 verbunden ist. Dadurch werden Massenwechsel so klein wie möglich gehalten. Die Steuerkurvenscheibe 1 hebt und senkt entsprechend dem Hoch- und Tiefgang ihrer Steuerkurvenflächen einen als Hebelarm ausgebildeten Stössel 2, der an einem Drehpunkt 5 frei befestigt ist. In Fig. 1 sind die Stellungen des Stössels I und II dargestellt.
  • Die Steuerkurvenscheibe 1 wird über eine Treibscheibe 4 von einem Magneten 3 betrieben. Am Stössel 2 ist über eine Harnischkordel eine Litze 7 angeschlossen. Ein Rückholgummi 6 zieht den Stössel 2 in die Position II. Die Steuerkurvenscheibe 1 drückt den Stössel 2 in die Position I.
  • Die Steuerkurvenscheibe 1 ist über eine Federkupplung mit einer kontinuierlich laufenden Antriebswelle verbunden, deren Funktionsprinzip im folgenden anhand von Fig. 2 beschrieben wird.
  • Zwei Wellen 8 und 10 mit gleichem Durchmesser, die in einer Achse liegen, sind mittels einer Torsionsfeder 9 miteinander verbunden. Die Torsionsfeder 9 ist an der Welle 8 an einem Punkt 12 befestigt. Wenn der Innendurchmesser der Torsionsfeder 9 etwas kleiner als der Aussendurchmesser der Wellen 8 und 10 ist und die Torsionsfeder 9 rechts gewickelt ist, so schliesst die Torsionsfeder 9, wenn die Welle 10 nach links gedreht wird, so dass das Drehmoment auf die Welle 8 übertragen und das an die Welle 10 abgegebene Drehmoment an der Welle 8 abgegriffen werden kann. Zum Auskuppeln der Welle 8 wird das-andere Ende 11 der Torsionsfeder 9 mit einem festen Punkt verbunden. Die Torsionsfeder 9 öffnet dann soweit, bis sich die Lage der Welle 8 gegenüber dem festen Punkt stabilisiert hat. Dabei entsteht eine Kraft, die gleich der Kraft ist, die aufgewendet werden muss, um die Wellen 8 und 10 zu entkuppeln. Zu dieser Kraft kommen die Fliehkraft der Masse der Welle 8 und gegebenenfalls die Reibungskräfte hinzu.
  • Wird die Kraft zum Auslösen der Kupplung durch eine entsprechende Wahl des Materials der Welle 10, der Beschaffenheit der Oberfläche der Welle 10 sowie des Materials der Feder 9 sehr gering gehalten, so können über diese kleine Kraft grosse Drehmomente von der Welle 10 zur Welle 8 übertragen werden. Das gilt aber nur, wenn zum Zeitpunkt des Schaltens, d.h. des Ein- oder Auskuppelns der Kupplung, an der Welle 10 kein Drehmoment oder nur ein sehr kleines Drehmoment liegt, das gegebenenfalls durch die-rotierende Welle 10 aufgrund ihrer Masse oder durch eine Reibung bedingt ist. Diese Kraft würde sich zu der Auslösekraft der Kupplung addieren und.somit ein Ein- oder Auskuppeln erschweren.
  • Zur Steuerung von Bewegungsabläufen in Textilmaschinen, insbesondere zur Steuerung der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine, ist bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, eine Steuerkurvenscheibe mit der insbesondere in Fig. 4 dargestellten Form auf einer Antriebswelle 13 so montiert, dass durch Halten und Freigeben der Torsionsfeder 9 der Federkupplung die Drehung der Steuerkurvenscheibe gesteuert werden kann. Wenn sich die Steuerkurvenscheibe in der in Fig. 3 dargestellten Weise dreht, wird in den Winkelbereichen α und o(' vom Stössel 2 ausser der Reibung keine Kraft auf die Steuerkurvenscheibe 1 übertragen, während im Winkelbereich ß eine Kraft F über den Stössel 2 auf die Kurvenscheibe 1 übertragen wird. Wird daher die Federkupplung mit der Torsionsfeder 9 in den Bereichen α und α' ein- oder ausgelöst, so kann mit einer kleinen Steuerkraft die Steuerkurvenscheibe gesteuert werden und der Stössel 2 in die in Fig. 1 dargestellten Positionen I oder II gebracht werden. Wenn die Steuerkurvenscheibe die in Fig. 3 dargestellte Vierfachform hat, um die Drehzahl der Welle 13 möglichst klein zu halten und den Verschleiss zu reduzieren, ergibt sich für die Welle 13 bei einem Webstuhl mit 2 000 Doppelschusseintragungen pro Minute eine Drehzahl von 2000 = 250 U/min. 8
  • In Fig. 4 ist der Aufbau des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Steuervorrichtung im einzelnen dargestellt.
  • Mit der Antriebswelle 13 ist eine Kupplungsnabe 17 verbunden. Die Kupplungsnabe 17 entspräche der Welle 10 in Fig. 2. Die Steuerkurvenscheibe 1 ist mittels eines Freilaufnadellagers 18 mit kleiner Reibung und nur einer Drehrichtung in der in Fig. 4 dargestellten Weise auf die Kupplungsnabe 17 montiert. Die Steuerkurvenscheibe in Fig. 4 entspricht der Welle 8 in Fig. 2. Die Torsionsfeder 9 ist über die Kupplungsnabe 17 mit der Steuerkurvenscheibe 1 verbunden und an dieser befestigt. Über die Torsionsfeder 9 ist eine Treibscheibe 14 freitragend gelegt, die mit der Torsionsfeder 9 an einem Punkt 11 verbunden ist. Die Treibscheibe hat für eine Steuerkurvenscheibe 1 mit Vierfachsteuerkurven vier Anschläge für den Hochgang und vier Anschläge 16 für den Tiefgang, wie es in Fig. 5 im einzelnen dargestellt ist, die jeweils um 45° versetzt angeordnet sind.
  • Der Steuermagnet 3 steuert über ein Greifelement 15 die Treibscheibe 14. Wenn sich die Kupplungsnabe 17 dreht, wird das Greifelement 15 vom Magneten 3 in die Position I gedrückt, so dass die Treibscheibe 14 freigegeben ist und sich die Torsionsfeder 9 schliesst. Dadurch wird über die Torsionsfeder 9 die Steuerkurvenscheibe 1 mitgenommen und der Stössel 2 in die Position I in Fig. 1 gedrückt. Wenn der Stössel 2 auf der radialen Lauffläche der Steuerkurvenscheibe beim Winkel oC • in Fig. 3 angekommen ist, hält das Greifelement 15 die Treibscheibe 14 an. Die Torsionsfeder 9 öffnet und die Drehung der Steuerkurvenscheibe 1 wird unterbrochen. Wird der beispielsweise als Doppelhubmagnet ausgebildete Magnet zurückgezogen, so kommt die Treibscheibe 14 wieder frei, so dass die Kupplungsnabe 17 die Steuerkurvenscheibe 1 über die Torsionsfeder 9 bis zur Stellung II in Fig. 1 mitnimmt. Der Stössel 2 geht in die Stellung II. Im Winkelbereich α hält das Greifelement 15 die Teibscheibe 14 an, so dass sich die Torsionsfeder 9 wieder öffnet und die Steuerkurvenscheibe 1 im Winkelbereich α stehen bleibt.
  • Die Ausbildung der Winkelbereiche der Steuerkurvenscheibe sowie die Anordnung der Anschläge 16 der Treibscheibe in zwei radial beabstandeten Reihen, d.h. ringförmig radial im Abstand voneinander und in Umfangsrichtung in einem bestimmten Winkel zueinander sind im einzelnen in Fig. 5 dargestellt.

Claims (6)

1. Elektromechanische Steuervorrichtung zum Steuern von Bewegungsabläufen in einer Textilmaschine, insbesondere zum Steuern der Kettfadenbewegung in einer Webmaschine, gekennzeichnet durch eine Steuerkurvenscheibe (1), über deren Steuerkurvenfläche ein Stössel (2) läuft, der den zu steuernden Bewegungsablauf bewirkt, eine Antriebswelle (13) für die Steuerkurvenscheibe (1), eine Federkupplung, die die Antriebswelle (13) mit der Steuerkurvenscheibe (1) verbindet, und einen Elektromagneten (3), der durch elektrische Steuersignale erregt wird und dementsprechend die Federkupplung ein- und ausrückt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die Federkupplung eine Torsionsfeder (9) umfasst, die konzentrisch um eine Muffe der Steuerkurvenscheibe (1) und um die Antriebswelle (13) herum angeordnet ist, einen Innendurchmesser hat, der kleiner als der Aussendurchmesser der Muffe der Steuerkurvenscheibe (1) und der Antriebswelle (13) ist und an einem Ende fest mit der Steuerkurvenscheibe (1) oder der Antriebswelle (13) verbunden ist, wobei das andere Ende der Torsionsfeder (9) zum Ein- und Ausrücken der Kupplung von Magneten (3) erfasst und freigegeben wird,.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine fest auf der Antriebswelle (13) angeordnete Nabenscheibe (17), auf der die Torsionsfeder (9). der Federkupplung sitzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Treibscheibe (14), die auf der Antriebswelle (13) relativ dazu bewegbar sitzt und mit dem anderen Ende der Torsionsfeder (9) in Eingriff steht, wobei an wenigstens einer Seitenfläche der Treibscheibe (14) in Umfangsrichtung im Abstand voneinander axial vorstehende Anschläge (16) vorgesehen sind, an die ein Greifelement (15) des Elektromagneten (3) zum Anschlag kommen kann, das in die Bewegungsbahn der Anschläge (16) und aus der Bewegungsbahn der Anschläge (16) heraus durch den Elektromagneten (3) bewegbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , dass an der Treibscheibe (14) radial im Abstand voneinander zwei Reihen von in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Anschläge (16) vorgesehen sind, wobei sich das Greifelement (15) des Elektromagneten (3) im erregten oder entregten Zustand des Elektromagneten (3) in der Bewegungsbahn einer Reihe von Anschlägen (16) jeweils befindet.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , dass Anschläge (16) auf beiden Seiten der Treibscheibe (14) und einander direkt gegenüber vorgesehen sind und dass das Greifelement (15) des Elektromagneten (3) U-förmig ausgebildet ist und mit seinen Schenkeln die Anschläge (16) auf beiden Seiten der Treibscheibe (14) erfasst.
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