EP0223775B1

EP0223775B1 - Tangentialriemenantrieb

Info

Publication number: EP0223775B1
Application number: EP85905758A
Authority: EP
Inventors: Friedrich Dinkelmann; Ernst Halder; Norbert Städele
Original assignee: Zinser Textilmaschinen GmbH
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 1985-05-25
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1990-10-03
Anticipated expiration: 2005-10-16
Also published as: US4781015A; WO1986007101A1; DE3580044D1; EP0223775A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tangentialriemenantrieb für eine Vielzahl von gleichartigen, in wenigstens einer Reihe nebeneinander angeordneten Arbeitsaggregaten einer Maschine zum Herstellen von geradrehten oder gezwirnten Fäden, bei welcher die Arbeitsaggregate in Felder mit wenigstens annähernd gleicher Anzahl von mittels eines endlosen Tangentialriemens angetriebenen Arbeitsaggregaten aufgeteilt sind, wobei jedem Feld wenigstens ein den zugehörigen Tangentialriemen antreibender Elektromotor und Umlenkmittel für den Tangentialriemen zugeordnet sind.
Unter Arbeitsaggregaten sind im folgenden Maschinenelemente mit hoher Drehzahl zu verstehen, z.B. Spindeln an Spinn- oder Zwirnmaschinen oder Rotoren und Auflösewalzen an OE-Spinnmaschinen.
Bei bekannten Konstruktionen ist bereits vorgeschlagen worden, daß die Arbeitsaggregate der Maschine gruppenweise durch jeweils einen von mehreren endlosen Tangentialriemen angetrieben werden. Jeder Tangentialriemen kann hierbei für sich durch einen Motor antreibbar sein. Die Umlenkrollen einander benachbarter Tangentialriemen sein sind drehfest miteinander verbunden und bewirken so einen Kraftschluß zwischen jeweils benachbarten Tangentialriemen, durch den mindestens annähernd synchroner Lauf der Tangentialriemen und damit aller Arbeitselemente gesichert bzw. in bestimmten Betriebszuständen erreicht werden kann. So kann es beispielsweise beim Anlauf oder Auslauf der Maschine erforderlich sein, zwischen Arbeitselementen oder Gruppen von Arbeitselementen mit unterschiedlichen An- oder Auslaufeigenschaften Energie zu verschieben und dadurch zwischen den energieabgebenden und energieaufnehmenden Arbeitselementen mindestens annähernden Synchronlauf zu erreichen. Derartige unterschiedliche An- und Auslaufeigenschaften können beispielsweise durch unterschiedlich große Gruppen gleichartiger Arbeitsaggregate bedingt sein oder auch dann auftreten, wenn eine mindestens annähernde Synchronisation mit andersartigen Arbeitselementen erfolgen soll, beispielsweise zwichen den Spindeln einer Ringspinnmaschine einerseits und den Streckwerten andererseits.
Man wird zwar bestrebt sein, den erforderlichen Synchronlauf durch entsprechende Steuerung der Antriebsmotoren auch im An- und Auslauf zu erreichen, so daß die mechanishe Kopplung der Gruppen von Arbeitselementen über die Tangentialriemen nur die Feinabstimmung der Drehzahlen bewirken muß. Trotzdem, insbesondere aber dann, wenn unter besonderen Umständen wie beispielsweise Stromausfall die entsprechende Steuerung der Antriebsmotoren nicht mehr möglich ist, muß der durch die drehfest verbundenen Umlenkrollen bewirkte Kraftschluß so groß sein, daß er die erforderliche Synchronisation bewirken kann.
Ein wesentlicher Faktor, der die Höhe dieses Kraftschlusses bestimmt, ist der Umschlingungswinkel, mit dem die Tangentialriemen ihre Umlenkrollen umschlingen. Die Summe der Umschlingungswinkel aller Umlenkstellen eines immer nur in einer Richtung umgelenkten Tangentialriemens beträgt, wie aus Fig. 1 hervorgeht, 360°. Diese Winkelsumme kann je nach Anordnung der Umlenkelemente unterschiedlich auf die einzelnen Umlenkelemente verteilt werden, bleibt jedoch stets 360°.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, entfällt von den 360° jeweils die Hälfte, also 180°, auf die Umlenkung an beiden Umkehrstellen des Tangentialriemens. Am rechten antriebsseitigen Ende teilen sich in diese 180° Umlenkung die beiden Umlenkrollen und die Antriebsscheibe. Es hat sich gezeigt, daß hierdurch je nach Aufteilung der Winkelsumme die Umschlingungswinkel entweder auf die Umlenkrollen oder auf der Antriebsscheibe zu gering werden, um Umlenkrollen oder auf der Antriebsscheibe zu gering werden, um in allen, auch extremen Fällen den erforderlichen Kraftschluß zu gewährleisten.
Als Stand der Technik, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht, ist ein Tangentialriemenantrieb bekannt, bei welchem in Maschinenmitte horizontale Antriebswellen laufen, die mit Winkeltrieben verbunden sind (DE-B 1.141.571). Diese Winkeltriebe weisen übereinanderliegende Antriebsrollen auf, über welche Tangentialriemen laufen. Diese wiederum treiben Zwischenrollen an, welche über jeweils ein individuelles, kurzes endloses Antriebsband die entsprechenden Antriebselemente von Spindeln antreiben. Es ergibt sich damit ein großer baulicher Aufwand mit erheblicher Verlustleistung.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Kraftschluß zwischen dem Tangentialriemen einerseits und den Umlenkrollen und den Antriebsscheiben andererseits zu erhöhen und damit die Energieübertragung sowohl vom Motor auf die Tangentialriemen als auch zwischen den Tangentialriemen zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sie Summe der Umlenkungswinkel eines Tangentialriemens über 360° hinaus erhöht, daß das Erhöhen der Summe der Umlenkungswinkel eines Tangentialriemens durch Verlegen der die Tangentialriemen antreibenden Antriebsrollen und/oder durch Anordnung weiterer Umlenkrollenelemente erfolgt und daß die Tangentialriemen entsprechend der Anzahl der Arbeitsaggregate jedes der Felder eine Breite zwischen 7 und 15 mm und eine Dicke zwischen 2 und 2,7 mm aufweisen.
Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß bei einfachem Aufbau des Tangentialriemenantriebes eine Verbesserung des Kraftschlusses zwischen dem Tangentialriemen einerseits und den Umlenkrollen und den Antriebsscheiben andererseits bewirkt wird, woraus insgesamt eine Verbesserung der Energieübertragung sowie des Wirkungsgrades resultiert.
Die Konstruktion mit Riemenführung im Gegenbogen hat den Vorteil der großen Einfachheit. Dabei sind ohne weiteres Umschlingungswinkel an den Umlenkscheiben und den Antriebsscheiben von bis zu 180° erreichbar. Man wird jedoch eine höhre Umschlingung, die in der Regel mit einer stärkeren Biegung und damit mehr Walkarbeit und Energieverlust im Riemen verbunden ist, nur soweit treiben, wie dies für die gewünschte Energieübertragung erforderlich erscheint. Bei einem schmalen und/oder insbesondere einem dünnen Riemen wird diese Grenze höher liegen als bei einem breiteren und/oder dickeren Riemen. Ein Umschlingen von kraftübertragenden Elementen wie Antriebsscheiben und Umlenkrollen mit beiden Seiten eines Riemens ist nur dann sinnvoll, wenn der Riemen auf beiden Seiten mit entsprechenden Oberflächen versehen ist.
Eine besonders vorteilhafte Maßnahme der Erfindung besteht darin, die den Tangentialriemen jeweils zugeordneten Umlenkrollen auch in den zusätzlichen Umlenkrollenelementen drehfest miteinander zu verbinden, sodaß diese zusätzlichen Umlenkrollen nicht nur die Umschlingungsbögen an den Antriebsscheiben und den schon vorhandenen Umlenkrollenelementen erhöhen, sondern auch ihre eigenen Umschlingungsbögen zusätzlich für die Energieübertragung zwischen den Tangentialriemen wirksam werden.
Der Riementrieb kann in an sich bekannter Weise als Flach- oder Profilriemen, beispielsweise Zahnriemen ausgebildet sein, sodaß wahlweise Kraftschluß oder Formschluß möglich ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 den Grundriß eines einzelnen Tangentialriemens aus einer Reihe benachbarter und kraftschlüssig verbundener Tangentialriemen gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 eine erste prinzipielle Ausführungsform der Erfindung in Darstellung wie in Fig. 1;
Fig. 3 bis 6 verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung in Darstellung wie Fig. 1, jeweils in schematischer Draufsicht.

Fig. 1 verdeutlicht, wie sich die Summe der Umschlingungswinkel von 360° eines Tangentialriemens 1 gemäß dem Stande der Technik auf vier Umlenkrollen 2, 3, 4 und 5 sowie eine Antriebsrolle 6 verteilt. Man erkennt, daß die Umschlingungswinkel an den Umlenkrollen 2 und 3 nur 45° und an der Antriebsrolle 6 nur 90°, insgesamt 180° betragen. Die Verteilung dieser 180° auf diese Rollen kann zwar durch Verlegen der Antriebsrolle 6 verändert werden, bei einer Erhöhung des Umschlingungswinkels an der Antriebsrolle 6 vermindern sich aber die Umschlingungswinkel an dem Umlenkrollen 2 und 3 umgekehrt. Ein geringer Umschlingungswinkel an dem Umlenkrollen 2 und 3 beeinträchtigt aber den Kraftschluß zwischen dem Tangentialriemen 1 und den Umlenkrollen und damit die Möglichkeit der Energieübertragung auf einen benachbarten Tangentialriemen 7. Ein geringer Umschlingungswinkel an der Antriebsrolle 6 vermindert den Kraftschluß zwischen dieser Rolle und dem Tangentialriemen 1 und damit die Übertragung der Antriebsenergie auf den Tangentialriemen.
Fig. 2 verdeutlicht, wie die Umschlingungswinkel an den Umlenkrollen 2 und 3 und der Antriebsrolle wesentlich erhöht werden können: der Tangentialriemen 1 wird durch Verlegen der Antriebsrolle 6 im Gegenbogen umgelenkt. Dabie werden Umschlingungswinkel an den Umlenkrollen 2 und 3 und der Antriebsrolle 6 von 165° bzw. 150° erreicht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 bei dem es sich um einen Antrieb für eine Ringspinnmaschine handelt, werden die beiden benachbarten Tangentialriemen 1 und 7 durch die Antriebsscheibe 6 eines Motors 8 angetrieben. Längs der Ringspinnmaschine verteilt angeordnete, unter Belastung einer ortsfest eingespannten Biegefeder 9 stehende Andrückrollenpaare 10 gewörleisten, daß sich die Tangentialriemen 1 bzw. 7 gut an die Wirtel 11 der hier nicht näher dargestellten Arbeitsorgane Spindeln anlegen. Die beiden Tangentialriemen 1, 7 sind zueinander höhenversetzt über drehfest miteinander gekoppelte Umlenkrollen 3 bzw. 18, die Umlenkrollenelemente 14 und 15 bilden, herumgeführt.
Bei der Bauform nach Fig. 4 sind neben den Umlenkrollenelementen 14 und 15 gegen die Längsmitte der Maschine zu weitere Umlenkrollenelemente 16 und 17 vorgesehen. Dabie läuft der Tangentialriemen 1 um das Umlenkrollenelement 14, um die Antriebsscheibe 6 un dum das Umlenkrollenement 15. Dagegen läuft der Tangentialriemen 7 um alle vier Umlenkrollenelemente 14, 16 und 17, 15, d.h. beide Umlenkrollenelemente jedes Paares werden von dem Tangentialriemen 7 umschlungen. Dabei wird die Umschlingung der den Kraftschluß und die Energieübertragung zwischen den Tangentialriemen 1 und 7 bewirkenden Umlenkrollenelemente 14 und 15 von 90° (Fig. 1) auf etwa 180° verdoppelt und damit die Möglichkeit zur Übertragung von Energie wesentlich erhöht.
Nach Fig. 5 besteht auch die Möglichkeit, bei einer Umlenkrollenanordnung wie in Fig. 4 den Motor 6 auf der anderen Seite, d.h. im Bereich des Tangentialriemens 7 anzuordnen. Hierbei umschlingt der Tangentialriemen 1 die beiden Umlenkrollenelemente 14 und 15 mit seiner Innenseite und die Umlenkrollenelemente 16 und 17 mit seiner Außenseite. Die Antriebsscheibe 6 des Motors 8 wird hierbei mit einem Winkel von rund 180° umschlungen. Der Tangentialriemen 7 umschlingt nur die beiden Umlenkrollenelemente 16 und 17 mit je etwa 90°.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 umschlingt auch der Tangentialriemen 7 die beiden Umlenkrollenelemente 16 und 17 mit seiner Außenseite. Hierbei sind die beiden Umlenkrollenelemente 14 und 16 bzw. 15 und 17 von beiden Tangentialriemen 1 und 7 mit Bögen von je mehr als 90° umschlungen, wobei ein besonders enger Kraftschluß und damit die Möglichkeit.zur Übertragung von viel Energie zwischen den Tangentialriemen 1 und 7 gegeben ist. Dabie kann durch entsprechende Anordnung der zusätzlichen Umlenkrollenelemente 16 und 17 leicht erreicht werden, daß die Summe der Umschlingungswinkel beider Tangentialriemen 1 und 7 um alle vier Umlenkrollenelemente gleich groß ist.
Bei allen Ausführungsformen sind die Umlenkrollenelemente derart angeordnet, daß die in Maschinenlängsrichtung verlaufenden Trums der Tangentialriemen 1, 7 tangential zu dem Umlenkrollen gerichtet sind. Der Antriebsmotor 8 mit der Antriebsscheibe 6 sitzt in der Maschinenmitte und ist zu der die Achsen der beiden Umlenkrollenelemente verbindenden Ebene um einen Betrag versetzt, der wenigstens dem halben Abstand zwischen den auf beiden Maschinenseiten laufenden Trums der Tangentialriemen 1, 7 entspricht.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist vorgesehen, daß die Umlenkrollenelemente 16 und 17 zwischen den beiden äußeren Umlenkrollenelementen 14 und 15 angeordnet sind und den zwischen diesen Umlenkrollenelementen 14 und 15 laufenden Tangentialriemen 7 gegenüber der tangentialen Verbindungsebene zwischen den Umlenkrollenelementen 14 und 15 um mehr als oder wenigstens den Durchmesser der Umlenkrollen dieser Umlenkrollenelemente auslenken.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist so gestaltet, daß die Umlenkrollenelemente 16, 17 den von den Umlenkrollen der Umlenkrollenelemente 14 und 15 zu der Antriebsscheibe 6 führenden Riemenweg um etwa den Umlenkrollendurchmesser derart auslenken, daß die von und zu der Antriebsscheibe führenden Riemenlaufrichtungen etwa parallel zueinander verlaufen.
Fig. 6 stellt eine Kombination aus den Merkmalen der Fig. 4 und 5 dar. Der Tangentialriemen 1 verläuft hierbei analog der Laufrichtung gemäß dem Tangentialriemen 1 in Fig. 5; der Tangentialriemen 7 verläuft hierbei analog der Laufrichtung des Tangentialriemens 7 in Fig. 4.
Die in Fig. 4, 5 und 6 dargestellten, jeweils benachbarten Umlenkrollenelemente 14 und 16 bzw. 15 und 17 können hierbei mechanisch miteinander gekoppelt sein. Diese Kopplung kann beispielsweise durch miteinander kämmende Zahnräder erfolgen, wodurch eine eventuell notwendig werdende Energieverschiebung unterstützt wird.

Claims

1. Tangentialriemenantrieb für eine Vielzahl von gleichartigen, in wenigstens einer Reihe nebeneinander angeordneten Arbeitsaggregaten einer Maschine zum Herstellen von gedrehten oder gezwirnten Fäden, bei welcher die Arbeitsaggregate in Felder mit wenigstens annähernd gleicher Anzahl von mittels eines endlosen Tangentialriemens angetriebenen Arbeitsaggregaten aufgeteilt sind, wobei jedem Feld wenigstens ein den zugehörigen Tangentialriemen antreibender Elektromotor und Umlenkmittel für den Tangentialriemen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Umlenkungswinkel eines Tangentialriemens (1, 7) über 360° hinaus erhöht ist, daß das Erhöhen der Summe der Umlenkungswinkel eines Tangentialriemens (1, 7) durch Verlegen der die Tangentialriemen (1, 7) antreibenden Antriebsrollen (6) und/oder durch Anordnung weiterer Umlenkrollenelemente (16, 17) erfolgt und daß die Tangentialriemen (1, 7) entsprechend der Anzahl der Arbeitsaggregate jedes der Felder eine Breite zwischen 7 und 15 mm und eine Dicke zwischen 2 und 2,7 mm aufweisen.

2. Tangentialriemenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrolle (6) eines Tangentialriemens (1) in den Endbereich zwischen den den Umlenkrollenelementen (14, 15) zulaufenden bzw. von diesen ablaufenden Abschnitten dieses Tangentialriemens (1) zurückversetzt ist.

3. Tangentialriemenantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Umlenkrollenelement (14, 15) ein zweites, von mindestens einem der benachbarten Tangentialriemen (1, 7) umschlungenes Umlenkrollenelement (16, 17) zugeordnet ist.

4. Tangentialriemenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tangentialriemen (1, 7) die ersten Umlenkrollenelemente (14, 15) mit ihrer Außenseite, die zweiten Umlenkrollenelemente (16, 17) mit ihrer Innenseite umschlingen.

5. Tangentialriemenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsrolle (6) eines beide Umlenkrollenelementpaare (14, 15; 16, 17) umschlingenden Tangentialriemens (1) in den Endbereich zwischen den den Umlenkrollenelementen (14,15,16,17) zulaufenden, bzw. von diesen ablaufenden Abschnitten des benachbarten Tangentialriemens (7) versetzt ist.

6. Tangentialriemenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Tangentialriemen (1) je ein Umlenkrollenelement (14, 15) jeden Paares umschlingt, während der andere Tangentialriemen (7) beide Umlenkrollenelemente (14, 16; 15, 17) jeden Paares umschlingt (Fig. 3, 4).

7. Tangentialriemenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beide benachbarte Tangentialriemen (1, 7) beide Umlenkrollenelemente (14, 16; 15, 17) beider Paare umschlingen (Fig. 5).

8. Tangentialriemenantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkrollen auch jedes zusätzlichen Umlenkrollenelementes (16, 17) jeweils drehfest miteinander verbunden sind.

9. Tangentialriemenantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Umlenkrollenelemente (14, 16; 15, 17) jedes Paare mechanisch miteinander gekoppelt sind.

10. Tangentialriemenantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als mechanische Kopplung zwei miteinander kämmende Zahnräder vorgesehen sind.