EP1516947B2

EP1516947B2 - Schaftantrieb für Webmaschinenschäfte

Info

Publication number: EP1516947B2
Application number: EP04018093A
Authority: EP
Inventors: Johannes Dr. Bruske; Bernhard Münster; Armin FÄLLER
Original assignee: Groz Beckert KG
Current assignee: Groz Beckert KG
Priority date: 2003-09-17
Filing date: 2004-07-30
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2024-07-30
Also published as: JP2005089954A; US20050056334A1; EP1516947A2; JP4383292B2; US7140399B2; EP1516947A3; DE502004006644D1; CN100507110C; CN1598106A; EP1516947B1; DE10343377B3

Description

Die Erfindung betrifft einen Schaltantrieb für wenigstens einen Webschaft einer Webmaschine.
Zur Fachbildung sind an Webmaschinen in der Regel mehrere Webschäfte vorgesehen, die jeweils eine Vielzahl parallel zueinander angeordneter Litzen aufweisen, durch deren Fadenaugen die Kettfaden gefuhrt-sind. Zur Fachbildung werden die Webschäfte sehr schnell auf- und abbewegt. Dazu dienen Schaft-antriebe, die als Schaftmaschinen oder Exzentermaschinen bezeichnet werden. So genannte Exzentermaschinen erzeugen dabei aus der drehenden Bewegung einer Antriebswelle die Auf- und Abbewegung der Webschafte, wobei hohe Webgeschwindigkeiten erreicht werden können. Allerdings sind solche Exzentermaschineninflexibel. Die Erzeugung von Mustern oder verschiedenen Bindungen ist nur beschränkt möglich. Es sind deshalb weithin Schaftantriebe in Gebrauch, bei denen zwischen einer Antriebswelle und dem Exzenter zur Erzeugung der Schaftbewegung eine Klinkenkupplung vorgesehen ist.
Eine solche Schaftmaschine ist beispielsweise aus der DE 697 02 039 T2 bekannt. Der zwischen dem Exzenter und der antreibenden Welle angeordnete Klinkenschaltmechanismus wird hier für jede schaftbewegung, d.h. für eine Aufwärtsbewegung des Schafts oder für eine Abwärtsbewegung des Schafts jeweils für eine halbe Wellenumdrehung eingeschaltet. Solche Schaftmaschine sind sehr flexibel. Allerdings können solche Schaftmaschinen die Arbeitsgeschwindigkeit von Exzentermaschinen nicht erreichen. Die Arbeit der Klinkenschaltmechanissen ist verschleißträchtig. Eine Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit führt jedoch nicht nur zum Klinkenverschleiß, sondern auch zu Litzen- und Schaftbrüchen.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen Schaftantrieb für den Webschaft einer Webmaschine zu schaffen, der bei geringer Belastung seiner Elemente und des angeschlossenen Webschafts eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit gestattet.
Diese Aufgabe wird mit dem Schaftantrieb nach Anspruch 1 gelöst:

Erfindungsgemäß wird die Schaltbewegung nun so festgelegt, dass weder eine reine sinusförmig schwingende Auf- und Abbewegung des Schafts noch eine schwingende Auf- und Abbewegung mit Stillstandszeiten im oberen und im unteren umkehrpunkt erhalten wird. Vielmehr erzwingt der Antrieb nicht nur während der Bewegungsphasen, sondern nunmehr auch während der Ruhephasen des Schafts, in.denen der Schaft ansonsten üblicherweise im oberen oder im unteren Umkehrpunkt ruht, eine fortgesetzte Bewegung desselben. Diese Maßnahme eröffnet die Möglichkeit, die maximalen Beschleunigungen des Schafts zu reduzieren. Die Vermeidung von Beschleunigungssprüngen führt zu einem ruckfreien Lauf der Schäfte, der auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten zu keinen übermäßigen Schwingungsanregungen führt.Die Grenze für die Arbeitsgeschwindigkeit, bei der Schaftbrüche und Litzenbrüche auftreten, kann somit sehr weit zu höheren Arbeitsgeschwindigkeiten verschoben werden. Die entsprechenden, von dem Schaft zu durchlaufenden Bewegungskurven können, gemäß einer nicht-erfindungsgemäßen Ausführungsform, mittels frei programmierbarer Antriebe erreicht werden, die den Schaft bewegen. Eine den Antriebe zugeordnete Steuereinrichtung fordert den Antrieben während der Bewegungsphasen eine hohe Geschwindigkeit ab, um den Schaft möglichst schnell aus der einen Umkehrlage in eine andere Umkehrlage zu überführen. Dieser Vorgang ist zur Nachbildung erforderlich, um Kettfäden aus der Kettfadenebene nach oben oder nach unten herauszubewegen. Nähert sich der Schaft seiner anvisierten Umkehrlage, verlangsamt die Steuereinrichtung den Abtrieb des Schaftantriebs, der z.B. durch Verbindungsstangen gebildet ist, und lässt ihn dann bei Erreichen der Umkehrlage um dieselbe pendeln. Je nach Verweilzeit in der Umkehrlage kann die Pendelschwingung ein oder mehrere Maxima und Minima (wellenzüge) durchlaufen. Die Pendelbewegung in den Ruhephasen hat den Vorzug, das der Schaftantrieb Schaftbewegungen vorgerben kann, die geringere Beschleunigungswerte aufweisen. Die Schaftbewegung folgt in ihrem zeitverlauf beim Übergang von einer Umkehrlage in die andere einer harmonischen Funktion (sinus oder cosinus) und geht in der Umkehrlage in eine Zeitfunktion über, zu deren Beginn die Beschleunigung den gleichen wert hat wie beim Verlassen des Kurvenastes der Übergangsbewegung. Der Beschleunigungsverlauf ist somit stetig. Die Bewegungskurven (die auch als "gewegungsgesetze" bezeichnet werden) für den Übergang des Schafts aus einer Umkehrlage in die andere sowie für das Pendeln innerhalb der Umkehrlagenbereiche können bei einer nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform in einem Datenspeicher abgespeichert sein. Die Steuereinrichtung ruft dann die jeweiligen Steuerkurven aus dem Datenspeicher auf und steuert den oder die Motoren des Schaftantriebs entsprechend an. Alternativ können die Steuerkurven auch vorab oder in Echtzeit berechnet werden, wobei die Berechnung fallweise abhängig von den jeweils gegebenen Randbedingungen nach speziellen Optimierungskriterien erfolgen kann. Optimierungskriterien können beispielsweise sein, dass eine Mindestfachöffnungszeit nicht unterschritten werden darf, dass die Maximalbeschleunigungen zu begrenzen sind, dass Beschleunigungasprünge unzulässig sind, dass die Schaftgeschwindigkeit zu begrenzen ist oder dass bei gegebener Maximalbeschleunigung eine maximale Arbeitsgeschwindigkeit errechnet wird. Die sich aus diesen Optimierungskriterien ergebenden Kurven können dann zwischengespeichert und zum Ansteuern des Schaftantriebs angewendet werden. Die Pendelbewegung des Schafts im oberen und unteren Umkehrpunktbereich hat den weiteren Vorteil, dass durch die Pendelbewegung des Webschafts die Kettfäden etwas entspannt werden können, was den Schussfadenanschlag erleichtern kann.

Erfindungsgemäß wird die während der Ruhephase durch den Schaft auszuführende Bewegung mechanisch erzeugt oder vorgegeben. Der Schaft wird über eine Kupplungseinrichtung wahlweise mit einem ersten Antrieb verbunden, der eine ständig zwischen beiden Umkehrlagen pendelnde Bewegung erzeugt, oder mit einem anderen Antrieb, der die um die obere oder die untere Umkehrlage pendelnde Bewegung erzeugt. Die Umschaltung erfolgt während vorhandener Synchronphasen.
Der erfindungsgemäße Schaftantrieb weist eine mit einer Drehantriebseinrichtung verbundene Eingangswelle aufweisen, die letztlich dazu dient, eine Getriebeanordnung anzutreiben, die die hin- und hergehende Bewegung des Webschafts erzeugt. Die zwischen der Eingangswelle und der Getriebeanordnung vorgesehene Kupplungsanordnung weist zumindest zwei Eingangselemente und ein Ausgangselement auf, das mit der Getriebeanordnung verbunden ist. Die Eingangselemente erzeugen beim Abgriff der Bewegung von innen zumindest zeitweilig eine synchrone Bewegung. Innerhalb dieser Zeitfenster, in denen Synchronität des Bewegungsabgriffs zwischen beiden Eingangselementan besteht und in denen der Schaft nicht ruht, kann die Kupplungsanordnung von dem einen Eingangselement auf das andere Eingangselement umschalten. Die Umschaltung wird somit weder als Ruck noch als Stoß in dem Antriebsstrang bemerkbar. Ein Reduzieren der Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle ist deshalb zum Umschalten nicht nötig. Es lässt sich ohne Inkaufnahme von übermäßigem Verschleiß bzw. Schaft- oder Litzenbrüchen eine erhöhte Arbeitsgeschwindigkeit der Webmaschine erreichen und zwar auch dann, wenn einzeln Webschäfte immer wieder aktiviert und deaktiviert werden müssen.
Das erste Eingangselement ist eine Kupplungsscheibe, die fest mit der Eingangswelle verbunden ist und somit eine von der Drehantriebseinrichtung vorgegebene gleichmäßige Drehbewegung ausführt. Das zweite Eingangselement ist dann eine Kupplungsscheibe, die eine Drehoszillationsbewegung ausführt. Die Drehoszillationsbewegung ist in ausgewählten Winkelbereichen, die den oberen und unteren Umkehrpunkten des Webschafts entsprechen, jeweils kurzzeitig ganz oder nahezu synchron zu der Drehbewegung des ersten Eingangselements. Nach kurzer Synchronität dreht das zweite Eingangselement dann zurück, um nach einer Drehung des ersten Eingangselements um 180° wiederum über einen gewissen Winkelbereich synchron mit dem ersten Eingangselement mitzulaufen. Diese kurzen Phasen der Synchronbewegung zwischen beiden Eingangselementen werden genutzt, um eine Schaltklinke von dem ersten Eingangselement auf das zweite oder umgekehrt umzuschalten. Ist das Ausgangselement an das erste Eingangselement gekuppelt, vollführt der Schaft seine hin- und hergehende Bewegung. Ist das Ausgangselement hingegen an das zweite, lediglich um einen beschränkten Winkel hin- und herschwenkende Eingazzgselemerit gekuppelt, befindet sich der Schaft in seiner Ruhephase, in der er nur eine geringfügige Oszillationsbewegung um seinen oberen bzw. unteren Umkehrpunkt vollführt. Aus dieser Oszillationsbewegung heraus kann er jedoch wähnend der kurzen Synchronitätsphasen eingekuppelt werden, wobei die an dem Schaft und den beteiligten Getriebeelementen auftretenden Beschleunigungskräfte und däraus resultierenden Belastungen kaum größer sind als bei ununterbrochenem Betrieb des Schafts. Es treten zumindest keine nennenswerten sprungartigen Änderungen der Beschleunigungskräfte auf.
Die oszillierende Bewegung des zweiten Eingangselements kann durch einen Nockentrieb erreicht werden, der starr mit der Eingangswelle verbunden ist. Vorzugsweise wird jedoch ein Kurventrieb verwendet, dessen Welle mit doppelter Eingangswellendrehzahl läuft, so dass mit einer einzigen Kurvenscheibe sowohl die kurze Synchronbewegung für den oberen Umkehrpunkt als auch die kurze Synchronbewegung für den unteren Umkehrpunkt erzeugt werden kann. Alternativ kann die oszillierende Bewegung durch elektrische, hydraulische oder pneumatische Antriebe erzeugt werden.
Als Schaltglied wird eine mit dem Ausgangselement umlaufende Schaltklinke genutzt, die über wenigstens einen, vorzugsweise zwei Schalthebel zu betätigen ist, an denen sie vorbeilauft. Die Schalthebel können direkt elektrisch oder pneumatisch bestätigt werden. Es wird jedoch bevorzugt, sie über eine Steuerkupplung von einem Nockenantrieb her anzutreiben. Die Steuerkupplung kann dann mit sehr geringen Leistungen betätigt werden, wobei andererseits ausreichend größe Kräfte erzeugt werden, um die Schalthebel zu bewegen. Die Schaltkupplung kann z.B. Über ortsfeste Steuermagnete gesteuert werden und durch einen schwingend angetriebenen Auswahlfinger gebildet sein. Dies ergibt eine präzise ansprechende und mit geringer Energie ansteuerbare steueranordnung für die Kupplungsanordnung.
Bei einer nicht zur Erfindung gehörenden Ausführungsform werden die beiden Eingangselemente der Kupplungsanordnung durch Kurvenscheiben gebildet, die beide synchron mit der Eingangswelle rotieren und von dieser angetrieben sind. Das Ausgangselement der Kupplungsanordnung bildet hier ein Kurvenfolger, der alternativ mit der einen oder der anderen Kurvenscheibe in Eingriff gebracht werden kann. Der Kurvenfolger erzeugt eine schwingende Bewegung und ist somit nicht nur Teil der Kupplungsanordnung sondern zugleich Teil einer Getriebeanordnung zur Erzeugung der hin- und hergehenden Bewegung aus der Drehbewegung der Eingangswelle. Das Umschalten des Kurvenfolgers von dem Abgriff von der einen Kurvenscheibe zu der anderen Kurvenscheibe erfolgt in einer Drehposition der Kurvenscheiben, bei der deren Bögen übereinstimmen, so dass die hier von der einen Kurvenscheibe abgegriffene Bewegung synchron zu der von der anderen Kurvenscheibe abgegriffene Bewegung ist. Eine der beiden Kurvenscheiben kann so ausgebildet sein, dass sie die zur Fachbildung erforderliche Bewegung erzeugt während die andere Kurvenscheibe als Umkehrlagenscheibe ausgebindet ist und die schwingende Umkehrlagenbewegung erzeugt. Als solche weist sie lediglich jeweils zur Übernahme des Kurvenfolgerelements dienende kurze Synchronbögen und ansonsten ein Profil auf, das an dem Webschaft keine Fachbildungsbewegung sondern nur die Umkehrlagenschwingung erzeugt. Im einfachsten Fall ist sie eine Scheibe mit doppelter umfangaschwingunq und geringere Radiushub. Es können auch zwei oder mehrere Kurvenscheiben mit unterschiedlichen Arbeitsprofilen vorgesehen werden. Zwischen diesen Kurvenscheiben können jeweils Umkehrlagenscheiben angeordnet sein, die die schwingende Umkehrlagenbewegung an dem Kurvenfolger erzeugen. Somit ist es möglich, zwischen Kurvenscheiben und neutralen Scheiben umzuschalten, so dass der abgreifende Kurvenfolger entweder bei Eingriff mit der mit Arbeitsprofil versehenen Kurvenscheibe eine Übergangsbewegung von Umkehrlage zu Umkehrlage oder bei Abgriff der Umkehrlagenscheibe eine mit verminderter Amplitude um die bzw. aus der Umkehrlage schwingende Ausgangsbewegung erzeugt.
Weiter ist es möglich, jedem Scheibensatz seinen Kurvenfolger zuzuordnen und die Kurvenfolger wahlweise mit einer Ausgangswelle zu kuppeln. Die Kurvenscheiben bilden dann die Eingangselemente der entsprechenden Kurvenfolger, während das Ausgangselement der Kupplungsanordnung mit einem Gestänge verbunden ist, das den Webschaft betätigt.
Auch mit einer solchen Kupplungsanordnung lässt sich das Ein- und Ausschalten des Antriebs eines Webschafts ohne Verlangsamung oder Abschalten des Drehantriebs der Eingangswelle erreichen. Es wird insgesamt eine bzw. eine nahezu harmonische Bewegung des Webschafts nicht nur beim Weben, sondern auch beim Ein- und Ausschalen des Webschafts erzeugt. Dies schafft die Voraussetzung für hohe Webgeschwindigkeiten mit geringer Beanspruchung der beteiligten Maschinenkomponenten.
Weitere Einzelheiten bevorzugter Ausfuhrungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung oder der Beschreibung sowie aus Ansprüchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:

Figur 1: einen Webschaft mit einem nicht erfindungsgemäßen Schaftantrieb in sche- matisierter Darstellung,
Figur 2: den nicht erfindungsgemäßen Schaftantrieb nach Figur 1 in schemati- sierter Darstellung,
Figur 3 und 4: Zeitverläufe der Schaftbewegung und der Schaftbeschleunigung bei unterschiedlichen Schaftbewegungsverläufen in unterschiedli- chen Bewegungsphasen jeweils als Diagramm,
Figur 5: einen nicht erfindungsgemäßen Zeitverlauf der Schaftbewegung
Figur 6: einen webschaft mit erfindungsgemäßem, mechanischem Schaf- tantrieb in schematisierter Darstellung,
Figur 7: Webschäfte und einen zugehörigen Schaf- tantrieb nach Figur 6 in Draufsicht,
Figur 8: den Schaftantrieb nach Figur 6 in aus- schnittsweiser, schematisierter Darstel- lung,
Figur 9: den schaftantrieb nach Figur 8 in einer weiteren schematisierten, ausschnittsweisen Darstellung in einem anderen Maßstab,
Figur 10: den Schaftantrieb nach Figur 8 und 9 in ausschnietsweiser Darstellung,
Figur 11: eine nicht erfindungsgemäße Ausführungsform eines Schaftantriebs mit schaltbaren Kurvenschei- ben in schematisierter Perspektivdarstel- lung,
Figur 12: eine schematische Darstellung des nicht erfindungsgemäßen Schaft- tantriebs mit Kurvenscheiben, in schemati- sierter Darstellung,
Figur 13: eine weitere Ausführungsform eines nicht erfindungsgemäßen mechani- schen Schaftantriebs in teilsweise geschnit- tener Darstellung und
Figur 14: den nicht erfindungsgemäßen Schaftantrieb nach Figur 13 in einer schematisierten Draufsicht.

In Figur 1 ist ein Webschaft 1 mit zugehörigem Schaftantrieb 2 veranschaulicht. Der Webschaft 1 wird durch einen mit Litzen 95 versehenen Rahmen gebildet, der in Betrieb wie durch einen Pfeil 3 angedeutet auf und ab bewegt wird. Zum Antrieb dient ein Gestänge 4, das an dem Webschaft 1 an zwei oder mehreren Stellen 5, 6 ansetzt und den Abtrieb des Schaftantriebs 2 bildet. Zu dem Schaftantrieb 2 gehören ein oder mehrere Antriebsquellen, beispielsweise in Form der Motoren M1, M2. Diese sind beispielsweise elektrische Servomotoren, die das Gestänge 4 über ein Spindelhubgetriebe, ein Riemengetriebe oder ein sonstiges, die Drehbewegung der Motoren in eine Linearbewegung umsetzendes Getriebe verbunden sind. Alternativ können Linearmotoren, Linearschrittmotoren oder ähnliches zur Anwendung kommen. Es genügt in manchen Fällen ein einziger Motor, während in anderen zwei oder mehrere Motoren erforderlich sind.
Die Motoren M1, M2 sind von einer beispielsweise auf einem Mikrocontroller basierenden Steuereinrichtung C gesteuert, die mit einer Speichereinheit M verbunden ist. Die Steuereinrichtung C steuert die Motoren M1, M2 so an, dass der Webschaft 1 zur Fachbildung entsprechend auf- und abbewegt wird. Dies kann beispielsweise anhand zweier oder mehrerer in der Speichereinheit M abgespeicherter Kurven K1, K2 erfolgen, wobei die erste Kurve K1 die Bewegung des Webschafts 1 zwischen seinen Umkehrlagen vorgibt, während die Kurve K2 eine Bewegung des Webschafts 1 in seinen Umkehrlagen vorgibt. Im Einzelnen erfolgt die Bewegung des Webschafts 1 wie folgt:
In Figur 3 ist die Schaftbewegung anhand der in Richtung des Pfeils 3 in Figur 1 bezeichneten X-Koordinate des Webschafts 1 über der Zeit t aufgetragen. Der Verlauf der Bewegung wird durch eine Kurve I gekennzeichnet, z.B. kann die Schaftbewegung einer Sinusfunktion folgen. Sobald der Schaft seine obere Umkehrlage TO erreicht hat, in der er webtechnisch gesehen an sich verharren könnte, geht die Kurve I der Bewegung jedoch in eine Schwingungsbewegung mit verminderter Amplitude und verminderter Beschleunigung über. Dies markiert ein Kurvenast II. Die Besonderheit dieses Kurvenasts besteht darin, dass dieser in Winkelbereichen von z.B. ±15° um den oberen Umkehrpunkt TO, der in Figur 3 angedeuteten Sinusschwingung ohne technisch relevante Abweichung folgt. Das besondere Kennzeichen der von der Steuereinrichtung C den Motoren M1, M2 aufgeprägten Bewegung besteht somit darin, dass der Webschaft 1 in dem oberen Umkehrpunkt TO nicht ruht, sondern eine Schwingung in einem Umkehrpunktbereich BTO ausführt. Die Wirkung dieser Maßnahme lässt sich an dem im gleichen Diagramm aufgetragenen gestrichelten Kurve III erkennen, die die abwärts gerichtete und deshalb mit negativen Vorzeichen eingetragene Beschleunigung des Webschafts 1 veranschaulicht. Folgt die Bewegung des Webschafts 1 zunächst einer Sinusbewegung, ist dieSchaftbeschleunigung ebenfalls eine Sinusfunktion. Im Bereich des oberen Scheitels bei Erreichen des oberen Umkehrpunkts TO wechselt die Steuereinrichtung C nun von der Kurve I auf die Kurve II (Figur 2). Diese hat nahezu die Gestalteiner harmonischen Funktion, so dass die Form der Webschaftbeschleunigung wiederum einer harmonischen Funktion ähnlich ist. Die durch den Kurvenast II bzw. die Kurve II beschriebene Bewegung des Webschafts I in seinem oberen Totbereich BTO ist dabei so festgelegt, dass die im oberen Umkehrpunkt TO auftretende Beschleunigung A2 mit der Beschleunigung A1 übereinstimmt, mit der der Webschaft 1 an dem oberen Umkehrpunkt TO ankommt.
Zur Verdeutlichung des Nutzens der Umkehrpunktschwingung im oberen oder entsprechend im unteren Umkehrpunkt wird auf Figur 3 verwiesen, in der ein strichpunktierter Kurvenast IV die oberen Scheitelpunkte der Schaftbewegung miteinander verbindet. Würde der Webschaft 1 nach Erreichen seiner oberen Umkehrpunkts TO diesem Kurvenzug IV folgen, würde zum Zeitpunkt T1 die Beschleunigung, die gerade eben noch den Wert A1 hat, plötzlich auf den Wert 0 fallen. Die dabei entstehende Beschleunigungsspitze erzeugt an dem Webschaft 1 und den Litzen sowie an allen zugehörigen Getriebeteilen Belastungen, die zu Schaft- und Litzenbrüchen führen können. Solche Belastungen werden durch die Pendelbewegungen minimiert oder weitestgehend eingeschränkt, weil durch dieselben die Beschleunigungen minimal gehalten werden.
Figur 4 veranschaulicht, dass die Umkehrpunktschwingung über mehrere Zyklen hinweg aufrecht erhalten werden kann. Die zwischen dem ersten und dem letzten Scheitel auftretende Ruhephase R kann sich über ein, zwei oder mehreren Zyklen der gestrichelt dargestellten Grundschwingung der Schaftbewegung erstrecken. Unter Grundschwingung wird dabei die harmonische Funktion verstanden, mit der der Webschaft 1 aus seinem unteren Umkehrpunkt TU in seinen oberen Umkehrpunkt TO überführt wird. Letzteres erfolgt während seiner Bewegungsphasen B.
Figur 5 veranschaulicht eine abgewandelte Verwirklichung des oben veranschaulichten Gedankens, nämlich dem Webschaft 1 während seiner Ruhephase R eine Bewegung mit geringer Amplitude aufzuprägen, wobei die Bewegung in dem oberen Umkehrpunktbereich BTO oder eben entsprechend in einem unteren Umkehrpunktbereich bleibt. Wiederum sind die Scheitel der gestrichelt veranschaulichten Grundschwingung des Webschafts 1, die zur Überführung von einem Umkehrpunkt in den anderen dient, durch einen Kurvenast V markiert, dessen zweite Zeitableitung in den Zeitpunkten t1, t2, die die Scheitelpunkte der Grundschwingung markieren, den gleichen Beschleunigungswert hat wie die Grundschwingung. Somit ist die Beschleunigung des Webschafts 1 stufenlos oder stetig, wie der Kurvenast VI veranschaulicht. Es werden jedoch Kurvenverläufe gemäß Figur 3 oder 4 wegen der mit ihnen verbundenen webtechnischen Vorteile bevorzugt.
Die genannten Bewegungen des Webschafts 1 in den Bewegungsphasen B und den Ruhephasen R können auch mit einem mechanischen Schaftantrieb 2 erreicht werden, wie er in den Figuren 6 bis 10 veranschaulicht ist. Zu dem in Figur 6 veranschaulichten Gestänge 4 gehören Winkelhebel 7, 8, die die Schaftbewegung von der Bewegung einer Zug- und Druckstange 9 herleiten und dazu einerseits mit dem Webschaft 1 und andererseits direkt oder indirekt mit der Zug- und Druckstange 9 verbunden sind. Diese ist an den Schaftantrieb 2 angeschlossen, der dazu ausgangsseitig eine Schwinge 11, die einer Schwenkbewegung folgt, aufweist. Der Schaftantrieb 2 erzeugt aus der gleichmäßigen Drehbewegung einer Eingangswelle 12 die in Figur 6 durch einen Pfeil 13 veranschaulichte hinund hergehende Bewegung, wobei diese Bewegung an dem Webschaft 1 als weitgehend harmonische Schwingungsbewegung in Erscheinung tritt.
Wie Figur 7 veranschaulicht, können in geringem Abstand hintereinander mehrere Webschäfte 1, 1a, 1b angeordnet sein, die von dem gemeinsamen Schaftantrieb 2 und somit von der gemeinsamen Eingangswelle 12 angetrieben sind. Diese ist mit einer Drehantriebseinrichtung 14 verbunden, die durch einen Servomotor, einen sonstigen Elektromotor oder eine Abtriebswelle einer zentralen Antriebseinrichtung gebildet wird, die weitere Organe der Webmaschine antreibt.
Der Schaftantrieb 2 (Figur 7) umfasst für jeden Webschaft 1, 1a, 1b jeweils eine Getriebeanordnung 15 (15a, 15b) zur Umwandlung der Drehbewegung der Eingangswelle 12 in die hin- und hergehende Bewegung des jeweiligen ausgangsseitigen Hebels 11 (11a, 11b), sowie eine Kupplungsanordnung 16 (16a, 16b), über die die Getriebeanordnung 15 wahlweise mit der Eingangswelle 12 zu verbinden bzw. von dieser zu trennen ist. Die Kupplungsanordnung 16 und die Getriebeanordnung 15 sind in den Figuren 8 und 9 schematisiert veranschaulicht. Die Kupplungsanordnung dient zur Steuerung der Bewegung des Webschafts und ist insoweit die hier mechanisch ausgebildete Steuereinrichtung C. Der Aufbau (Figur 9) ist wie folgt:
Die Getriebeanordnung 15 wird durch einen Exzenter 17 gebildet, der über ein Pleuel 18 den Hebel 11 (Figur7) schwingend antreibt. Die Getriebeanordnung 15 dient somit zur Umwandlung der Drehbewegung der Exzenterscheibe 17 in eine hin- und hergehende Bewegung. Der Exzenter 17 ist zugleich das Ausgangselement der Kupplungsanordnung 16 (Figur7), zu der zwei Eingangselemente in Form von einer ersten Scheibe 21 und einer zweiten Scheibe 22 gehören. Beide Scheiben 21, 22 weisen vorzugsweise den gleichen Durchmesser auf. Sie können jedoch auch unterschiedliche Durchmesser haben und sind zur Verbesserung der Übersichtlichkeit in Figur 9 auch mit unterschiedlichen Durchmessern veranschaulicht. Die erste Scheibe 21 ist mit der Eingangswelle 12 und über diese mit der Drehantriebseinrichtung 14 verbunden. Sie rotiert somit gleichmäßig mit im Wesentlichen konstanter Drehzahl. Dies symbolisiert in Figur 9 ein Pfeil 23. Die zweite Scheibe 22 ist um die gleiche Drehachse 24 drehbar gelagert wie die erste Scheibe 21. Sie ist jedoch nicht konstant drehend sondern hin- und herdrehend, d.h. drehoszillierend oder drehpendelnd angetrieben. Dies veranschaulicht Pfeil 25.
Zu der Kupplungsanordnung 16 aus Figur 7 gehört außerdem ein Schaltglied 26, dargestellt in Figur 9, in Form einer Schaltwippe 27, die um einen Zapfen 28 schwenkbar an dem Exzenter 17 gelagert ist. Die Schaltwippe weist eine erste Schaltnase 29 und eine zweite Schaltnase 30 auf, wobei die Schaltnasen 29, 30 an unterschiedlichen Seiten des Zapfens 28 angeordnet sind. Der Schaltnase 29 sind zwei einander um 180° gegenüber liegende Rastausnehmungen 31, 32 in der Scheibe 21 zugeordnet. Der Schaltnase 30 sind hingegen zwei einander um 180° gegenüber liegende Rastausnehmungen 33, 34 zugeordnet. Durch eine nicht weiter veranschaulichte Feder ist die Schaltwippe 27 mit ihrer Schaltnase 29 auf die Scheibe 21 hin vorgespannt. An ihrem der Schaltnase 31 benachbarten Ende ist die Schaltwippe 27 mit einer Steuerrolle 35 versehen, die somit durch die Feder der Schaltwippe 27 in Bezug auf die Drehachse 24 radial nach außen vorgespannt ist. Die Form der Schaltnasen 29, 30 sowie der Rastausnehmungen 31 bis 34 geht aus Figur 10 hervor. Vorzugsweise sind die Schaltnasen 29, 30 sowie die Rastausnehmungen 31 bis 34 so gestaltet, dass das Ein- und Ausrasten möglichst erleichtert ist. Dazu sind die Schaltnase 29 sowie die vordere und hintere Flanke der Rastausnehmungen 31, 32 vorzugsweise etwa radial orientiert. Der voreilende Rand der Rastausnehmungen 31, 32 ist gegen den Kreisumfang etwas abgesenkt, um das Einrasten der Schaltnase 29 in die Rastausnehmungen 31, 32 zu erleichtern. Hingegen ist die Rastausnehmung 33, 34 sowie die Schaltnase 30, die der hin- und herpendelnden Scheibe 22 zugeordnet ist, vorzugsweise gegen die Radiale vorwärts geneigt. Läuft die Rastnase 30 an der schräg gestellten Hinterflanke der Rastausnehmung 33, 34 an, wird die Rastnase 30 in die Scheibe 22 hineingezogen. Damit wird der Schaltvorgang beschleunigt und klar definiert ausgeführt. Hat hingegen die Rastnase 29 wenigstens zum Teil in die Rastausnehmung 31, 32 gefunden und pendelt die Scheibe 22 zurück, drückt deren vorzugsweise abgerundete Vorderflanke die Rastnase 30 nach außen und bewirkt somit vollends das Umschalten der Schaltwippe 27.
Außerdem kann es zweckmäßig sein, die Schaltwippe 27 zweigeteilt auszuführen, so dass der die Schaltnase 29 tragende Arm und der die Schaltnase 30 tragende Arm unabhängig voneinander um den Zapfen 28 drehen können. Dadurch können während der Synchronphase, in der die Scheiben 21, 22 kurzzeitig synchron laufen, beide Rastnasen 29, 30 eingerastet sein. Der Zeitraum, in dem beide Rastnasen 29, 30 eingerastet sind, kann und darf aufgrund der Teilung der Schaltwippe 27 im Vergleich zur einteiligen Ausführung größer sein. Durch Entlastung der jeweils auszukuppelnden Schaltnase 29, 30 kann diese dann im geeigneten Moment aus ihrer Rastausnehmung 31, 32 oder 33, 34 herausfinden.
Der Schaltwippe 27 sind zwei Schalthebel 36, 37 zugeordnet (Figur 9), die jeweils eine zur Betätigung der Steuerrolle 35 dienende zylindrisch gewölbte Schaltfläche 38, 39 aufweisen. Die Schaltflächen 38, 39 liegen etwa konzentrisch zu der Drehachse 24. Die Schalthebel 36, 37 können, wie aus Figur 8 hervorgeht, radial nach innen und nach außen geschwenkt werden. Sie werden dabei um Schwenkachsen 41, 42 geschwenkt. Die innere Schwenkposition ist so gewählt, dass die Schaltnase 29 aus ihrer jeweiligen Rastausnehmung 31, 32 herausgehoben wird, wenn die Steuerrolle 35 an der Schaltfläche 38, 39 entlang läuft. Entsprechend wird dann die Schaltnase 30 in die Rastausnehmung 33, 34 eingerastet.
Zur Betätigung der Schalthebel 36, 37 dient ein Nockenantrieb 43 (Figur 8), der mit der Eingangswelle 12 verbunden ist und beispielsweise zwei Nocken aufweist. Diesen ist ein Kurvenfolgerhebel 44 zugeordnet, der als Winkelhebel ausgebildet ist und die Schalthebel 36, 37 über einen Auswahlfinger 45 betätigt, der als Steuerkupplung 46 dient. Der Auswahlfinger 45 wird von dem Kurvenfolgerhebel 44 vertikal oszillierend angetrieben und betätigt somit je nach Schwenkstellung entweder das freie Ende 47 des Schalthebels 36 oder das freie Ende 48 des Schalthebels 37, indem das jeweilige Ende 47, 48 für die Zeit der Auslenkung des Kurvenfolgerhebels 44 nach unten gedrückt wird. Um die Schwenkstellung des Auswahlfingers 45 wie gewünscht einstellen zu können sind zu beiden Seiten desselben Steuermagnete 51, 52 angeordnet, die, wenn sie bestromt werden, den Auswahlfinger 45 zu sich ziehen und in dieser Stellung halten.
Während die Scheibe 21 konstant drehend angetrieben ist ist die Scheibe 22, wie erwähnt, drehoszillierend oder drehpendelnd angetrieben. Dazu dient ein mit der Scheibe 22 verbundener Nockenfolger 53 (Figur 8), z.B. in Form einer Rolle, die an dem Ende eines starr mit der Scheibe 22 verbundenen Hebels gelagert ist. Der Nockenfolger 53 wird von einer Kurvenscheibe 54 betätigt, die z.B. mit doppelter Drehzahl umläuft wie die Eingangswelle 12 und lediglich eine einzige Erhebung aufweist. Damit erhält die Scheibe 22 pro Umdrehung der Eingangswelle 12 zweimal eine hin- und herschwingende Bewegung.
Der insoweit beschriebene Schaftantrieb 2 arbeitet wie folgt (Figur 9) :
Es wird zunächst davon ausgegangen, dass der Exzenter 17 konstant rotieren soll. Dazu muss die Schaltwippe 27 konstant die Scheibe 21 mit dem Exzenter 17 verbinden. Um dies zu erreichen muss jeweils der Schalthebel 36 und der Schalthebel 37 immer dann nach außen ausweichen, wenn die Schaltwippe 27 in Folge der Drehung der Scheibe 21 an dem betreffenden Schalthebel vorbeikommt. Dazu werden die Steuermagnete 51, 52 abwechselnd so angesteuert, dass der Auswahlfinger 45 das Ende 47 nach unten drückt, wenn die Schaltwippe 27 an dem Schalthebel 36 vorbeiläuft und dass der Auswahlfinger 45 das Ende 48 nach unten drückt, wenn die Schaltwippe 27 an dem Schalthebel 37 vorbeiläuft.
Die Schaltflächen 38, 39 der Schalthebel 36, 37 erstrecken sich über einen Winkelbereich, der als Schaltbereich angesehen werden kann. Der Nockenfolger 53 bildet zusammen mit der Kurvenscheibe 54 einen Pendelantrieb 55. Dieser prägt der Scheibe 22 eine Dreh-Pendelbewegung auf, die immer dann synchron zu der Bewegung der Scheibe 21 ist, wenn die Schaltwippe 27 durch die Schaltbereiche läuft. Diese Bewegungsphasen sind dadurch gekennzeichnet, dass die Nocken des Nockenantriebs 43 das Ende des Kurvenfolgerhebels 44 nach außen drängen.
Während der Phase des Synchronlaufs der Scheiben 21, 22 kann die Kupplungsanordnung 16 umgeschaltet werden, indem der betreffende Schalthebel 36 oder 37 nicht nach außen ausweicht. Dadurch wird (Figur 9) z.B. die Schaltnase 29 aus der Rastausnehmung 31 herausgedrückt und die Schaltnase 30 in die Rastausnehmung 33 eingerastet. Der betreffende Schalthebel 36 oder 37 bleibt dann aktiviert, indem der betreffende Schalthebel 36, 37 z.B. durch Federn 56, 57 (Figur 8) in seiner inneren Position gehalten und von dem Auswahlfinger 45 nicht nach außen bewegt wird. Der Exzenter 17 vollführt in diesem Zustand lediglich eine hin- und herpendelnde Bewegung, denn er ist an die Scheibe 22 gebunden. Die um einige Grad, z.B. 10°, hin- und herschwingende Bewegung bewirkt im oberen oder unteren Umkehrpunkt des Webschafts nur eine geringe Auf- und Abbewegung desselben um allenfalls wenige Millimeter. Diese stört den Fachbildungs- und Webprozess nicht. Sie ermöglicht jedoch ein synchrones Wiedereinschalten, indem lediglich der betreffende Schalthebel 36, 37, bei dem die Schaltwippe 27 steht, nach außen geschwenkt wird. Der Nockenantrieb 43 bewirkt dies im Moment der Synchronisation der beiden Scheiben 21, 22, so dass ein weicher stoßfreier Wiederanlauf des Exzenters 17 erfolgt.
Durch das oben erläuterte Wechselspiel der Kupplungsanordnung 16 erhält der Webschaft 1 den Bewegungsverlauf gemäß Figur 3 oder Figur 4. Jeweils im Scheitelpunkt der gestrichelt veranschaulichten Grundschwingung wird zwischen Ruhephasen und Bewegungsphasen umgeschaltet. Entweder folgt der Exzenter der durchlaufenden Scheibe 21 (Bewegungsphase) oder der pendelnden Scheibe 22 (Ruhephase). Entsprechend wird entweder die sinusförmige Stellbewegung von TU nach TO oder TO nach TU durchlaufen (Bewegungsphase) oder es wird die Ruhephase R durchlaufen, in der die Pendelbewegung gemäß Kurvenast II durchlaufen wird. Die Umschaltung erfolgt während einer Synchronphase S (-15° bis +15° um den Scheitelpunkt der Bewegungskurve der Bewegungsphase B), in der die Schwingungen der Bewegungsphase B und der Ruhephase R ausreichend synchron sind.
Eine abgewandelte Ausführungsform des Schaftantriebs 2 geht aus Figur 11 hervor. Die Eingangswelle 12 ist hier mit einer Profilverzahnung versehen und trägt ein aus mehreren Kurvenscheiben 61, 62, 63 bestehendes Scheibenpaket. Die Kurvenscheiben 61, 62, 63 bilden die Eingangselemente der Kupplungsanordnung 16. Das Ausgangselement ist hier durch ein Kurvenfolgerelement gebildet, das den Außenumfang einer der Kurvenscheiben 61, 62, 63 abtastet. Dazu dient eine Rolle 64, die an einem Ende einer Wippe 65 drehbar gelagert ist. Die Rolle ist somit zugleich einerseits Ausgangselement der Kupplungsanordnung 16 wie auch andererseits Getriebeanordnung 15 zur Umwandlung der Drehbewegung der Welle 12 in eine hin- und hergehende Bewegung. Das andere Ende der Wippe 65 ist über den Pleuel 18 mit dem Hebel 11 verbunden, um diesem eine Schwenkbewegung zu erteilen. Ein Fluidzylinder 66 kann außerdem dazu dienen, die Rolle 64 fortwährend gegen die Kurvenscheiben 61, 62, 63 vorzuspannen.
Die Kurvenscheiben 61, 62, 63 sind als Paket auf der profilierten Eingangswelle 12 axial verschiebbar gelagert. Zur Verschiebung dient eine Steuergabel 67 und ein dieser zugeordneter, lediglich schematisch veranschaulichter linearer Aktuator 68.
Die Kurvenscheiben 61, 62, 63 weisen, wie z.B. aus Figur 12 ersichtlich, unterschiedliche Umfangsprofile auf. Beispielsweise können die Kurvenscheiben 61 und 63 als Neutralscheiben ausgebildet sein, die die Umkehrpunktschwingung im oberen und im unteren Umkehrpunkt vorgeben. Sind sie aktiv, d.h. rollt die Rolle 64 an ihrem Umfang ab, vollführt die Wippe 65 eine Schwenkbewegung , so dass der Webschaft um seine Umkehrpunkt z.B. mit doppelter Frequenz im Verhältnis zur Grundschwingung schwingt (Bereich R aus Figur 3). Wenigstens eine der benachbarten Scheiben 61, 62, 63 weist einen Außenumfang auf, der als Arbeitsprofil dient. Dies ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die zwischen den Scheiben 61, 63 angeordnete Scheibe 62. Sie weist ein Arbeitsprofil auf, das von einem inneren Minimaldurchmesser R1 auf einen Maximaldurchmesser R2 und von diesem zurück führt. Folgt die Rolle 64 ihrem Profil, vollführt der Schaft eine Arbeitsbewegung (Bereich B aus Figur 3). In jeweils relativ kleinen Synchron-Winkelbereichen S1, S2 stimmt das Umfangsprofil jeweils mit dem Profil der Kurvenscheibe 61 bzw. 63 überein. Die Kurvenscheibe 61 ist als Neutralscheibe ausgebildet, die den Webschaft in einem Umkehrpunkt schwingen lässt, wenn die Rolle 64 an ihrem Umfang läuft. Die Kurvenscheibe 63 lässt den Webschaft dagegen in dem anderen Umkehrpunkt schwingen, wenn die Rolle an ihr entlangläuft. In den Synchron-Winkelbereichen S1, S2 kann das aus den Kurvenscheiben 61, 62, 63 bestehende Paket axial verschoben werden, um die Rolle 64 mit der benachbarten Kurvenscheibe 61 oder 63 in Eingriff zu bringen. Auf diese Weise kann die Bewegung des Hebels 11 innerhalb der Synchronbereiche S1, S2 ruckfrei ein- und ausgeschaltet werden. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beruht das Ein- und Ausschalten des Antriebs auch hier darauf, dass das Umschalten von einem Eingangselement auf ein anderes während einer kurzen Synchronlaufphase geschieht. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 11 bezieht sich der Synchronlauf auf die radiale Bewegungskomponente der Rolle 64 während sie sich bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 bis 10 auf die Drehbewegung der Scheiben 21, 22 bezieht.
In den Figuren 13 und 14 ist eine abgewandelte Ausführungsform des umschaltbaren Nockenantriebs veranschaulicht, der ohne verschiebbare Kurven auskommt. Wie Figur 14 veranschaulicht, gehören zu dem Kurvenantrieb insgesamt vier Kurvenscheiben 60, 61, 62, 63, wobei beispielsweise die Kurvenscheiben 60 und 62 die in Figur 3, 4 und 5 jeweils gestrichelt veranschaulichten Grundschwingungen zur Überführung des Webschafts 1 aus einer Umkehrlage in die andere kennzeichnen, während die Kurvenscheiben 61, 63 die Schwingung in der oberen bzw. in der unteren Umkehrpunktlage festlegen. Die Verwendung von vier Kurvenscheiben 60, 61, 62, 63 ermöglicht es, die Auf- und Abbewegung eines Webschaftes 1 zeitlich zu versetzen. Dazu wird der Webschaft 1, nachdem er mittels der Kurvenscheibe 60 in den oberen Umkehrpunkt bewegt wurde, mittels der Kurvenscheibe 61 in eine Pendelbewegung überführt, aus der er dann mittels der Kurvenscheibe 62 nach unten in den unteren Umkehrpunkt überführt wird. Dies kommt einer Phasenversetzung um 180 Grad gleich. Jede Kurvenscheibe 60 bis 63 steht jeweils mit einem Kurvenfolger 71, 72, 73, 74 in Verbindung. Figur 13 veranschaulicht den Kurvenfolger 74, der den Außenumfang der Kurvenscheibe 63 mit zwei Rollen 75, 76 abtastet.
Die Kurvenfolger 71, 72, 73, 74 sitzen schwenkbar auf einer drehbar gelagerten Welle 77, die über einen Hebel 78 und einen Lenker 79 die Schwinge 11 betätigt. Die Welle 77 kann als Hohlwelle ausgebildet sein und die Kupplungsanordnung 16 beherbergen, der wahlweise einer der Kurvenfolger 71, 72, 73, 74 drehfest mit der Welle 77 verbunden ist. Zu der Kupplungsanordnung 16 gehört hier dann ein die Welle 16 durchsetzender zylindrischer Körper 81, der für jeden Kurvenfolger 71 bis 74 jeweils mit einem radial orientierten Fluidkanal 82 versehen ist. In diesem sitzen Kolben 83, 84, deren abgeflachte teilzylindrische Köpfe zur Betätigung von Kupplungsrollen 85, 86 dienen. Diese sitzen in Radialbohrungen der Hohlwelle 77 und können von den Kolben 83, 84 nach außen gedrückt werden. Sie fassen in entsprechende Ausnehmungen 87, 88 des jeweiligen Nockenfolgers 71 bis 74. Durch entsprechende selektiv zugängliche radiale Anschlüsse 91, 92, 93, 94 (Figur 14) können die Kolben 83, 84 jedes Kurvenfolgers 71 bis 74 gezielt gesondert angesteuert werden, um jeweils nur einen der Kurvenfolger 71 bis 74 mit der Hohlwelle 77 zu kuppeln. Auf diese Weise kann eines der durch die Kurvenscheiben 60, 61, 62, 63 vorgegebene Bewegungsprofile ausgewählt werden, wobei das Umschalten jeweils in den Synchronphasen gemäß Figur 3 bis 5 erfolgt.
Ein neuartiges Schaftgetriebe zum harmonischen Ein- und Ausschalten von einzelnen Webschäften und zur Ableitung deren Bewegung aus der Drehbewegung einer einzigen Eingangswelle weist eine Kupplungsanordnung mit zwei Eingangselementen 21, 22, 61, 62 auf. Während eines der Eingangselemente dazu dient, das Ausgangselement der Kupplungsanordnung 16 dauerhaft anzutreiben, dient das andere Eingangselement 22, 62 lediglich dazu, das Ausgangselement 17 bzw. 64 kurzzeitig auf das erste Eingangselement 21, 61 zu synchronisieren. Die Umschaltung erfolgt in den kurzen Synchronphasen in ausgewählten Winkelbereichen, die dem oberen oder unteren Umkehrpunkt des Webschafts entsprechen. Derartige neue Schaftantriebe benötigen keine Rast der Eingangswelle oder des Schaftantriebs zum Umschalten.

Bezugszeichenliste:

1, 1a, 1b: Webschaft
95: Litze
2: Schaftantrieb
3: Pfeil
4: Abtrieb (z.B. Gestänge)
5, 6: Stellen
7, 8: Winkelhebel
9: Zug- und Druckstange
11: Schwinge
12: Eingangswelle
13: Pfeil
14: Drehantreibseinrichtung
15: Getriebeanordnung
16: Kupplungsanordnung
17: Exzenter
18: Pleuel
21, 22: Eingangselement / Scheibe
23: Pfeil
24: Drehachse
25: Pfeil
26: Schaltglied
27: Schaltwippe
28: Zapfen
29, 30: Schaltnasen
31, 32, 33, 34: Rastausnehmungen
35: Steuerrolle
36, 37: Schalthebel
38, 39: Schaltfläche
41, 42: Schwenkachse
43: Nockenantrieb
44: Kurvenfolgerhebel
45: Auswahlfinger
46: Steuerkupplung
47, 48: Ende
51, 52: Steuermagnete
53: Nockenfolger
54: Kurvenscheibe
55: Pendelantrieb
56, 57: Federn
60, 61, 62, 63: Eingangselement / Kurvenscheiben
64: Rolle
65: Wippe
66: Fluidzylinder
67: Steuergabel
68: Aktuator
71, 72, 73, 74: Kurvenfolger
75, 76: Rollen
77: Welle
78: Hebel
79: Lenker
81: Körper
82: Fluidkanal
83, 83: Kolben
85, 86: Kupplungsrollen
87, 88: Ausnehmungen
91, 92, 93, 94: Anschlüsse

A1, A2: Beschleunigung
B: Bewegungsphasen
C: Steuereinrichtung
K1, K2: Kurven
M: Speichereinheit
M1, M2: Motoren
T0, TU: Umkehrlage, Umkehrpunkt
BTO: Umkehrpunktbereich
t: Zeit

R: Ruhephase
R1, R2: Radien
S: Synchronphase
S1, S2: Synchronbereiche

ω1, ω2: Kreisfrequenz

Claims

Schaftantrieb für wenigstens einen Webschaft (1) einer Webmaschine,
mit wenigstens einem Abtrieb (4) der dem Webschaft (1) zugeordnet und mit diesem verbunden ist, um diesen in Ruhephasen (R) zu halten und in Bewegungsphasen (B) eine einer harmonischen Funktion entsprechende Stellbewegung von einem unteren Umkehrpunkt (TU) in einen oberen Umkehrpunkt (TO) oder umgekehrt zu erteilen,
mit einer Steuereinrichtung (C, 16) zur Steuerung der aktuellen Geschwindigkeit des Abtriebs (4) und somit des Webschaft (1),
wobei der Abtrieb (4) dem Webschaft (1) auch außerhalb der Bewegungsphasen (B) während der Ruhephasen (R), eine vorgegebene fortgesetzte Pendelbewegung in einem oberen Umkehrpunktbereich (BTO) oder in einem unteren Umkehrpunktbereich (BTU) ausführt,
wobei der Abtrieb (4) zu Beginn einer Ruhephase (R) eine Beschleunigung aufweist, die mit seiner Beschleunigung zu Ende der vorausgegangenen Bewegungsphase (B) übereinstimmt, sowie zu Beginn einer Bewegungsphase (B) eine Beschleunigung aufweist, die mit seiner Beschleunigung zu Ende der vorausgegangenen Ruhephase (R) übereinstimmt,
wobei Beschleunigungssprünge vermieden und ein ruckfreier Lauf des Webschafts (1) vorgegeben ist,
wobei der Antrieb (4) eine Kupplungsanordnung (16) aufweist, die zwischen einer Antriebseinrichtung (14) und einer Getriebeanordnung (15) zur Übertragung der Antriebsbewegung auf den Webschaft (1) angeordnet ist, wobei die Kupplungsanordnung (16) ein erstes, mit der Antriebsanordnung (14) verbundenes Eingangselement (21) und ein zweites Eingangselement (22) sowie ein Ausgangselement (17) aufweist, das wahlweise mit dem ersten Eingangselement (21) während der Bewegungsphase (B) oder mit dem zweiten Eingangselement (22) während der Ruhephase (R) zu verbinden ist, wobei die Antriebseinrichtung (14) dem ersten Eingangselement (21) eine Bewegung mit konstant Bewegungsrichtung erteilt und wobei dem zweiten Eingangselement (22) eine Bewegung mit wechselnder Bewegungsrichtung aufgeprägt ist,
wobei das Ausgangselement von einem Exzenter (17), das erste Eingangselement von einer ersten Scheibe (21) und das zweite Eingangselement von einer zweiten Scheibe (22) gebildet sind, wobei die erste Scheibe (21) über eine Eingangswelle (12) mit der Antriebseinrichtung (14) verbunden und konstant drehend angetrieben ist, und die zweite Scheibe (22) drehbar um dieselbe Drehachse (24) wie die erste Scheibe (21) gelagert und drehoszillierend angetrieben ist,
wobei zu der Kupplungsanordnung (16) Mittel (36, 37, 46, 44, 43) mit einem Schaltglied (26) gehören, das permanent mit dem Ausgangselement (17) und wahlweise mit dem ersten oder dem zweiten Eingangselement (21, 22) zu verbinden ist, wobei das Schaltglied (26) eine Schaltwippe (27) ist, die um einen Zapfen (28) schwenkbar am Exzenter (17) gelagert ist,
und wobei die erste Scheibe (21) und die zweite Scheibe (22) während einer Synchronphase synchron angetrieben sind und das Umschalten während der Synchronphase vorgenommen wird.
Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Bewegung der Ruhephasen von der Steuereinrichtung (C, 16) bestimmt wird.
Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreh-Oszillationsbewegung der zweiten Scheibe (22) an von den Mitteln (36, 37, 46, 44, 43) vorgegebenen Schaltpositionen synchron zu der Drehbewegung des ersten Eingangselements (21) ist und
dass zu den Mitteln (36, 37, 46, 44, 43) wenigstens ein Schalthebel (36, 37) gehört, der der Schaltwippe (27) zugeordnet ist, um diese an wenigstens einer vorgegebenen Schaltposition ein- oder auszukuppeln.
Schaftantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwippe (27) mit dem Ausgangselement (17) umläuft.
Schaftantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltwippe (27) jeweils wenigstens einem Formschlusselement (29, 30) für jedes Eingangselement (21, 22) aufweist.
Schaftantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schalthebel (36, 37) über eine Steuerkupplung (46) mit einem Nockenantrieb (43) verbunden ist, dass die Steuerkupplung (46) einen Auswahlfinger (45) aufweist, der zwischen wenigstens zwei Stellungen verstellbar gelagert ist, um die Betätigung des Schalthebels (36, 37) durch den Nockenantrieb (43) zu aktivieren und zu deaktivieren und dass der Auswahlfinger (45) durch wenigstens einen Steuermagneten (51, 52) bewegbar ist.