EP1798320A2 - Schaftantrieb für eine Webmaschine - Google Patents

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EP1798320A2
EP1798320A2 EP06023500A EP06023500A EP1798320A2 EP 1798320 A2 EP1798320 A2 EP 1798320A2 EP 06023500 A EP06023500 A EP 06023500A EP 06023500 A EP06023500 A EP 06023500A EP 1798320 A2 EP1798320 A2 EP 1798320A2
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EP
European Patent Office
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shaft
drive according
shaft drive
rotation
eccentric
Prior art date
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Application number
EP06023500A
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English (en)
French (fr)
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EP1798320A3 (de
EP1798320B1 (de
Inventor
Gerhard Pohl
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Groz Beckert KG
Original Assignee
Groz Beckert KG
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Publication date
Application filed by Groz Beckert KG filed Critical Groz Beckert KG
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Publication of EP1798320A3 publication Critical patent/EP1798320A3/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D51/00—Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions
    • D03D51/16—Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions for varying speed cyclically
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
    • D03C1/00—Dobbies
    • D03C1/14—Features common to dobbies of different types
    • D03C1/146—Independent drive motor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
    • D03C1/00—Dobbies
    • D03C1/14—Features common to dobbies of different types
    • D03C1/148—Eccentrics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03C—SHEDDING MECHANISMS; PATTERN CARDS OR CHAINS; PUNCHING OF CARDS; DESIGNING PATTERNS
    • D03C13/00—Shedding mechanisms not otherwise provided for

Definitions

  • the invention relates to a shaft drive for a loom with one or more heddles.
  • Weaving machines are usually provided with several WebMften, which are formed by rectangular, vertically standing frame.
  • the healds strands are held, with which by and large horizontally extending warp threads are guided and vertically moved for shedding.
  • the heald frames perform a swinging motion up and down, which is generated by a so-called shaft drive or a dobby.
  • the shaft drive is a transmission with the from a rotating drive movement, the reciprocating motion is derived from the shaft, which then essentially follows a sine function.
  • the DE 69702039 T2 a shaft drive having a coupling device to be able to trigger an upward or downward movement of the shaft if necessary.
  • a coupling device to be able to trigger an upward or downward movement of the shaft if necessary.
  • means which serve to reduce the otherwise resulting shock when engaging and disengaging the clutch.
  • the DE 103 43 377 B3 discloses a shaft drive which can be selectively activated and deactivated, wherein the heald performs vibration in one of its dead spots when the drive is deactivated. With this measure, the forces acting on the weaving shaft acceleration forces are minimized.
  • the DE 195 38 018 A1 a shaft drive with a modulation gear. This serves to delay the holding time of the heald frames in their extreme positions (dead spots). This is to be increased in particular for wide tissue related to the rotation of the drive shaft standstill angle for weft insertion. This should make the shed open longer.
  • Such a modulation gear is expensive. It also shows that the cams and the modulation gear take up a relatively large overall volume. On this basis, it is an object of the invention to provide an improved shaft drive.
  • the non-circular gear provides a simple and inexpensive solution to achieve a significantly different from the sinusoid Hedgehog movement, especially when the heald longer than an approximately inusterrorism in upper or lower extreme position (dead center) dwell and the transition between upper and lower dead center faster than at to rush through a sinusoidal movement.
  • the non-circular gear is able to transmit significant torque, the size and material usage is low. Thanks to modern production methods (CNC production), a non-circular gear unit in mass production is cost-effective.
  • CNC production modern production methods
  • a non-circular gear unit in mass production is cost-effective.
  • the torque increases before and after the extreme-lift positions can be minimized.
  • there is chosen as a law of motion for the shaft at least in a preferred embodiment, a polynomial of the seventh degree. The torque increase when entering and exiting the movement is gentle.
  • this shaft drive is suitable both for permanently operated heald frames (eccentric machines) and for heald frames which are to be switched on and off (dobby machines), for example in order to produce complicated weave bindings.
  • the transmission includes a coupling device which transmits the drive movement unhindered in an operating position and interrupts the transmission of motion in a second operating position.
  • the clutch assembly allows for the interruption of the drive movement to a pendulum motion of the output or generates such.
  • the pendulum motion can be used on the one hand to minimize the acceleration of the heald and on the other hand to create synchronization phases in which the clutch can soft on and disengage.
  • the coupling means is provided between the non-circular gear transmission and the output.
  • the non-circular gear can be formed both part of a conventional shaft drive and as an auxiliary gear. In the latter case is advantageous that existing shaft drives can continue to be used and that a single non-circular gear is sufficient to produce a modulated rotational movement for all outputs of the dobby.
  • the non-circular gear has preferably spur gears whose numbers of teeth are in an integer ratio.
  • the gears have a matching number of teeth. It thus results in total, i. on average, a transmission ratio of 1: 1, wherein this can be in relation to the respective rotational position of the gears to each other in each rotational angle above or below one.
  • the gears have elliptical shape. Such gears can be easily balanced and increase or reduce the transmission ratio in one revolution of the input shaft two times. A connected eccentric, which moves the output of the shaft drive, can thus be delayed in both extreme positions. With this measure, the standstill angle can be increased, i. Extend the time during which the tray is open for weft insertion.
  • FIG. 1 shows a weaving shank 1 is illustrated, which is associated with a dobby 2 and the latter via a linkage, which is designed as a lever mechanism 3, drives.
  • FIG. 2 further heald frames 1a, 1b, etc., which are likewise driven by the dobby 2, are provided parallel to the heald 1.
  • the arrangement is so far made in a conventional manner.
  • the heddle shafts which serve to move strands 4 up and down as indicated by an arrow 5 are moved up and down by the lever mechanism 3.
  • the swinging movement (arrow 7), which serves as the output rocker 6 of the dobby 2 is converted by the lever mechanism 3 into the vertically directed shaft movement, for which purpose a link 8, angle lever 9, 10 and a connecting rod 11 are used.
  • the dobby 2 has, as an output for driving the other heald frames 1a, 1b, wings 6a, 6b which are driven by a shaft 13 via coupling devices 12, 12a, 12b.
  • the shaft 13 is rotated from a non-circular gear 14 to a non-uniform rotation, i.e. offset a rotation with modulated angular velocity.
  • the non-circular gear 14 is preferably driven via a drive shaft 15 of a drive source 16 formed by an electric motor, which may be part of a weaving machine, preferably uniformly rotating.
  • the non-circular gear 14 forms, together with the coupling means 12, 12a, 12b, a gear 17 whose output is formed by the wings 6, 6a, 6b.
  • the drive train thus constructed is again schematically illustrated in FIG. 3 for a single output.
  • the coupling device 12 is optional. About them an eccentric shaft 18 is driven by an eccentric 19, the via a connecting rod 20, the not illustrated swing arm 6 drives.
  • the coupling device 12 has at least one input in the form of an input shaft 22.
  • the input shaft 22 performs a rotation with modulated speed, but not changing sense of direction.
  • the coupling device 12 can pass this rotational movement to the eccentric shaft 18 in a switching position.
  • the coupling device has a plurality of input shafts 22, 21.
  • all the input shafts can each be coupled to the non-circular gear 14 and each driven at the modulated speed (see Figure 3).
  • the input shaft 21 is directly controlled by the drive source 16 via the drive shaft 15.
  • the input shaft 22 preferably rotates non-uniformly, without reversing direction.
  • eccentric or curves / cam follower means this rotational movement is converted into a reciprocating motion.
  • the coupling device 12 is this rotary pendulum movement to the eccentric shaft 18 on.
  • the input shaft 22 and the input shaft 21 are driven via the non-circular gear 14.
  • the spur gears 23, 24 are illustrated in FIG. In the present embodiment, they are approximately elliptical, wherein they are formed so that they are in constant meshing engagement with each other. They show the same number of teeth and thus lay an average Gear ratio of 1: 1 fixed.
  • the uniform rotation of the spur gear 23 forces a continuously accelerated and decelerated rotation of the spur gear 24. Per revolution of the spur gear 24 it is accelerated twice and retarded twice, with the acceleration and deceleration in symmetric gear formation in both acceleration / deceleration phases identical.
  • the spur gears 23, 24 may also be more or less asymmetrical in order to produce two different motion modulations at a full rotation in the 180 ° distance.
  • this is preferably provided with a flywheel 25, so that load fluctuations largely kept away from the drive source 16 and the drive source 16 is uniformly loaded.
  • FIG. 5 illustrates one possible embodiment of the coupling device 12.
  • the clutch device 12 has a driven by the input shaft 21 cam 26 which forms a pendulum drive 28 with a cam follower 27.
  • the cam follower 27 is connected to a clutch plate 29 which performs a reciprocating motion.
  • a further, to the clutch plate 29 concentrically arranged clutch disc 30 performs a predetermined by the input shaft 22 rotational movement.
  • the clutch disc 30 is fixedly connected to the input shaft 22.
  • the eccentric shaft 18 is connected to a disc 31, which is the Output of the coupling device 12 forms.
  • the disc 31 carries a pawl 32 which is alternatively to be engaged with the clutch disc 29 or with the clutch disc 30.
  • Serve switching lever 33, 34 which are pivotally mounted and are moved by a selection finger 35 of an actuating lever 36. This is pivoted by electromagnets 37, 38 for activating either the shift lever 33 or the shift lever 34 back and forth. Springs 39, 40 bias the shift levers 33, 34 in the desired direction.
  • the coupling device 12 can be switched in the upper and in the lower reversing area to shuttle mode, to which the coupling device 12 is used.
  • This process is detailed in the DE 103 43 377 B3 described, which is hereby incorporated by reference.
  • the heald 1 can remain in pendulum mode as long as desired and can be reactivated without reducing the speed of the drive shaft 15, ie switched on.
  • the switching of the pawl 32 then takes place in a moment in which the clutch plates 29, 30 run largely synchronously for a short time.
  • the dobby 1 combines a conventional dobby 2 with a non-circular gear 14 for selectively extending the retention times of the heald 1 in the upper or lower reverse region and for reducing occurring accelerations. This allows an increase in the web speed or the web widths.
  • a coupling device 12 is additionally provided, which gives the heald 1 in rest periods, ie when no shedding is to be made, a pendulum movement with a stroke of a few millimeters to centimeters. By the swinging movement of the heald 1 in the upper or lower reverse region, the acceleration loads of the heald 1 can be further reduced.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Looms (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Abstract

Die erfindungsgemäße Schaftmaschine (1) kombiniert eine herkömmliche Schaftmaschine (2) mit einem Unrundzahnradgetriebe zur gezielten Verlängerung der Verharrungszeiten des Webschafts (1) im oberen oder unteren Umkehrbereich und zur Reduktion auftretender Beschleunigungen. Dies ermöglicht eine Steigerung der Webgeschwindigkeit bzw. der Webbreiten. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist zusätzlich eine Kupplungseinrichtung vorgesehen, die dem Webschaft (1) in Ruhephasen, d.h. wenn keine Fachbildung vorgenommen werden soll, eine Pendelbewegung mit einem Hub von wenigen Millimetern bis Zentimetern erteilt. Durch die schwingende Bewegung des Webschafts (1) im oberen oder unteren Umkehrbereich können die Beschleunigungsbelastungen des Webschafts (1) weiter reduziert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Schaftantrieb für eine Webmaschine mit ein oder mehreren Webschäften.
  • Webmaschinen sind in der Regel mit mehreren Webschäften versehen, die durch rechteckige, vertikal stehende Rahmen gebildet werden. In den Webschäften sind Litzen gehalten, mit denen die im Großen und Ganzen horizontal verlaufenden Kettfäden geführt und zur Fachbildung vertikal bewegt werden. Üblicherweise vollführen die Webschäfte dabei eine auf und ab schwingende Bewegung, die durch einen so genannten Schaftantrieb bzw. eine Schaftmaschine erzeugt wird. Der Schaftantrieb ist ein Getriebe mit dem aus einer drehenden Antriebsbewegung die hin und her gehende Bewegung des Schafts abgeleitet wird, wobei dieser dann im Wesentlichen einer Sinusfunktion folgt.
  • Ausgehend von diesem Grundprinzip sind aus dem Stand der Technik verschiedene Abwandlungen bekannt. Z.B. offenbart die DE 69702039 T2 einen Schaftantrieb, der eine Kupplungseinrichtung aufweist, um eine Aufwärts- oder Abwärtsbewegung des Schafts bedarfsweise auslösen zu können. Es sind dabei Mittel vorgesehen, die dazu dienen, den sich sonst ergebenden Stoß beim Ein- und Ausrasten der Kupplung zu mindern.
  • Die DE 103 43 377 B3 offenbart einen Schaftantrieb, der sich wahlweise aktivieren und deaktivieren lässt, wobei der Webschaft bei deaktiviertem Antrieb in einer seiner Totlagen eine Schwingung vollführt. Mit dieser Maßnahme werden die auf den Webschaft einwirkenden Beschleunigungskräfte minimiert.
  • Des Weiteren offenbart die DE 195 38 018 A1 einen Schaftantrieb mit einem Modulationsgetriebe. Dieses dient dazu, die Verharrungszeit der Webschäfte in ihren Extremalhublagen (Totlagen) zu verzögern. Damit soll insbesondere für breite Gewebe der auf die Drehung der Antriebswelle bezogene Fachstillstandswinkel zum Schusseintrag vergrößert werden. Dadurch soll das Webfach länger offen stehen.
  • Ein solches Modulationsgetriebe ist aufwändig. Außerdem zeigt sich, dass die Kurvenscheiben und das Modulationsgetriebe insgesamt ein relativ großes Bauvolumen beanspruchen. Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Schaftantrieb zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Schaftantrieb nach Anspruch 1 gelöst:
    • Der erfindungsgemäße Schaftantrieb weist einen Antriebsstrang auf, der aus Antriebswelle, Abtrieb und dazwischen angeordnetem Getriebe gebildet ist. Das Getriebe enthält ein Unrundzahnradgetriebe, das ein nichtkonstantes Übersetzungsverhältnis aufweist. Das Übersetzungsverhältnis ist von der Winkelposition der Antriebswelle abhängig. Das Unrundzahnradgetriebe enthält vorzugsweise wenigstens zwei Zahnräder mit nichtkonstantem Radius, wobei diese Zahnräder in ständigem kämmenden Eingriff miteinander stehen. Jede gleichmäßige Umdrehung der Eingangswelle verursacht somit eine nichtgleichförmige Drehung der nächsten, von dem Unrundzahnradgetriebe angetriebenen Welle. Das Unrundzahnradgetriebe erzeugt dadurch eine Drehzahlmodulation, wobei die Periode der Modulation auf eine Umdrehung der Eingangswelle festgelegt ist. Außerdem ist die erzeugte Drehzahlmodulation durch die Form der Zahnräder des Unrundzahnradgetriebes vorgegeben. Sie kann jedenfalls an dieser Stelle des Antriebsstrangs nicht weiter beeinflusst werden.
  • Das Unrundzahnradgetriebe stellt eine einfache und kostengünstige Lösung dar, um eine wesentlich von der Sinusform abweichende Webschaftbewegung zu erzielen, insbesondere wenn der Webschaft länger als bei einer ungefährensinusbewegung in oberer oder unterer Extremlage (Totlage) verweilen und den Übergang zwischen oberer und unterer Totlage schneller als bei einer Sinusbewegung durcheilen soll. Das Unrundzahnradgetriebe ist dabei in der Lage, erhebliche Drehmomente zu übertragen, wobei die Baugröße und der Materialeinsatz gering ist. Dank moderner Fertigungsmethoden (CNC-Fertigung) ist ein Unrundzahnradgetriebe in Serienproduktion kostengünstig. Trotz der längeren Verweilzeit in den Totlagen (Extremalhublagen) und trotz des schnelleren Durchlaufens des Wegs zwischen beiden Extremalhublagen können die Drehmomentanstiege vor und nach den Extremalhublagen minimiert werden. Dabei wird als Bewegungsgesetz für den Schaft, zumindest bei einer bevorzugten Ausführungsform ein Polynom siebten Grades gewählt. Der Drehmomentanstieg bei Ein- und Ausleitung der Bewegung ist sanft.
  • Prinzipiell eignet sich dieser Schaftantrieb sowohl für dauernd betriebene Webschäfte (Exzentermaschinen) als auch für Webschäfte, die ein- und auszuschalten sind (Schaftmaschinen), beispielsweise um komplizierte Webbindungen zu erzeugen. In diesem Fall enthält das Getriebe eine Kupplungseinrichtung, die in einer Betriebsposition die Antriebsbewegung ungehindert überträgt und in einer zweiten Betriebsposition die Bewegungsübertragung unterbricht. Durch die Verlängerung der Verweilzeit des Schafts in den Extremalhublagen findet sich dort ein größerer Zeit- bzw. Winkelbereich zum sanften Ein- und Auskuppeln der Kupplungseinrichtung. Das Ein- und Auskuppeln erfolgt dort im Wesentlichen lastfrei bei minimiertem Drehmoment und minimierter Drehgeschwindigkeit der Kupplungselemente. Laststöße und Kupplungsbelastung werden reduziert bzw. minimiert.
  • Bei einer verbesserten Ausführungsform lässt die Kupplungsanordnung bei Unterbrechung der Antriebsbewegung eine Pendelbewegung des Abtriebs zu oder erzeugt eine solche. Die Pendelbewegung kann einerseits zum Minimieren der Beschleunigungen des Webschafts und andererseits dazu genutzt werden, Synchronphasen zu schaffen, in denen die Kupplung weich ein- und auskuppeln kann.
  • In der bevorzugten Ausführungsform ist die Kupplungseinrichtung zwischen dem Unrundzahnradgetriebe und dem Abtrieb vorgesehen. Das Unrundzahnradgetriebe kann sowohl Bestandteil eines üblichen Schaftantriebs als auch als Vorsatzgetriebe ausgebildet sein. In letzterem Fall ist vorteilhaft, dass vorhandene Schaftantriebe weiter verwendet werden können und dass ein einziges Unrundzahnradgetriebe ausreicht, um eine modulierte Drehbewegung für alle Abtriebe der Schaftmaschine zu erzeugen. In Einzelfällen mag es sinnvoll sein, zwei oder mehrere Unrundzahnradgetriebe vorzusehen, die an ihren Ausgangswellen unterschiedliche Ausgangsbewegungen erzeugen. Bei Exzenterwebmaschinen können diese unterschiedlichen Ausgangsbewegungen zum unmittelbaren Antrieb der Exzenter dienen. Bei Schaftmaschinen können diese unterschiedlichen Ausgangsbewegungen zum Antrieb der Kupplungen dienen.
  • Das Unrundzahnradgetriebe weist vorzugsweise Stirnräder auf, deren Zähnezahlen in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen. Im bevorzugten Ausführungsfall haben die Zahnräder eine übereinstimmende Zähnezahl. Es ergibt sich somit insgesamt, d.h. im Durchschnitt ein Übersetzungsverhältnis von 1:1, wobei dieses in Abhängigkeit von der jeweiligen Drehposition der Zahnräder zueinander in jedem Drehwinkel über oder unter Eins liegen kann. In einem einfachen Ausführungsbeispiel haben die Zahnräder elliptische Form. Solche Zahnräder lassen sich leicht auswuchten und steigern bzw. mindern das Übersetzungsverhältnis bei einer Umdrehung der Eingangswelle zwei mal. Ein angeschlossener Exzenter, der den Abtrieb des Schaftantriebs bewegt, kann somit in beiden Extremlagen verzögert werden. Mit dieser Maßnahme lässt sich der Fachstillstandswinkel vergrößern, d.h. die Zeit, in der das Fach zum Schusseintrag offensteht, verlängern.
  • Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, der Beschreibung oder Unteransprüchen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
    • Figur 1
    einen Webschaft und einen Schaftantrieb in schematisierter Gesamtansicht,
    Figur 2
    die Schaftmaschine und Webschäfte in ausschnittsweiser Draufsicht,
    Figur 3
    den Schaftantrieb nach Figur 1 und 2 in einer schematischen Blockdarstellung,
    Figur 4
    ein Unrundstirnradgetriebe des Schaftantriebs nach Figur 3 in schematisierter Darstellung,
    Figur 5
    eine Kupplungseinrichtung für den Schaftantrieb nach Figur 3 in Prinzipdarstellung und
    Figur 6
    ein Diagramm, das den Hub des Schafts in Abhängigkeit von dem Drehwinkel der Antriebswelle veranschaulicht.
  • In Figur 1 ist ein Webschaft 1 veranschaulicht, dem eine Schaftmaschine 2 zugeordnet ist und die diesen über ein Gestänge, welches als Hebelgetriebe 3 ausgebildet ist, antreibt. Wie Figur 2 erkennen lässt, sind parallel zu dem Webschaft 1 weitere Webschäfte 1a, 1b usw. vorgesehen, die ebenfalls von der Schaftmaschine 2 angetrieben sind. Die Anordnung ist insoweit auf herkömmliche Weise getroffen. Die Webschäfte, die dazu dienen, Litzen 4 wie durch einen Pfeil 5 angedeutet auf und ab zu bewegen, werden durch das Hebelgetriebe 3 auf und ab bewegt. Dazu wird die von einer als Abtrieb dienenden Schwinge 6 der Schaftmaschine 2 vollführte schwingende Bewegung (Pfeil 7) durch das Hebelgetriebe 3 in die vertikal gerichtete Schaftbewegung umgesetzt, wozu ein Lenker 8, Winkelhebel 9, 10 und eine Verbindungsstange 11 dienen.
  • Wie Figur 2 erkennen lässt, weist die Schaftmaschine 2 als Abtrieb zum Antrieb der weiteren Webschäfte 1a, 1b Schwingen 6a, 6b auf, die über Kupplungseinrichtungen 12, 12a, 12b von einer Welle 13 angetrieben sind. Die Welle 13 ist von einem Unrundzahnradgetriebe 14 in eine nichtgleichförmige Umdrehung d.h. eine Drehung mit modulierter Winkelgeschwindigkeit versetzt. Das Unrundzahnradgetriebe 14 wird über eine Antriebswelle 15 von einer durch einen Elektromotor gebildeten Antriebsquelle 16, welche ein Teil einer Webmaschine sein kann, vorzugsweise gleichförmig drehend angetrieben. Das Unrundzahnradgetriebe 14 bildet zusammen mit den Kupplungseinrichtungen 12, 12a, 12b ein Getriebe 17, dessen Abtrieb durch die Schwingen 6, 6a, 6b gebildet wird.
  • Der so aufgebaute Antriebsstrang ist in Figur 3 nochmals schematisch für einen einzigen Abtrieb veranschaulicht. Die Kupplungseinrichtung 12 ist dabei optional. Über sie wird eine Exzenterwelle 18 mit einem Exzenter 19 angetrieben, der über ein Pleuel 20 die nicht weiter veranschaulichte Schwinge 6 antreibt. Die Kupplungseinrichtung 12 weist mindestens einen Eingang in Form von einer Eingangswelle 22 auf. Die Eingangswelle 22 vollführt eine Drehung mit modulierter Drehzahl, dabei aber nicht wechselndem Richtungssinn. Die Kupplungseinrichtung 12 kann in einer Schaltstellung diese Drehbewegung an die Exzenterwelle 18 weitergeben.
  • Es ist auch möglich, dass die Kupplungseinrichtung mehrere Eingangswellen 22, 21 aufweist. Dabei können alle Eingangswellen jeweils an das Unrundzahnradgetriebe 14 angekoppelt sein und jeweils mit der modulierten Drehzahl angetrieben werden (siehe Figur 3). Es ist aber auch möglich, dass z.B. die Eingangswelle 21 direkt über die Antriebswelle 15 von der Antriebsquelle 16 gesteuert wird.
  • Die Eingangswelle 22 rotiert vorzugsweise ungleichförmig, ohne Richtungsumkehr. Durch nicht weiter dargestellte Mittel, beispielsweise Exzenter oder Kurven/Kurvenfolgermittel, wird diese Drehbewegung in eine hin und her drehende Bewegung umgesetzt. In der in Figur 3 veranschaulichten Schaltstellung bzw. Kupplungsposition gibt die Kupplungseinrichtung 12 diese Drehpendelbewegung an die Exzenterwelle 18 weiter.
  • Die Eingangswelle 22 und die Eingangswelle 21 werden über das Unrundzahnradgetriebe 14 angetrieben. Dieses enthält wenigstens zwei Stirnräder 23, 24, die zentrisch an ihren jeweiligen Wellen befestigt sind und einen nichtkonstanten Radius aufweisen. Die Stirnräder 23, 24 sind in Figur 4 veranschaulicht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind sie etwa elliptisch, wobei sie so ausgebildet sind, dass sie in ständigem kämmenden Eingriff miteinander stehen. Sie weisen übereinstimmende Zähnezahl auf und legen somit ein durchschnittliches Übersetzungsverhältnis von 1:1 fest. Durch die wechselnden Durchmesser erzwingt jedoch die gleichmäßige Rotation des Stirnrads 23 eine fortwährend beschleunigte und verzögerte Drehung des Stirnrads 24. Pro Umdrehung des Stirnrads 24 wird dieses zwei mal beschleunigt und zwei mal verzögert, wobei die Beschleunigung und Verzögerung bei symmetrischer Zahnradausbildung in beiden Beschleunigungs/Verzögerungsphasen identisch abläuft. Dies führt zu symmetrischen Bewegungsgesetzen für den Schaft (abgesehen von Verzerrungen, die durch das Hebelgetriebe 3 und das Pleuel 20 entstehen). Die Stirnräder 23, 24 können jedoch auch mehr oder weniger asymmetrisch ausgebildet sein, um bei einer Volldrehung im 180° Abstand zwei unterschiedliche Bewegungsmodulationen zu erzeugen.
  • Zur Vergleichmäßigung der Drehung der Antriebswelle 15 ist diese vorzugsweise mit einer Schwungmasse 25 versehen, so dass Lastschwankungen weitgehend von der Antriebsquelle 16 fern gehalten und die Antriebsquelle 16 gleichmäßig belastet wird.
  • Figur 5 veranschaulicht eine mögliche Ausführungsform der Kupplungseinrichtung 12. Zur vollständigeren Beschreibung derselben sowie wegen alternativen Ausführungsformen wird auf die DE 103 43 377 B3 verwiesen. Die Kupplungseinrichtung 12 weist einen von der Eingangswelle 21 angetriebenen Nocken 26 auf, der mit einem Kurvenfolger 27 einen Pendelantrieb 28 bildet. Der Kurvenfolger 27 ist mit einer Kupplungsscheibe 29 verbunden, die eine hin und her drehende Bewegung ausführt. Hingegen führt eine weitere, zu der Kupplungsscheibe 29 konzentrisch angeordnete Kupplungsscheibe 30 eine von der Eingangswelle 22 vorgegebene Drehbewegung aus. Die Kupplungsscheibe 30 ist mit der Eingangswelle 22 fest verbunden. Die Exzenterwelle 18 ist mit einer Scheibe 31 verbunden, die den Abtrieb der Kupplungseinrichtung 12 bildet. Die Scheibe 31 trägt eine Schaltklinke 32, die alternativ mit der Kupplungsscheibe 29 oder mit der Kupplungsscheibe 30 in Eingriff zu bringen ist. Dazu dienen Schalthebel 33, 34, die schwenkbar gelagert sind und über einen Auswahlfinger 35 von einem Betätigungshebel 36 bewegt werden. Dieser wird durch Elektromagnete 37, 38 zur Aktivierung entweder des Schalthebels 33 oder des Schalthebels 34 hin und her geschwenkt. Federn 39, 40 spannen die Schalthebel 33, 34 in gewünschter Richtung vor.
  • Die insoweit beschriebene Schaftmaschine 2 arbeitet wie folgt:
    • In Betrieb wird davon ausgegangen, dass die Antriebswelle 15 gleichförmig rotiert. Somit führen die Eingangswellen 21, 22 in Folge des zwischengeschälteten Unrundzahnradgetriebes eine Drehbewegung aus, die pro Umdrehung beschleunigt, verzögert, wieder beschleunigt und wieder verzögert wird. Wenn davon ausgegangen wird, dass die Kupplungseinrichtung 12 die Eingangswelle 22 fortwährend mit der Exzenterwelle 18 verbindet, ergibt dies an der Schwinge 6 bzw. an dem Webschaft 1 eine Bewegung, die durch die in Figur 6 gezeichnete Kurve I charakterisiert wird. Die Kurve I veranschaulicht den Hub des Webschafts 1 in Abhängigkeit von der Drehung der Antriebswelle 15. Unter Vernachlässigung der von dem Hebelgetriebe 3 und gegebenenfalls dem Pleuel 20 hervorgerufenen Verzerrung des Bewegungsgesetzes würde sich bei gleichförmiger Drehung der Eingangswelle 22 eine Schaftbewegung gemäß Kurve II ergeben. Dies wäre der Fall, wenn die Stirnräder 23, 24 als gewöhnliche Stirnräder mit konstantem Radius ausgebildet wären. Die Kurve II entspricht einer Sinusfunktion. Wie ersichtlich, verzögert jedoch das Unrundzahnradgetriebe 14 die Bewegung der Eingangswelle 22 in Bezug auf die Bewegung der Antriebswelle 15 jeweils dann, wenn sich der Webschaft 1 in seinem oberen oder seinem unteren Umkehrbereich befindet.. Im Übergang zwischen beiden Umkehrbereichen beschleunigt das Unrundzahnradgetriebe 14 die Eingangswelle 22 gegenüber der Antriebswelle 15 und verzögert die Eingangswelle 22 in den Endbereichen. Mit anderen Worten, während der oberen und unteren Umkehrbereichen des Webschafts 1 dreht die Eingangswelle 22 deutlich langsamer als die Antriebswelle 15 während sie ansonsten deutlich schneller dreht. Der Webschaft 1 verharrt dadurch über einen längeren Winkelbereich der Drehung der Antriebswelle 15 im oberen und unteren Umkehrbereich, wodurch die Zeit für den Schusseintrag steigt. Dies hat insbesondere bei breiten Webmaschinen und hohen Maschinengeschwindigkeiten Bedeutung.
  • Außerdem kann iim oberen und im unteren Umkehrbereich auf Pendelbetrieb umgeschaltet werden, wozu die Kupplungseinrichtung 12 dient. Dieser Vorgang ist detailliert in der DE 103 43 377 B3 beschrieben, auf die hiermit verwiesen wird. Durch die Kombination der Kupplungseinrichtung 12 mit dem Unrundzahnradgetriebe 14 wird im oberen oder unteren Umkehrbereich des Webschafts 1 ein weiches Umschalten erreicht. Der Webschaft 1 kann beliebig lange im Pendelbetrieb verharren und ohne Reduktion der Drehzahl der Antriebswelle 15 wieder aktiviert, d.h. eingeschaltet werden. Das Umschalten der Schaltklinke 32 erfolgt dann in einem Moment, in dem die Kupplungsscheiben 29, 30 kurzzeitig weitgehend synchron laufen.
  • Die erfindungsgemäße Schaftmaschine 1 kombiniert eine herkömmliche Schaftmaschine 2 mit einem Unrundzahnradgetriebe 14 zur gezielten Verlängerung der Verharrungszeiten des Webschafts 1 im oberen oder unteren Umkehrbereich und zur Reduktion auftretender Beschleunigungen. Dies ermöglicht eine Steigerung der Webgeschwindigkeit bzw. der Webbreiten. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist zusätzlich eine Kupplungseinrichtung 12 vorgesehen, die dem Webschaft 1 in Ruhephasen, d.h. wenn keine Fachbildung vorgenommen werden soll, eine Pendelbewegung mit einem Hub von wenigen Millimetern bis Zentimetern erteilt. Durch die schwingende Bewegung des Webschafts 1 im oberen oder unteren Umkehrbereich können die Beschleunigungsbelastungen des Webschafts 1 weiter reduziert werden.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1, 1a, 1b
    Webschaft
    2
    Schaftmaschine
    3
    Gestänge, Hebelgetriebe
    4
    Litzen
    5
    Pfeil
    6, 6a, 6b
    Abtrieb, Schwinge
    7
    Pfeil
    8
    Lenker
    9, 10
    Winkelhebel
    11
    Verbindungsstange
    12, 12a, 12b
    Kupplungseinrichtungen
    13
    Welle
    14
    Unrundzahnradgetriebe
    15
    Antriebswelle
    16
    Antriebsquelle
    17
    Getriebe
    18
    Exzenterwelle
    19
    Exzenter
    20
    Pleuel
    21, 22
    Eingangswellen
    23, 24
    Stirnräder
    25
    Schwungmasse
    26
    Nocken
    27
    Kurvenfolger
    28
    Pendelantrieb
    29, 30
    Kupplungsscheibe
    31
    Scheibe
    32
    Schaltklinke
    33, 34
    Schalthebel
    35
    Schaltfinger
    36
    Betätigungshebel
    37, 38
    Elektromagnete
    39, 40
    Federn
    I, II
    Kurven

Claims (17)

  1. Schaftantrieb (2) für eine Webmaschine,
    mit einer Antriebswelle (15), die mit einer Antriebsquelle (16) verbunden und von dieser angetrieben ist,
    mit einem Abtrieb (6) zum Antrieb eines Webschafts (1) und
    mit einem Getriebe (17), das zwischen der Antriebswelle (15) und dem Abtrieb (6) angeordnet ist und das ein Unrundzahnradgetriebe (14) enthält.
  2. Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (15) zur Vergleichmäßigung ihrer Drehung und zum Ausgleich von Lastschwankungen mit einer Schwungmasse (25) verbunden ist.
  3. Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abtrieb (6) ein schwingend angetriebener Hebel ist.
  4. Schaftantrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel von einen Exzenter (19) angetrieben ist.
  5. Schaftantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (19) ausschließlich in einer vorgegebenen Drehrichtung angetrieben ist.
  6. Schaftantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Exzenter (19) vorwiegend in einer vorgegebenen Drehrichtung angetrieben ist.
  7. Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (17) derart ausgebildet ist, dass zwei Betriebsarten auswählbar sind, so dass der Exzenter (19) in einem ersten Betriebsmodus eine Drehung mit vorgegebenem Drehsinn und in einem zweiten Betriebsmodus eine pendelnde Drehbewegung mit wechselndem Richtungssinn vollführt.
  8. Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (17) eine Kupplungseinrichtung (12) enthält.
  9. Schaftantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (12) eine erste Betriebsposition aufweist, die durch die ungehinderte Übertragung einer Antriebsbewegung gekennzeichnet ist.
  10. Schaftantrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (12) eine zweite Betriebsposition aufweist, die durch eine Unterbrechung der Übertragung der Antriebsbewegung gekennzeichnet ist.
  11. Schaftantrieb nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (12) derart ausgebildet ist, dass sie bei Unterbrechung der Antriebsbewegung eine Pendelbewegung mit wechselndem Richtungssinn überträgt.
  12. Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unrundzahnradgetriebe (14) wenigstens zwei Zahnräder (23, 24) aufweist, die miteinander in ständigem kämmenden Eingriff stehen.
  13. Schaftantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (23, 24) Stirnräder sind.
  14. Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähnezahlen der Zahnräder (23, 24) in einem ganzzahligen Verhältnis zueinander stehen.
  15. Schaftantrieb nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (23, 24) eine übereinstimmende Zähnezahl aufweisen.
  16. Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnräder (23, 24) jeweils eine im Wesentlichen elliptische Form aufweisen.
  17. Schaftantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Unrundzahnradgetriebe (14) die gleichförmige Bewegung der Antriebswelle (15) in eine ungleichförmige Bewegung einer Eingangswelle (21, 22) wandelt.
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