ITMI971305A1 - Dispositivo di selezione della marcia-lenta e di ricerca del passo in telai di tessitura - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"DISPOSITIVO DI SELEZIONE DELLA MARCIA-LENTA E DI RICERCA DEL PASSO IN TELAI DI TESSITURA"

La presente invenzione riguarda un dispositivo per l'accoppiamento dell'albero principale di un telaio di tessitura con la macchina di armatura del telaio e con il comando di marcia lenta del telaio stesso. In particolare, riguarda un cosidetto dispositivo di selezione della marcia lenta e di ricerca del passo.

E' noto che l'albero principale di un telaio di tessitura aziona anche la macchina di armatura (ratiera, jaquard o macchina a camme) in servizio del telaio stesso. Nel caso che, per un qualsiasi motivo (per es. rottura di un filo di ordito, errato inserimento del filo di trama, ...), si debba arrestare il funzionamento del telaio, bisogna poi poter effettuare alcuni colpi del telaio a marcia lenta, eventualmente invertendo il movimento, per individuare il guasto o l’inconveniente e ripartire a regime senza lasciare difetti nel tessuto.

Per effettuare la marcia lenta, il telaio è dotato di un motore ausiliario che agisce, attraverso un'opportuna,catena cinematica ad elevato rapporto di riduzione, sull'albero della macchina di armatura.

E' tuttavia necessario che il motore ausiliario possa intervenire solamente durante la marcia lenta e possa quindi essere disinserito durante il movimento a regime del telaio di tessitura. A questo scopo è previsto un innesto di marcia lenta che accoppia il motore ausiliario alla macchina di armatura solamente quando viene inserito il movimento di marcia lenta.

Nella maggior parte dei casi, l’intervento di arresto, manutenzione e riavvio del telaio richiede che il moto della macchina di armatura e quello dell'albero principale siano resi indipendenti: per esempio, quando si verifica un inserimento errato del filo di trama, bisogna poter effettuare un movimento opportuno della macchina di armatura, mantenendo fermo l'albero principale, cosi da aprire il passo ed estrarre il filo di trama difettoso, senza che venga inserito un nuovo filo di trama ad opera del dispositivo di inserimento della trama comandato dall'albero principale .

Per rendere indipendenti i due movimenti, l'albero principale e l'albero della macchina di armatura sono collegati mediante un innesto principale di accoppiamento. Questo innesto non deve solo stabilire o escludere l'accoppiamento ma deve anche garantire che quest'ultimo sia determinato univocamente, cioè che la fase tra i due alberi sia sempre la stessa, così che il funzionamento del telaio sia sempre ripetibile e corrisponda a quanto richiesto dal disegno del tessuto. Ciò viene ottenuto, secondo la tecnica nota, in vari modi, uno dei più diffusi essendo costituito dall'adozione di una spina, solidale ad uno dei due semiinnesti, che va ad impegnarsi in una sua sede ricavata nell'altro semiinnesto. La fase in cui, durante la marcia lenta del telaio, la spina viene fatta ruotare fino a portarla in corrispondenza della sua sede viene detta fase di "ricerca del passo" e così verrà indicata nel seguito.

Da quanto suesposto, si può notare che sui moderni telai di tessitura esiste la necessità di dotare il meccanismo di trasmissione di due innesti, uno per l'accoppiamento dell'albero principale con l'albero della macchina di armatura e l'altro per l'accoppiamento del motore ausiliario con la macchina di armatura, con tre fondamentali stati di funzionamento (vedi figg. 1A, 1B e 1C dei disegni allegati):

- marcia a regime, con innesto principale inserito e innesto di marcia lenta I2 disinserito (fig. 1A);

- marcia lenta dell'intero telaio, con entrambi gli innesti I1 e I2 inseriti (fig. 1B);

- marcia lenta della macchina di armatura A e albero principale P del telaio’ifermo (per es. fase di ricerca del passo), con innesto principale I1 disinserito e innesto I2 di marcia lenta inserito (fig. 1C).

Dispositivi di questo tipo sono noti nella tecnica e presentano diverse architetture più o meno complesse.

Uno di questi dispositivi maggiormente apprezzato dal mercato, è quello divulgato nel brevetto EP-B1-322.928 (a nome BARUFFALDI S.P.A.). In questo brevetto il doppio innesto si compone sostanzialmente di due ingranaggi piani, montati a sandwich e mossi assialmente in ingranamento uno contro l'altro secondo opportuni schemi. L'albero principale e l'albero della macchina di armatura sono coassiali e si fronteggiano con una delle loro estremità. Sull'estremità dell'albero principale è fissato un rotore sul quale è montato, mediante una molla a membrana, un primo piattello portante una dentatura piana. Questo primo piattello può traslare assialmente rispetto al relativo rotore sotto l'azione contrapposta di una combinazione di molle a membrana e di spinta, e di un elettromagnete, montato solidale ad una scatola esterna, che sviluppa un campo magnetico attraverso il rotore tale da attrarre a sè il piattello dentato. Le molle di spinta sono atte a premere il primo piattello dentato contro un secondo rotore a dentatura piana fissato all’estremità contrapposta dell'albero della macchina di armatura, garantendo l'inserimento dell'innesto principale. Tra il secondo rotore e il primo piattello traslabile è previsto, inoltre, un sistema di accoppiamento a spina che permette un ingranamento univoco tra la dentatura piana del piattello e del secondo rotore. Sulla faccia posteriore del secondo rotore è presente un secondo piattello a dentatura piana traslabile, solidale al rotore stesso, che può impegnarsi, ancora sotto l'azione contrapposta di molle e di un elettromagnete, su un ingranaggio piano, coassiale ai due rotori ma folle rispetto a questi. Quest'ultimo ingranaggio presenta sulla sua circonferenza una dentatura che va ad impegnarsi con una vite senza fine mossa da un motore ausiliario. Dunque, l'accoppiamento tra il secondo piattello e l'ingranaggio piano rappresenta l'innesto della marcia lenta.

Questa soluzione, per quanto largamente diffusa, presenta una serie di inconvenienti.

Innanzitutto, i due rotori e i piattelli traslabili, impegnandosi reciprocamente mediante dentature piane, non possono realizzare alcun rapporto di riduzione; a questo compito è dunque completamente delegato un'altra catena cinematica, distinta dal sistema di innesto. Ciò, oltre che richiedere un maggior numero di componenti, obbliga ad adottare cinematismi ad elevato rapporto di riduzione, quali ingranaggi a pignone e vite-senza-fine, a basso rendimento.

In secondo luogo, gli ingranaggi piani sono piuttosto critici per trasmettere una coppia, in quanto i profili dei denti esercitano sull'ingranaggio una spinta assiale, che tende a disimpegnare l'innesto stesso, quando sono soggetti ad uno sforzo tangenziale derivante dall'applicazione di un momento torcente; pertanto gli ingranaggi devono essere mantenuti premuti uno contro l'altro con una forte azione assiale impressa da molle precaricate. Così, più è elevata la coppia motrice che si intende trasmettere e più grande dovrà essere la forza assiale di compressione che viene esercitata sugli ingranaggi dell'innesto. E ciò introduce inevitabilmente limiti di progetto.

Inoltre, le molle a membrana, impiegate sia per consentire la traslazione del piattello dentato rispetto al corrispondente rotore, sia per offrire una certa spinta di accoppiamento, costituiscono un elemento mólto delicato del dispositivo. Senza contare il fatto che esse introducono la presenza di un'elasticità critica nell'innesto che può creare problemi di vibrazioni e instabilità dell ’accoppiamento.

Ancora, l'impiego di piattelli traslabili interposti tra i rotori, impone l'uso di attuatori elettromagnetici che riescano ad agire su di essi, grazie al campo magnetico, anche attraverso lo spessore delle ruote stesse in rotazione. Tuttavia, l'uso di elettromagneti non consente di effettuare corse di traslazione superiori a 1÷2 millimetri e questo costituisce senz'altro un notevole svantaggio perchè rende indispensabile ricorrere a ruote a dentatura piana che, oltre a presentare l'inconveniente già considerato, sono più costose delle comuni dentature cilindriche.

Da ultimo, l'ingranaggio a vite senza fine, utilizzato per trasmettere il moto del motore ausiliario, presenta una bassissima efficienza e quindi richiede l'impiego di un motore ausiliario potente. Questo ingranaggio è anch'esso un componente costoso.

Scopo della presente invenzione è di risolvere gli inconvenienti sopra citati. In particolare si vuole fornire un dispositivo che presenti la possibilità di inserire e disinserire l'accoppiamento tra albero principale del telaio e albero della macchina di armatura, nonché tra l'albero della macchina di armatura e un motore ausiliario di marcia lenta, mediante un doppio innesto che sia semplice ed economico, possa essere comandato sia da sistemi elettromagnetici che idraulici o pneumatici e in cui il ricorso a ruotismi a dentatura piana sia ridotto il più possibile (si noti, quanto a quest'ultimo aspetto, che malgrado gli inconvenienti cui danno luogo e il loro costo, le dentature piane sono considerate a tutt'oggi una soluzione insostituibile in questo settore) .

Questi scopi vengono conseguiti mediante un dispositivo di selezione della marcia-lenta e di ricerca del passo in telai di tessitura, del tipo comprendente un doppio innesto a ruote dentate in cui una ruota dentata condotta, fissata ad un albero di trasmissione del moto ad una macchina di armatura, consegue un accoppiamento in alternativa o contemporaneamente con una ruota dentata principale, che trasmette il moto da e verso l'albero principale del telaio, e con una ruota dentata di marcia lenta che riceve il moto da un motore ausiliario, in cui sia la ruota dentata principale che la ruota dentata di marcia lenta sono in un corpo unico e sono traslabili assialmente e in cui almeno l'accoppiamento tra detta ruota condotta e detta ruota di marcia lenta avviene tramite dentature cilindriche.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del dispositivo secondo l'invenzione risulteranno comunque meglio evidenti dalla descrizione dettagliata che segue di una preferita forma di realizzazione della stessa, data a titolo di esempio ed illustrata nei disegni allegati, nei quali:

figg. 1A, 1B e 1C sono viste schematiche che rappresentano le diverse possibilità di funzionamento del dispositivo di marcia lenta e ricerca del passo (già richiamate più sopra);

fig. 2 è una vista in sezione di una preferita forma d'esecuzione dell'invenzione nello stato di marcia a regime del telaio;

fig. 3 è una vista analoga alla fig. 1 nello stato di marcia lenta del telaio;

fig. 4 è una vista analoga alla fig. 1 nello stato di ricerca del passo;

fig. 5 è una vista analoga alla fig. 1 di un'altra forma d'esecuzione dell'invenzione; e

fig. 6 è una vista analoga alla fig. 1 di una ulteriore forma d'esecuzione dell'invenzione.

Come già detto con riferimento alle figg. 1A-1C, il dispositivo dell'invenzione presenta sostanzialmente una coppia di innesti, un primo innesto principale I1 che collega l'albero principale P del telaio con l'albero della macchina di armatura A, e un secondo innesto di marcia lenta I2, che accoppia un motore ausiliario m all 'albero della macchina di armatura A.

Secondo l'invenzione, e come si vede bene nelle figure, l’innesto principale I1 e l'innesto di marcia lenta 12 sono disposti sfalsati uno rispetto all'altro e rispetto all'albero principale, secondo un'architettura che diremo "a sbalzo", per motivi che appariranno evidenti più avanti.

L'innesto è costituito da due ruote dentate 1 e 2 reciprocamente ingranabili mediante dentature piane 3 e montate coassialmente su un medesimo albero 4.

La ruota esterna 1 - o ruota principale - è, secondo l'invenzione, in un corpo unico ed è traslabile assialmente. Essa è infatti montata sull'albero 4 mediante cuscinetti a rullini 5 e su un carter 6 mediante un cuscinetto radiale a rulli 7, avente un gioco assiale, in modo da lasciare la ruota 1 libera di traslare assialmente.

Preferibilmente, anche la ruota interna 2 - o ruota condotta - è in un corpo unico.

La spinta necessaria a garantire l'accoppiamento delle due ruote 1 e 2 a dentatura piana è assicurata da molle 8 che agiscono tra la ruota principale 1, tramite un cuscinetto assiale ad aghi 9, e il carter 6.

Un attuatore 10 interviene sulla ruota esterna 1, in contrasto con le molle 8, per disinserire l'innesto allontanando la ruota 1 dalla ruota condotta 2 (fig. 4). Secondo una preferita forma d'esecuzione dell'invenzione, l'attuatore 10 è costituito da un sistema idraulico: la ruota 1 presenta un mozzo la che si prolunga andando a costituire, alla sua estremità, un pistone 11 in una camera di pressione 12 in cui viene immesso olio in pressione. Guarnizioni striscianti 12a e 12b sono previste per assicurare la tenuta.

Secondo un'altra forma d'esecuzione (fig. 5), 1'attuatore 10 è costituito da un sistema ad elettromagneti 50 che agiscono direttamente sulla ruota esterna 1 in contrasto con le molle 8.

Le ruote 1 e 2 presentano inoltre, sulle loro circonferenze, una classica dentatura cilindrica che va ad impegnarsi, rispettivamente, con una ruota a dentatura cilindrica 13 montata sull'albero principale P e con un ingranaggio di marcia lenta 14.

La dentatura presente sulla ruota a dentatura cilindrica 13 è sufficientemente lunga da rimanere sempre in presa con la ruota 1 anche quando quest'ultima trasla nella posizione di disimpegno della ruota 2 (illustrata in fig. 4): ciò evita che vada persa la corretta fase fra l’albero principale P e la ruota principale 1 dell'innesto I1. Inoltre, la fase tra la ruota 1 e la ruota condotta 2 viene univocamente determinata, per esempio, da un classico accoppiamento a spina (non mostrato).

L'innesto I2 è invece costituito dall'accoppiamento tra la ruota 2 e l'ingranaggio di marcia lenta 14. Quest'ultimo è, secondo l'invenzione, un ingranaggio cilindrico in un corpo unico traslabile assialmente mediante un secondo attuatore 15. Questa soluzione, benché sia più ingombrante in senso trasversale e debba dar luogo ad una traslazione più elevata rispetto a quanto necessario per l'accoppiamento di analoghe ruote a dentatura piana, presenta una serie di vantaggi. Essa risulta infatti decisamente più efficiente, non richiede la presenza di mezzi di spinta per mantenere l'ingranamento e, inoltre, permette di conseguire direttamente nell'innesto una riduzione di trasmissione, cosa che non è possibile attuare tra due ruote a dentatura piana. E', infine, meno costosa.

L'ingranaggio di marcia lenta 14 è trascinato in rotazione dal motore ausiliario m tramite un ingranaggio motore 16, avente anch'esso dentatura sufficientemente lunga da essere sempre in presa nelle condizioni estreme di traslazione dell'ingranaggio 14, ed eventualmente da un ingranaggio di riduzione 17.

Inoltre, è preferibile che il motore ausiliario m, o la catena cinematica ad esso collegata, sia dotato di un freno (non mostrato) atto a contrastare la coppia che proviene dalla macchina di armatura A. Infatti, il carico della macchina di armatura è variabile nel tempo e, in casi particolari (jacquard, ratiera negativa), per la presenza di molle di richiamo, viene applicata sul motore ausiliario una coppia accelerante che risulta fastidiosa nella fase di ricerca del passo. Pertanto, risulta vantaggiosa la presenza di un freno che rallenti la velocità di rotazione della ruota condotta 2.

La combinazione degli elementi sopra descritti nei tre stati tipici di funzionamento è il seguente:

- nello stato·di funzionamento a regime (fig. 2), il moto proviene dall'albero principale P, si trasmette alla ruota principale 1 e da questa, tramite la ruota condotta 2 e l'albero 4, alla macchina di armatura A;

- durante la marcia lenta dell'intero telaio (fig. 3), il moto proviene dal motore ausiliario m e si trasferisce, tramite l'ingranaggio di marcia lenta 14, da una parte all'albero principale P, attraverso là ruota condotta 2, la ruota principale 1 e la ruota a dentatura cilindrica 13, e dall'altra alla macchina di armatura A attraverso la ruota 2 e 1'albero 4;

- durante la fase di ricerca del passo (fig. 4), il moto impartito alla ruota 2 dal motore ausiliario m non si trasferisce più all'albero principale P, in quanto la ruota 1 è scostata dalla ruota 2, ma mette in movimento solamente la macchina di armatura finché non viene raggiunta la posizione corretta di fasatura tra le due ruote 1 e 2 (inserimento della spina di riscontro nella sua sede) e quindi può ripartire il movimento a regime del telaio. -Preferibilmente, il motore ausiliario m è a velocità variabile. Ciò consente di adottare una velocità minima nei momenti critici di funzionamento della marcia lenta (per esempio nella fase di inserimento della spina di riscontro nella sua sede) e una velocità superiore nelle altre fasi di marcia lenta, complessivamente riducendo ulteriormente i tempi morti del telaio.

La variazione di velocità del motore ausiliario m può essere ottenuta, per esempio, variando la frequenza della corrente di alimentazione.

Secondo un'altra forma d'esecuzione illustrata nella fig. 6, anche nell'innesto si realizza un accoppiamento cilindrico, ottenuto, per esempio, tra una dentatura cilindrica esterna 61 sulla ruota 1 e una dentatura cilindrica interna 62 sulla ruota 2 che si avvicinano frontalmente (fig. 6). In questo caso non è più necessario ricorrere alle molle di spinta 8 e lo scorrimento assiala della ruota 1 può essere assicurato da un attuatore 63 a pistone idraulico a doppio effetto.

L'invenzione risolve pienamente gli scopi che si propone, conseguendo una serie di vantaggi rispetto a quanto offerto dalla tecnica nota.

Infatti, l'architettura "a sbalzo" del dispositivo secondo l'invenzione, permette di adottare ruote a dentatura cilindrica che, oltre ad essere componenti degli innesti I1 e I2 (come le ruote 1, 2 e l'ingranaggio 14) costituiscono anche parte della catena cinematica di riduzione del rapporto di trasmissione, conseguendo così un'efficace economia di componenti del dispositivo nonché una pregevole semplicità costruttiva. Ne discende anche che non è più indispensabile realizzare tutto il rapporto di riduzione su un'unica coppia di ingranaggi (per esempio pignone/vite-senza-fine), a tutto beneficio del rendimento di trasmissione.

Le ruote 1 e 2 sono in un corpo unico, cioè prive di piattelli traslabili a dentatura piana come avveniva in EP-B1-322928, così è possibile eliminare componenti delicati quali il piattello stesso e le molle a membrana; ne deriva inoltre una maggiore libertà di scelta per gli attuatori, che non devono più essere necessariamente elettromagnetici, per agire attraverso lo spessore delle ruote, ma possono essere di altra natura (idraulici, pneumatici, con motore lineare, ...) con innegabili vantaggi in termini di forze e spostamenti attuabili.

L'innesto tra due ingranaggi a dentatura cilindrica, inoltre, non richiede più la presenza di delicati mezzi di spinta. L'utilizzo di un attuatore idraulico 10 permette di effettuare una corsa assiale della ruota principale 1 decisamente maggiore di quella consentita da un attuatore elettromagnetico: ciò permette di effettuare, non solo l'inserimento e il disinserimento dell'innesto Il, ma anche, al limite, il disimpegno della ruota 1 dalla ruota a dentatura cilindrica 13. Ne deriva la vantaggiosa possibilità di disaccoppiare le ruote 1 e 13, trovare un nuovo rapporto di fase tra di essi e ristabilire successivamente l'accoppiamento, semplicemente aumentando, oltre un desiderato valore di disimpegno, la normale corsa imposta dall'attuatore 10 alla ruota 1: ciò permette, in ultima analisi, di cambiare la fase tra l'albero principale P e la macchina di armatura A, quando occorra cambiare il tipo di lavorazione del tessuto, pur mantenendo l'univocità di accoppiamento tra ruota 1 e 2 durante le normali operazioni manutentive del telaio.

La regolazione del nuovo angolo di fase, una volta che le ruote 1 e 13 siano state disaccoppiate, può essere ottenuta manualmente, per esempio agendo su un'volantino su cui sono riportate tacche di gradazione visibili dall'operatore, oppure con sistemi elettronici, per esempio mediante confronto del segnale emesso da due dispositivi di controllo (quali comuni encoder), solidali rispettivamente all'albero principale P del telaio e all'albero di trasmissione 4 della macchina di armatura A, la cui lettura è indice dell'angolo di fase tra gli stessi due alberi (P, 4). La regolazione di tipo elettronico è preferibile perchè consente di creare un archivio elettronico in cui, ad ogni articolo di tessuto, è associata una relativa regolazione di fase.

S'intende comunque che l'invenzione non è limitata alle particolari forme d'esecuzione illustrate sopra, che costituiscono solo degli esempi non limitativi della portata dell'invenzione, ma che numerose varianti sono possibili, tutte alla portata di un tecnico del ramo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione stessa.

In particolare, l'ampia possibilità di scelta per gli attuatori del dispositivo dell'invenzione, contempla anche, secondo un'altra variante, l'utilizzo di un attuatore a forcella, del tipo comunemente noto per la selezione delle marce nei cambi di tipo automobilistico. Questa soluzione, per quanto più ingombrante, eliminerebbe i problemi derivanti dall'adozione di guarnizioni striscianti per la tenuta del fluido idraulico nella camera di pressione 12.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1) Dispositivo di selezione della marcia-lenta e di ricerca del passo in telai di tessitura, del tipo comprendente un doppio innesto (I1, I2 ) a ruote dentate in cui una ruota dentata condotta (2), fissata ad un albero di trasmissione (4) del moto ad una macchina di armatura (A), consegue un accoppiamento in alternativa o contemporaneamente con una ruota dentata principale (1), che trasmette il moto da e verso l'albero principale (P) del telaio, e con una ruota dentata di marcia lenta (14) che riceve il moto da un motore ausiliario (m), caratterizzato da ciò che sia la ruota dentata principale (1) che la ruota dentata di marcia lenta (14) sono in un corpo unico e sono traslabili assialmente e da ciò che almeno l'accoppiamento tra detta ruota condotta (2) e detta ruota di marcia lenta (14) avviene tramite dentature cilindriche.
2. 2) Dispositivo come in 1), in cui anche la ruota condotta (2) è in un corpo unico.
3. 3) Dispositivo come in 1) o 2), in cui anche l'accoppiamento tra detta ruota condotta (2) e detta ruota dentata principale (1) avviene tramite dentature cilindriche.
4. 4) Dispositivo come in 1), 2) o 3), in cui detta ruota dentata principale (1) ha una ulteriore dentatura cilindrica mediante la quale si impegna con un ruota dentata di trasmissione (13) solidale all'albero principale (P) del telaio.
5. 5) Dispositivo come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il mozzo (la) di detta ruota principale (1) presenta un mezzo a pistone (11) ad una sua estremità atto a costituire il pistone di un attuatore idraulico di traslazione della ruota principale (1).
6. 6) Dispositivo come in 5), in cui l'attuatore idraulico agisce in contrasto con molle di spinta (8) agenti tra la ruota principale (1) e un carter (6) del dispositivo.
7. 7) Dispositivo come in 5), in cui l'attuatore idraulico è a doppio effetto.
8. 8) Dispositivo come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1) a 4), in cui la ruota principale (1) trasla sotto l'azione di un attuatore elettromagnetico (50).
9. 9) Dispositivo come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui l'ingranaggio di marcia lenta (14) traslabile è accoppiato ad un ingranaggio motore cilindrico (16) di lunghezza sufficiente a mantenere sempre in presa i denti dei due ingranaggi per tutte le posizióni assùnte dall'ingranaggio di marcia lenta (14).
10. 10) Dispositivo come in 4), l'impegno tra detta ruota dentata principale (1) e detta ruota dentata di trasmissione (13) si estende su di una .lunghezza minore di quella della corsa massima della ruota dentata principale (1) traslabile.
11. 11) Dispositivo come in 10), in cui sono previsti due encoder, rispettivamente solidali all'albero principale (p) e a detto albero di trasmissione (4) della macchina di armatura (A), atti a fornire una lettura dello sfasamento tra detti alberi (p, 4).
12. 12) Dispositivo come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui è previsto inoltre un freno agente sul motore ausiliario (m) o su una catena cinematica ad esso collegata.
13. 13) Dispositivo come in una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il motore ausiliario (m) è a velocità variabile.