JP5490142B2 - コーマ機のデタッチングローラ用の駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の、コーマ機のデタッチングローラの間断的な運動を形成する駆動装置に関する。

コーマ機におけるデタッチング工程およびピーシング工程（くしけずられたフリースの後端に新たなフリースの先端を押し付けて重ね合わせる工程）のために、デタッチングローラは、間断的な運動を行う。すなわち、後続のデタッチング工程のまえに、既に形成されたフリースが、所定量だけニッパ装置に向かって戻され、新たな繊維群がフリースの後端と結合される。デタッチングローラの間断的な運動（順方向に運動する間に周期的に逆方向に運動するような運動）を形成するために、特別な駆動装置が要求される。その際、新たな繊維群のデタッチング（引き抜き、引き離し）時点やデタッチングローラのデタッチング速度は、所望の重ね合わせ箇所もしくは質的に均一のフリースを得るために精確に、ニッパ運動およびコーマシリンダ運動に適合させる必要がある。

ドイツ連邦共和国特許出願公開第１６８５５７５号明細書において、差動歯車装置を用いて運動を形成する１つの構成が記載されている。そこでは、差動歯車装置の枠体（枠体に太陽歯車が回動可能に支承されている）が、均一に駆動される歯車を介して駆動され、歯車は、枠体と結合された枠体用の車と駆動結合される。その際、歯車は、コーマシリンダの駆動シャフトに回動不能に被せ嵌められている。被駆動の枠体内で、複数の遊星歯車が回動可能に支承されており、遊星歯車は、それぞれ太陽歯車と噛み合っている。リンク式伝動装置と結合された偏心駆動装置を介して、差動歯車装置軸ひいては差動歯車軸と結合された第１の太陽歯車に、不均一の運動が伝達される。不均一の運動に、前述の均一の駆動運動が重畳され、デタッチングローラのための所望の間断的な運動が形成される。この伝動装置の構成は長年実証されてきたものであるが、生じる高い加速力を受容するために、煩雑で頑丈な構造が要求される。さらにリンク式伝動装置内の各ジョイント部に摩擦力が形成され、摩擦力に起因して、要求される出力を高める必要がある。コーマ動作数に関して常により高い要求が課せられるので、伝動装置のこのような構造は、いつかはその耐性において限界に達する。さらにデタッチングローラの運動曲線における自由度は、公知のリンク式伝動装置の使用により制限されている。

既に、別の手段と伝動装置ユニットとを用いて間断的な運動を実現する別の提案も成されている。たとえばデタッチングローラを、直に単数または複数の電動モータを介して駆動することが提案されている。このような構成は、たとえば欧州特許公開第３７４７２３号明細書において看取される。さらに米国特許第３６０４０６３号明細書において、可変の伝動装置ユニットが公知であり、そこでは所望の間断的な運動を得るために、特別なカム伝動装置ユニットが用いられている。

米国特許第１８１８５５５号明細書において、非円形の歯車を備えた差動歯車装置を使用して駆動軸の一定の回動運動を間断的な運動に変換する構成が開示されている。この間断的な運動は、太陽歯車と結合された出力シャフトと後続の伝動装置段とを介して、デタッチングローラに伝達される。

さらに中国特許出願公開第２００７１００２２４５８号明細書において、前掲米国特許第１８１８５５５号明細書と同様に、非円形の歯車を備えた伝動装置段を有する差動歯車装置の使用を提案する装置が記載されている。米国特許第１８１８５５５号明細書との唯一の相違点によれば、枠体の駆動が外側の枠体用の車を介して行われる。これに対して米国特許第１８１８５５５号明細書の構成では、枠体の駆動は、中央のシャフトを介して行われる。

米国特許第１８１８５５５号明細書および中国特許出願公開第２００７１００２２４５８号明細書の構成では、使用される、非円形の歯車を備えた伝動装置段に基づいて、相応の間断的な運動が達成されるが、このような構成は、機構的に２つ以上の遊星歯車を用いることができないので、高い出力ひいては高い回転モーメントの伝達に関して制限されたものである。さらにデタッチングローラの駆動運動の調整は、前掲米国特許第１８１８５５５号明細書における構成に対して制限されている。

本発明の課題は、公知の構成を改善して、一方では従来必要とされた回転モーメント（出力）を低減し、同時にデタッチングローラの運動曲線の構成において自由度が高められた、デタッチングローラを駆動するための装置を提供することである。

すなわち、回転モーメントによる負荷を低減しつつ、デタッチングローラの最適な運動曲線が得られるようにすることである。

この課題を解決するために、本発明によれば、差動歯車装置の第１の伝動装置段の太陽歯車用の駆動ユニットが、非円形の歯車を備えた伝動装置段から形成されており、伝動装置段は、主駆動装置の均一の回動運動を不均一の回動運動に変換する。公知の、偏心駆動装置と結合されたリンク式伝動装置の使用の代わりに、提案された、非円形の歯車を備えた伝動装置段を有する伝動装置の使用により、従来の実証された駆動構造を維持することができる。同時に非円形の歯車を備えた伝動装置段の提案された使用により、駆動に係る負荷の低減ならびにデタッチングローラの運動曲線の適合に関して、公知ではない最適化を実現することができる。さらに枠体のための駆動要素が、駆動シャフトから形成されており、駆動シャフトに、歯車が、回動不能に取り付けられており、歯車は、差動歯車装置の枠体の枠体用の車と、直接または間接に駆動結合されている。「間接」という表現には、たとえば要求される回転方向を枠体に伝達するために、駆動シャフトに取り付けられた歯車と枠体用の車との間に介在された中間車が含まれる。

別の態様によれば、駆動シャフトが、別の駆動車を備えており、駆動車は、主駆動装置の駆動要素と駆動結合されており、駆動要素は、同時に、非円形の歯車を備えた伝動装置段と駆動結合されている。これにより、両方の駆動経路が、別の駆動要素を介在することなく、主駆動装置の同じ駆動要素により受容されるので、両方の駆動経路の同期化が保証される。

さらに別の態様によれば、主駆動装置の駆動要素が、機械フレームに回動可能に支承された歯車から形成されており、歯車は、別の手段を介して、中央の駆動モータ（主駆動装置）により駆動され、歯車の回動軸が、非円形の歯車を備えた伝動装置段の入力シャフトに対して同軸に延在しており、駆動シャフトの別の駆動車が、歯車として形成されており、歯車は、主駆動装置の歯車と駆動結合されている。さらにまた主駆動装置の歯車が直に非円形の歯車を備えた伝動装置段の入力シャフトに取り付けられた態様も考えられる。

調節性を得るため、特にニッパ運動に対するデタッチングローラのデタッチング時点を調節するために、伝動装置段の入力シャフトは、着脱可能な取付手段を介して、主駆動装置の歯車と回動不能に結合されている。その際、取付手段はガイドを備えており、ガイドは、取付手段が緩んだ状態で、入力シャフトと主駆動装置の歯車との間の回動角度の調節を許容する。したがってデタッチングローラの運動サイクルをニッパ運動に対して変位させることができる。ニッパの駆動装置も同様に主駆動装置と連結されている。

選択的に、歯車が、取付手段を介して、駆動シャフトに着脱可能に取り付けられており、駆動シャフトと歯車との間の角度位置が手段を介して調節可能である構成により、デタッチングローラの運動サイクルの変位が得られる。

デタッチングローラの運動サイクルを調節するために、選択的に別の態様を用いてもよく、そこでは、枠体用の車が、差動歯車装置の枠体に、手段を介して着脱可能に取り付けられていて、枠体の周方向にみて、調節手段を介して、枠体に対する角度位置で調節可能である。

本発明の別の利点は、以下の、発明を実施するための形態の説明から判る。

本発明に従って形成された駆動装置の概略断面図である。 図１のＸ方向にみた、非円形の歯車を備えた伝動装置を示す側面図である。 差動歯車装置の枠体用の車を固定しかつ調節するための１つの実施の形態を示す、図１の拡大部分図である。 図１のＡ方向にみた駆動歯車１８を示す図である。 図１のＹ方向にみた差動歯車装置を示す図である。 コーマ動作中のデタッチングローラ運動の曲線経過を示す線図である。 コーマ動作中のデタッチングローラ用の駆動装置の回転モーメントの大きさを示す線図である。

図１には、回転する枠体（Ｓｔｅｇ）２を備えた差動歯車装置１を示す。枠体２は、片側で軸受６に回動可能に支承されている。軸受６は、中央のシャフト５に支持されており、シャフト５は、本実施の形態では、軸受１０，１１を介して機械フレームＭＳに回動可能に支承されている。別の片側で、枠体２は、軸受７に回動可能に支承されている。軸受７は、中空シャフト９に支持されており、中空シャフト９は、概略的に示す軸受８を介して前述のシャフト５に支持されている。もちろんこれに関して多くの異形の軸受構成も考えられる。回転する枠体２は、枠体用の車３を備えており、枠体用の車３は、枠体と固く結合されている。図３の拡大図において別の態様を示しており、そこでは枠体用の車３は、突出する基本体１２を備えている。基本体１２の、枠体用の車から突出する部分に、両側で、縦長のスリット１４が設けられており、スリット１４の長手延伸部は、枠体２の周方向に延びている。スリット１４を通って、単数または複数のねじ１３が突出しており、ねじ１３は、枠体２のねじ山付孔１５に取り付けられている。ねじ１３の緊締により、枠体用の車３は、枠体２に対して固定される。ねじ１３（複数のねじ１３が枠体２の周に沿って分配して設けられている）を緩めると、枠体用の車３は、枠体２に対して所定の値だけ周方向に回動することができ、これにより枠体に対する角度位置が変化する。これによりニッパ装置（図示していない）に対するデタッチングローラのデタッチング位置の姿勢に関する調節が形成される。これについてはあとで詳しく説明する。

中間車３７を介して、枠体用の車３と歯車Ｚが噛み合い、駆動結合されている。概略的に示すように、中間車３７は、軸３６を介して、軸受Ｌにおいて回動可能に機械フレームに支承されている。歯車Ｚは、支承箇所Ｌを介して機械フレームに支承された駆動シャフト２０に回動不能に（駆動シャフト２０に対して回動不能に、つまり一緒に回動するように）取り付けられている。歯車Ｚに対して間隔を置いて、別の歯車１６が、駆動シャフト２０に取り付けられており、別の歯車１６は、主駆動装置ＨＡの歯車１８と駆動結合されている。その際、軸４８を介して支承部Ｌｘにおいて機械フレームに支承された歯車１８は、歯車１９により駆動され、歯車１９は、シャフト３８を介して中央の伝動装置ユニットＧと駆動結合されている。伝動装置ユニットＧの駆動は、モータＭから出発して、概略的に示す駆動結合部４０を介して行われる。もちろんこのような構成は、駆動装置の多数の態様の１つに過ぎない。たとえば図示の歯車対の代わりにベルト式駆動装置を設けることも考えられる。

図３に示す調節に対して選択的に、図１に示すような調節装置を設けてもよい。その際、歯車Ｚは中空シャフト２２と結合されており、中空シャフト２２は、フランジ２３を備えていて、駆動シャフト２０に対して同軸的に延びている。フランジ２３に、フランジ２５が対向しており、フランジ２５も同様に、シャフト２０に対して同軸に延びていて、ばね２８（ばね２８はシャフト２０の溝２９に突入する）を介してシャフト２０と回動不能に結合されている。フランジ２５の軸方向の摺動を防止するために、フランジは、概略的に示すねじ２７により固定されている。概略的に示すねじ結合部２４を介して、両方のフランジ２３，２５は相互に固定されている。したがって歯車Ｚは、シャフト２０に回動不能に固定されている。図５（図１のＹ方向にみた図である）から看取されるように、ねじ結合部２４の付近に長孔３０が設けられており、長孔３０を介して、ねじ結合部２４を緩めると、歯車Ｚとシャフト２０との間の角度位置を変化させることができる。このような装置により、ニッパ装置の位置に関するデタッチングローラのデタッチング時点の変位が実現される。

デタッチングローラＡ１，Ａ２の駆動は、一方では、均一に駆動される歯車Ｚを介して行われ、歯車Ｚは、中間車３７を介して枠体２の枠体用の車３を回動させる。この回動により、枠体２と結合された軸受収容部Ｌ１〜Ｌ６も運動させられ、軸受収容部Ｌ１〜Ｌ６に、シャフト３３，３４，３５を介して遊星歯車Ｕ１〜Ｕ６が回動可能に支承されている。ここでは、遊星歯車Ｕ１〜Ｕ３（図１参照）は、太陽歯車Ｓ１と駆動結合されており、太陽歯車Ｓ１は、シャフト５に回動不能に取り付けられている。

差動歯車装置１の第２の伝動装置段Ｇ２の太陽歯車Ｓ２は、回動可能に支承された中空シャフト９と固く結合されており、中空シャフト９は、前述のように、軸受８を介して、回動可能に支承されたシャフト５に支持されている。太陽歯車Ｓ２と、周に沿って分配され枠体２に支承された遊星歯車Ｕ４〜Ｕ６が駆動結合されている。遊星歯車Ｕ４〜Ｕ６は、シャフト３３，３４，３５を介して、遊星歯車Ｕ１〜Ｕ３と結合されている。

中空シャフト９の反対側の端部に、歯車Ｚ１が固定されており、歯車Ｚ１は、歯車Ｚ２，Ｚ３と駆動結合されている。歯車Ｚ２，Ｚ３は、シャフトＷ１，Ｗ２を介してデタッチングローラＡ１，Ａ２と結合されている。デタッチングローラＡ１，Ａ２もしくはシャフトＷ１，Ｗ２は、概略的に示す軸受Ｌを介して機械フレームＭＳに支承されている。

シャフト５に太陽歯車Ｓ１が取り付けられており、シャフト５は、同時に、差動歯車機構１の手前に設けられた、非円形の歯車４２，４３を備えた伝動装置段Ｇ３の出力シャフトであり、歯車４２，４３は、ハウジング４の内側で相互に噛み合っている。非円形の歯車４３は、シャフト５に回動不能に取り付けられている。非円形の歯車４２は、シャフト４４に回動不能に取り付けられており、シャフト４４の別の端部にフランジ５０が取り付けられており、フランジ５０を介して、シャフト４４は、ねじ５１を用いて主駆動装置ＨＡの歯車１８と固く結合されている。シャフト４４は、概略的に示すように、軸受４５を介して機械フレームＭＳに回動可能に支承されている。もちろん別の支承箇所を設けてもよい。さらにシャフト５およびシャフト４４用の支承箇所をハウジング４の内側に設けてもよく、これについては図１に概略的に示す。

ねじ５１は、フランジ５０の長孔５３（図１の方向Ａにみた図４参照）を通って突出していて、歯車１８に設けられたねじ山付孔５５に収容されている。歯車１８は、軸４８を介して軸受Ｌｘにおいて機械フレームに回動可能に支承されている。その際、シャフト４４の回動軸線と軸４８とは、相互に軸平行に延びている。歯車１８の均一の駆動は、前述のように、歯車１９を介して行われ、歯車１９は、シャフト３８を介して伝動装置Ｇと結合されており、伝動装置Ｇは、駆動モータＭにより均一の回転数で駆動される。

図３および図５に示す調節装置の代わりに、図４に示すような、デタッチングローラの運動曲線を調節するための調節装置を設けてもよい。ねじ５１を緩めると、フランジ５０は、長孔５３に沿って、規定の回動角度で回動することができ、次いで新たな姿勢で再びねじ５１の締付により固定することができる。フランジと歯車１８との間にマーク（図示していない）を設けてもよく、マークを介して、相応に調節を規定することができる。このような調節により、作業シリンダの運動曲線は、同様に主駆動装置ＨＡにより駆動されるニッパ装置の運動曲線に対して変位させることができる。図６に、そのような作業ローラの運動曲線を例示しており、作業ローラの運動曲線は、コーマ動作（タフトのコーミングおよび引き抜き）ＫＳの変化を示している。第１の範囲では、作業ローラは、後退運動を行い、これにより既に形成されたフリースは、ニッパ装置に向かって後退搬送される。次いで逆転運動が行われ、作業ローラは、作業過程を行うために前進運動する。ゼロラインを超える値は、実際のフリースの搬送値を表している。

このような調節により、特に作業ローラＡ１，Ａ２のデタッチング時点が変化される。非円形の歯車４２，４３を備えた伝動装置段Ｇ３を介して、歯車１８からシャフト４４を介して受け取られる均一の回動運動は、非円形の歯車４２に伝達される。この均一の回動運動は、係合する非円形の歯車４３と協働して、伝動装置段Ｇ３において、不均一の回動運動に変換され、不均一の回動運動は、シャフト５を介して太陽歯車Ｓ１に伝達される。同時に、歯車１８から、均一の回動運動が、歯車１６を介してシャフト２０に伝達され、したがって歯車Ｚに伝達される。歯車Ｚは、均一の回動運動を、中間車３７と枠体用の車３とを介して、差動歯車装置１の枠体２に伝達し、これにより遊星歯車Ｕ１〜Ｕ３は、太陽歯車Ｓ１の周りを運動する。その際、結果として遊星歯車Ｕ１〜Ｕ３の不均一の回動運動が形成され、この不均一の回動運動は、遊星歯車Ｕ１〜Ｕ３により、該遊星歯車Ｕ１〜Ｕ３と結合された遊星歯車Ｕ４〜Ｕ６に伝達される。遊星歯車Ｕ４〜Ｕ６は、そのようにして形成される不均一の運動（間断的な運動）を太陽歯車Ｓ２に伝達し、太陽歯車Ｓ２は、この不均一の運動を、シャフト９と歯車Ｚ１とを介して、デタッチングローラの歯車Ｚ２，Ｚ３に伝達する。

伝動装置段Ｇ３の非円形の歯車４２，４３の適切な構成により、デタッチングローラの運動曲線（図６）の経過を最適化することができるので、駆動に係る負荷もしくは及ぼされる回転モーメントを、図７の線図に示すように、大幅に低減することができる。そこでは回転モーメントＭ（Ｎｍ）の変化は、４０の指数（Ｉｎｄｅｘ）に分割したコーマ動作に関して示す。実線で示す曲線は、従来の駆動構造において存在する回転モーメントの経過を示している。破線で示す曲線は、本発明による、非円形の歯車を備えた駆動ユニットを使用して得られた回転モーメントの経過を示している。これにより回転モーメントによる負荷は、正側でも負側でも大幅に低減することができる。結果として駆動要素の負荷が僅かになり、機械要素の過負荷なくコーマ動作数を高くすることができる。

差動伝動装置の第１の太陽歯車を不均一に駆動するための、非円形の歯車を備えたこのような伝動装置段を使用することにより、この伝動装置段の自由な構造に基づいて、前述の利点を得るために、最適な駆動基準を実現することができる。

Claims (8)

1. コーマ機のデタッチングローラ（Ａ１，Ａ２）のための間断的な運動を形成する駆動装置であって、
   該デタッチングローラ（Ａ１，Ａ２）は、駆動手段（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３）を介して、差動歯車装置（１）の駆動シャフト（９）と結合されており、該差動歯車装置（１）の、回動可能に支承された枠体（２）が、一定の回転数で駆動される少なくとも１つの駆動要素（２０，Ｚ）を介して駆動され、差動歯車装置（１）は、第２の伝動装置段（Ｇ２）を備えており、該第２の伝動装置段（Ｇ２）は、出力シャフト（９）に回動不能に取り付けられた太陽歯車（Ｓ２）と、前記枠体（２）内でシャフト（３３，３４，３５）を介して回動可能に支承された遊星歯車（Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６）とから形成されており、第１の伝動装置段（Ｇ１）が設けられており、該第１の伝動装置段（Ｇ１）は、遊星歯車（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）を備えており、該遊星歯車（Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３）は、それぞれ第２の伝動装置段（Ｇ２）の遊星歯車（Ｕ４，Ｕ５，Ｕ６）に対して同軸に配置されていて、前記シャフト（３３，３４，３５）に回動不能に取り付けられていて、別の太陽歯車（Ｓ１）と駆動結合されており、該別の太陽歯車（Ｓ１）は、回動可能に支承された駆動シャフト（５）に回動不能に取り付けられており、該駆動シャフト（５）は、駆動ユニット（４，Ｇ３）により不均一の回動運動で駆動されるものにおいて、
   駆動ユニットは、非円形の歯車（４２，４３）を備えた伝動装置段（Ｇ３）から形成されており、該伝動装置段（Ｇ３）は、主駆動装置（ＨＡ）の均一の回動運動を不均一の回動運動に変換することを特徴とする、コーマ機のデタッチングローラのための間断的な運動を形成する駆動装置。
2. 枠体（２）のための駆動要素が、駆動シャフト（２０）から形成されており、該駆動シャフト（２０）に、歯車（Ｚ）が、回動不能に取り付けられており、該歯車（Ｚ）は、差動歯車装置（１）の枠体（２）の枠体用の車（３）と、直接または間接に駆動結合されている、請求項１記載の駆動装置。
3. 前記駆動シャフト（２０）は、別の駆動車（１６）を備えており、該駆動車（１６）は、主駆動装置（ＨＡ）の駆動要素（１８）と駆動結合されており、該駆動要素（１８）は、同時に、非円形の歯車（４２，４３）を備えた伝動装置段（Ｇ３）と駆動結合されている、請求項２記載の駆動装置。
4. 主駆動装置（ＨＡ）の前記駆動要素は、機械フレーム（ＭＳ）に回動可能に支承された歯車（１８）から形成されており、該歯車（１８）は、別の手段（１９，３８，Ｇ，４０）を介して、中央の駆動モータ（Ｍ）により駆動され、前記歯車（１８）の回動軸（４８）が、非円形の歯車（４２，４３）を備えた伝動装置段（Ｇ３）の入力シャフト（４４）に対して同軸に延在しており、駆動シャフト（２０）の別の駆動車が、歯車（１６）として形成されており、該歯車（１６）は、主駆動装置（ＨＡ）の前記歯車（１８）と駆動結合されている、請求項３記載の駆動装置。
5. 非円形の歯車（４２，４３）を備えた伝動装置段（Ｇ３）の入力シャフト（４４）は、着脱可能な取付手段（５１）を介して、主駆動装置（ＨＡ）の前記歯車（１８）と回動不能に結合されている、請求項４記載の駆動装置。
6. 前記取付手段（５１）の付近にガイド（５３）が設けられており、該ガイド（５３）は、前記取付手段（５１）が緩んだ状態で、前記入力シャフト（４４）と前記主駆動装置（ＨＡ）の前記歯車（１８）との間の回動角度の調節を許容する、請求項５記載の駆動装置。
7. 前記歯車（Ｚ）は、取付手段（２２，２３，２４）を介して、前記駆動シャフト（２０）に着脱可能に取り付けられており、該駆動シャフト（２０）と前記歯車（Ｚ）との間の角度位置が、手段（３０，２４）を介して調節可能である、請求項２記載の駆動装置。
8. 前記枠体用の車（３）は、前記差動歯車装置（１）の前記枠体（２）に、手段（１３）を介して着脱可能に取り付けられていて、該枠体（２）の周方向にみて、調節手段（１２，１４）を介して、該枠体（２）に対する角度位置で調節可能である、請求項２記載の駆動装置。

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