DE10154821C1 - Elektromotorisches Antriebssystem für Webmaschinen - Google Patents

Abstract

Aufgabe der Erfindung ist es, ein elektromotorisches Antriebssystem zu schaffen, das sowohl den Antrieb für die Tragorgane der Schussfadengreifer als auch den Antrieb für ein Webblatt vereinigt, und bei dem die aktiven Flächen für die Kraft- und Leistungsentwicklung des Antriebssystems vergleichsweise groß sind, ohne dass sich dabei die zu bewegenden Massen bzw. die Massenträgheitsmomente in gleicher Weise erhöhen. Ein vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildeter erster Antrieb für die Schusseintragsorgane ist zur Hubverlängerung mit einem zweiten Antrieb verbunden, dessen Läufer die Ständerkomponente eines dritten Antriebs für die Blattbewegung mitbenutzt. Die Komponenten des zweiten und dritten Antriebs können als Kreissegmente ausgebildet sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromotorisches Antriebssystem für Webmaschinen, insbesondere für die Tragorgane der Schussfadengreifer und für ein eine Schussfadenanschlag-Bewegung ausführendes Webblatt nach den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Als Stand der Technik ist die DE 33 25 591 A1 als Kopplung zwischen Greiferantrieb und Blattbewegung der Anmelderin vorbekannt. Während als Greiferantriebe bisher nur mechanische/betriebliche Antriebe bekannt sind, betrifft die nachveröffentlichte DE 100 21 520 A1 einen separaten motorischen Antrieb der Blattbewegung bei einer Webmaschine.

Nachteilig an der Kopplung zwischen Greiferantrieb und Blattbewegung ist die nur hilfsweise Übertragung von Energie durch mechanische Mittel von einem zum anderen Antrieb. Keine der angeführten Lösungen führt zu einer direkten Kopplung der anzutreibenden Komponenten oder dazu, dass der verfügbare Einbauraum bei einer Webmaschine optimal genutzt werden kann.

Bekannt ist aus dem Dokument DE 695 10 372 T2 eine Webmaschine in der zur Betätigung der Mittel zum Schusseintrag und der Weblade mit Webblatt zwei bekannte elektrische Motoren vorgesehen sind, welche auf jeweils einer Seite der Webmaschine angeordnet sind. Jeder dieser Motoren treibt eine Maschinenwelle an, welche die Mittel zum Schusseintrag und zur oszillierenden Bewegung der Weblade mit Webblatt betätigt. Zur Synchronisation der beiden Antriebe sind Synchronisierungsmittel vorgesehen, wie z. B. eine starre Verbindung, welche die beiden Maschinenwellen miteinander verbindet.

Zur Übertragung des Motorantriebmoments auf die Mittel zum Schusseintrag und auf die Weblade ist eine Vielzahl von Maschinenkomponenten erforderlich, die jedoch keinen nennenswerten Einfluss auf die Reduzierung des Einbauraumes einer Webmaschine ausüben.

Des weiteren ist wegen der vorgenannten Maschinenkomponenten eine direkte Kopplung zwischen Antrieb und anzutreibenden Komponenten nicht gegeben.

Ferner ist aus dem Dokument DE 198 21 094 A1 eine Webmaschine bekannt, dessen Schäfte und Riet durch elektromagnetische Mittel betätigt werden. Die Blattstütze mit Webblatt, als eine anzutreibende Komponente der Webmaschine ist auch hier nicht direkt mit einem elektromotorischen Antriebsystem gekoppelt, sondern über geeignete Mittel mit einem separaten elektromagnetischen Mechanismus verbunden. Darüber hinaus offenbart das Dokument nicht, wie sowohl die Schusseintragskomponenten als auch die Blattstütze mit Webblatt in ein elektromotorisches Antriebsystem für Webmaschinen integriert werden sollen.

Des weiteren ist aus dem Dokument DE 31 27 542 A1 ein Greiferstangen- oder Greiferbandantrieb einer Webmaschine bekannt, wobei jede Greiferstange bzw. jedes Greiferband der Läufer eines Linearmotors ist, und diese Linearmotoren über eine Steuerelektronik steuerbar sind. Die Weblade mit Webblatt sowie die fachöffnenden Organe werden in bekannter Weise durch den Hauptantrieb der Webmaschine betätigt. Bei der Ausführungsform des Greiferstangen- oder Greiferbandantriebs gem. vorgenannten Dokument liegt eine direkte Kopplung zwischen dem jeweiligen Antrieb und den Komponenten für den Schusseintrag vor; ein Antriebsystem, in dem sowohl eine direkte Kopplung mit den Komponenten für den Schusseintrag als auch mit der Komponente für das Schussanschlagen besteht, ist jedoch nicht offenbart.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromotorisches Antriebssystem zu schaffen, das sowohl den Antrieb für die Tragorgane der Schussfadengreifer als auch den Antrieb für ein Schussfadenanschlagbewegungen ausführendes Webblatt beinhaltet, und zwar unter optimaler Nutzung des verfügbaren Einbauraumes der Webmaschine, wobei die für das Antriebsmoment und die für die Kraft- und Leistungsentwicklung aktiven Flächen des Antriebssystems vergleichsweise groß sind, ohne dass sich dabei die zu bewegenden Massen bzw. die Massenträgheitsmomente in gleicher Weise erhöhen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Einsatz von Direktantrieben für die Schusseintragsorgane und die Blattbewegung in Form von Linearantrieben gelöst. Bedingt durch die gegebenen Einbauräume bei einer Webmaschine und unter Berücksichtigung wünschenswerter großer Kraftübertragungsflächen wird ein aus drei elektromotorischen Direktantrieben bekanntes Antriebssystem vorgeschlagen. Ein erster Antrieb besteht dabei aus dem eigentlichen Schusseintragsorgan mit Greifervorrichtung an einer Seite als Läufer und einem Ständer. Dieser erste Antrieb liegt im wesentlichen außerhalb des zum Weben vorgesehenen Raumes. Damit ergibt sich der Umstand, dass das Schusseintragsorgan im ausgefahrenen Zustand, d. h., wenn in etwa die Mitte des Gewebes erreicht ist, nur noch eine kleine Kraftübertragungsfläche zur Verfügung steht. Diese Kraftübertragungsfläche macht sich für eine Verzögerungsphase bis zum (innenliegenden) Umkehrpunkt der oszillierenden Bewegung des Schusseintragsorganes und die gegenläufige Beschleunigung zum außenliegendem Umkehrpunkt negativ bemerkbar.

Deshalb wird ein zweiter Antrieb vorgesehen, der sich sowohl außerhalb als auch innerhalb des zum Weben vorgesehenen Raumes bzw. über die Gesamtbreite der Webmaschine erstreckt. Die Läufer dieses zweiten Antriebs sind über geeignete Mittel mit den Läufern der ersten linken und rechten Antriebe starr verbunden.

Die ersten und die zweiten Antriebsteile können durch die starren Verbindungen nur im Sinne einer elektrischen Welle gemeinsam verfahren werden. Aus dieser Anordnung ergeben sich nun die Vorteile, dass über den gesamten Verfahrweg der oszillierenden Schusseintragsorgane die Kraftübertragungsfläche des zweiten Antriebs immer vollständig zur Verfügung steht und sich nur im Bereich der inneren Umkehrpunkte diese Fläche für den ersten Antrieb vermindert. Abgesehen vom eigentlichen Greiforgan ist zudem durch die Art des gewählten Antriebs das Schusseintragsorgan verschleißfrei zu betreiben.

Das gilt auch für den dritten gekoppelten Antrieb, der den - durchgehenden - Ständer des zweiten Antriebs ebenfalls als Ständer nutzt. Dabei ist in einer ersten Anordnung vorgesehen, dass der Läufer dieses dritten Antriebs im rechten Winkel zu den vorgenannten Antrieben der Schusseintragsorgane linear verfahren wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die rechteckigen Querschnitte der Teilkomponenten Läufer und Ständer die gebogene Form eines Kreissegmentes annehmen. Dadurch ergibt sich zumindest für den genannten dritten Antrieb des Webblattes ein außerhalb des Antriebes liegender Drehpunkt, der an sich bekannte geometrische Verhältnisse für die Blattanschlagsfunktion bei Webmaschinen nachbildet. Zur vollständigen Nachbildung der geometrischen Verhältnisse ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die verbundenen Läufer der ersten und zweiten Antriebe rotationssymmetrisch ausgebildet sind und die Ständer entsprechend darum liegende Hohlwellen bilden, die nur für die starren mechanischen Verbindungen der Läufer untereinander geschlitzt sind. Auch der Läufer des dritten Antriebs für die Blattbewegung muß demnach so ausgeführt sein, da er sich außen um den Ständer der zweiten Antriebe erstreckt. Damit ist ein Verfahren der ersten und zweiten Antriebe nur möglich, wenn sich der Antrieb der Blattbewegung in einer bestimmten Ruheposition befindet, bzw. dieser kann nur verfahren werden, wenn sich die Antriebe der Schusseintragsorgane in einem engen Bereich um die äußeren Umkehrpunkte befinden.

Als Motorprinzipien für die angeführten Ausgestaltungen der Erfindung kommen Transversalflußmotore, Reluktanzmotore, Synchronmotore mit Permanentmagneten auf dem Läufer in Frage, als auch der Gleichstrommotor aufgrund der hohen erreichbaren Dynamik.

In den anliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a in schematischer Darstellung ein elektromotorisches Antriebssystem für die Eintragsorgane der Schussfadengreifer und für das Webblatt in der Seitenansicht,

Fig. 1b in schematischer Darstellung das Antriebssystem nach Ansicht A gem. Fig. 1 um 90° verdreht dargestellt,

Fig. 2a in schematischer Darstellung ein elektromotorisches Antriebssystem für die Eintragsorgane der Schussfadengreifer und für das Webblatt in der Seitenansicht,

Fig. 2b in schematischer Darstellung das Antriebssystem nach Ansicht B gem. Fig. 2a um 90° verdreht dargestellt,

Fig. 3 in schematischer Darstellung ein elektromotorisches Antriebssystem für die Eintragsorgane der Schussfadengreifer und für das Webblatt in der Seitenansicht,

Fig. 4a in schematischer Darstellung ein elektromotorisches Antriebssystem für die Eintragsorgane der Schussfadengreifer und für das Webblatt in der Vorderansicht und

Fig. 4b in schematischer Darstellung das Antriebssystem nach Ansicht C gem. Fig. 4a.

Das elektromotorische Antriebssystem nach Fig. 1a für Schussfadengreifer und das Webblatt einer Webmaschine besteht aus einem ersten Antrieb 1 für die Schussfadengreifer.

- Die Bewegungsrichtung der Greifer erfolgt dabei senkrecht zur Blattoberfläche gemäß Fig. 1a, bzw. parallel zur Blattquerachse gemäß Fig. 1b. - Ein erster Läufer 1.10, der gleichbedeutend mit einer Greiferstange ist, ist einem ersten Ständer 1.6 mit einem dazwischen liegendem Luftspalt 1.7 zugeordnet. Der erste Läufer 1.10 ist über geeignete Mittel 1.9 mit dem Läufer 2.10 eines zweiten Antriebs 2 verbunden. Der Ständer 2.11 des zweiten Antriebs bildet mit dem Läufer 2.10 bei 3.11 einen Luftspalt. Es wird jedoch eine Ständererweiterung 2.11 im nicht durch 3.1 abgedeckten Bereich benötigt, die aus Fig. 1b Ansicht A von Fig. 1a ersichtlich ist. Läufer 3.1 und Ständer 3.2 bilden mit dem Luftspalt 3.4 den Antrieb 3 für das Webblatt 1.1 als dritten Antrieb des Antriebssystems. Das Webblatt 1.1 ist über mindestens eine Blattstütze 1.2 mit dem Läufer 3.1 verbunden. Die Blattbewegung erfolgt als lineare Bewegung des Läufers 3.1 gegen den Ständer 3.2.

Fig. 2a zeigt eine Anordnung gemäß Fig. 1a, wobei die Antriebe 2 und 3 jedoch in "Sandwich"-Ausführung ausgestaltet sind. Die Ständer 3.3; 3.7 des Antriebs 3 werden dabei auch als Ständer für den jeweiligen (linken, rechten) Antrieb 2 genutzt und sind dafür, entsprechend Fig. 2b (Ansicht B von Fig. 2a), für den ausschließlich vom jeweiligen Greifer genutzten Bewegungsbereich 2.7 um die Ständer 2.3 verlängert. Der Ständer 1.8 und der Läufer 1.10 bilden mit einem dazwischen liegenden Luftspalt 1.7 einen ersten Antrieb für die Greiferorgane. Der Läufer 1.10 ist über geeignete Mittel 1.11 starr mit einem Läufer 2.13 eines zweiten Greiferantriebs verbunden. Dafür ist der Ständer 1.8 parallel zur Blattlängsachse längs geschlitzt. Zwischen Ständer 3.3 und Läufer 2.13 befindet sich der Luftspalt 2.12 und zwischen 2.13 und Ständer 3.7 der Luftspalt 2.14. Die Ständer 3.3; 3.7 und der Läufer 3.5 mit den entsprechenden Luftspalten 3.6; 3.4 bilden einen dritten Antrieb 3 für das Webblatt 1.1. Dabei ist das Webblatt 1.1 über mindestens eine Blattstütze 1.2 mit dem Läufer 3.5 verbunden.

Fig. 3 zeigt eine mit dem Funktionsprinzip der Fig. 2a/b übereinstimmende Anordnung. Sie unterscheidet sich dadurch, dass der Antrieb 3 durch einen auf einer Bogenbahn schwenkenden Linearantrieb gebildet wird. Dementsprechend bilden der Läufer 3.5 und, angepaßt der Läufer 2.13, sowie die Ständer 3.3; 3.7, bezogen auf den Drehpunkt 3.15 Bogenbahnen oder Kreissegmente. Die Elemente entsprechen sich ansonsten in der Bedeutung, so dass Fig. 3 funktional mit Fig. 2 übereinstimmt.

Fig. 4a und 4b zeigen das Funktionsprinzip der Fig. 3, wobei die Bogenbahnen bzw. Kreissegmente geschlossen bzw. nur für die notwendigen mechanischen Verbindungen geschlitzt sind. In Fig. 4a sind ein linker und rechter Greiferantrieb 4 mit ersten Antrieben, bestehend aus Ständern 4.1; 4.9, Läufern 4.3; 4.11 und den Luftspalten 4.2; 4.10, und zweiten Antrieben 5, bestehend aus dem Ständer 5.3, Läufern 5.1; 5.2, Luftspalten 5.4; 5.5, dargestellt. Die Verbindung der Antriebe untereinander ergibt sich aus geeigneten Mitteln 4.5; 4.13. Der Blattantrieb 6 für das Blatt 1.1 wird durch den Ständer 5.3, den Läufer 6.1 und den Luftspalt 6.2 mit den Blattstützen 1.2 als Verbindung zum Blatt 1.1 gebildet. Es geht aus den Fig. 4a/b hervor, dass die Bewegung der Greiferantriebe 4, 5 und des Blattantriebs 6 nur dann erfolgen können, wenn der jeweils eine Antrieb außerhalb des Wirkbereiches des jeweils anderen Antriebs ist. Das gilt sinngemäß auch für die Anordnungen nach Fig. 1-3.

Bezugszeichenliste

1

Antrieb

1.1

Webblatt

1.2

Blattstütze

1.6

Ständer

1.7

Luftspalt

1.8

Ständer

1.9

Mittel

1.10

Läufer

1.11

Mittel

2

Antrieb

2.3

Ständererweiterung

2.7

Ständererweiterung Bewegungsbereich

2.10

Läufer

2.11

Ständererweiterung Bewegungsbereich

2.12

Luftspalt

2.13

Läufer

2.14

Luftspalt

3

Antrieb

3.1

Läufer

3.2

Ständer

3.3

Ständer

3.4

Luftspalt

3.5

Läufer

3.6

Luftspalt

3.7

Ständer

3.11

Luftspalt

3.15

Drehpunkt

4

Antrieb

4.1

Ständer

4.2

Luftspalt

4.3

Läufer

4.4

Greiforgan

4.5

Mittel

4.9

Ständer

4.10

Luftspalt

4.11

Läufer

4.12

Greiforgan

4.13

Mittel

5

Antrieb

5.1

Läufer

5.2

Läufer

5.3

Ständer

5.4

Luftspalt

5.5

Luftspalt

6

Antrieb

6.1

Läufer

6.2

Luftspalt

Claims (24)

1. Elektromotorisches Antriebssystem für Webmaschinen, die wenigstens ein antreibbares Tragorgan für den Schussfadengreifer und ein eine Schussfadenanschlag-Bewegung ausführendes Webblatt umfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragorgan den Läufer (1.10; 4.3, 4.11) eines ersten elektromotorischen Direktantriebs (1; 4) bildet, dass das Tragorgan über geeignete Mittel (1.9; 1.11; 4.5, 4.13) mit einem weiteren Läufer (2.10; 2.13; 5.1, 5.2) eines zum ersten Direktantrieb (1; 4) achsparallel angeordneten zweiten elektromotorischen Direktantriebs (2; 5) verbunden ist und dass das Webblatt (1.1) über geeignete Mittel (1.2) mit wenigstens einem Läufer (3.1; 3.5; 6.1) eines dritten elektromotorischen Direktantriebs (3; 6) innerhalb des Antriebssystems verbunden ist.

2. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der Grundform nach im wesentlichen ebenflächige Struktur der Läufer (1.10; 2.10; 2.13; 3.5) und der Ständer (1.6; 1.8; 2.3; 2.7; 3.3; 3.7)des ersten, zweiten und dritten Direktantriebes (1; 2; 3).

3. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine im Querschnitt der Grundform nach rechteckige Struktur der Läufer und Ständer des ersten, zweiten und dritten Direktantriebs (1; 2; 3).

4. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine der Grundform nach ebenflächige Struktur der Läufer (2.10; 2.13; 3.1; 3.5) und der Ständer (2.11; 3.2; 3.3; 3.7) der zweiten und dritten Direktantriebe (2; 3), durch wenigstens eine der Grundform nach offene Kreisringstruktur als Ständer (1.6; 1.8) des ersten Direktantriebes (1) und durch wenigstens einen der Grundform nach, vorzugsweise eine Kreisringstruktur aufweisenden Läufer (1.10) des ersten Direktantriebs (1).

5. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein Ständersegment (3.3; 3.7), das im Querschnitt der Grundform nach kreisringförmiger Struktur ist, welches Ständersegment sowohl der Ständer des zweiten Direktantriebes (2) als auch der Ständer des dritten Direktantriebes (3) ist und einen Läufer (2.13) des zweiten Direktantriebes (2) und einen Läufer (3.5) des dritten Direktantriebes (3), wobei die Läufer (2.13; 3.5) Läufersegmente mit einer im Querschnitt kreisringförmigen Grundform sind.

6. Elektromotorisches Antriebssystem für Webmaschinen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ständer (3.3, 3.7; 5.3) des dritten Direktantriebs (3; 6) auch Ständer des zweiten Direktantriebs (2; 5) sind.

7. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Direktantrieb (2; 5) ein elektromagnetisches Feld besitzt, das quer zu einem elektromagnetisch wirksamen Feld des dritten Direktantriebes (3; 6) ausgerichtet ist.

8. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Ständers (5.3), der als Ständer sowohl dem Antrieb (5) als auch dem Antrieb (6) zugeordnet ist, einerseits ein elektromagnetisch wirksames Feld derart erzeugt, dass es in Bewegungsrichtung des Läufers (5.1; 5.2) wirksam ist, sowie andererseits ein elektromagnetisch wirksames Feld derart erzeugt, dass es in Bewegungsrichtung des Läufers (6.1) wirksam ist.

9. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Direktantrieb (2; 5) und dritte Direktantrieb (3; 6) zu verschiedenen Zeiten bestromt wird.

10. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Direktantrieb (1; 4) und der zweite Direktantrieb (2; 5) zu gleichen Zeiten bestromt wird.

11. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Direktantriebe (1; 2; 3; 4; 5; 6) Linearantriebe sind.

12. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Direktantrieb (3; 6) aus Teilantrieben besteht, welche vorzugsweise in axialer Folge in Richtung der Längsachse des Webblattes angeordnet sind.

13. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Läufer (5.1; 6.1) und der Ständer (5.3) unter Ausbildung eines hinreichenden Luftspaltes zwischen dem Läufer (5.1; 6.1) und dem Ständer (5.3) koaxial zueinander angeordnet sind.

14. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Direktantriebe (1; 2; 3; 4; 5; 6) ein Synchronmotor ist, dessen Läufer Permanentmagnete trägt.

15. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Direktantriebe (1; 2; 3; 4; 5; 6) Transversalflußmotoren sind.

16. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Läufer der Transversalflußmotoren mit Permanentmagneten ausgerüstet sind.

17. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Direktantriebe (1; 2; 3; 4; 5; 6) Gleichstrommotoren sind.

18. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Läufer der Gleichstrommotoren Permanentmagnete tragen.

19. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Direktantriebe (1; 2; 3; 4; 5; 6) Reluktanzmotoren sind.

20. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Läufer der Reluktanzmotoren Permanentmagnete tragen.

21. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Direktantriebe (1; 2; 3, 4; 5; 6) ein Asynchron-Kurzschlussläufer-Motor ist.

22. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein im Antriebssystem vorhandenes Bremsmittel für den Webblattantrieb (3; 6) und für den Tragorganantrieb (1; 2; 4; 5), das funktionsunabhängig von den Direktantrieben

23. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmittel mit wenigstens einem Läufer (1.10; 2.10; 2.13; 3.1; 3.5; 4.3; 4.11; 5.1; 5.2; 6.1) der Direktantriebe (1; 2; 3; 4; 5; 6) wirkverbunden ist.

24. Elektromotorisches Antriebssystem nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmittel geeignet ist, die Läufer im stromlosen Zustand der Direktantriebe (1; 2; 3; 4; 5; 6) zu arretieren.