DE19619662A1

DE19619662A1 - Falschdrallaggregat mit Magnetkupplung

Info

Publication number: DE19619662A1
Application number: DE19619662A
Authority: DE
Inventors: Hellmut Lorenz
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: SAURER GMBH & CO. KG, 41069 MOENCHENGLADBACH, DE
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1996-05-15
Publication date: 1996-11-28

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Falschdrallaggregat gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Derartige Falschdrallaggregate sind bekannt.

Aus der DE 26 58 824 C3 ist ein Falschdrallaggregat be kannt, bei welchem auf dessen Oberseite mindestens drei senkrecht stehende Achsen vorgesehen sind, auf denen jeweils einander überlappende Friktionsscheiben einen Zwickel zur Aufnahme des zu behandelnden Fadens bilden, und bei welchem auf dessen Unterseite auf zueinander parallelen, ebenfalls senkrechten Achsen in einer Ebene je ein mit Zähnen ver sehenes, ein Drehmoment übertragendes Element vorgesehen ist. Bei dem bekannten Falschdrallaggregat sind die mit Zähnen versehenen das Drehmoment übertragenden Elemente mit einem Totgang befestigt und weisen zusätzlich auf jeder Achse eine mit Magneten bestückte Scheibe auf, so daß eine berüh rungsfreie Drehmomentübertragung vorgesehen ist. Bei dem bekannten Falschdrallaggregat wird die synchrone Drehzahl aller Friktionsscheibenachsen des eigentlichen Falschdrall aggregates wie bei einem formschlüssigen Antrieb gewährlei stet. Die einzelnen Wellen des Falschdrallaggregates sind dabei parallel und koaxial zueinander angeordnet und weisen auf ihrer unterhalb der Halteplatte angeordneten Seite mit Magneten versehene Scheiben auf. Am Umfang einer jeden dieser Scheiben sind radial ausgerichtete Magnete mit seit lichem Abstand derart angeordnet, daß bei einer Scheibe jeweils die gleichen Pole nach außen weisen. Damit alle Scheiben im gleichen Drehsinn laufen ist die Anordnung von weiteren Scheiben erforderlich. Diese Scheiben sind in ihrem Aufbau identisch mit den mit Magneten versehenen Scheiben; der Unterschied besteht zu den auf den Wellen vorgesehenen Scheiben lediglich darin, daß die radial nach außen weisenden Pole anders gepolt sind. Da sich bei einer derartigen radialen Anordnung der Magnete lediglich immer nur zwei Magnete der gegenüberliegenden Scheiben gegenüberstehen, ist die Größe des übertragenen Drehmomentes bei einer derartigen Anordnung begrenzt.

In der genannten Druckschrift wird des weiteren ein Falsch drallaggregat beschrieben, bei dem die Magnete in den Sche iben axial ausgerichtet sind und aus diesem Grunde Stufen scheiben verwendet werden. Die einzelnen Stufenscheiben überlappen sich dabei jeweils nur im Außenbereich, so daß ebenfalls nur eine begrenzte Anzahl der im Umfangsbereich auf den Scheiben angeordneten Magnete den entsprechenden Magneten der überlappenden Scheibe gegenüberstehen. Dadurch ist ebenfalls die Größe der übertragenen Drehmomente be grenzt.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß ein wesentlicher Nachteil von Falschdrallaggregaten des Standes der Technik bei radial sich gegenüberstehenden Magneten ein begrenztes übertragbares Drehmoment ist; bei axial gegenüberstehend angeordneten Magneten das Vorsehen von Stufenscheiben erfor derlich ist, zwischen denen die eigentliche Antriebsscheibe läuft, was vor allem im Hinblick auf eine Demontage nach teilig ist; und bei Vorsehen von zusätzlichen Zahnrädern mit einem Totgang zusätzlich drehmoment-übertragende Elemente erforderlich sind, was die gesamte Konstruktion relativ aufwendig macht.

Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, ein Falschdrall aggregat zu schaffen, welches eine hohe Drehmomentübertragung bei gleichzeitiger Überlastsicherung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird mit einem Falschdrallaggregat mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Danach weist das Falschdrallaggregat eine Antriebswelle zum Antreiben von zumindest einer von drei parallel angeordneten Wellen mit sich einander überlappenden Friktionsscheiben auf. Die Friktionsscheiben dienen der Bildung eines Zwickels zur Aufnahme eines zu behandelnden Fadens und sind um den Faden herum angeordnet. Vorzugsweise sind die Achsen der Wellen in einem gleichseitigen Polygon angeordnet. Die Antriebs welle überträgt die Leistung an die eine angetriebene der drei Wellen über ein ein Drehmoment übertragendes Element. Als das Drehmoment übertragende Element ist eine Magnetkupp lung vorgesehen, welche zwei sich mit einem Spalt gegen überliegende Polenden aufweist. Der Vorteil eines derartigen erfindungsgemäßen Falschdrallaggregates mit Magnetkupplung besteht darin, daß einerseits hohe Drehmomente übertragen werden können und gleichzeitig eine Überlastsicherung durch die Magnetkupplung gegeben ist. Durch die Magnetkupplung besteht nämlich keine direkte mechanische Verbindung zwischen der Antriebswelle und der getriebenen Welle einer der Frik tionswellen.

Die Polenden der Magnetkupplung sind bei einer Ausführungs variante derart geformt, daß sich ein scheibenförmiger Spalt ausbildet. Damit ist das zu übertragende Drehmoment nur vom axialen Abstand der Polenden zueinander abhängig, was die Einstellbarkeit eines Drehmomentes wesentlich begünstigt.

Die Ausgestaltung der Magnetkupplung mit Polenden, die einen ringförmig zylindrischen Spalt zwischen sich bilden, besitzt den Vorteil, daß das zu übertragende Drehmoment unabhängig von den axialen Einbautoleranzen ist und außerdem ein sehr eng toleriert eingestelltes Drehmoment damit übertragen werden kann.

Die Ausführungsvariante der Magnetkupplung mit einem ringför mig kegelig ausgebildeten Spalt zwischen den Polenden stellt einen bevorzugten Kompromiß zwischen Einstellbarkeit und Toleranzunempfindlichkeit des Drehmomentes dar.

Je nach Betriebsbedingungen, zu übertragender Leistung und Stärke der Magneten liegt der Spalt zwischen den sich gegenüberliegenden Polenden 1-3 mm.

Zur Übertragung eines möglichst großen Drehmomentes sind die Polenden aus mehreren in Umfangsrichtung nebeneinander an geordneten Magneten gebildet.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Antriebswelle direkt durch einen Antriebsmotor angetrieben. Der Motor weist auf seiner Abtriebsseite eine Motortreib scheibe auf, mittels welcher über einen Treibriemen eine auf der zumindest einen Welle angeordneten Riemenscheibe antreibbar ist. Der Vorteil besteht darin, daß die Vor teile des sicheren Riementriebes mit der Möglichkeit einer hohen Drehmomentübertragung bei gleichzeitiger Überlastsiche rung verbunden werden. Desweiteren ist eine Überlastung des Motors durch z. B. eine Weiterbildung am Falschdrallaggregat aufgrund der Magnetkupplung ausgeschlossen.

Vorzugsweise ist der Treibriemen ein Zahnriemen, welcher in eine auf der Motortreibscheibe und der Riemenscheibe ent sprechend ausgebildete Verzahnung eingreift und damit form schlüssig eine sichere und schlupffreie Drehmomentübertragung gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist wegen der mechanischen Trennung der Antriebswelle das Falschdrallaggregat derart aufgebaut, daß sowohl Antriebsmotor als auch die Friktionswellen mit tels eines Lagerblockes gemeinsam an einer Grundplatte befestigt sind. Durch die mechanische Trennung der angetrie benen Welle kann der Lagerblock durch einfache Steckführun gen mit der Grundplatte verbunden sein. Somit ist ein Auswechseln der Friktionswellen bzw. ein Austausch der Treibriemen ohne größeren Bauaufwand möglich.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Falschdrallaggregates mit Magnetkupplung bestehen unter anderem auch darin, daß das zu übertragende Drehmoment durch eine entsprechende Spaltein stellung, welche gleichermaßen automatisch anpaßbar ausge führt sein kann, einstellbar ist.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel ist es des weiteren möglich, daß die treibende Kupplungsscheibe entweder direkt auf der Motorachse ist, oder wie es bereits beschrieben wurde, durch einen Treibriemen mit der Motorwelle verbunden ist. Ein weiterer Vorteil einer erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß bei zu starkem zu übertragenden Drehmo ment die Kupplung "außer Tritt" gerät, wodurch der Motor frei durchdreht. Das ist vor allen Dingen beim Anlauf wichtig, wenn das Falschdrallaggregat z. B. durch einen Wickler blockiert ist.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten werden nun nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen in der nachfol genden detaillierten Beschreibung angegeben.

Es zeigen:

Fig. 1a bis 1c die Anordnung einer Magnetkupplung zwischen der Riemenscheibe der angetriebenen, mit Friktions scheiben versehenen Wellen und der mit Umlaufrie men versehenen Endbereichen derselben Wellen;

Fig. 2 die prinzipielle Anordnung eines Falschdrallaggre gates mit Antrieb und Friktionswellen an einer Grundplatte.

Fig. 1a stellt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Falschdrallaggregates dar. Hierbei ist in Fig. 1a nur die Antriebssituation des Falschdrallaggregates gezeigt. Das ei gentliche Falschdrallaggregat weist drei Wellen 2 auf, die in den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet und in einem Wellenlagerblock 15 drehbar gelagert sind. Die Wellen 2 tragen mehrere übereinander, sich gegenseitig überlappende Friktionsscheiben (hier nicht gezeigt), wobei ihre Achsen parallel zueinander um den Fadenlauf herum angeordnet sind. Die Wellen 2 weisen jeweils ein Riemenrad 16 auf, wobei alle drei Riemenräder 16 in gleicher Ebene liegen und die Wellen 2 durch einen im Dreieck, die Rie menräder umschlingenden Umlaufriemen 17 in gleichsinnige Drehung und gleiche Drehzahl versetzt werden. In axialer Verlängerung einer der Wellen 2 ist eine Welle 25 mit einer Riemenscheibe 5 gelagert. Hierbei wird die Riemen scheibe 5 mittels einer auf der Antriebswelle 8 befestigten Motortreibscheibe 4 und einem Treibriemen 6 angetrieben. An der Welle 25 und der Welle 2 ist in dem Bereich zwischen der Riemenscheibe 5 und dem Umlaufriemen 17 eine Magnet kupplung 7 angeordnet. Die Magnetkupplung wird hierbei durch zwei sich axial in einem Spalt 23 gegenüber liegenden Polenden 21 und 22 gebildet. Die Polenden sind hierbei als magnetisierte Scheiben dargestellt, die sich gegenpolig gegenüberstehen. Vorzugsweise beträgt der Abstand bzw. der Spalt 23 zwischen den beiden magnetisierten Scheiben 1 bis 3 mm.

Durch diese Trennung besteht der Vorteil, daß der Lager block 15, ohne den Treibriemen 6 zu lösen, vom Falschdrall aggregat z. B. zur Wartung abgenommen werden kann. Anderer seits könnte auch der Treibriemen gewechselt werden, ohne daß der Lagerblock demontiert wird.

Die Größe des Drehmomentes, welches durch die beiden magne tisierten Scheiben 21, 22 übertragbar ist, welche sich in dem Spalt 23 axial gegenüberliegen, kann dadurch erhöht werden, daß mehrere Magnete mit in Umfangsrichtung wechseln der magnetischer Polung angeordnet sind.

Es ist darüber hinaus auch möglich, daß die Magnetkupplung zwei mit einem Spalt in gleicher Ebene liegende Scheiben mit in Umfangsrichtung wechselnder magnetischer Polung auf weist. Die sich somit radial gegenüberstehenden Scheiben der Magnetkupplung sind jedoch aufrelativ geringe zu über tragene Drehmomente beschränkt. Deren Spalt beträgt vor zugsweise 1-2 mm.

In Fig. 1b ist eine Variante einer Magnetkupplung 7 darge stellt. Die Antriebssituation in diesem Ausführungsbeispiel des Falschdrallaggregates ist identisch zu der Anordnung in Fig. 1a und es wird insoweit Bezug genommen auf die Be schreibung in Fig. 1a. Die Magnetkupplung 7 ist hierbei durch zwei Polenden 21 und 22 gebildet, die einen ringför migen zylindrischen Luftspalt 23 bilden. Hierbei ist das Polende 22 als Ringmagnet mit radialer Polung ausgeführt. Der Ringmagnet 22 ist mit der Welle 25 fest verbunden. In den Innendurchmesser des Ringmagneten 22 ist ein Stabmagnet 21 ebenfalls mit radialer Magnetisierung gelassen. Der Stabmagnet vom Polende 21 ist fest mit der Welle 2 ver bunden. Diese Ausführungsvariante besitzt den Vorteil, daß axiale Lagerbewegungen der Welle 25 oder der Welle 2 sich nicht in eine Abstandsänderung zwischen den Magneten aus wirkt. Damit bleibt das zu übertragende Drehmoment im we sentlichen unabhängig von den Axialbewegungen konstant.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Magnetkupplung ist in Fig. 1c gezeigt, wobei wiederum auf die Beschreibung in Fig. 1a Bezug genommen wird. Hierbei sind die Polenden 22 und 21 jeweils als Ringmagneten mit radialer Polung ausge bildet. Die Innendurchmesser der Ringmagnete verjüngen bzw. erweitern sich axialer Richtung, so daß sich eine Kegelform ausbildet. Der sich bildende Luftspalt 23 ist somit ring förmig mit in axialer Richtung sich stetig verkleinerndem oder vergrößerndem mittleren Durchmesser.

Das in Fig. 2 dargestellte komplette Falschdrallaggregat, bei welchem der Einfachheit die Darstellung der Magnetkupp lung 7 schematisch erfolgte, weist einen Antriebsmotor 1 mit Anschlußleitungen 19 auf, neben welchem auf einer als Rahmenstruktur ausgebildeten Grundplatte 14 das eigentliche Falschdrallaggregat angeordnet ist. Dieses eigentliche Falschdrallaggregat weist drei Wellen 2 auf, die in den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks angeordnet und in einem Wellenlagerblock 15 drehbar gelagert sind. Die Wel len 2 tragen mehrere übereinander sich gegenseitig über lappende Friktionsscheiben 3, wobei ihre Achsen parallel zueinander um den Fadenlauf herum angeordnet sind. Auf der Abtriebswelle 8 des Antriebsmotors 1 ist eine Motortreib scheibe 4 angeordnet. Eine Welle 25 trägt in gleicher Ebene mit der Motortreibscheibe 4 eine Riemenscheibe 5. Die Welle 25 ist hierbei an der Unterseite der Grundplatte 14 im Lager 26 gelagert. Diese Riemenscheibe 5 wird über einen Treibriemen 6 mittels der durch den Motor 1 angetriebenen Motortreibscheibe 4 angetrieben. Die angetriebene Welle 25 mit der Riemenscheibe 5 ist durch die Magnetkupplung 7 mit der Welle 2 verbunden. Zwischen der Magnetkupplung 7 und dem Wellenlagerblock 15 weist jede der Wellen 2 jeweils ein Riemenrad 16 auf, wobei alle drei Riemenräder 16 in glei cher Ebene liegen und die Wellen 2 und damit die Frik tionsscheiben 3 durch einen im Dreieck die Riemenräder 16 umschlingenden Umlaufriemen 17 in gleichsinnige Drehung und gleiche Drehzahl versetzt werden. Zur genauen Lagefixierung sind im Wellenlagerblock 15 des eigentlichen Falschdrall aggregates zwei Führungsstifte 18 vorgesehen, welche eine Position des eigentlichen Falschdrallaggregates bezüglich der Drehmomentkopplung garantiert, bei der eine optimale Treib riemenspannung beim Umlaufen der Motortreibscheibe 4 und der Riemenscheibe 5 gesichert wird und bei der eine genaue axiale Positionierung der beiden magnetisierten Scheiben 21, 22 ermöglicht wird. Die Führungsstifte 18 sichern darüber hinaus, daß das eigentliche Falschdrallaggregat bezüglich der Grundplatte nicht verschwenkbar, sondern lediglich in axialer Richtung von der Grundplatte abnehmbar ist.

Ein wesentlicher Vorteil eines mit aufsteckbarem Lagerblock 15 versehenen Falschdrallaggregates ist der, daß ein Aus wechseln des Treibriemens 6, was bei den bei heutigen Maschinen üblichen hohen Arbeitsdrehzahlen öfters erforder lich ist, erleichtert wird.

Das erfindungsgemäße Falschdrallaggregat ist nicht darauf beschränkt, daß die Magnetkupplung in dem Antriebsstrang in axialer Verlängerung zur Welle 2 angeordnet ist. Selbstver ständlich kann die Magnetkupplung - wie gestrichelt in Fig. 2 dargestellt - an jeder dafür geeigneten Stelle des An triebes plaziert sein.

Bezugszeichenliste

1 Antriebsmotor
2 Wellen
3 Friktionsscheiben
4 Motortreibscheibe
5 Riemenscheibe
6 Treibriemen
7 Magnetkupplung
8 Antriebswelle
14 Grundplatte
15 Wellenlagerblock
16 Riemenräder
17 Umlaufriemen
18 Führungsstifte
19 Anschlußleitungen
20 Aufsatzflansch
21, 22 Polenden
23 Spalt
25 Welle
26 Lager

Claims

1. Falschdrallaggregat mit einer Antriebswelle (8) zum An treiben von zumindest einer von drei parallel angeord neten Wellen (2) mit sich jeweils einander überlappen den Friktionsscheiben (3) zur Bildung eines Zwickels zur Aufnahme eines zu behandelnden Fadens, wobei zwi schen der Antriebswelle (8) und der angetriebenen zu mindest einen Welle (2) ein Drehmoment übertragendes Element vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das drehmomentübertragende Element eine Magnetkupplung (7) ist, welche zwei sich mit einem Spalt (23) gegen überliegende Polenden (21, 22) aufweist.

2. Falschdrallaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Polenden (21, 22) derart geformt sind, daß der Spalt (23) scheibenförmig ausgebildet ist.

3. Falschdrallaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Polenden (21, 22) derart geformt sind, daß der Spalt (23) ringförmig zylindrisch ausge bildet ist.

4. Falschdrallaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Polenden (21, 22) derart geformt sind, daß der Spalt (23) ringförmig kegelig ausgebildet ist.

5. Falschdrallaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Polenden (21, 22) eine wechselnde magnetische Polung aufweisen.

6. Falschdrallaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt im Bereich von 1 bis 3 mm liegt.

7. Falschdrallaggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polenden jeweils aus mehreren Magneten bestehen.

8. Falschdrallaggregat nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (8) mittels eines Antriebsmotors (1) angetrieben wird.

9. Falschdrallaggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (1) auf seiner Abtriebsseite eine Motortreibscheibe (4) aufweist, mittels welcher über einen Treibriemen (6) eine auf der zumindest einen Welle (2) angeordnete Riemenscheibe (5) antreibbar ist.

10. Falschdrallaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibriemen (6) ein Zahnriemen ist, welcher in eine auf der Motortreibscheibe (4) und der Riemenschei be (5) entsprechend ausgebildete Verzahnung eingreift.

11. Falschdrallaggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (1) und ein Lagerblock (15) zur Lagerung der Wellen (2) an einer Grundplatte (14) befestigt sind.

12. Falschdrallaggregat nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerblock (15) mittels einer Führung (18) auf die Grundplatte (14) aufsteckbar ist.