DE227801C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 227801 KLASSE 47h. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. März 1908 ab.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzielung einer periodisch wechselnden Geschwindigkeit von Maschinen. Als Ausführungsbeispiel ist die Anwendung der Vorrichtung für Ringspinnmaschinen gewählt worden.

Bei diesen wird die Geschwindigkeit in dem Sinne veränderlich gemacht, daß bei jedem Auf- und Niedergang der Ringplatte die Gesch windigkeit in der tiefsten Stellung der Ringplatte am größten, in der höchsten Stellung am kleinsten ist. In der tiefsten Stellung geschieht die Aufwindung des Fadens entsprechend der Kegelform der Kötzerspitze auf den größten, in der höchsten Stellung auf den kleinsten Durchmesser. Die Spannung, welche das zwischen dem Streckzylinder und dem Kötzer befindliche Stück des Fadens erhält, ist abhängig von dem Durchmesser des Kötzers und der Geschwindigkeit der Spindeln. Je kleiner der Kötzerdurchmesser und je größer die Spindelgeschwindigkeit ist, um so größer ist die Fadenspannung. Um aber mit Vorteil die höchstmögliche Nummer und 'die geringstmögliche Drehung zu erzeugen, ist es sehr wichtig, daß die Fadenspannung möglichst gleich groß erhalten wird. Aus den oben angegebenen Wechselbeziehungen ■'■ zwischen Kötzerdurchmesser und Spindelgeschwindigkeit geht hervor, daß man eine annähernd gleichbleibende Fadenspannung erreichen kann, wenn man die Geschwindigkeit während des Aufsteigens der Ringplatte, also beim Übergang auf den kleinen Kötzerdurchmesser, allmählich abnehmen läßt und umgekehrt.

Dieses Ziel hat man zu erreichen versucht, indem man die Ringspinnmaschine mit Hilfe eines Riemenkegelpaares angetrieben hat. Durch entsprechende Verschiebung des Kegelriemens während des Spieles der Ringplatte ist eine Veränderung der Geschwindigkeit recht wohl möglich, doch hat diese Art des Antriebes keine Verwendung in der Praxis gefunden.

Bei elektrischem Betrieb hat man mittels der sogenannten Einphasenmotoren eine weitgehende Regelbarkeit in der Hand. Diese Motoren sind aber sehr teuer und verwickelt. Da ihr unmittelbarer Anschluß an die Leitungsnetze der Drehstromkraftwerke aber gewöhnlich aus betriebstechnischen Gründen nicht gestattet wird, so macht sich eine Umformung des dreiphasigen Stromes nötig, wodurch außerdem die Betriebskosten erhöht werden.

Bei der vorliegenden Erfindung wird nun das genannte Ziel mit Hilfe eines sogenannten Differentialgetriebes in Verbindung mit einem Schneckengetriebe erreicht.

Auf der Zeichnung stellt Fig. 1 die Gesamtanordnung des Getriebes, soweit dasselbe Gegenstand der Erfindung ist, dar. Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Differentialgetriebe und Fig. 3 eine Darstellung der Neuerung in Verbindung mit einer Ringspinnmaschine.

Das Differentialgetriebe besteht aus den beiden Kegelräderpaaren 1, 2 und 3, 4 (Fig. Ί und 2) und dem Differentialrad 5, welches hier

als Schneckenrad ausgebildet ist. In dem Differentialrade 5 sitzen zugleich die Bolzen für das Kegelräderpaar 3, 4. Das Kegelrad 1 sitzt fest auf der Trommelwelle 6 der Maschine, während sowohl das Differentialrad 5 als auch das Kegelrad 2 lose und unabhängig voneinander sowie von der Hauptwelle 6 auf der langen, konzentrisch angeordneten Nabe 7 des Trommellagers .8 drehbar sind. Letzteres trägt die Lagerbüchse 9 für die Trommelwelle, währen die verlängerte Nabe 7 diese selbst nicht berührt. Auf der Nabe des Kegelrades 2 sitzt fest die Antriebscheibe 10. Wird das Differentialrad 5 festgehalten und an der Drehung verhindert, so erhält das Rad 1 und mit ihm die Trommelwelle eine Drehung, welche gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet ist (s. die Pfeilrichtungen α und b) als diejenige der Antriebsriemscheibe 10. Das Differentialrad 5 hat dabei das Bestreben, sich im Sinne des Pfeiles c in gleicher Richtung wie Riemscheibe 10 zu drehen. Erteilt man nun dem Rad 5 eine Drehung in dem genannten Sinne, oder vermindert man den die Drehung verhindernden Widerstand, so daß das Differentialrad der Drehung von 10 folgen kann, in welchem Falle die Drehbewegung als »passiv« bezeichnet werden kann, so wird die Geschwindigkeit vom Rad 1 und somit der Trommelwelle um die doppelte Anzahl der Umdrehungen von 5 vermindert. Da bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die vier das Differentialgetriebe bildenden Kegelräder alle den gleichen Durchmesser besitzen, so wird nämlich, wenn beispielsweise das Rad 1 festgehalten und das Rad 2 gedreht wird, das Differentialrad 5 mit der halben Geschwindigkeit des Rades 2 umlaufen. Es wird also, wenn beispielsweise das Rad 2 zwei Umdrehungen macht und gleichzeitig das Differentialrad 5 eine Umdrehung in gleicher Drehrichtung macht, das belastete Rad 1 stillstehen; es besitzt also eine Geschwindigkeit, welche gegenüber der Geschwindigkeit des Rades 2 um die doppelte Umdrehungszahl des Differentialrades 5 vermindert ist. Die Drehbewegung von Rad 5 kann also eine aktive oder eine passive sein. Im ersteren Falle müßte der Antrieb entweder wiederum durch ein Kegelpaar erfolgen, um eine wechselnde Geschwindigkeit zu erhalten, oder er kann auch durch einen kleinen Elektromotor mit stark veränderlicher Umlaufszahl bewirkt werden. Weit einfacher ist die Erzielung einer passiven Drehung, wenn je nach dem größeren oder geringeren Widerstände, welcher der Drehbewegung entgegengesetzt wird, diese letztere verringert oder vergrößert wird. Der Widerstand kann nun z. B. ein Bremswiderstand sein. Entweder kann man dann die Bewegung mittels eines veränderlichen Bremsbahdes oder einer Reibungskupplung nach Belieben abbremsen, oder man kann durch das Differentialrad 5 einen kleinen Elektromotor in Betrieb setzen, dessen Umlaufszahl durch entsprechende regelbare Belastung verändert werden kann. Diese Anordnung wird ebenfalls verwickelt und hat den Nachteil, daß der Verlust durch die Reibungsarbeit um so größer ist, je schneller das Differentialrad und je langsamer die Trommelwelle α läuft.

In der vorliegenden Erfindung ist nun mit dem Differentialrad 5 ein Schneckenrad 11 verbunden, in welches eine Schnecke 12 eingreift. Die Schnecke 12 sitzt fest auf einer Welle 13, welche durch die Lager 14 und 15 getragen wird. Das Schneckenrad 11 übt einen Druck im Sinne des Pfeiles e (Fig. 1) auf die Schnecke 12 aus, welcher auf Welle 13 übertragen und von der Schraube 16 aufgenommen wird. Auf diese Weise ist ein äußerst leichter Gang der Welle 13 gewährleistet. Die Schnecke 12 stellt somit den die Drehung des Differentialrades 5 verhindernden Widerstand dar. Macht man nun die Steigung der Schnecke genügend groß, so ist der Reibungswiderstand allein nicht mehr fähig, die Drehung zu verhindern, und die Schnecke mit der Welle 13 sowie das Differentialrad kommen zum Drehen. Der Arbeitsverlust durch Reibung ist hierbei sehr gering.

Es ist nun beabsichtigt, die Schnecke stillstehen zu lassen, wenn die Maschine die höchste Geschwindigkeit haben soll, also wenn die Ringplatte jeweils ihre tiefste Stellung hat. Auf der Welle 13 sitzt zu diesem Zwecke eine Bremsscheibe 17, um welche in weiter unten beschriebener Weise ein Bremsband 18 (Fig. 3) gelegt ist. Die Drehbewegung kann beginnen, sobald die Bremswirkung aufgehoben ist. Es liegt nun im Sinne der Erfindung, daß die Zunahme der Geschwindigkeit von Welle 13, d. i. also die Abnahme der Geschwindigkeit der Maschinenhaupt- oder Trommelwelle stetig und in gleichmäßig beschleunigter Weise erfolgt. Zu diesem Zwecke ist die Bremsscheibe 17 genügend schwer und groß vorgesehen, so daß die Beschleunigung der Masse der Scheibe nach Erfordernis festgelegt werden kann. Wenn es nun auch im allgemeinen genügen wird, die Größe der Scheibe für die verschiedenen Arten und Bestimmungen der Ringspinnmaschinen ein für allemal festzulegen, so kann man andererseits die Beschleunigung dennoch regelbar machen, indem man die Bremsscheibe entweder zum Auswechseln gegen solche von anderem Gewicht geeignet macht, oder indem man am Ende der Welle 13 noch eine oder mehrere Zusatzscheiben 19 auswechselbar anordnet, wie es die punktierte Zeichnung in Fig. 1 darstellt.

Das Getriebe zum Abbremsen der Geschwindigkeit ist in der Gesamtanordnung Fig. 3 veranschaulicht. Die Zeichnung stellt eine Ring-

Spinnmaschine gewöhnlicher Bauart dar mit den für die Erfindung hauptsächlich in Betracht kommenden Teilen der Aufwindevorrichtung.

Eine von der Trommelwelle 6 mittels in der äußeren Gestellwand befindlicher, in der Zeichnung als nebensächlich weggelassener Räderübersetzungen angetriebene Hilfswelle 20 treibt einerseits den Vorderzylinder 21 des Streckwerkes, andererseits durch die Schnecke 22 ein Schneckenrad 23. Gemeinsam mit diesem auf dem gleichen Zapfen sitzt das Hubexzenter 24, welches auf die im Doppelhebel 26, 32 sitzende Rolle 25 einwirkt. Hebel 26 ist lose drehbar auf dem Zapfen 27, und der untere Arm 32 trägt ein Stellstück 33 mit dem Schaltexzenter 34. Am Zapfen 27 sitzt gleichfalls lose schwingend der einarmige Hebel 28, welcher die Rolle 35 trägt. Am unteren Ende des gebogenen Hebels 28 sitzt ferner der Zapfen 29, an welchem ein starkes Stahlband angehängt ist, dessen anderes Ende auf dem Umfang einer fest auf dem Drehzapfen 36 sitzenden Scheibe 37 befestigt ist. Ein zweites Stahlband 31 führt nach dem doppelarmigen Hebel 38,39; am Ende des Armes 39 sitzt eine Rolle 40, auf welcher die Ringplatte 41 mittels der Hubstange 42 aufruht. Diese Aufwindevorrichtung ist nicht Gegenstand der Erfindung; die verschiedenen Stellungen der Einzelteile derselben werden lediglich zweckmäßig für die Bedienung der Bremsvorrichtung des Erfindungsgegenstandes verwertet. Die genannten Stellungen und Bewegungen sind aber in mehr oder weniger abgeänderter Form bei allen anderen Aufwindevorrichtungen vorhanden oder lassen sich doch leicht mit einfachen mechanischen Hilfsmitteln von denselben ableiten.

Das Schneckenrad 23 und das Exzenter 24 drehen sich mit gleichmäßiger Geschwindigkeit im Sinne des Pfeiles f; das Exzenter 24 erzeugt zunächst eine schwingende Bewegung des doppelarmigen Hebels 26, 32, welche Bewegung dann weiter durch das Exzenter 34, welches an der Schwingung teilnimmt, auf Hebel 28 und schließlich auf die Ringplatte 41 übertragen wird. Die Drehbewegung des Schneckenrades 23 wird nun zunächst zum periodischen Abbremsen der Drehung von Bremsscheibe 17 (Fig.. 1 und 3) benutzt. Das Schneckenrad 23 ist fliegend auf dem Drehzapfen 44 angeordnet und trägt in einem Schlitz 42 verstellbar den Zapfen 43, an welchem das eine Ende des Bremsbandes 18 angehängt ist. Das andere Ende ist mit einer Hubstange 45 verbunden, welche durch ein an dem Lagerträger 46 befestigtes Führungsstück 47 hindurchgeht. Über die Hubstange 45 ist eine Druckfeder 48 geschoben, deren Spannung durch Mutter 49 mit Gegenmutter geregelt werden kann. Die Feder 48 drückt also die Stange 45 nach unten, welche Bewegung durch eine ebenfalls verstellbare Mutter 50 während eines Teiles der Zeit der Auf windung abgegrenzt wird.

In der Zeichnung Fig. 3 ist nun die Aufwinde-Vorrichtung dargestellt, während die Aufwindung des Fadens auf den kleinsten Durchmesser des Kötzers erfolgt und die Ringplatte im Begriff ist, wieder nach unten zu gehen. Die Bremsscheibe 17 hat jetzt ihre größte Geschwindigkeit, und das Abbremsen muß jetzt beginnen, damit die Scheibe bis zum Ende des rasch erfolgenden Niederganges der Ringplatte 41 zum Stillstand gelangt. Es tritt hier also eine Vernichtung der beim Aufstieg der Ringplatte der Bremsscheibe 17 erteilten lebendigen Kraft ein; dieser Zustand dauert aber nur kurze Zeit, so daß eine andauernde Bremsarbeit nicht zu leisten ist. Durch Verstellen der Muttern 49 und 50 einerseits und des Zapfens 43 andererseits kann die Dauer der Bremswirkung sowie deren Beginn und Ende nach Belieben abgegrenzt werden. Sobald die Ringplatte 41 in. der tiefsten Stellung angelangt ist, befindet sich der Zapfen 43 in der durch das + 51 angedeuteten Stellung. Nunmehr beginnt das Ansteigen der Ringplatte, und indem sich das Schneckenrad 23 weiterdreht, wird die Spannung des Bremsbandes nach und nach vermindert, bis in der Stellung 53 des Zapfens 43 die Mutter 50 wieder zum Aufsitzen auf der Führung 47 kommt, von welchem Zeitpunkt ab die Lockerung des Bremsbandes 18 erfolgt. Von hier ab ist während der nächsten halben Umdrehung des Schneckenrades 23 und des Exzenters 24, also während des ganzen weiteren Aufstieges der Ringplatte 41, die Bremswirkung des Bremsbandes 18 aufgehoben. Unter dem Einfluß des von dem Differentialschneckenrad 11 (Fig. ι und 2) auf die Gänge der Schnecke 12 ausgeübten Druckes beginnt also die Welle 13 und die Scheibe 17 die Drehbewegung. Mit der fortschreitenden Beschleunigung und der Zunahme der Geschwindigkeit von Welle 13 vermindert sich also unter der bereits beschriebenen Wirkungsweise des Differentialgetriebes die Geschwindigkeit der Trommelwelle 6. Es liegt nun auf der Hand, daß durch Vergrößerung oder Verminderung der Schwungmasse entweder der Bremsscheibe 17 oder der Zusatzscheiben 19 die Beschleunigung der Bremsscheibe entsprechend verändert werden kann. Auf die oben beschriebene Weise läßt sich ohne weitere Hilfsmittel eine allmählich abnehmende Geschwindigkeit der Trommelwelle 6 erreichen und so regeln, daß die Geschwindigkeit beim Aufwinden auf die Kötzerspitze ihren Mindestwert erreicht hat.

Sobald ein neuer Abzug auf der Maschine begonnen, also lediglich auf die leere Hülse ge-

spönnen wird, ist es erwünscht, während des ganzen Auf- und Niederganges der Ringplatte mit geringerer Geschwindigkeit zu arbeiten, bis der sogenannte Ansatz des Kötzers eine gewisse Größe erreicht hat. Um dies zu erreichen, ist es nötig, die Stange 45 so viel zu heben, daß eine Anspannung des Bremsbandes nicht oder nur wenig stattfinden kann. Das untere Ende der Stange 45 ist bei 54 durch einen BoI-zen mit dem um 56 drehbaren Hebel 55 verbunden. Außerdem trägt der letztere noch eine Rolle 57. Bei Beginn des Spinnprozesses, also in der tiefsten Stellung der Ringplatte, ruht die Rolle 25 des Hebels 26 auf dem tiefsten Punkt 58 des Exzenters 34. Indem dieses Exzenter nach jedem Spiel der Ringplatte durch ein Sperrad in bekannter Weise eine geringe Drehung erhält, erfolgt der allmähliche Anstieg der Ringplatte. Die Scheibe 37 erfährt demnach außer einer hin und her gehenden Drehbewegung auch eine langsam fortschreitende Drehung im Sinne des Pfeiles g. Auf der Scheibe 37 sitzt eine Nase 59; diese befindet sich in der tiefsten Stellung der Ringplatte unter der Rolle 57 des Hebels 55 und hebt dadurch diesen und mit ihm die Stange 45 an, so daß die erwähnte Lockerung des Bremsbandes 18 erreicht wird, auch wenn der Hebd 26 am weitesten rechts steht. Mit fortschreitender Kötzerbewicklung gibt infolge der allmählichen Linksdrehung von Scheibe 37 die Nase 59 die Rolle 57 frei, zuerst jeweils in der höchsten Stellung der Ringplatte, bei welcher aber eine Anspannung des Bremsbandes bekanntlich nicht stattfinden kann, weil hierbei der Hebel 26 am weitesten links steht und die Mutter 50 durch Aufsitzen auf der Führung 47 einen weiteren Niedergang der Stange.45 verhindert. Mit weiterem Fortschreiten der Wicklung kommt auch in der tiefsten Stellung der Ringplatte die schräg abfallende Fläche 60 der Nase 59 in das Bereich der Rolle 57, diese nach jedem Spiel immer mehr freigebend, so daß die Zeitdauer des Abbremsens immer mehr zunimmt, bis nach vollendetem Ansatz ein Anheben der Stange 45 in der beschriebenen Weise überhaupt nicht mehr stattfindet, sondern das regelmäßige Abbremsen einzig durch das Spiel des Hebels 26 erfolgt.
Diese Neuerung gewährt außerdem noch die Möglichkeit, auch kurz vor vollendetem Kötzer die Maschine kurze Zeit langsam laufen zu lassen, indem man das Bremsband 18 aus der Rille der Bremsscheibe 17 herausnimmt.

Die in dem Schneckengetriebe 11, 12 und in den Lagern der Welle 13 entstehende Reibung verhindert an sich schon, daß die Umdrehungszahl der Welle 13 eine zu große wird und daher die Geschwindigkeit der Maschine eine unerwünschte Verzögerung erfährt. Will man aber auch hier eine Regelung eintreten lassen, so hat man diese Möglichkeit durch die Hilfsbremse 61 (Fig. 1), deren Bremswirkung durch das Anhängegewicht 62 beliebig abgestuft werden kann.

Wenn auch eine Veränderung der Geschwindigkeit in so häufig wiederkehrender Folge in der Hauptsache nur bei Ringspinnmaschinen in Betracht kommt, so läßt sich die Erfindung natürlich auch für alle anderen Maschinen verwenden, bei denen eine solche Veränderlichkeit der Geschwindigkeit erwünscht ist.

An Stelle des Schneckengetriebes kann auch eine Zahnradübersetzung angewendet werden; dieselbe hätte aber beim Abbremsen einen zu großen Arbeitsverlust zur Folge. Außerdem ist die Regelbarkeit der Geschwindigkeit dadurch unvollkommen.

Claims (6)

Patent-Ansprüche:

1. Antriebsvorrichtung zur Erzielung einer periodisch wechselnden Geschwindigkeit mit Hilfe eines Differentialgetriebes, dessen Differehtialradgeschwindigkeit durch Belastung vermindert werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das Differentialrad durch den Widerstand, welchen der vom Differentialrad aus erfolgende Antrieb einer mit Beharrungsmassen versehenen Welle bietet, dauernd nachgiebig belastet ist und zur Erzeugung einer abnehmenden und allmählich wieder zunehmenden Geschwindigkeit des Differentialrades seine Belastungswelle periodisch gebremst und beim Freigeben durch die Beschleunigung der Beharrungsmassen allmählich wieder entlastet wird.

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungswelle des Differentialrades außer mit der periodisch angezogenen und nachgelassenen Bremse mit einer zweiten Bremse versehen ist, durch deren regelbare Einstellung, wenn erforderlich, eine zusätzliche Belastung des Differentialrades herbeigeführt werden kann.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Differentialrad belastende Welle mit regelbaren bzw. auswechselbaren Schwungmassen versehen ist, um den Grad der Geschwindigkeitszunahme des Differentialrades beim Freigeben seiner Belastungswelle ändern zu können.

4. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungswelle bei der Zunahme der Geschwindigkeit des Differentialrades einerseits unter starker Vergrößerung der Geschwindigkeit von diesem angetrieben wird, und daß andererseits dementsprechend bei der allmählichen Bremsung der Belastungswelle infolge des großen Übersetzungsverhältnisses, nur geringe Ge-

schwindigkeitsänderungen für das Differentialrad sich ergeben, so daß durch Einwirkung einer verhältnismäßig geringen Bremskraft auf eine große Geschwindigkeit sehr feine Abstufungen in der im ganzen wesentlich geringeren Umdrehungszahl des Differentialrades erreicht werden.

5. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Antrieb von Spinnmaschinen, um in an sich bekannter Weise durch die periodisch wechselnde Antriebsgeschwindigkeit eine stets gleichbleibende Fadenspannung zu erstreben, dadurch gekennzeichnet, daß das angetriebene Zentralrad des Differentialgetriebes mit der Antriebswelle der Trommel verbunden ist und die Bremsung und Freigabe der Belastungswelle des Differentialrades von den Ringbankbewegungen abgeleitet wird.

6. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 1 für Spinnmaschinenantrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abhängigkeit von der Ringbankbewegung erfolgende Bremsung der Belastungswelle zeitweise aufgehoben oder beliebig verändert werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.