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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kupplung zum drehbaren Verbinden
von Antriebswellen von Webmaschinen und Webstühlen. Es ist im technischen
Gebiet bezüglich
der Herstellung von Webstühlen
bekannt, dass solche Webstühle
mit Elementen zum Fördern
des Garns bzw. der Garne, das bzw. die den Schussfäden bilden,
sowie mit Elementen zum Bewegen der die Kettenfäden bildenden Garne zu versehen
werden müssen.
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Diese
zum Fördern
der Schussfäden
ausgebildeten Elemente können
unterschiedlicher Art u.a. nach Art des so genannten Greifers sein.
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Die
zum Bewegen der Kettenfäden
dienenden Elemente werden stattdessen Webmaschinen genannt und können von
Jacquard- oder Dobby-Art sein; insbesondere im Falle der Greiferwebstühle müssen diese
Maschinen synchron mit den Elementen zum Fördern der Schussfäden betätigt werden, um
die gewünschte
Webgestaltung zu bilden.
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Auch
ist es bekannt, dass die Möglichkeit
besteht, dass im Verlauf des Webens Brüche der Schussfäden auftreten
können
und es in derartigen Fällen
zum Verhindern eines Fehlers im fertigen Stoff notwendig ist, das
Webverfahren anzuhalten und die Betriebsrichtung der Webmaschine
umzukehren, wobei die Schussfaden-Förderelemente bewegungslos gehalten
werden, und dadurch das beim Anhalten des Webstuhls hergestellte
Gewebe aufzulösen,
um die Durchgängigkeit
der unterbrochenen Schussfäden
wieder herzustellen.
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Im
Falle von Greiferwebstühlen
ist es notwendig, das Dobby von dem Webstuhl zu trennen und dessen
Umkehrbewegung in die gewünschte Richtung
mittels eines bei geringer Geschwindigkeit arbeitenden Hilfsantriebselements
auszuführen.
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Zum
Neustart des Webverfahrens ist es also erforderlich, die Verbindung
zwischen Webstuhl und Dobby bei Wiederanordnung der jeweiligen Maschinen
in derselben relativen Winkelstellung wie zum Zeitpunkt der Trennung
wieder herzustellen, um den gleichen Synchronismus zwischen den
entsprechenden zum Zeitpunkt der Unterbrechung erfolgenden Bewegungen
zu gewährleisten.
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Hierzu
offenbart die
EP 0 877 111 desselben Patentinhabers
z.B. eine Kupplung zum Verbinden von Antriebswellen von Webmaschinen
und Webstühlen,
welche mindesten ein Kupplungselement einstückig mit der Welle der Webmaschine
und ein Kupplungselement einstückig
mit der Welle des Webstuhls umfasst, wobei das Kupplungselement
eine infolge der Schubwirkung zugehöriger Mittel koaxial bewegliche
Scheibe zum Ineingrifftreten mit dem einstückig mit der Welle der Webmaschine
ausgebildeten Kupplungselement umfasst, wobei die Scheibe einstückig mit
einem elastischen Ring ausgebildet ist, der an der Welle des Webstuhls
koaxial eingezwängt ist,
und wobei auch Mittel zum Zurückholen
der Scheibe in der axialen Richtung vorgesehen sind, um ein Abrücken derselben
von dem einstückig
mit der Welle der Webmaschine ausgebildeten Kupplungselement zu
veranlassen.
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Bei
Einsatz der neuesten Stellmotortypen wurde es dennoch möglich, den
Hauptstellmotor so anzuordnen, dass er direkt mit der Dobbywelle
in Verbindung steht, die daher von dem Motor sowohl bei Normalbetrieb
als auch bei einem langsam laufenden bzw. Umkehrbetrieb zum Auffinden
des Webfachs direkt aktiviert werden kann.
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Es
ist zwar mit dieser Ausbildung möglich, auf
den langsam laufenden Hilfsmotor sowie die bisher zwischen Antriebswelle
und Webstuhl gelegene Bremsen-/Kupplungsanordnung
im Wesentlichen zu verzichten, aber der Webstuhlanordnung fehlt
dennoch weiterhin ein Element, das beim Abrücken zum Auffinden des Webfachs
deren Anhalten sicher gewährleistet.
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Für den Webstuhl
und daher für
die Greifer bedeutet dies, dass er bzw. sie in jeder nicht vorbestimmten
Position halten kann bzw. können,
und zwar ohne Synchronismus mit der Antriebswelle, was zu ernsthaften
Problemen führen
kann, wenn sich die Position der Greifer noch innerhalb der Kettenfäden befindet.
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Weiterer
Stand der Technik gemäß dem Oberbegriff
vom Anspruch 1 wird in
EP 0 514
959 offenbart.
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Das
sich dabei stellende technische Problem liegt daher darin, eine
Kupplung für
Webstühle
bereitzustellen, die bei Anhalten des Motors ein sicheres und zuverlässiges entsprechendes
Anhalten der Abtriebswelle des Webstuhls in vorbestimmten Winkelstellungen
sicher stellt, sowie zu gewährleisten,
dass diese Stellung sicher im gesamten Verlauf des Schritts des
Auffindens des Webfachs beibehalten wird, bis der korrekte Synchronismus
mit der Antriebswelle wieder hergestellt wurde.
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Im
Rahmen dieses Problems besteht eine weitere Anforderung darin, dass
die Kupplung aus einer geringen Anzahl an einfach zusammenzustellenden
Teilen bestehen soll, so dass sie ein geringes Gewicht und niedrige
Kosten sowie einen geringeren Wartungsaufwand aufweist.
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Erfindungsgemäß werden
diese technischen Probleme mit einer Kupplung zum drehbaren Verbinden
von Antriebswellen von Webmaschinen und Webstühlen gemäß dem kennzeichnenden Teil
vom Anspruch 1 gelöst.
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Weitere
Einzelheiten sind der folgenden Beschreibung eines erfindungsgemäßen nicht
einschränkenden
Ausführungsbeispiels
der Erfindung zu entnehmen, die anhand der beigefügten Zeichnungen
angegeben sind, in denen:
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1 einen
Querschnitt entlang einer Längsebene
der erfindungsgemäßen Kupplung
im Zustand des Eingreifens mit der Welle der Webmaschine des Webstuhls
für den
Normalbetrieb zeigt,
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2 die
Kupplung aus der 1 im Zustand des beginnenden
Abrückens
von der Antriebswelle der Webmaschine für den langsamen Betrieb zeigt,
und
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3 die
Kupplung aus der 1 im Zustand des vollständigen Abrückens von
der Webwelle zeigt.
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Gemäß der Zeichnung
(1) wird die erfindungsgemäße Kupplung an Webstühlen angebracht, die
schematisch mit einem Greiferwebstuhlabschnitt 2000 und
einem Webmaschinenabschnitt 1000 (der Einfachheit halber
unten als "Dobby" bezeichnet), die jeweils
mit einer angetriebenen Welle 2001 bzw. mit einer Antriebswelle 1001 eines
einzigen Stellmotors M verbunden sind, die in geeigneter Weise je
nach den unten beschriebenen Betriebsanforderungen drehbar miteinander
zu verbinden sind (1) bzw. abgerückt sein
müssen
(3).
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Die
Verbindung zwischen den beiden Wellen 1001 und 2001 wird
mittels einer erfindungsgemäßen dazwischenliegenden
Kupplung 20 hergestellt, die aus einem integral mit der
Welle 1001 der Webmaschine 1000 ausgebildeten
Zahnrad 21 sowie einer integral mit der Welle 2001 des
Webstuhls 2000 ausgebildeten elektromagnetischen Antriebsanordnung besteht.
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Das
Zahnrad 21 weist einen ersten Satz von Stirnzähnen 21b,
die mit einem entsprechenden Satz von Stirnzähnen 11b einer Scheibe 11 des
integral mit der Welle 2001 ausgebildeten Kupplungsteils 10 kämmen können.
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Diese
Scheibe 11 ist im Einzelnen integral mit einem elastischen
Ring 12 verbunden, der wiederum mittels Schrauben 12a oder
dergleichen an der Welle 2001 eingezwängt ist; so kann der in axialer
Richtung elastische, aber in radialer und Umfangsrichtung steife
Ring das durch die Drehung der Welle 2001 erzeugte Drehmoment
auf die Scheibe 11 übertragen
und gleichzeitig das Versetzen der Scheibe selbst in axialer Richtung
aufgrund der Schubwirkung von in zugehörigen Aufnahmen 14a eines
auf der Welle 2001 verkeilten Federträgers 14 unterbrachten
Federn 13 ermöglichen.
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Die
Kupplungsanordnung 10 umfasst auch ein Antriebselement
zum Zurückholen
der Scheibe 11 in der axialen Richtung, wobei dieses Element
in dem Ausführungsbeispiel
der 1 aus einem integral mit einem feststehenden Trägerteil 15a ausgebildeten
feststehenden ringförmigen
Elektromagneten 15 besteht, dessen Magnetfeld durch Anziehen
der Kupplungsscheibe 11 in Richtung Welle 2001 wirkt.
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Es
ist ersichtlich, dass die durch den Elektromagneten ausgeübte Anziehkraft
der Schubwirkung der zwischen der Welle 2001 und der Scheibe 11 liegenden
Federn 13 entgegenwirkt; so hält der Elektromagnet 15 bei
dessen Anregung die Stirnzähne 21b bzw. 11b des
Rads 21 bzw. der Scheibe 11 im abgerückten Zustand,
so dass die unabhängige
Drehung der Wellen 1001 und 2001 ermöglicht wird.
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Der
Ring 11 ist auch mit einem zweiten Satz von Stirnzähnen 11a versehen,
die gegenüber
dem ersten Satz liegen und mit einem entsprechenden Satz von Stirnzähnen 15d der
elektromagnetischen Antriebsanordung 15 kämmen können. Der
Ring 11 ist auch mit Nasen 11c versehen, die in
asymmetrischen Lagen angeordnet sind und mit entsprechenden Löchern 21c im
Rad 21 zusammenwirken können,
in die sie bei Ineinandergreifen der jeweiligen Sätze von
Stirnzähnen 11b bzw. 21b eingreifen
und so eine genaue relative winkelmäßige Kupplungsstellung der
Welle 1001 sowie der Welle 2001 gewährleisten.
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Vorteilhafterweise
sind die Positionen dieser Nasen 11c sowie der entsprechenden
Löcher 21c asymmetrisch,
so dass das relative Ineinandergreifen zwischen Rad 21 und
Ring 11 bei Einsetzen der Nasen 11c in die Löcher 21c bei
einer bestimmten Winkelposition ermöglicht wird, während sich
bei jeder anderen Position die Nasen an der Oberfläche der
Scheibe 11 lehnen, damit diese stets senkrecht auf der
Achse der Wellen 1001 und 2001 steht.
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Vorteilhafterweise
kann dieser Winkelsynchronismus auch mittels einer geeigneten Ausbildung
der beiden Sätze
von Stirnzähnen 11b und 21b für den Antriebsabschnitt
sowie 11d, 15d für den angetriebenen Abschnitt
erhalten werden.
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Wie
aus dem oben genannten ersichtlich, ermöglicht die elektromagnetische
Kupplung 10 im nicht angeregten Zustand die drehbare Verbindung der
Welle 1001 des Motors M und des Dobby 1000 mit
der Welle 2001 des Webstuhls, während sie bei Anregung die
Drehung der einen Welle von der anderen abrücken muss; so wird die synchrone
Verbindung zwischen Webstuhl und Dobby auch bei Fehlen der Energie
aufrechterhalten.
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Die
Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Kupplung
ist wie folgt:
- – unter den normalen Betriebszuständen zum Weben
(1) befindet sich der Elektromagnet 15 im
nicht angeregten Zustand und die Federn 13 verschieben
die Scheibe 11 axial, so dass die Stirnzähne 11d und 15d freigegeben
werden und das Kämmen
der zugehörigen
Stirnzähne 11b mit den
entsprechenden Stirnzähnen 21b des
Rads 21 bewirkt wird; im Ergebnis werden die Wellen 1001 und 2001 drehbar
mit einander verbunden, so dass der synchrone Betrieb von Webstuhl
und Dobby gewährleistet
wird;
- – in
Falle eines Bruchs des Schussfadens wird der Motor M angehalten,
und die Welle 2001 des Webstuhls wird mittels einer Anregung
des Elektromagneten 15 abgerückt, der bei Überwinden der
Wirkung der Federn 13 die Scheibe 11 zurückholt,
die dabei anfängt,
sich vom Rad 21 zu trennen;
- – im
Verlauf dieses Stadiums (2) bleibt der Ring 11 gleichzeitig
mittels der jeweiligen Sätze von
Zähnen 11b, 21b,
die noch nicht vollständig voneinander
abgerückt
sind, sowohl an dem Rand 21 als auch mittels Kämmens – bereits
angelaufen – der
Stirnzähne 11d mit
den feststehenden Zähnen 15d an
der feststehenden Arbeitsanordnung 15.
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So
wird die angetriebene Welle 2001 nie ganz unkontrolliert
gelassen und bleibt weiterhin richtig mit der Antriebswelle 1001 synchronisiert,
so dass die Maschine so angehalten wird, dass sich die Greifer in
der richtigen Stellung außerhalb
des Kettenfadens befinden;
- – ist dieses Abrückstadiums
abgeschlossen (3), wird die Antriebswelle 1001 des
Dobbys 2000 vom Eingriff mit der Welle 2001 abgerückt und
es wird zum Auffinden des verloren gegangenen Webfachs möglich, durch
Anfahren des Motors M bei einer verringerten Drehzahl einen langsam
ablaufenden bzw. Umkehrbetrieb zu starten;
- – zum
Wiederanfahren des normalen Webens müssen die Wellen 1001 und 2001 wieder
in die Winkelstellung gebracht werden, die beim Betriebhub vor dem
Anhalten vorhanden war; hierzu wird der Elektromagnet 15 so
energielos gestellt, dass (3) die Federn 13 die
noch drehfeste Scheibe 11 gegen das Rad 21 verschieben,
so dass die Bolzen 11c leicht gegen die dazugehörige Vorderfläche des
Rads selbst reiben, bis sie sich gegenüber den entsprechenden Löchern 21c befinden
und sie durchsetzen, so dass das Schließen der Kupplung verursacht
und die steife Verbindung der Wellen 1001 und 2001 in
der richtigen relativen Winkelstellung wieder gewährleistet wird;
gleichzeitig mit dem Schließbewegung
der Kupplung wird der Motor M wieder in den normalen Drehbetrieb
gebracht, so dass der Webstuhl 1000 und das Dobby 2000 zum
Wiederaufnehmen des Webens noch in Verbindung sind.
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Alternativ
dazu kann der Synchronismus mittels eines Winkelsteuerungssystems
der elektronischen Art, das z.B. aus einem mit der Welle 1001 koaxialen
Wertgeber besteht, verwirklicht werden.
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Es
ist daher offensichtlich, wie man mit der erfindungsgemäßen Kupplung
für Webstühle sämtliche
Betriebseigenschaften von herkömmlichen Kupplungen
aber mit vereinfachter Ausbildung erreichen kann, was eine Verringerung
des Volumens, des Gewichts und der Gesamtkosten der Kupplung bei
gleichzeitigem Sicherstellen des Aufrechterhaltens des relativen
Synchronismus zwischen Antriebswelle und angetriebener Welle beim
Abrücken der
Kupplung sowie das sichere Anhalten der angetriebenen Welle 2001 über die
Gesamtdauer ihres Abrückens
von der Antriebswelle ermöglicht.
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Erfindungsgemäß sind auch
einige Abwandlungen der Ausgestaltung der Bestandteile der Kupplung
vorgesehen; insbesondere wird vorgesehen, dass die Stirnzähne 11d und 15d der
Scheibe 11 und des feststehenden Abschnitts 15a des
Elektromagneten durch mehrere einfache Elemente wie z.B. Stifte
und Löcher
(nicht gezeigt) ersetzt werden können, die
im Vergleich mit den Zähnen
auch mit größeren Toleranzen
bearbeitet werden können,
so dass es möglich
wird, die Eingriffsgeschwindigkeit zu erhöhen und eine wesentliche Verringerung
der Bearbeitungskosten zu erreichen.