DE1785587B2 - Antriebsvorrichtung für ein Nitschelwerk. Ausscheidung aus: 1510219 - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für ein Nitschelwerk, dessen Walzen entgegengesetzt umlaufen und mittels Exzenterantriebs gegenläufig hin- und herbewegt werden.

Eine derartige Anordnung ist aus der deutschen Patentschrift 832 265 bekannt. Ein Exzenterantrieb für zwei sich gegenläufig hin- und herbewegende Walzen ist auch aus der US-Patentschrift 2 067 399 sowie aus der deutschen Patentschrift 920 352 bekannt.

Den bekannten Anordnungen ist jedoch jeweils der Nachteil eigen, daß die Exzenteranordnung ausschließlieh für die Hin- und Herbewegung der Walzen ausgebildet ist, so daß für die gegenläufige Drehbewegung der Walzen eine zusätzliche Antriebseinrichtung erforderlich ist. Die Antriebseinrichtung wird daher insgesamt sehr aufwendig und bringt Probleme hinsichtlich der Walzenlagerung und des Verschleißes von Exzentern und Lagern mit sich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung für ein Nitschelwerk der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem mit der Hin- und Herbewegung der Walzen durch Exzenter die Exzenter zugleich für den Walzenantrieb genutzt werden, wobei außerdem hohe Drehzahlen erreichbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß für die Hin- und Herbewegung jeder der Walzen 7, 8 ein Planetengetriebe mit einem feststehenden Sonnenrad 35 und einem Planetenrad 46 vorhanden ist, wobei das Drehzahlverhältnis des Sonnenrades 35 zum Planetenrad 46 1:2 ist, daß ein Ende der Achse der Walze 7 oder 8 an einem Kurbelzapfen 53 angreift, dessen Längsachse zur Achse des Planetenrades 46 parallel ist und der mit dem Planetenrad 46 umläuft, daß die Längsachse des Kurbelzapfens 53 um einen Abstand zur Achse des Planetenrades 46 versetzt ist, der gleich dem Abstand zwischen den Achsen des Sonnenrades35 und des Planetenrades 46 ist, und daß zur Drehung der Walze ein mit dem Kurbelzapfen 53 koaxiales und relativ zum Planetenrad 46 drehfestes Kegelrad 49 vorhanden ist, mit welchem ein die Walze drehendes Kegelrad 57 im Eingriff steht.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den U nteransprüchen. Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß die ohnehin für die Hin- und Herbewegung der Walzen notwendige Exzenteranordnung zugleich zum Walzenantrieb dient. Dadurch ergibt sich eine besonders kompakte Antriebseinheit mit nur wenigen Lagerstellen, die außerdem besonders verschleißarm sind. Im übrigen sind lediglich miteinander im Eingriff stehende Zahnräder vorhanden, wodurch die angestrebten hohen Betriebsdrehzahlen möglich werden.

Weiterhin weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den Vorteil auf, daß die Kurbelzapfen die Walzen besonders präzise geradlinig bewegen, wodurch sich auch bezüglich der Lagerung der Walzen eine weitgehende Vereinfachung ergibt, und zwar in bezug auf ihre axiale Bewegung.

Wenn die Massen der hin- und hergehenden Walzen durch eine Ausgleichsmasse ausgeglichen werden, so wird dadurch die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung außerordentlich erhöht.

Durch die Verwendung von Luftlagern kann die Verschleißfestigkeit der erfindungsgemäßen Antriebsvorrichtung wesentlich verbessert werden.

Die erfinduiigsgemäße Vorrichtung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt

Es zeigt Fig. 1 eine Stirnansicht eines Paares von Verdrallungswalzen mit einem Planetenradantrieb;

F i g. 2 eine Draufsicht der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung;

Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt einer der ir F i g. 1 gezeigten Planetenradantriebseinheiten;

Fig. 4 einen Querschnitt gemäß der Linie 10-10 dei Fig.3;

F ig. 5 eine perspektivische Ansicht in einem geringfügig kleineren Maßstab des Hauptantriebszahnrad-und Kurbclaufbaus der Einrichtung in F i g. 3;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Planetenra des und seiner zugeordneten Welle der in F i g. 3 gezeig ten Einrichtung; die

Fig. 7 bis 13 schematische Draufsichten des Plane tenradantriebes, in denen verschiedene Stufen de; gleichzeitigen Hin- und Herbewegung und Rotation ei ner mit der Einrichtung verbundenen Walze gezeig sind;

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F i g. 14 eine Ansicht, teilweise im Querschnitt, wobei nur eine Walze gezeigt ist, einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung, bei der ein Planetenradantrieb verwendet wird, bei der jedoch die Walze in einem Luftlager gestützt und geführt ist, und die

Fig. 15 bis 20 Ansichten ähnlidi den Fig. 7 bis 13, in denen schematisch eine alternative Form eines Planetenradantriebs dargestellt ist, bei dem ein Zahnrad mit Außenverzahnung verwendet wird.

Es ist verständlich, daß das tatsächliche Antriebssystem variiert werden kann. Beispielsweise können die Wellen so ausgelegt sein, daß sie sich in den Antriebszahnrädem hin- und herbewegen, die durch Federkeile mit den Wellen verkeilt sein können. Bei einer weiteren Ausfühmngsform können die Wellen hohl sein, und die ,₅ Walzen können auf den Wellen durch Nasen oder Vorsprünge hin- und herbewegt werden, die sich durch Schlitze in den Wellen erstrecken und beispielsweise mittels einer hin- und hergehenden Kv-tte hin- und herbewegt werden können, die innerhalb der Welle angeordnet isL Diese Ausbildung hätte den Vorteil, daß die große, sich hin- und herbewegende gleitende Masse der Bügel oder Joche vermieden wird.

Bei der in den Fig. 1 bis 13 dargestellten weiter entwickelten Ausfuhrungsform der Vorrichtung wird jede Walze mittels eines Planetenradsatzes angetrieben, der im einzelnen in den F i g. 3 bis 6 dargestellt ist.

Nach den Fig. 1 und 2 sind die beiden Walzen 7,8 an jedem Ende durch Planetenradantriebsbüchsen 30,31, 32,33 gestützt, die jeweils synchron durch ihre entsprechenden Eingangsantriebszahnräder 30', 3Γ, 32' und 33' angetrieben werden. Die Büchsen umfassen einen PIanetenradblock, in dem ein auf einer Kurbel angebrachtes Planetenrad um ein feststehendes Sonnenrad angetrieben wird. Bei dieser Einrichtung ist es bekannt, daß vorausgesetzt, daß der Durchmesser des Planetenrades halb so groß ist wie der Durchmesser des Sonnenrades ein Punkt auf dem Teil- oder Grundkreis des Planetenrades oder auf der Normalprojektion des Teil- oder Grundkreises sich in einer geraden Linie hin- und herbewegen wird. DiebekannteEinrichtungistjedochinder Weise abgewandelt,daß in dem Punkt ein Kurbelzapfen eingebaut ist, auf dem ein Zahnrad angebracht ist, welches in bezug auf das Planetenrad festliegt und daher eine Rotation um eine Achse ausführt, die parallel zur Achse des Planetenrades liegt, wenn sich der Punkt hin- und herbewegt. Diese Rotation wird ausgenutztem die Walzen zu drehen.

Die Ausbildung einer der Büchsen oder Muffen 30, 31 ist im einzelnen in den F i g. 3 bis 6 dargestellt. Jede derartige Büchse oder Muffe umfaßt ein Gehäuse 34, in dem ein innen verzahnter Zahnkranz 35 angebracht ist, der mittels der Schrauben 36 an dem Gehäuse befestigt ist. In dem Gehäuse ist weiterhin ein Hauptantriebs- und Kurbelaufbau 37 angeordnet, der mittels der Lager 38, , 39 drehbar um eine Achse gelagert ist, die konzentrisch zu der des Zahnkranzes liegt.

Nach F i g. 5 umfaßt der Aufbau 37 ein Hauptantriebszahnrad 40, eine Welle 41 und ein Körperteil 42. Das Körperteil selbst bildet ein Gehäuse für eine Spindel 43, , die mittels der Lager 44,45 drehbar in dem Gehäuse gelagert ist und die an ihrem unteren Ende ein Ritzel oder Sternrad 46 trägt. Das Ritzel oder Sternrad 46 kämmt mit dem Zahnrad 35 und weist einen Teil- oder Grundkreisdurchmesser auf, der halb so groß ist wie der des Zahnkranzes.

Nach Fig. 6 trägt die Spindel 43 an ihrem oberen Ende eine Kurbel und einen Gcgengewichtsblock 47. In der Kurbel ist eine Bohrung 48 vorgesehen, welche ein Kegelrad 49 enthält, das mittels eines Bolzens 50 an der Kurbel befestigt ist. Die Bohrung 48 ist so angeordnet, daß die Rotationsachse des Kegelrades 49 in einer Normalprojektion eines Punktes auf dem Teil- oder Grundkreis des Planetenrades 46 liegt

In dem hohl ausgebildeten Kegelrad ist ein Kurbelzapfen53 mittels derLager51,52 gelagert, der wiederum einen Bügel 54 trägt, der mittels der Lager 55, 56 die Horizontalwelle 11 der Walze 7 stützt. An der Welle 11 ist ein Kegelrad 57 befestigt, welche« mit dem Kegelrad 49 kämmt

Der Betrieb des Zahnradsatzes ist wie folgt:

Das Antriebszahnrad 30' treibt das Zahnrad 40 an und dreht damit die Hauptspindel 41 des Kurbelaufbaus 37. Dadurch dreht sich die Kurbel und somit dreht sich das Planetenrad 46 um das Sonnenrad 35. Dadurch wird die Spindel 43 gedreht, welche somit die Kurbel 47 und das dieser zugeordnete Kegelrad 49 dreht Da die Achse des Kurbelzapfens 53 auf der Projektion des Teil- oder Grundkreises des Planetenrades 46 liegt, wird sie sich in einer geraden Linie hin- und herbewegen und somit ein Hin- und Herbewegen der Walze 7 bewirken. Damit ist ein Antrieb geschaffen, der die Walze 7 gleichzeitig hin- und herbewegt und dreht. Die Büchse 31 ist identisch mit der Büchse 30, und demgemäß wird die Walze 8 in gleichartiger Weise gedreht und hin- und herbewegt. Die Antriebe sind jedoch so angeordnet, daß ihre Hin- und Herbewegung in entgegengesetzter Phase zu der der Walze 7 stattfindet.

Aus den F i g. 1 und 2 ist zu ersehen, daß die entgegengesetzten Enden der Walzen von den Büchsen 32, 33 getragen werden. Diese Büchsen enthalten Einrichtungen ähnlich den Antriebseinrichtungen. Diese unterscheiden sich jedoch von den Antriebseinrichtungen dadurch, daß keine Kegelräder vorgesehen sind, und daß die Wellen in Kugellagern 60 gelagert sind, welche in den Bügeln 61, 62 angeordnet sind. Da die Bügel und somit die Lager von Spindeln getragen werden, welche in Kurbeln angebracht sind, die in der gleichen Weise mit Planetenrädern verbunden sind wie die Joche 54. werden sich diese Lager hin- und herbewegen. Aus diesem Grunde ist die Anordnung so, daß keine Gleitlager in irgendeinem Teil der Einrichtung vorhanden sind, wodurch die Schmierung sehr stark erleichtert ist

Ein Massenausgleich wird einfach dadurch bewirkt daß eine Ausgleichsmasse 65 an dem Flansch 66 des Körpers 42 und die Gegenausgleichsmasse 67 für die Rollen an der Kurbel 47 angebracht sind.

Zum Zwecke einer vereinfachteiiErläuterungsinddie tatsächlichen Stellungen der Elemente in dem Planetenradantrieb in den F i g. 7 bis 13 schematisch in verschiedenen Stufen während einer vollständigen Hin-und Herbewegung einer Walze dargestellt.

F i g. 7 zeigt die Walze in einer extremen Stellung Bei der in F i g. 8 gezeigten Stellung hat sich der Hauptkurbelaufbau 37 um Vs einer Drehung in entgegengesetzter Uhrzeigerrichtung gedreht und die K urbel 47 hat sich um Vs einer Drehung im Uhrzeigersinn gedreht. In glei eher Weise hat sich das kegelrad 49 um Vt einer Drehunj im Uhrzeigersinn in bezug auf das Kegelrad auf dei Welle 11 gedreht, und die Welle hat begonnen, siel· quer nach links zu bewegen. Es ist zu ersehen, daß dei tatsächliche Betrag der Drehung der Welle 11 aufgrüne der relativen Drehung des Kegelrades 49 und des Kegel rades 57 von dem Verhältnis der Abmessungen der miteinander im Eingriff stehenden Antriebselemente ab hängt.

F i g. 9 zeigt die Stellung der Elemente, wenn der Hauptkurbelaulbau 37 ein Viertel einer Drehung beendet hat F i g. 10 zeigt sie in der Stellung nach Vs einer Drehung, und F i g. 11 nach V2 Drehung, wobei dicWel-Ie 11 sich auf der extremen linken Seite befindet. F i g. 12 zeigt die Stellung nach Vs einer Drehung, und F i g. 13 zeigt die Stellung nach ⁷/s einer Drehung. Die nächste Stellung nach einer vollen Drehung wird selbst verständlich der in F i g. 7 gezeigten entsprechen.

Die Fig. 7 bis 13 zeigen ebenfalls die Wirkung der Ausgleichmassen 65 und 67. In Fig. 7 ist die Welle 11 momentan stationär an dem äußeren Ende ihres Hubes, so daß sie sich in einer Stellung maximaler Beschleunigung befindet, wobei die Unwuchtkraft nach außen nach rechts wirkt Es ist zu ersehen, daß in dieser Stellung die Zentrifugalkräfte, die von den gegenläufig rotierenden Massen 65 und 66 ausgeübt werden, zusammenfallen und nach links genau entgegengesetzt zu den Beschleunigungskräften wirken, die auf die Welle Ii wirken. Die Massen sind so ausgelegt, daß beim Betrieb ihre Zentrifugalkräftegleich sind. InF i g. 9 ist die Welle in der Mitte ihres Hubes dargestellt, so daß sie sich in ihrer Stellung mit maximaler Geschwindigkeit und Beschleunigung null befindet Daher wirkt keine Unwuchtkraft auf die Welle, und es ist zu ersehen, daß die Ausgleichsmassen 65 und 67 entgegengesetzt in rechten Winkeln zur Achse der Welle wirken. F i g. 11 zeigt die Bedingung, in der die Kurbeln um 180°ausderinFig. 7 gezeigten verschoben sind, wobei die Welle 11 wiederum in einer Stellung mit maximaler Beschleunigung ist und die Kräfte, die von den Ausgleichsmassen ausgeübt werden, zusammenfallen und entgegengesetzt zu der K raft sind, die von der Beschleunigung der Welle 11 ausgeübt wird. Es ist zu ersehen, daß die Ausgleichsmassen 67.65 folglich einen völligen Ausgleich der Masse der Walze und der Welle 11 in der vertikalen Ebene schaffen. Es besteht natürlich ein Unwuchtkräftepaar aufgrund der Verschiebung der Mittellinie der Welle 11 von der Mitte der Tätigkeit der beiden rotierenden Ausgleichsmassen. Dieses Unwuchtkräftepaar hat jedoch eine vernachlässigbar kleine Größe, verglichen mit den auf die Welle wirkenden Beschieunigungskräften.

Die F i g. 15 bis 20 zeigen schematisch einen Planetenradantrieb, bei dem das festliegende Sonnenrad 68 außen verzahnt ist und das Planetenrad 69 mittels einer Kurbel 70 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Das Verhältnis ihrerUmdrehungen ist 2:1. wie in dem vorhergehenden Falle. Es ist jedoch ein Zwischenzahnrad 71 dazwischen angeordnet, um die Drehrichtung des Planetenrades umzukehren. Mit dem Planetenrad ist ein Verbindungsglied 72 verbunden, an dem eine hin- und herzubewegende Walze schwenkbar an einem Punkt 73 angelenkt ist, der von dem Mittelpunkt 74 des Planetenrades um einen Abstand verschoben ist, der gleich dem Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Planetenrades und dem Mittelpunkt 75 des Sonnenrades ist. Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß eine Drehung der K urbel im Uhrzeigersinn das Planetenrad im entgegengesei/ten Uhrzeigersinn dreht und der Punkt 73 sich in einer geraden Linie bewegen wird, die durch den Mittelpunkt 75 des Sonnenrades 68 hindurchgeht.

Einer der Vorteile des in den F i g. 15 bis 20 darge stellten Antriebs besteht darin, daß er so ausgelegt wei den kann, daß er praktisch jeden erwünschten Hub ei gibt ;dieserHub ist gleich dem Vierfachendes Abstande zwischen den Mittelpunkten 74,75. Bei dem dargesteli ten Zahnrädersatz ist der Hub sehr lang. Falls jedocl die Zwischenzahnradanordnung so getroffen wird, dal das Planetenrad das Sonnenrad überlappt und seil Mittelpunkt nahe dem des Sonnenrades liegt,könnte eil sehr kurzer Hub erzielt werden. Es ist außerdem zu er sehen, daß - falls das Zwischenzahnrad ein Über Setzungsgetriebe ist, das Durchmesser-Verhältnis de Sonnenrades und des Planeten nicht 2:1 sein wird, son dem ein Verhältnis, welches erforderlich ist, um ein Ge samtdrehzahlverhältnis von 2:1 zwischen ihnen zu er geben

Es ist selbstverständlich, daB bei dem Verfahren eil Spalt 7wischen den Walzen angewendet werden kann der größer ist als O,U25 mm, und daß eine derartige Ein richtung auch verwendet werden kann, wenn sich die Walzen berühren. Es ist jedoch zu ersehen, daß — je größer die Genauigkeit ist, mit der der Spalt aufrecht erhalten werden kann — um so konsistenter die Eigenschaften des erzeugten Garnes sein werden. Um dk erwünschte Genauigkeit zu erzielen, wird vorgeschlagen. Luftlager zum Stützen und Führen der hin- und hergehenden Wellen zu verwenden.

F i g 14 zeigt eine schematische Ansicht einer Walze, die in derartigen Lagern gelagert ist Die Walze 7 wird in diesem Fall von einer Hohlwelle 76 von geringem Gewicht gestützt, um die hin- und hergehende Masse zu verringern, und ist an jedem Ende in den Luftlagern 77, 78 gelagert. Der Antrieb geschieht durch eine einzige Planetenradbüchse 30 des vorher beschriebenen Typs. Um eine geringfügige Fehlausgleichung des Antriebs auszugleichen, ist die Ausgangswelle 79 der Büchse mit der Wal?e durch eine flexible Kupplung verbunden, die eine Gummibuchse 80 aufweist Die Luftlager sind vom üblichen Typ, bei dem Lagerstrahlen 81 von einer Verteilerleitung 82 zugeführt werden, die mit Luft von etwa 60atü über ein Zuführungsrohr 83gespeist wird. Um zu verhindern, daß die Auslaßluft von dem Lager entlang der Welle in Richtung auf die Walzen bläst, sind Auslaßräume 84 an dem inneren Ende der Lager x'orgesehen, durch die die Luft abgelassen werden kann.

Nach Fig. 14 ist der Antrieb der Walze vom Planetenradtyp.

In den Diagrammen ist die Fadenvereinigungsvorrichtung 9 als einfache U-formigc Führung des Kreuzungstyps dargestellt. Es ist jedoch selbstverständlich, daß auch andere Formen von Fadenvereinigungsvorrichtungen verwendet werden können. Falls eine vorbestimmte Phasenbeziehung in dem Garnaufbau oder -gefijge erforderlich ist, kann die Führung so ausgebildet sein, daß eine verlängerte Bahn für eine der Komponenten des Aufbaus oder Gcfüges geschaffen ist, wie es in der DT-OS 1510562.1 beschrieben ist. Es gibt natürlich auch andere Arten,in der die Phanseneinstellung der Stränge durchgeführt werden kann. Ein Weg besteht z. B. darin, zwei Verdrailungseinrichtungen zu verwenden, die in der erwünschten Phasenbeziehung arbeiten und auf gemeinsame Punkte zuführen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Antriebs Vorrichtung für ein Nitschelwerk, dessen Walzen entgegengesetzt umlaufen und mittels Exzenterantriebs gegenläufig hin- und herbewegt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hin- und Herbewegung jeder der Walzen (7,8) ein Planetengetriebe mit einem feststehenden Sonnenrad (35) und einem Planetenrad (46) vorhanden ist, wobei das Drehzahlverhältnis des Sonnenrades (35) zum Planetenrad (46) 1:2 ist, daß einfinde der Achse der Walze (7 oder 8) an einem Kurbelzapfen (53) angreift, dessen Längsachse zur Achse des Planetenrades (46) parallel ist und der mit dem Planetenrad (46) umläuft, daß die Längsachse des Kurbelzapfens (53) um einen Abstand zur Achse des Planetenradcii (46) versetzt ist, der gleich dem Abstand zwischen den Achsen des Sonnenrades (35) und des Planetenrades (46) ist, und daß zur Drehung der Walze ein mit dem Kurbelzapfen (53) koaxiales und relativ zum Planetenrad (46) drehfestes Kegelrad (49) vorhanden ist, mit welchem ein die Walze drehendes Kegelrad (57) im Eingriff steht

2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (35) des Planetengetriebes innenverzahnt ist

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sonnenrad (68) des Planetengetriebes außenverzahnt ist und zwischen dem Sonnenrad (68) und dem Planetenrad (69) ein Zwischenzahnrad (70) angeordnet ist.

4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der hin- und herbewegten Walze durch eine Ausgleichsmasse (65 bzw. 67) ausgeglichen ist

5. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Ende der Achse der Walze (7 bzw. 8) ein Planetengetriebe angeordnet ist.

6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Lagerung der Walzen (7 bzw 8) Luftlager (77, 78) vorgesehen sind.

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