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Verfahren zum Speichern und Ausnutzen der Trägheit hin-
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und her schwingender Elemente in schützenlosen Webstühlen
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Speichern und Ausnützen der Trägheit hin-
und herschwingender bzw.
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oszillierender Elemente in schützenlosen Webstühlen.
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Beim üblichen schützenlosen Webstuhl sind eine Anzahl oszillierender
Elemente vorgesehen, die sich linear oder im Winkel hin- und herbewegen. Die Bewegung
jedes oszillierenden Elementes besteht aus einer Aufeinanderfolge von Beschleunigung
und Verzögerung. Da jedes hin-und herschwingende Element über ein gewisses Gewicht
oder eine Masse verfügt, führt die Aufeinderfolge von Beschleunigung und Verzögerung
zu einer Energieverschwendung. Darüberhinaus erzeugt eine oszillierende Bewegung
unvermeidlicher Weise Stöße und Vibrationen im Transmissionssystem des Webstuhls
wie beispielsweise in Betrieb setzen, Kurbel- und Lenkerstangen, welche die routierende
Bewegung der Kraftquelle in eine oszillierende Bewegung umwandeln; solche Stöße
und Vibrationen können manchmal zu einem Fehlverhalten oder sogar zum Stillstand
des Webstuhls führen.
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Verschiedene Versuche wurden bereits unternommen, um solche Stöße
und Vibrationen auf ein Minimum zu bringen, in-dem das Gewicht der oszillierenden
Elemente vermindert wurde, indem Stoßdämpfer oder Ausgleichgewichte verwendet wurden;
erhebliche Energie geht jedoch bei solchen Versuchen noch verloren, selbst wenn
Stöße und Vibrationen minimal werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Speichern und Ausnutzen
der Trägheit oszillierender Elemente in einem schützenlosen Webstuhl.
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Nach der Erfindung ist eine federnde Einrichtung an einem oszillierendem
Element in einem schützenlosen Webstuhl vorgesehen, um die kinematische Energie
des oszillierenden Elements zu absorbieren und zu speichern, wenn dieses verzögert
wird, um die gespeicherte Energie zurück an das oszillierende Element, wenn es beschleunigt
wird, zu geben. Hierdurch wird die Verzögerung und Beschleunigung unterstützt, indem
die kinematische Energie gespeichert und ausgenutzt wird, die bei üblichen schützenlosen
Webstühlen vergeudet wird und verloren geht.
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Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun mit Bezug
auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden; diese zeigen in Fig. 1
eine Ansicht einer ersten Ausführungsform, bei der die Trägheit eines oszillierenden-Elementes
in einem schützenlosen Webstuhl gespeichert und ausgenutzt wird, wobei das oszillierende
Element eine Riemenscheibe bzw. ein Bandrad ist; Fig. 2 eine schematische schräge
perspektivische Darstellung des Antriebsmechanismus, der die Bandradscheibe der
Fig. 1 veranlaßt, im Winkel oder in Drehung zu oszillieren; Fig. 3 eine schematische
Teildarstellung der Anordnung der Federeinrichtung nach der ersten in Fig. 1 gezeigten
Ausführungsform; Fig. 4 ein Querschnitt durch die Bandradscheibe der Fig. 1;
Fig.
5 eine schräge perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Erfindung
und Fig. 6 eine schematische Vorderansicht einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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Prinzip und Gegenstand des Verfahrens Speichern und Ausnutzen der
Trägheit der oszillierenden Elemente in einem schützenlosen Webstuhl nach der Erfindung
ergeben sich am Besten aus der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die bevorzugten,
in den Fig. 1 bis 6 gezeigten Ausführungsformen.
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Fig. 1 zeigt eine Bandriemenscheibe i1, die drehbar an einem Gehäuse
2 gelagert ist, welches Fest am Körper 1 eines nicht dargestellten schützenlosen
Webstuhls befestigt ist. Um das Bandrad 11 ist ein flexibles Band 13 gewickelt;
das flexible Band 13 ist mit einem Ende am Umfang eines Bandrads ii befestigt; das
andere ist mit einem Träger 14 versehen, um einen Schußfaden in ein nicht dargestelltes
vom Webstuhl im Webvorgang befindliches Gewebe einzuführen; das Bandrad 11 ist von
einem in Fig. 2 gezeigten Antriebsmechanismus angetrieben und geht durch ein Führungselement
23 hin und her. Der in Fig. 2 gezeigte Antriebsmechanismus umfaßt eine Antriebswelle
24, die durch einen nicht dargestellten Motor angetrieben ist; eine Kurbel 9 ist
an einem Ende der Antriebswelle 24 befestigt und setzt die Antriebswelle 24 in Drehung;
ein Lenker 8 setzt die Drehbewegung der Kurbel 9 in eine linear reziprokierende
Bewegung, die auf eine Zahnstange 7 übertragen wird, um; ein Zwischenzahnrad 4 wird
von der Zahnstange 7 angetrieben; ein Zahnrad 8 wird vom Zwischenrad 4 angetrieben;
das Zahnrad 6 ist so ausgebildet, daß es eine Radwelle 5 antreibt, auf der die Bandriemenscheibe
11 fest gelagert ist, so daß dann, wenn die Rad-
welle 5 sich dreht,
die Bandriemenscheibe 11 sich mitdreht.
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Die lineare reziprokierende Bewegung der Zahnstange 7 wird so in eine
rotierende oszillierende Bewegung umgewandelt, die auf ein Bandrad 11 über das Zwischenrad
4, das Zahnrad 6 und die Radwelle 5 übertragen wird.
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Wie Fig. 3 erkennen läßt, ist eine federnde Einrichtung 15, 15' auf
dem Gehäuse 2 angeordnet und arbeitet in Zuordnung mit der Dreh-Oszillationsbewegung
der Bandradscheibe 11. Die federnde Einrichtung umfaßt ein Paar von Schraubenfedern
15, 15'; jede Schraubenfeder ist mit einem Ende fest an einem Bügel 16 (16') gehalten,
der verstellbar am Gehäuse 2 gelagert ist; das andere Ende ist von einem Halteglied
19 (19') aufgenommen, das an einem Ende eines Hebelelements 18 (18') vorgesehen
ist, dessen anderes Ende schwenkbar in koaxialer Anordnung zur Bandradscheibe 11
gelagert ist Schraubenfedern 15, 15' sind einander gegenüber längs eines Umfangs
angeordnet, längs dessen die Halteglieder 19, 19' sich bewegen, wenn die Hebelelemente
18, 18' in Drehung versetzt sind.
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Die Bandradscheibe 11 ist mit einem Klauenelement 12, wie die Fig.
3 und 4 zeigen, versehen, das so angeordnet ist, daß es, wenn die Bandradscheibe
11 sich dreht, die Rückseite des Halteglieds 19, 19' trifft, in welchem die freien
Enden der Schraubenfedern 15, 15' aufgenommen sind.
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Die Rückseite des Halteglieds 19, 19' ist mit einem Federpolster 20,
20' versehen, bei dem es sich um Gummi, Schwamm oder ein Stück Filz handeln kann.
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Zahnstange 7 und Zahnrad 6 sind so ausgelegt, daß die Bandradscheibe
11 sich unter einem Winkel dreht, der geringer als 3600 bei jeder Schwingungshalbperiode
ist. Die Schraubenfedern 15, 15' sind so angeordnet, daß am freien Ende jeder Halbperiode
der Schwingung eine der Schraubenfedern 15, 15'
durch das Klauenelement
12 der Bandradscheibe 11 zusammengedrückt wird.
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Arbeitsweise und Funktion der ersten Ausführungsform beim Verfahren
zum Speichern und Ausnutzen der Trägheit schwingender Elemente nach der Erfindung
in einem schützenlosen Webstuhl werden im folgenden beschrieben.
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Nach dem Grundgesetz der Bewegung wird bei einer schwingenden Bewegung
die Bewegung bei Beginn der Periode beschleunigt und beim Ende jeder HaLperiode
der Schwingung verzögert; das Gewicht oder die Masse des schwingenden Elements neigt
dazu, sich der Beschleunigung und Verzögerung zu widersetzen; dieser Widerstand
ist als Trägheit bekannt. Die Trägheitsabsorptions-Einrichtung nach der Erfindung
ist so ausgelegt, daß sie gegen diesen Widerstand zur Wirkung kommt oder Beschleunigung
und Verzögerung unterstützt.
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Unter der Annahme, daß die Bandradscheibe 11 sich im Gegenuhrzeigersinn
gegen ein Ende einer halben Schwingungsperiode nach Fig. 3 dreht, steht das Klauenelement
12, bei dem es sich um einen integralen Bestandteil der Bandradscheibe 11 handelt,
vom freien Ende beider Schraubenfedern 15, 15' ab und wird nun verzögert. Während
dieser Verzögerung ist das Klauenelement 12 so angeordnet, daß es auf das Federpolster
20, wie Fig. 3 zeigt, trifft, wodurch die Schraubenfeder 15 zusammengedrückt wird.
Hierdurch wird die kinetische Energie der sich drehenden Bandradscheibe 11 durch
die Schraubenfeder 15 absorbiert, bis die Drehung der Bandradscheibe 11 zu ihrem
Ende am Totpunkt der Halbperiode der Drehbewegung entsprechend Fig. 1 kommt. Die
Schraubenfeder 15 ist am Totpunkt nicht völlig zusammengedrückt; es existiert vielmehr
ein Spiel für eine weitere Zusammendrückung der Schraubenfeder 15, so
daß
die Schwingung der Bandradscheibe 11 ohne Unterbrechung fortgehen kann Am Totpunkt
wird die Drehbewegung der Bandradscheibe 11 umgesteuert, so daß die Antriebswelle
24 sich weiter in der gleichen Richtung dreht; die Drehbewegung der Bandradscheibe
11 wird beschleunigt, wodurch die nächste Schwingungshalbperiode in Gang gesetzt
wird; d.h. die Bandradscheibe 11 dreht sich im Uhrzeigersinn. In diesem Augenblick
veranlaßt die Schraubenfeder 15, die zusammengedrückt wurde und die von der sich
verzögernden Bandradscheibe absorbierte Energie gespeichert hat, die Bandradscheibe
11 sich im Uhrzeigersinn zu drehen und trägt so zur Beschleunigung der Drehbewegung
der Bandradscheibe bei der nächsten oder zweiten Halbperiode der Schwingung bei.
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Am Ende der zweiten Halbperiode der Schwingung trifft das Klauenelement
12 auf das Federpolster 20 der zweiten Schraubenfeder 15; die Bandradscheibe 11
wird verzögert; die kinematische Energie wird von der Schraubenfeder 15 absorbiert
und gespeichert, die dann dahingehend wirkt, daß die Beschleunigung der Bandradscheibe
bei Beginn der nächstfolgenden Halbperiode die Schwingung erleichtert.
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Nach der ersten Ausführungsform der Erfindung wurden zwar Schraubenfedern
verwendet; andere federnde Einrichtungen können aber anstatt der Schraubenfedern
Verwendung finden.
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Solche federnden Einrichtungen können umfassen: ein Stück Gummi oder
ein Luftkissen, wie eine Luftkapsel oder einen mit Druckluft gefüllten Luftzylinder.
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Das Prinzip des Verfahrens zum Speichern und Ausnutzen der Trägheit
schwingender Elemente in einem schützenlosen Webstuhl nach der Erfindung - wie sie
oben mit Bezug auf die erste Ausführungsform beschrieben wurden, lassen sich
ebenfalls
auf andere Art oszillierende Elemente in einem schützenlosen Webstühl anwenden.
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Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform unter Ausnutzung der Prinzipien
nach der Erfindung und nach Fig. 5 ist ein flexibles Band 13 eines schützenlosen
nicht dargestellten durch eine Kegelradeinheit 43 angetriebenen Webstuhl gezeigt,
wobei beim Hin- und Hergang Schußfäden in ein vom Webstuhl gewebtes Gewebe eingeführt
werden. Die reziprokierende Bewegung des flexiblen Bandes 13 wird durch eine Drehoszillationsbewegung
eines Kettenrades 41 mit Zähnen 44 herbeigeführt, die so ausgebildet sind, daß sie
in Perforationen 13a in einem flexiblen Band 13 greifen.
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Die Drehoszillationsbewegung wird durch die durch eine Antriebseinheit
angetriebene Antriebswelle 24 erzeugt.
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Diese ist nicht dargestellt und dreht eine Kurbel 9 unter Beaufschlagung
durch die Antriebswelle 24. Hierdurch wird der Lenker 8 in Drehung versetzt, der
die Drehbewegung der Kurbel 9 in eine drehende oszillierende Bewegung des Radelements
umformt und dann wird die Kegelradeinheit 43 beaufschlagt, die vom Radscheibenelement
11 über den Riemen 45 das Eingangsrad 42 angetrieben wird. Das Radelement ist drehbar
von einem stationären Rahmenelement 2 getragen und mit einer Klauenausbildung 12
versehen, die seitlich von einer Seite ihres Randes vor- oder absteht.
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Eine federnde, aus einem Paar von Blattfedern 15, 15' bestehende Einrichtung
ist schwenkbar und gegenüber auf dem Rahmen 2 an einer Seite des Radscheibenelementes
11 gelagert. Blattfedern 15, 15' sind vorgesehen, von denen jede mit einem Ende
verstellbar am Rahmenelement 2 durch einen verstallbaren Riemen 16, 16' verbunden
ist, wobei das andere Ende frei längs einer Seite der Klauenausbildung 12 sich erstreckt,
so daß dann, wenn das Radscheibenelement 11 sich um einen Winkel in einer Richtung
dreht, die Klauenausbildung 12 auf das freie Ende einer
Blattfeder
15 auftrifft und, wenn das Radscheibenelement 11 sich um den gleichen Winkel in
entgegengesetzter Richtung dreht, die Klauenausbildung 12 auf das freie Ende der
anderen Blattfeder 15' trifft.
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Blattfedern 15, 15' sind so angeordnet, daß die Klauenausbildung 12
gegen das freie Ende einer der beiden Blattfedern 15, 15' am Ende jeder Halbperiode
der Drehschwingung des Radscheibenelementes 11 trifft; die Klauenausbildung 12 trifft
also die Blattfedern 15 oder 15' während das Radscheibenelement 11 verzögert wird.
Während die Blattfeder 15 bzw. 15' von der Klauenausbildung 12 getroffen wird, wirkt
sie federnd gegen die Klauenausbildung 12 und absorbiert und speichert so die kinetische
Energie des Radscheibenelementes, während die Blattfeder 15 bzw. 15' veranlaßt wird,
sich federnd durchzubiegen.
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Sobald das Radscheibenelement 11 am Schwingungstotpunkt anhält und
bereit ist, ihre Drehbewegung umzukehren, das heißt mit der nächsten Schwingungshalbperiode
zu beginnen, veranlaßt die Blattfeder 15 bzw. 15' eine Beschleunigung des Radscheibenelementes
11. Daher wird die kinetische,in der Blattfeder 15 bzw. 15' absorbierte und gespeicherte
Energie freigegeben und effektiv genutzt.
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Fig. 6 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung.
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In Fig. 6 ist ein Schwinghebel 11 gezeigt, der so ausgebildet ist,
daß er eine Kammausbildung 13b eines schützenlosen Webstuhls betätigt. Der Schwinghebel
11 ist schwenkbar an einem stationären Rahmen 2 gelagert und von einem Exzenterrad
9a getrieben und verschwenkt bezüglich der Schwenkverbindung 2A. Eine federnde Einrichtung
besteht aus einer Schraubenfeder 15, deren eines Ende fest von einem stationären
Rahmen 2 gehalten ist und deren anderes Ende frei das bewegliche Ende des oszillierenden
Hebels 11 aufnimmt. Die Schraubenfeder 15 ist so angeordnet, d
der
oszillierende oder hin- und herschwingende Hebel 11 auf das freie Ende der Schraubenfeder
15 an der Endperiode jeder Schwingungsperiode trifft; die kinematische Energie des
oszillierenden Hebels 11 wird absorbiert und gespeichert, während der oszillierende
Hebel 11 verzögert; auch erfolgt dann eine Freigabe und wirksame Nutzung während
der oszillierende Hebel 11 beschleunigt.
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Das Verfahren zum Speichern und Ausnutzen der Trägheit oszillierender
Elemente in schützenlosen Webstühlen wurde bezüglich bevorzugter Ausführungsformen
beschrieben; Konstruktion und Anordnungen hinsichtlich der fehlenden Einrichtung
sind aber nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt;
Modifikationen im Rahmen der Erfindung sind ohne weiteres möglich.