[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Antriebseinrichtung in einer Kämmaschine, zum
Hin- und Herbewegen eines Zangenaggregates und zum Drehen einer Abreisszylinder-Antriebswelle
mit einer Pilgerschrittbewegung, mit wenigstens einem Kurbelmechanismus.
[0002] In Kämmaschinen wird ein Zangenaggregat zwischen einer zurückgezogenen, geschlossenen
Stellung und einer vorgeschobenen, geöffneten Stellung hin- und herbewegt. In der
zurückgezogenen Stellung wird ein im Zangenaggregat festgeklemmter Faserbart von einem
rotierenden Rundkamm ausgekämmt. Dann wird das Zangenaggregat in die vorgeschobene
Stellung bewegt und geöffnet, während Abreisszylinder von der Abreisszylinder-Antriebswelle
in Rückwärtsrichtung gedreht werden, so dass sie einen Endabschnitt des zuvor gebildeten
ausgekämmten Vlieses zurückspeisen. Der im Zangenaggregat liegende ausgekämmte Faserbart
legt sich auf den zurückgespeisten Vlies-Endabschnitt und wird dann zusammen mit diesem
in die Abreisszylinder gezogen, wozu die Abreisszylinder von der Abreisszylinder-Antriebswelle
in Vorwärtsrichtung gedreht werden. Die Vorwärtsdrehung ist jeweils grösser als zuvor
die Rückwärtsdrehung, so dass sich die nacheinander vom Zangenaggregat zugeführten
Faserbärte schuppenförmig aufeinanderlegen. Die Abreisszylinder-Antriebswelle muss
also im Betrieb mit einer Pilgerschrittbewegung gedreht werden.
[0003] Bekannte Antriebseinrichtungen in Kämmaschinen sind kompliziert und teuer. Sie enthalten
in der Regel - wie etwa die in den deutschen Patentschriften 1 685 575 oder 39 33
365 beschriebenen Einrichtungen - ein Zahnrad-Differentialgetriebe, in welchem eine
kontinuierliche Drehbewegung mit einer Hin- und Herbewegung eines der Getriebeelemente
überlagert wird. Die Einrichtung nach der Patentschrift 39 33 365 enthält weiter für
das Hin- und Herbewegen eines Planetenrades des Differentialgetriebes in Reihe geschaltet
drei Kurbelmechanismen, nämlich ein Schwingkurbelgetriebe, ein erstes Doppelschwinggetriebe
und ein zweites Doppelschwinggetriebe.
[0004] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Antriebseinrichtung der eingangs angegebenen
Art zur Verfügung zu stellen, welche einfacher ist und billiger hergestellt werden
kann als bekannte Antriebseinrichtungen.
[0005] Die erfindungsgemässe Antriebseinrichtung, mit der die Aufgabe gelöst wird, ist dadurch
gekennzeichnet, dass der Kurbelmechanismus ein Räderkoppelgetriebe ist, welches eine
antreibbare Kurbel, eine an der Kurbel und an einer Schwinge oder an einer zweiten
Kurbel angelenkte Koppel und eine mit der Koppel drehfest verbundene, bezüglich einer
der Anlenkstellen der Koppel zentrierte Verzahnung enthält, die ein mit der Abreisszylinder-Antriebswelle
drehfest verbundenes Zahnrad treibt.
[0006] Dank der Verwendung eines solchen Räderkoppelgetriebes kann die erfindungsgemässe
Antriebseinrichtung nicht nur einfacher als bekannte Antriebseinrichtungen aufgebaut
werden, sondern auch mit weniger Elementen und weniger bewegter Masse sowie mit geringerem
Spiel.
[0007] In der Regel ist es wünschbar, dass die Drehung der Abreisszylinder in Rückwärtsrichtung
jeweils rasch erfolgt, z.B. innerhalb etwa 1/5 eines Kammspiels, und dass sich die
Abreisszylinder vor Beginn dieser Rückwärtsdrehung eine etwa gleich lange Zeit nur
wenig oder gar nicht drehen. (Ein Kammspiel ist die Gesamtzeit für eine Hin- und Herbewegung
des Zangenaggregates oder für eine Umdrehung des Rundkamms.) Um das zu erreichen,
kann der Antrieb der antreibbaren Kurbel des Räderkoppelgetriebes innerhalb eines
Kammspiels ungleichförmig erfolgen. Beispielsweise könnte die Einrichtung für den
Antrieb dieser Kurbel elliptische Zahnräder enthalten. Vorzugsweise ist jedoch für
den Antrieb der genannten Kurbel ein Doppelkurbelgetriebe angeordnet, mit einer ersten
Kurbel, die auf einer gleichförmig antreibbaren Welle sitzt, und mit einer zweiten
Kurbel, die mit der genannten antreibbaren Kurbel drehfest verbunden ist (oder mit
dieser zusammenfallen könnte).
[0008] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen naher
erläutert. In diesen zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch Teile eines Kämmkopfes einer Kämmaschine,
Fig. 2 eine Draufsicht auf Teile einer Antriebseinrichtung für die Abreisszylinder
und die Zangenwelle der Kämmaschine,
Fig. 3 eine schematische Ansicht der Antriebseinrichtung nach der Linie 3-3 in Fig.
2,
Fig. 4 ein reines Schema der Antriebseinrichtung,
Fig. 5, 6 und 7 Schemata einer etwas anders ausgebildeten Antriebseinrichtung in drei
verschiedenen Stellungen,
Fig. 8 eine grafische Darstellung der Bewegungswege der Abreisszylinder (am Umfang
gemessen) und des Zangenaggregates eines Kämmkopfes im Verlauf eines Kammspiels und
Fig. 9 ein Schema einer anderen Ausführungsform der Antriebseinrichtung.
[0009] Die Fig. 1 zeigt von einem Kämmkopf schematisch zwei Abreisszylinder 11 und 12, eine
kontinuierlich mit gleichbleibender Geschwindigkeit drehbare Rundkammwelle 13 und
eine hin- und herschwenkbare Zangenwelle 14, die alle in einem nicht dargestellten
Maschinengestell gelagert sind. Ein Unterzangenrahmen 15 ist bei seinem hinteren Ende
an auf der Zangenwelle 14 sitzenden Zangenarmen 16 und bei seinem vorderen Ende an
um die Achse der Rundkammwelle 13 schwenkbaren Vorderstützen 17 angelenkt. Der Unterzangenrahmen
15 trägt eine Unterzangenplatte 18. Eine mit dieser zusammenwirkende Oberzangenplatte
19 ist von Oberzangenarmen 20 getragen, die mit dem Unterzangenrahmen 15 um eine Achse
21 schwenkbar verbunden sind.
[0010] In der dargestellten zurückgezogenen Stellung des Zangenaggregates 15, 18, 19, 20
ist das Zangenaggregat geschlossen; der untere Rand der Oberzangenplatte 19 klemmt
eine zugeführte zu kämmende Watte W auf den vorderen Rand der Unterzangenplatte 18,
so dass ein aus dem Zangenaggregat heraus vorstehender Faserbart von einem Rundkammsegment
22 ausgekämmt werden kann, das auf einer auf der Rundkammwelle 13 getragenen Rundkammwalze
befestigt ist. Das Zangenaggregat wird dann in eine vorgeschobene Stellung bewegt
und geöffnet, und gleichzeitig werden die Abreisszylinder 11 und 12 in Rückwärtsrichtung
(das heisst im Uhrzeigersinn in Fig. 1) gedreht, so dass sie einen Endabschnitt des
zuvor gebildeten Kämmaschinenvlieses V zum Zangenaggregat hin (nach rechts) bewegen.
Der ausgekämmte Faserbart am vorderen Rand der im Zangenaggregat liegenden Watte legt
sich auf den so zurückgespeisten Vlies-Endabschnitt. Anschliessend werden die Abreisszylinder
11, 12 in Vorwärtsrichtung gedreht, um den Vlies-Endabschnitt zusammen mit dem darauf
liegenden ausgekämmten Faserbart wieder nach vorn zu bewegen und den Faserbart von
der Watte W abzureissen.
[0011] Zum Hin- und Herbewegen des Zangenaggregates 15, 18, 19, 20 zwischen der zurückgezogenen
und der vorgeschobenen Stellung wird im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel die
Zangenwelle 14 hin- und hergedreht.
[0012] Das Hin- und Herschwenken der Zangenwelle 14 und das Drehen der Abreisszylinder 11
und 12 mit der beschriebenen Pilgerschrittbewegung innerhalb jedes Kammspiels wird
von der in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Antriebseinrichtung bewirkt.
[0013] Die Antriebseinrichtung enthält ein Räderkoppelgetriebe mit einer in gleichbleibender
Richtung antreibbaren Kurbel 23, die auf einer Abreisszylinder-Antriebswelle 24 drehbar
gelagert ist, einer an der Kurbel 23 und an einer Schwinge 25 angelenkten Koppel 26
und einer mit der Koppel 26 drehfest verbundenen Verzahnung in der Form eines Zahnrades
27, das bezüglich der Anlenkstelle der Koppel 26 an der Kurbel 23 zentriert ist. Mit
der Abreisszylinder-Antriebswelle 24, die in einer Gestellplatte 28 (Fig. 2) drehbar
gelagert ist, ist ein Zahnrad 29 drehfest verbunden. Ein ebenfalls an der Kurbel 23
drehbar gelagertes Zwischenrad 30 kämmt einerseits mit dem Zahnrad 27 und anderseits
mit dem Zahnrad 29.
[0014] Wenn die Kurbel 23 um die Achse der Welle 24 gedreht wird, schwenken die Koppel 26
und damit das Zahnrad 27 zwischen zwei Endstellungen hin und her. Ueber das Zwischenrad
30 werden auch das Zahnrad 29 und damit die Abreisszylinder-Antriebswelle 24 hin-
und hergedreht. Der Teilkreisradius des Zahnrades 27 ist grösser als der Teilkreisradius
des Zahnrades 29; daher erhält das Zahnrad 29 im Verlaufe einer Umdrehung der Kurbel
23 um die Welle 24 nicht nur eine Hin- und Herdrehung, sondern auch eine Netto-Drehung
in Vorwärtsrichtung (im Uhrzeigersinn gemäss Fig. 3, 4).
[0015] Die Abreisszylinder-Antriebswelle 24 trägt ein Zahnrad 31 (Fig. 2), welches die Abreisszylinder
11 und 12 über auf diesen sitzende Zahnräder 32 bzw. 33 treibt.
[0016] Es ist wünschbar, dass die Hin- und Herdrehung der Abreisszylinder 11 und 12 innerhalb
jedes Kammspiels, das heisst innerhalb jeder Umdrehung der Kurbel 23, in relativ kurzer
Zeit rasch erfolgt. Um das zu erreichen, wird die Kurbel 23 mit ungleichförmiger Geschwindigkeit
um die Welle 24 gedreht. Das kann beispielsweise so geschehen, dass die Kurbel 23
von einer mit gleichförmiger Geschwindigkeit drehenden Welle aus, etwa von der Rundkammwelle
13 aus, über elliptische Zahnräder angetrieben wird. In der dargestellten bevorzugten
Ausführungsform der Erfindung ist für das Drehen der Kurbel 23 mit ungleichförmiger
Geschwindigkeit ein Doppelkurbelgetriebe angeordnet. Dieses Doppelkurbelgetriebe enthält
eine Kurbel 34, die auf einer gleichförmig antreibbaren Welle 35 sitzt, und eine Koppel
36, die an dieser Kurbel 34 und an der Kurbel 23 angelenkt ist. (Die Koppel 36 könnte
aber auch an einer von der Kurbel 23 getrennten, jedoch mit dieser drehfest verbundenen
zweiten Kurbel angelenkt sein.) Die Welle 35 trägt ein Zahnrad 37 (Fig. 2), das von
einem Zahnrad 38 auf einer Antriebswelle 39 angetrieben wird. Die Antriebswelle 39
wird im Betrieb von einem nicht dargestellten Motor der Kämmaschine gleichförmig gedreht.
[0017] Die Antriebswelle 39 trägt auch ein Zahnrad 40, welches mit einem auf der Rundkammwelle
13 sitzenden Zahnrad 41 kämmt und somit die Rundkammwelle 13 dreht.
[0018] Die Bewegungen des Räderkoppelgetriebes 23, 24, 25, 26, 27, 29 mit dem vorgeschalteten
Doppelkurbelgetriebe 34, 35, 36 werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Figuren
5 bis 7 noch einmal erläutert. Diese Figuren zeigen Schemata eines Räderkoppelgetriebes
mit vorgeschaltetem Doppelkurbelgetriebe in drei verschiedenen Stellungen wahrend
einer Umdrehung der Kurbeln 23 und 34. Die beiden Getriebe entsprechen im wesentlichen
den schon beschriebenen, mit dem einzigen Unterschied, dass die Zahnräder 27 und 29
nicht über das Zwischenrad 30 gemäss den Fig. 3 und 4 miteinander gekuppelt sind,
sondern stattdessen über einen Zahnriemen oder ein anderes Zugmittel 30.1.
[0019] Die Welle 35 mit der Kurbel 34 wird gemäss den Zeichnungen im Gegenuhrzeigersinn
gleichförmig gedreht. Von der Stellung gemäss Fig. 5 ausgehend zieht die Koppel 36
das Gelenk 42 zwischen der Kurbel 23 und der Koppel 26 des Räderkoppelgetriebes nach
unten. Dabei schwenken die Koppel 26 und mit dieser das Zahnrad 27 im Uhrzeigersinn.
Ueber den Zahnriemen 30.1 wird auch das Zahnrad 29 im Uhrzeigersinn gedreht, so dass
die Abreisszylinder-Antriebswelle 24 über die Zahnräder 31, 32, 33 (Fig. 2) die Abreisszylinder
11 und 12 im Gegenuhrzeigersinn dreht, das heisst in Vorwärtsrichtung.
[0020] In der Stellung gemäss Fig. 6 sind die Schwenkbewegung der Koppel 26 und damit die
Vorwärtsdrehung der Abreisszylinder 11 und 12 viel langsamer geworden, umso mehr,
als die Koppel 36 des Doppelkurbelgetriebes 34, 35, 36 das Gelenk 42 nur noch mit
einer Geschwindigkeit nach rechts zieht, die proportional ist zur Länge des Pfeils
P1 in Fig. 6.
[0021] Bei der Weiterdrehung der Kurbel 34 aus der Stellung gemäss Fig. 6 in die Stellung
gemäss Fig. 7 kehrt dann die Schwenkrichtung der Koppel 26 und des Zahnrades 27 um,
so dass die Abreisszylinder 11 und 12 in Rückwärtsrichtung gedreht werden. Gleichzeitig
nimmt die Geschwindigkeit, mit der die Koppel 36 das Gelenk 42 um die Welle 24 umlaufen
lässt, allmählich zu. In der Stellung gemäss Fig. 7 ist die Geschwindigkeit proportional
zur Länge des Pfeils P2. Daher erfolgen die Rückwärtsdrehung und die anschliessende
erneute Vorwärtsdrehung der Abreisszylinder 11 und 12 relativ rasch.
[0022] In Fig. 8 ist der Verdrehweg der Abreisszylinder 11 und 12, am Umfang derselben gemessen,
in Abhängigkeit vom Drehwinkel der gleichförmig drehenden Kurbel 34 mit einer ausgezogenen
Kurve grafisch dargestellt.
[0023] In der gleichen Figur ist mit einer unterbrochenen Kurve die Hin- und Herbewegung
des Unterzangenrahmens 15 (Fig. 1) dargestellt. Diese Hin- und Herbewegung wird wie
schon erwähnt durch Hin- und Herschwenken der Zangenwelle 14 erzeugt.
[0024] Für das Hin- und Herschwenken der Zangenwelle 14 enthält die erfindungsgemässe Antriebseinrichtung
in einer bevorzugten Ausführungsform ein Schwingkurbelgetriebe mit einer auf der Zangenwelle
14 sitzenden Schwinge 43, an der eine Koppel 44 angelenkt ist (Fig. 2, 3, 4). Das
andere Ende der Koppel 44 ist an einer Kurbel angelenkt, die im Ausführungsbeispiel
von dem auf der Rundkammwelle 13 sitzenden Zahnrad 41 und einem an diesem Zahnrad
angeordneten Kurbelzapfen 45 gebildet ist. Die Koppel 44 kann aber auch an einer anderen
Kurbel als der Kurbel 41, 45 angelenkt sein, z.B. an einer mit ungleichförmiger Geschwindigkeit
drehenden Kurbel, wenn ein anderer Verlauf der Zangenbewegung als der in Fig. 8 mit
der unterbrochenen Linie dargestellte Verlauf erwünscht ist. Eine mit ungleichförmiger
Geschwindigkeit drehende Kurbel ist in der beschriebenen Antriebseinrichtung ohnehin
vorhanden, nämlich die Kurbel 23. Die Koppel 44 kann also in einer anderen Ausführungsform
der erfindungsgemässen Antriebseinrichtung an der Kurbel 23 oder an einer gesonderten,
mit der Kurbel 23 drehfest verbundenen Kurbel angelenkt sein. Es ist aber auch möglich,
für den Antrieb der Kurbel, an welcher die Koppel 44 des Schwingkurbelgetriebes 43,
44, 45 angelenkt ist, ein eigenes Doppelkurbelgetriebe, ähnlich dem Doppelkurbelgetriebe
34, 35, 36, 23, anzuordnen.
[0025] Die Fig. 9 zeigt ein Schema eines anderen Räderkoppelgetriebes mit vorgeschaltetem
Doppelkurbelgetriebe für das Drehen der Abreisszylinder-Antriebswelle 24. Das in Fig.
9 gezeigte Räderkoppelgetriebe enthält eine in gleichbleibender Richtung antreibbare
Kurbel 23.1, die auf der Abreisszylinder-Antriebswelle 24 drehbar gelagert ist, eine
an der Kurbel 23.1 und an einer zweiten Kurbel 25.1 angelenkte Koppel 26.1 und eine
mit der Koppel 26.1 drehfest verbundene Verzahnung in der Form eines Zahnradsektors
27.1. Die Verzahnung ist bezüglich der Anlenkstelle 42 der Koppel 26.1 an der Kurbel
23.1 zentriert, und sie kämmt mit einem Zahnrad 29.1, das mit der Abreisszylinder-Antriebswelle
24 drehfest verbunden ist.
[0026] Wenn die Kurbel 23.1 um die Achse der Welle 24 gedreht wird, läuft die Verzahnung
27.1 um diese Achse um und erteilt dem Zahnrad 29.1 bei jedem Umlauf eine Umdrehung.
Während des Umlaufes der Verzahnung 27.1 werden die Koppel 26.1 und damit die Verzahnung
27.1 bezüglich der Kurbel 23.1 hin- und hergeschwenkt, so dass die Verzahnung dem
Zahnrad 29.1 zusätzlich eine Hin- und Herdrehung erteilt. Somit drehen sich auch hier
das Zahnrad 29.1 und damit die Abreisszylinder-Antriebswelle 24 wieder mit einer Pilgerschrittbewegung.
[0027] Damit die Hin- und Herdrehung der Abreisszylinder-Antriebswelle 24 innerhalb jedes
Kammspiels, das heisst innerhalb jeder Umdrehung der Kurbel 23.1, in kurzer Zeit rasch
erfolgt, wird die Kurbel 23.1 mit ungleichförmiger Geschwindigkeit um die Welle 24
gedreht. Für das Drehen der Kurbel 23.2 ist ein Doppelkurbelgetriebe angeordnet, welches
eine Kurbel 34.1, eine Koppel 36.1 und eine Kurbel 23.1 enthält. Die Kurbel 34.1 sitzt
auf einer gleichförmig antreibbaren Welle 35.1, und die Kurbel 23.2 ist mit der antreibbaren
Kurbel 23.1 des Räderkoppelgetriebes drehfest verbunden.
[0028] Mit Räderkoppelgetrieben von der Art der beschriebenen kann in einfacher Weise eine
Pilgerschrittbewegung der Abreisszylinder in einer Kämmaschine erzeugt werden. Wenn
die antreibbare Kurbel 23 bzw. 23.1 des Räderkoppelgetriebes mit ungleichförmiger
Geschwindigkeit gedreht wird, kann die Pilgerschrittbewegung der Abreisszylinder etwa
einen Verlauf haben, wie er durch die ausgezogene Kurve in Fig. 8 dargestellt ist.
Um die Form dieser Kurve gewünschtenfalls etwas verändern und an unterschiedliche
zu kämmende Materialien anpassen zu können, ist in bevorzugten Ausführungsformen der
Erfindung die Achse 46, um welche die Schwinge 25 bzw. die zweite Kurbel 25.1 des
Räderkoppelgetriebes drehbar ist, bezüglich des Maschinengestells und damit bezüglich
der Drehachse der antreibbaren Kurbel 23 bzw. 23.1, d.h. der Welle 24, quer zur Richtung
dieser Achsen verstellbar, z.B. in die in Fig. 3 oder Fig. 9 mit 46.1 und 46.2 bezeichneten
Stellungen.
1. Antriebseinrichtung in einer Kämmaschine, zum Hin- und Herbewegen eines Zangenaggregates
(15, 18, 19, 20) und zum Drehen einer Abreisszylinder-Antriebswelle (24) mit einer
Pilgerschrittbewegung, mit wenigstens einem Kurbelmechanismus (23, 25, 26; 23.1 25.1,
26.1), dadurch gekennzeichnet, dass der Kurbelmechanismus ein Räderkoppelgetriebe
ist, welches eine antreibbare Kurbel (23; 23.1), eine an der Kurbel und an einer Schwinge
(25) oder an einer zweiten Kurbel (25.1) angelenkte Koppel (26; 26.1) und eine mit
der Koppel drehfest verbundene, bezüglich einer der Anlenkstellen (42) der Koppel
zentrierte Verzahnung (27; 27.1) enthält, die ein mit der Abreisszylinder-Antriebswelle
(24) drehfest verbundenes Zahnrad (29; 29.1) treibt.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (24)
der antreibbaren Kurbel (23; 23.1) und die Achse (46) der Schwinge (25) bzw. der zweiten
Kurbel (25.1) bezüglich einander quer zur Richtung dieser Achsen verstellbar sind.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnung
(27; 27.1) bezüglich der Anlenkstelle (42) der Koppel (26; 26.1) an der antreibbaren
Kurbel (23; 23.1) zentriert ist und diese Kurbel (23; 23.1) um die Achse der Abreisszylinder-Antriebswelle
(24) drehbar gelagert ist.
4. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verzahnung (27; 27.1) und das Zahnrad (29; 29.1) verschieden grosse Teilkreisradien
haben.
5. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass
die Verzahnung (27) und das Zahnrad (29) über ein Zugmittel (30.1), z.B. einen Zahnriemen,
oder ein Zwischenzahnrad (30) miteinander gekuppelt sind.
6. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
für den Antrieb der antreibbaren Kurbel (23; 23.1) ein Doppelkurbelgetriebe (34, 35,
36; 34.1, 35.1, 36.1) angeordnet ist mit einer ersten Kurbel (34; 34.1), die auf einer
gleichförmig antreibbaren Welle (35; 35.1) sitzt, und einer zweiten Kurbel (23; 23.2),
die mit der genannten antreibbaren Kurbel (23; 23.1) drehfest verbunden ist oder mit
dieser zusammenfällt.
7. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
sie zum Hin- und Herdrehen einer Zangenwelle (14) ein Schwingkurbelgetriebe (41, 43,
44) mit einer auf der Zangenwelle sitzenden Schwinge (43) enthält.
8. Antriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (41,
45) des Schwingkurbelgetriebes (41, 43, 44) mit der antreibbaren Kurbel (23; 23.1)
des Räderkoppelgetriebes (23, 25, 26, 27, 29; 23.1, 25.1, 26.1, 27.1, 29.1) drehfest
verbunden ist.