[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Kämmaschine mit einem schwingenden, mit einem
Antrieb verbundenen Zangenaggregat, das einen Unterzangenrahmen und mit diesem schwenkbar
verbundene Oberzangenarme aufweist, welche an je einem um eine Achse schwenkbaren
Federbein angelenkt sind.
[0002] Durch diese Anordnung wird gewährleistet, dass die Oberzangenplatte in einer vorderen
Stellung des Zangenaggregates während des Abreissvorganges von der Unterzangenplatte
abgehoben ist. Sobald die Zange eine hintere Stellung erreicht hat, wird die Oberzangenplatte
unter Federeinwirkung der Federbeine auf das Mundstück der Unterzangenplatte gedrückt
und klemmt dabei die in diesem Bereich durchgeführte Watte. In dieser Stellung wird
der aus dem Zangenaggregat herausragende Faserbart durch das Kammsegment eines unterhalb
der Zange befindlichen Rundkammes ausgekämmt. Bei diesem Vorgang ist es notwendig,
die Klemmkraft auf das Fasergut möglichst sanft aufzubringen, um Beschädigungen zu
vermeiden. Ausserdem ist die Aufbringung einer erforderlichen Klemmkraft notwendig,
damit die Fasermasse über die Breite des Zangenaggregates gesehen, gleichmässig geklemmt
werden kann.
[0003] Bei bisher bekannten Maschinen (Kämmaschine E7/6 der Maschinenfabrik Rieter AG) waren
das eine Ende des Federbeines auf einem Exzenter gelagert, dessen Antriebswelle über
eine Getriebestufe von der diskontinuierlich bewegten Antriebswelle des Zangen-Kurbelarmes
abgenommen wurde. Mit dieser Einrichtung konnten die gewünschten Klemmkräfte und auch
die geöffnete Stellung der Zange durchgeführt werden.
[0004] Anhand der hohen Kammspielzahlen (z.B. 350 Kammspiele/Min.) entstehen sehr hohe Beschleunigungen
und Belastungen auf die Lagerelemente beim Öffnen und Schliessen des Zangenaggregates.
Es besteht deshalb eine Forderung, insbesondere wenn noch höhere Kammspielzahlen erreicht
werden sollen, dass auch der Bewegungsablauf der Oberzange entsprechend angepasst
wird, um die Beschleunigungskräfte auf einem Minimum zu halten. Die Durchführung dieser
Forderung ist mit der beschriebenen Anordnung nur unter grossem Aufwand zu erreichen.
[0005] Ausgehend von diesen Forderungen wurde in einer früheren Patentanmeldung (DE-A1 42
16 485) der Anmelderin vorgeschlagen, dass der bisher mechanische Antrieb der Exzenterwelle
durch einen elektromotorischen Antrieb ersetzt wird. Mit dieser Einrichtung war es
nun möglich, über die entsprechende Ansteuerung des Antriebsmotors unterschiedliche
Bewegungskurven der Oberzange einzustellen bzw. zu fahren. Ausserdem konnte damit
eine

Ecartement-Verstellung" der Zangenbewegung ausgeglichen werden.
[0006] Um eine Synchronisation des Antriebsmotores mit der Zangenbewegung zu gewährleisten,
wurde hierbei über einen Sensor der Drehwinkel der Rundkammwelle abgetastet und der
Steuereinheit des Motors übermittelt.
[0007] Mit dieser Einrichtung war es möglich, die von der Praxis geforderten Einsteilmöglichkeiten
der Oberzangenbewegung durchzuführen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass diese Einrichtung
relativ teuer ist und eine genaue Abstimmung in Bezug auf die Überwachung des Drehwinkels
der Rundkammwelle erfordert. Ausserdem ist das gesamte System auf die Funktion und
die Standzeit des überwachenden Sensors abhängig.
[0008] Der Erfindung stellte sich somit die Aufgabe, eine Vorrichtung zu finden, welche
die Vorteile der beschriebenen DE'485 beinhaltet, billiger ist und eine Antriebsmöglichkeit
zeigt, welche jederzeit eine sichere Synchronisation der Bewegung der Oberzangenplatte
in Verbindung mit der Unterzangenplatte, bzw. dem Rundkamm gewährleistet.
[0009] Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Achse, um welche das jeweilige Federbein
verschwenkt, wenigstens eine Getriebestufe mit unrunden Zahnrädern zum Verlagern dieser
Achse zugeordnet ist.
[0010] Vorteilhafterweise wird vorgeschlagen, dass die Federbeine jeweils auf einem Exzenter
schwenkbeweglich gelagert sind, welcher über eine im Maschinengestell gelagerten Antriebswelle
angetrieben wird, wobei auf der Antriebswelle wenigstens ein unrundes Zahnrad der
beschriebenen Getriebestufe drehfest gelagert ist.
[0011] Durch diese vorgeschlagene Einrichtung einer Getriebestufe mit unrunden Zahnrädern
ist es möglich, je nach Ausführung der Zahnräderform, eine optimierte Bewegungskurve
der Oberzangenplatte durchzuführen.
[0012] Es ist auch denkbar, diese Getriebestufe mit unrunden Zahnrädern gegen eine andere
Paarung von ebenfalls unrunden Zahnrädern auszutauschen, um eine neuere Anpassung
an veränderte Gegebenheiten bei Änderung der zu verarbeitenden Materialien vorzunehmen.
[0013] Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Getriebestufe mit unrunden Zahnrädern über
eine weitere Getriebestufe (z.B. mit runden Zahnrädern) mit der Antriebswelle des
Zangenaggregates gekoppelt ist. Dadurch ist die Synchronisation der Bewegung der Oberzangenplatte
mit dem übrigen Zangenaggregat und auch mit der Drehbewegung des Rundkammes gewährleistet,
da der Antrieb der Zangenwelle und der Antrieb der Rundkammachse mechanisch miteinander
gekoppelt sind.
[0014] Es wird eine weitere Ausführungsform vorgeschlagen, wobei die Getriebestufe mit unrunden
Zahnrädern über eine weitere Getriebestufe mit dem Hauptgetriebe, das von einem Hauptmotor
angetrieben wird, antriebsmässig verbunden ist. Mit dieser Einrichtung ist es möglich,
im Gegensatz zur vorher genannten Lösung, die Getriebestufen mit kontinuierlicher
Drehzahl anzutreiben.
[0015] Es wird weiter vorgeschlagen, dass das unrunde Eingangsrad der Getriebestufe und
das Ausgangsrad der weiteren Getriebestufe drehfest auf einer gemeinsamen Welle befestigt
sind.
[0016] Zum Ausgleich von Ecartement-Verstellungen der Zange wird vorgeschlagen, das wenigstens
ein Zahnrad der weiteren Getriebestufe über eine lösbare Verbindung mit der jeweiligen
Antriebswelle verbunden ist.
[0017] Dadurch ist es möglich, die geänderte Zangenendlage auch im Bewegungsablauf des Oberzangenmessers
anzugleichen.
[0018] Weitere Vorteile sind anhand nachfolgender Ausführungsbespiele näher beschriebenen
aufgezeigt.
[0019] Es zeigen:
- Fig. 1
- einen schematischen Vertikalschnitt durch Teile eines Kämmkopfes einer Kämmaschine
- Fig. 2
- ein Schema der in Fig. 1 gezeigten Elemente bei verschiedenen Stellungen
- Fig. 3
- eine grafische Darstellung der Öffnung eines Zangenaggregates des Kämmkopfes in Abhängigkeit
von der Lage dieses Zangenaggregates
- Fig. 4
- eine verkleinerte und vereinfachte Darstellung entsprechend Fig. 1 mit zusätzlich
gezeigten Antriebselementen für das Zangenaggregat
- Fig. 5
- eine vergrösserte Darstellung des Eingangsrades der weiteren Getriebestufe entsprechend
Fig. 4 mit einer lösbaren Verbindung
- Fig. 6
- eine Schnittdarstellung in Seitenansicht gemäss Fig. 5
[0020] Der Kämmkopf, von dem in den Figuren 1, 2 und 4 Teile dargestellt sind, besitzt eine
kontinuierlich drehende Rundkammwelle 1, zwei Abreisswalzen 2 und 3 und eine oszilierend
drehbare Zangenwelle 4, die alle in einem nicht dargestellten Maschinengestell gelagert
sind. Die Zangenwelle 4 trägt Kurbelarme 5, an welchen das hintere Ende eines Unterzangenrahmens
6 angelenkt ist. Das vordere Ende des Unterzangenrahmens 6 ist an Vorderstützen 7
angelenkt, die um die Achse der Rundkammwelle 1 schwenkbar gelagert sind. Der Unterzangenrahmen
6 trägt eine Unterzangenplatte 8, mit der eine Oberzangenplatte 9 zusammenwirkt. Die
Oberzangenplatte 9 ist von Oberzangenarmen 10 getragen, die mit dem Unterzangenrahmen
6 um eine Achse 11 schwenkbar verbunden sind. Die Oberzangenarme 10 sind ferner je
an einem um eine Achse A schwenkbaren Federbein 12 angelenkt. Durch die oszilierende
Drehung der Zangenwelle 4 wird der Unterzangenrahmen 6 zwischen der in Fig. 1 gezeigten
vorderen Endlage und einer hinteren Endlage hin- und herbewegt. In Fig. 2 sind die
vordere Endlage mit starken Linien und die hintere Endlage mit dünneren Linien schematisch
dargestellt. In der hinteren Endlage halten die Federbeine 12 das Zangenaggregat geschlossen,
d.h., sie drücken über die Oberzangenarme 10 den unteren Rand der Oberzangenplatte
9 gegen den vorderen Rand der Unterzangenplatte 8. Zwischen diesen Rändem ist dann
von einer zu kämmenden Watte (nicht dargestellt) ein Faserbart geklemmt, der von einem
Rundkammsegment 13 ausgekämmt wird, welches auf einer auf der Rundkammwelle 1 getragenen
Rundkammwalze 14 befestigt ist.
[0021] In der vorderen Endlage des Zangenaggregates 6, 8, 9, 10 ist dieses von den Federbeinen
12 geöffnet gehalten, d.h., die Federbeine 12 haben über die Oberzangenarme die Oberzangenplatte
9 nach oben von der Unterzangenplatte 8 weggezogen. Der ausgekämmte Faserbart wird
dann durch die Abreisswalzen 2, 3 von der auf der Unterzangenplatte 8 liegenden Watte
abgerissen.
[0022] Ein im Unterzangenrahmen gelagerter Speisezylinder 15 (Fig. 1, Fig. 4) dient dazu,
die zu kämmende Watte jeweils bei geöffnetem Zangenaggregat um ein Stück weiterzutransportieren.
Die Drehung des Speisezylinders kann in üblicher Weise durch die Schwenkbewegung der
Oberzangenarme 10 bezüglich des Unterzangenrahmens 6 beim Öffnen und/oder Schliessen
des Zangenaggregates 6, 8, 9, 10 bewirkt werden, d.h. während der Vorwärtsbewegung
und/oder während der Rückwärtsbewegung des Unterzangenrahmens 6. Die Schwenkbewegung
der Oberzangenarme 10 wird beispielsweise über ein Klinkenrad, einen Freilauf oder
eine Schablone (nicht dargestellt) auf den Speisezylinder 15 übertragen. Der Schwenkachse
A (Fig. 19) ist eine Getriebestufe 20 mit unrunden Zahnrädern 16, 19 zum Verlagern
dieser Achse A zugeordnet. Dabei ist die Schwenkachse A die Achse eines Exzenters
17, der auf einer im Maschinengestell gelagerten Welle 18 sitzt, auf welcher drehfest
das Zahnrad 16 der Getriebestufe 20 befestigt ist. Die Federbeine 12 sind auf dem
Exzenter 17 schwenkbar gelagert. Auf der Eingangswelle 21 der Getriebestufe 20 ist
drehfest ein Zahnrad 22 befestigt, das mit einem weiteren Zahnrad 24 in Eingriff steht.
Diese Getriebestufe mit den Zahnrädern 22 und 24 stellt eine weitere Getriebestufe
23 dar. In Fig. 1 wurden die Zähne der in Einriff stehenden unrunden Zahnräder nur
teilweise und schematisch dargestellt.
[0023] Fig. 1 zeigt zwei Antriebsmöglichkeiten des Eingangszahnrades 24 der Getriebestufe
23. Die strich-punktiert dargestellte Antriebsverbindung V soll andeuten, dass sich
die Eintriebswelle 4a und die Antriebswelle 4 des Zangenaggregates decken können.
D.h. das Antriebsrad 24 ist koaxial auf der Welle 4 des Zangenaggregates befestigt.
Da die Welle 4 keine volle Umdrehung sondern eine diskontinuierliche Bewegung (Vorwärts-
und Rückwärtsbewegung) ausführt, ist es möglich, das Antriebsrad 24 nur mit einem
Teilzahnsegment auszuführen, um die diskontinuierliche Bewegung auf das Antriebsrad
22 zu übertragen.
[0024] Die zweite Antriebsmöglichkeit des Zahnrades 24 ist gestrichelt gezeichnet, wobei
die Antriebswelle 4a über eine Antriebsverbindung 29 mit einem Hauptgetriebe 26 gekuppelt
ist, welches über eine Antriebsverbindung 30 mit einem Hauptmotor 27 in Verbindung
steht. Diese zweite Lösung hat den Vorteil, dass eine kontinuierliche Drehbewegung
der Antriebsräder 16, 19, 22 und 24 möglich ist, was sich positiv auf den Verschleiss
der Zahnräder auswirkt. Bei dieser kontinuierlichen Bewegung ist die Lage der Antriebswelle
18 zum Exzenter 17 entsprechend anzupassen, um die gewünschte Bewegungskurve (Fig.
3) der Bewegung der Oberzangenplatte 9 zu erzielen.
[0025] In Fig. 4 wird in verkleinerter Darstellung ein Kurbelantrieb gezeigt, der die Hin-
und Herbewegung der Antriebswelle 4 des Kurbelarmes 5 der Zange bewirkt. Dieser Kurbelantrieb
besteht im wesentlichen aus einer Kurbelscheibe 42, welche um eine Antriebsachse 41
dreht. Auf der Kurbelscheibe 42 ist über einen Kurbelzapfen 44 eine Schubstange 43
drehbar angelenkt, welche in ein Führungsteil 45 ragt, das drehfest mit der Welle
4 verbunden ist.
[0026] Zur Anpassung des Systems an die Verarbeitung von unterschiedlichen Faserlängen (Stapel)
ist es notwendig, den Abstand zwischen dem Klemmpunkt der Abreisswalzen 2, 3 und dem
Klemmpunkt zwischen der Speisewalze und der Unterzangenplatte 8 in vorderster Stellung
des Zangenaggregates zu variieren. Dieser Abstand wird Ecartement genannt. Durch diesen
Abstand ergibt sich auch die vorderste Stellung der Unterzangenplatte 8 zum Klemmpunkt
der Abreisswalzen 2 und 3. Dies wurde schematisch mit E und E1 dargestellt. Die Änderung
des Abstandes E nach E1 erfolgt durch das Lösen und Verdrehen des Führungsteiles 45
in Bezug auf die Zangenwelle 4 um einen bestimmten Winkel α. Nach dem Verdrehen wird
die drehfeste Verbindung zwischen der Welle 4 und dem Führungsteil 45 wiederhergestellt.
Durch diese Verstellung ändert sich auch die Bewegung der Oberzangenplatte 9, welche
durch die Bewegung der Unterzangenplatte beeinflusst wird. Um nun wieder die ursprünglichen
Bewegungsverhältnisse zwischen der Unterzangenplatte 8 und der Oberzangenplatte 9
herzustellen, wird vorgeschlagen, (Fig. 5) das Antriebsrad 24 in Bezug auf die Antriebswelle
4a zu verdrehen. Wie insbesondere auch aus Fig. 6 zu entnehmen, ist auf der Welle
4a ein Ring 33 drehtest aufgezogen. Der Ring 33 ist mit einem Flansch 34 versehen
und trägt das Zahnrad 24. Das Zahnrad 24 ist mit jeweils 3 Schlitzen 36 versehen,
durch welche jeweils eine Schraube 35 ragt, die in ein Gewindeloch 40 des Flansches
34 des Ringes 33 eingeschraubt ist. D.h. über die Schraube 35 wird das Zahnrad 24
drehfest mit dem Ring 33 und somit mit der Welle 4a verbunden. Um nun die Verstellung
des Führungsteiles 45 um den Winkel α auszugleichen, werden die Schrauben 35 gelöst
und eine Verstellung entsprechend einer vorgegebenen Skala 48 durchgeführt. Die Verstellgrösse
richtet sich dann nach vorgegebenen Tabellen, worin die Verstellung über die Skala
48 anhand des Verstellwinkels α aufgetragen ist. Der Verstellwinkel α ist nur beispielhaft
gezeigt, in der Regel erfolgt die Verstellung des Führungsteiles 45 ebenfalls anhand
einer ähnlichen Skala wie dies z.B. mit 48 gezeigt ist.
[0027] Die Idee, die Ecartement-Verstellung der Zange durch die Verdrehung der Drehwinkelstellung
eines Antriebsrades in bezug auf die Welle auf welcher es gelagert ist, zu kompensieren
ist auch in den Ausführungen anwendbar, in welchen keine unrunden Zahnräder verwendet
werden.
[0028] Durch die beschriebene Anordnung erhält man eine Einrichtung, die kostengünstig eine
sichere Anpassung des Bewegungsablaufes der Oberzangenplatte 8 ermöglicht.
1. Kämmaschine mit einem schwingenden, mit einem Antrieb verbundenen Zangenaggregat (6,8,9,10)
, das einen Unterzangenrahmen (6) und mit diesem schwenkbar verbundene Oberzangenarme
(10) aufweist, welche an je einem um eine Achse (A) schwenkbaren Federbein (12) angelenkt
sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Achse (A) wenigstens eine Getriebestufe (20)
mit unrunden Zahnrädern (16, 19) zum Verlagern dieser Achse (A) zugeordnet ist.
2. Kämmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federbeine (12) jeweils
auf einem Exzenter (17) schwenkbeweglich gelagert sind, welcher über eine im Maschinengestell
gelagerten Antriebswelle (18) angetrieben wird, wobei auf der Antriebswelle (18) wenigstens
ein unrundes Zahnrad (16) der Getriebestufe (20) drehfest gelagert ist.
3. Kämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestufe
(20) über eine weitere Getriebestufe (23) mit der Antriebswelle (4) des Zangenaggregates
(6,8,9,10) gekoppelt ist.
4. Kämmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestufe
(20) über eine weitere Getriebestufe mit dem Hauptgetriebe (26), das von einem Hauptmotor
(27) angetrieben wird, antriebsmässig verbunden ist.
5. Kämmaschine nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das unrunde
Eingangsrad (19) der Getriebestufe (20) und das Ausgangsrad (22) der weiteren Getriebestufe
(23) drehfest auf einer gemeinsamen Welle (21) befestigt sind.
6. Kämmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens
ein Zahnrad (22, 24) der weiteren Getriebestufe (23) über eine lösbare Verbindung
(35) mit der jeweiligen Antriebswelle (4a, 21) verbunden ist.