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Hydraulische Schützenschlagvorrichtung für Webstühle Die Erfindung
betrifft eine hydraulische Schützenschlägvorrichtung: für Webstühle, bei der ein
von einer Druckflüssigkeit taktweise beaufschlagter, in einem Zylinder. geführter
Kolben den Webschützen abschlägt und in seiner Abschlagstellüng den Webschützen
wieder auffängt. Derartige Einrichtungen sind in verschiedenen Ausführungen@bekannt.
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Bei einem Webstuhl mit Druckmittelbetrieb (deutsche Patentschrift
243 890) wird ein zum Abschlagen des Webschützens dienender . pneumatisch beaufschlagter
Kolben nach dem Abschlagen durch Umsteuerung von Druck auf Unterdruck zurückgebracht.
Der zurückkehrende Webschützen wird dann durch eine federnde Zunge, also mechanisch
und gegebenenfalls durch Komprimierung von in einem von dem Druckmittelzylinder
getrennten Raum befindlicher atmosphärischer Luft abgebremst.
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Bei einem anderen Schützenantrieb (deutsche Patentschrift 837 974)
wird der den Webschützen abschlagende Kolben in einem -auf dieser Seite offenen
Zylinder durch einen periodisch' aus einer Strahldüse austretenden Flüssigkeitsstrahl
beaufschlagt. Das Abbremsen der Schützenbewegung wird' dadurch herbeigeführt, daß
ein am freien Ende der Kolbenstange befindlicher Kolben in einen einseitig offenen,
von dem Arbeitszylinder getrennten Zylinder gedrückt wird und- die hier befindliche
atmosphärische Luft gegen ein Rückschlagventil komprimiert.
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Bei einem hydraulisch-pneumatischen Schützenantrieb (deutsche Patentschrift
882979) ist ein hydraulisch beaufschlagter Hohlkolben mit dem Webstuhlgestell
starr verbunden. Ein diesen Hohlkolben umgebender und durch die Beaufschlagung des
Hohlkolbens bewegbarer Zylinder, an dem ein auf den Webschützen einwirkender Treiberzylinder
befestigt ist, wird nach dem Abschlag des Webschützens in seine Ausgangslage zurückgebracht.
Zur Dämpfung der Schützenbewegung dient hier der Treiberzylinder, in welchem der
auftreffende Webschützen die- in dem Treiberzylinder befindliche Luft komprimiert.
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Bei einer anderen Schützentreibervorrichtung (deutsche- Patentschrift
806'658) wird der Webschützen, der hier selbst als in einem Zylinder laufender Kolben-
ausgebildet ist, mit einem pneumatischen Druckmittel abgeschleudert, worauf dessen
Zufuhr dann abgesperrt und der Zylinder mit der Außenatmosphäre in Verbindung gesetzt
wird. Der zurückkehrende Webschützen komprimiert dann die in diesem Zylinder befindliche
Luft gegen ein Bremsventil und ein einstellbares- Drosselventil, durch welche die
Luft nach außen tritt.
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Bei einem pneumatischen Schützenantrieb (deutsche Patentschrift 342
271) wird der den Webschützen abschlagende Kolben mit Druckluft angetrieben und
der Zylinder nach dem Abschlag mit der Außenluft verbunden. Der zurückkehrende Webschützen
drückt dann den Kolben unter Komprimierung der im Zylinder befindlichen atmosphärischen
Luft-in die Ausgangsstellung zurück, wobei eine mechanische Verriegelung notwendig
ist. -Bei a11 diesen bekannten Einrichtungen ist das Druckmittel, sei es pneumatisch
oder hydraulisch, an der Dämpfung oder Bremsung der Schützenbewegung unbeteiligt.
Hierfür wird vielmehr die Komprimierung von atmosphärischer Luft hinzugenommen.
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Bei einem anderen -bekannten Schützenantrieb für Webstühle (deutsche
Patentschrift - 822 827) ist der Zylinder, in welchem der den Webschützen abschlagende
Kolben läuft, über ein Ventil mit einem Druckmittelspeicher verbunden. Nach dem
Abschleudern des Webschützens ist dieser Zylinder über das Ventil gegen den Druckspeicher
abgesperrt, so daß sich dann der Gasdruck, mit dem der Kolben abgestoßen wurde,
infolge der Volumenvergrößerung vermindert. Durch den vom wieder auftreffenden Webschützen
zurückgedrängten Kolben wird dann das Gas wieder komprimiert, und nach diesem Vorgang
wird bei geöffnetem Ventil eine bestimmte Menge Druckgas in den Zylinder zusätzlich
eingespeist. Bei dieser Arbeitsweise ist aber vorauszusetzen; daß der Webschützen
und damit der Kolben mit mechanischen Mitteln so lange festgehalten wird, bis der
erforderliche Gasdruck erreicht ist. Diese Vorrichtung muß also, um die pneumatische
Dämpfung der Schützenbewegung möglich zu machen, ein mechanisches Hilfsmittel zum
Festhalten des Webschützens in seinen Endlagen aufweisen.
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Auch ist eine mechanische Schlageinrichtung für Webstühle bekannt
(USA.-Patentschrift 2 431642), die einen hydraulisch beaufschlagten Kraftzylinder
betätigt,
wobei der Hin- und Hergang des Kolbens durch Umsteuerung der Beaufschlagung von
der einen auf die andere Seite bewirkt wird. Eine unmittelbare Antreibung des Webschützens
durch den Kolben und demgemäß ein Wiederauffangen des Webschützens durch diesen.Kolben
ist hier nicht vorhanden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Schützenschlagvorrichtung
der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß die Druckflüssigkeit gleichzeitig
zum Dämpfen bzw. Abbremsen der Schützenbewegung nutzbar gemacht wird.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Druckflüssigkeit
nach dem Schützenabschlag unter Absperrung der Zuflußleitung im Zylinder verbleibt
und anschließend durch die Bewegungsenergie des auf den Kolben auftreffenden Webschützens
durch einen im Querschnitt einstellbaren Abflußkanal aus dem Zylinder herauspreßbar
ist und in einen Vorratsbehälter gelangt.
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Somit unterscheidet sich der Gegenstand der Erfindung hinsichtlich
der Dämpfung der Schützenbewegung prinzipiell von den bekannten pneumatischen oder
hydraulischen Schützenantrieben. Gemäß der Erfindung wird der Widerstand, der sich
dem Drucköl beim Herauspressen aus dem Zylinder durch einen verengten Querschnitt
entgegensetzt, dazu benutzt, die Schützenbewegung abzubremsen und zu dämpfen.
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Das Wiederauffangen des Webschützens und seine Abbremsung kann bei
entsprechender Ausbildung der Vorrichtung in Stufen geschehen. In der ersten Stufe
ist die Verbindung der Abflußleitung mit dem Niederdruckbehälter vorhanden. Der
Arbeitskolben kann dem Stoß, der von dem Webschützen auf ihn ausgeübt wird, durch
Herausdrücken des Druckmittels durch die Abflußleitung aus dem Zylinder nachgeben.
Hier wird also ein Teil der Bewegungsenergie des Webschützens vernichtet. In der
zweiten Stufe, die wirksam wird, sobald der Kolben den Abflußkanal überlaufen hat,
steht die Zuflußleitung mit dem Energiespeicher über die das Rückschlagventil enthaltende
Zweigleitung in Verbindung. Die in dieser Stufe dem Kolben mitgeteilte Bewegungsenergie
wird damit in Druck umgewandelt, mit dem das Druckmittel aus dem Zylinderraum über
das Rückschlagventil in den Energiespeicher abfließt. Dieser Teil der Bewegungsenergie
des Webschützens wird also zurückgenommen.
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Diese prinzipielle Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung
wird durch weitere Maßnahmen im einzelnen genau gesteuert. Es können dabei die hier
auftretenden Momente, wie der Beschleunigungsweg, die mittlere Beschleunigung, die
Beschleunigungsdauer, die Abschleudergeschwindigkeit, genauestens einreguliert und
von Takt zu Takt konstant gehalten werden.
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Selbstverständlich ist, daß die Druckhöhe des hydraulischen Mittels,
mit welcher der Arbeitskolben zu beaufschlagen ist, mit an sich bekannten Mitteln
konstant gehalten wird.
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Wenn dem Webschützen die Beschleunigung erteilt ist, wird die Bewegung
des Arbeitskolbens durch ein regulierbares Dämpfungsmittel verzögert.
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Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung wird grundsätzlich darauf Bedacht
genommen, die zu bewegenden Massen, d. h. also im wesentlichen den Arbeitskolben,
um den Stoß der aufeinandertreffenden Teile nicht zu hoch werden zu lassen, möglichst
klein zu halten. Das kann beispielsweise dadurch berücksichtigt werden, daß der
Arbeitskolben als Hohlkolben ausgebildet ist. Zur Verminderung des Stoßes können
auch elastische Mittel an den Auftreffflächen vorgesehen sein. Weiterhin ist es
zweckmäßig, die Leistungswege möglichst kurz zu halten, wozu es angebracht ist,
den Arbeitszylinder und die Steuervorrichtung in einer gemeinsamen Baueinheit in
Form eines einheitlichen Blockes unterzubringen.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles
dargestellt. Eine durch einen Motor 1 angetriebene Pumpe 2 saugt aus einem Vorratsbehälter
3 eine Druckflüssigkeit, z. B. Öl, und drückt das Öl durch eine Leitung 4 in einen
Druckspeicher 5. Von der Leitung 4 zweigt ein Druckeinstellventil 6 ab, von dem
überschüssiges Öl durch eine Leitung 7 in den Vorratsbehälter 3 zurückfließt. Der
Druckspeicher 5 ist durch ein Leitungsstück 8 einer Zuflußleitung 8, 17 mit einer
ersten Ringnut 9 und durch eine weitere Leitung 10 über ein Rückschlagventi111 und
eine Zwischenleitung 12a mit einer zweiten Ringnut 12 einer Bohrung 13 verbunden,
in der ein Steuerschieber 14 verschiebbar angeordnet ist. Der Steuerschieber 14
ist mit Eindrehungen 15 und 16 versehen. Die erste Ringnut 9 steht über ein Teilstück
17 der Zuflußleitung 8, 17 mit einem Zylinderraum 18 in Verbindung, in dem sich
ein mit einem Schaft 19 versehener Kolben 20 bewegt. In der Wand des Zylinders 20a
ist eine Ringnut 21 vorhanden, die durch Abflußöffnungen 22 verschiedenen Durchmessers
mit dem Zylinderraum 18 und durch einen Abflußkanal 23, 23 a über die Bohrung 13
mit dem Vorratsbehälter 3 in Verbindung steht. Durch ein Drosselorgan 24 ist der
Austrittsquerschnitt des Abflußkanals 23, 23a veränderbar vorgesehen.
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Der Zylinderraum 18 befindet sich in einem Block 25, der in der Führung
für den Kolbenschaft 19 eine ringähnliche Nut 26 aufweist, die über ein in einer
Richtung wirkendes Ventil 27 - ein Rückschlagventil - und ein Regulierventil
28 mit einem Ringraum 29 in Verbindung steht. Durch eine Öffnung 30 steht der Ringraum
29 mit der Atmosphäre in Verbindung. Der Kolbenschaft 19 enthält eine Durchbohrung
31, die den Zylinderraum 18 und die ringähnliche Nut 26 zeitweilig miteinander verbindet.
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Am hinteren Ende des Kolbenschaftes 19 ist eine Verdickung 32 vorgesehen,
die sich in einem Hohlraum 33 eines Lagerkörpers 34 bewegt. Dabei ist der Hohlraum
33 vor der Verdickung 32 mit dem Hohlraum 33 hinter der Verdickung 32 durch eine
erste Leitung 35 über ein Einstellventil 36 und durch eine zweite Leitung 37 entweder
direkt durch einen ersten Durchlaß 38 oder über ein Ventil 39 nach Art eines Rückschlagventils
durch einen zweiten Durchlaß 40 verbunden. Das Ende des Kolbenschaftes 19 trifft
auf einen durch eine Feder 41 abgefederten Puffer 42 auf.
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Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist folgende: Bei der gezeichneten
Stellung des Steuerschiebers 14 bewegt das Druckmedium den Kolben 20 nach rechts;
dabei erreicht und verschließt die Verdickung 32 des Kolbenschaftes 19 den ersten
Durchlaß 38, wodurch die durch das Einstellventil 36 zu beeinflussende Dämpfung
der restlichen Kolbenbewegung einsetzt. Mit dem Auftreffen der Verdickung 32 auf
den Boden des Hohlraumes 33 ist die Kolbenbewegung nach rechts beendet. Wird nun
der Steuerschieber 14
in Pfeilrichtung nach links bewegt, so erfolgt
ein Druckausgleich über die Abflußöffnungen 22, die Ringnut 21, den Abflußkanal
23, die Eindrehung 16, den Abflußkanal 23 a zum Vorratsbehälter 3; ferner wird das
Teilstück 17 der Zuflußleitung 8, 17 über die Eindrehung 15 und die zweite
Ringnut 12 mit dem Rückschlagventil 11 verbunden. Bei Wiederauftreffen des
abgeschleuderten Webschützens wird der Kolben 20 nach links bewegt; das im
Zylinderraum 18 befindliche Druckmedium kann bis zur völligen Überdeckung der Abflußöffnungen
22 durch den Kolben 20 über die Ringnut 21, den Abflußkanal 23, 23 a und
das Drosselorgan 24 zum Vorratsbehälter 3 abströmen.
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Die Zahl, die Anordnung und die Bemessung der Abflußöffnungen 22 können
derart erfolgen, daß der beim allmählichen Überdecken durch den Kolben 20 immer
kleiner werdende wirksame Abflußquerschnitt der Abflußöffnungen 22 der gleichzeitig
abnehmenden Kolbengeschwindigkeit entspricht und auf diese Weise einen konstanten
Gegendruck bewirkt, sofern die Querschnitte der nachfolgenden Ringnut 21, des Abflußkanals
23, 23 a, des Drosselorgans 24, der Eindrehung 16 mindestens gleich der Summe
der Querschnitte der Abflußöffnungen 22 sind. Mit dem völligen Überdecken der Abflußöffnungen
22 ist der erste Teilweg der Verzögerung beendet; der hierbei vorhandene Gegendruck
kann bis zur Höhe des im Druckspeicher 5 vorhandenen Druckes vorgesehen werden.
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Beim weiteren Rücklauf des Kolbens 20 bis zum völligen Überdecken
des zum Teilstück 17 der Zuflußleitung 8, 17 gehörenden Zylinderabflußquerschnittes
wird das Druckmedium durch das Teilstück 17, die Eindrehung 15, die zweite Ringnut
12, die Zwischenleitung 12a, das Rückschlagventil 11,
die weitere Leitung
10 dem Druckspeicher 5 zugeführt, dessen Druck den Gegendruck für die Verzögerung
bestimmt; hierbei wird kinetische Energie zurückgewonnen. Falls der Kolben
20 noch eine endliche Geschwindigkeit hat, schließt sich ein dritter Teilweg
der Verzögerung an, indem das Druckmedium aus dem Zylinderraum 18 nunmehr durch
die Durchbohrung 31, die ringähnliche Nut 26 zum größeren Teil durch
das Regulierventil 28 in den Ringraum 29 gedrückt wird. Hierbei wird
der Puffer 42 gegen die Feder 41 nach links bewegt, bis die kinetische
Restenergie aufgezehrt ist.
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Anschließend drückt die Feder 41 den Puffer 42, den Kolbenschaft 19,
den Kolben 20 und den Webschützen in die Ausgangsstellung, die durch einen festen
Anschlag 42a des Puffers 42 bestimmt ist, nach rechts wieder vor.
Diese Bewegung ist dadurch gedämpft, daß das hydraulische Medium aus dem Ringraum
29 bei geschlossenem Ventil 27 durch das Regulierventil
28, die ringähnliche Nut 26, die Durchbohrung 31 unter Atmosphärendruck
wieder in den Zylinderraum 18 gelangt.