DE262170C

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Publication number: DE262170C
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Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- Ju262170 KLASSE 76 c. GRUPPE

JOHANN HILDEBRANDT in TOSS, Schweiz.

Spindeldrehzahl.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 22. März 1912 ab.

Der vorliegende Antrieb unterscheidet sich von den bisher bekannten Antrieben mit Reibungskupplung und veränderlichem Anpressungsdruck hauptsächlich dadurch, daß er nicht nur vollkommenere und einfachere Mittel für die allmähliche Veränderung des Anpressungsdruckes aufweist, sondern auch Mittel . enthält, die eine von den ersteren Mitteln unabhängige beliebige Änderung der Spindeldrehzahl innerhalb eines gewissen Regelungsbereiches gestatten. Dadurch wird nicht nur die Einstellung eines einzigen, sondern verschiedener innerhalb des Regelungsbereiches liegender Drehzahldiagramme erreicht, die außer einer reinen Durchmesserregelung auch eine umfassende Anpassung der Spindeldrehzahl und damit der Fadenspannung an die verschiedenen Abschnitte der Spulenbildung und an die verschiedenen Nummern der Garne und deren besonderen Verwendungszweck gestatten.

Mit dem vorliegenden Antrieb wird also eine ebenso große Anpassung an die spinntechnischen Bedürfnisse erreicht wie mit dem in den letzten Jahren aufgekommenen Antrieb mittels Kollektormotor und selbsttätigem Spinnregler. Gegenüber dem letzteren Antrieb unterscheidet sich aber der vorliegende durch die in seinem Prinzip liegende Möglichkeit, einfachere, billigere und betriebssicherere Drehstrommotoren mit Kurzschlußanker zu verwenden, die durch den Fortfall aller beim Kollektormotor empfindlichen Teile offen ausgeführt -werden können und daher keine die Anlage erschwerenden und verteuernden Kanäle für die Zu- und Ableitung der Motorkühlluft bedürfen.

In der Zeichnung ist der Erfmdungsgegenstand in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt, und zwar zeigen

Fig. ι das erste Ausführungsbeispiel im Aufriß,

Fig. 2 das erste Ausführungsbeispiel im Seitenriß,

Fig. 3 das erste Ausführungsbeispiel sehematisch dargestellt,

Fig. 3 a Vorrichtung für das Anlassen der Ringspinn- oder Ringzwirnmaschinen,

Fig. 4 und 4 a Mittel für die allmähliche Abänderung des Anpressungsdruckes,

Fig. 5 den Verlauf der Mindest- und Höchstwerte der periodischen Änderungen der Spindeldrehzahl während der Bildung einer Spule,

Fig. 6 den Verlauf der periodischen Änderungen der Spindeldrehzahl beim Spinnen des zylindrischen Teiles der Spule.

Der in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Antrieb zeigt eine beispielsweise · Ausführung des neuen Antriebes mit Elektromotor und Reibungsgetriebe. Der Motor 1 steht auf einem Rahmen 2, der zugleich das äußere Lager 3 für die verlängerte Motorwelle 4 aufnimmt. Der Rahmen 2 kann mit dem Motor 1 auf der Wippenachse 5 frei pendeln. Im Rahmen 2 steckt fest die Stange 6, an deren freiem Ende eine Feder 7 eingehängt ist. Die.letztere ist stets bestrebt, die zwischen Motor 1 und

Außenlager 3 sitzende Reibrolle 8 mit einem dem zu übertragenden größten Drehmoment entsprechenden Druck an die auf der Trommelwelle der anzutreibenden Maschine fest aufgekeilte Reibscheibe 9 anzupressen. Die auf der Motorwelle 4 sitzende, treibende Reibrolle 8 ist auf einem Längskeil 10 in achsialer Richtung verschiebbar angeordnet und mit einer Rille 11 versehen, in welche der zweiarmige Gabelhebel 12 greift. Am anderen Ende des Gabelhebels 12 greift einerseits eine Zugfeder 18 und anderseits ein Drahtseil 13 an, welches um eine Rolle 14 geschlungen ist und im Punkt 15 festgehalten wird. Die Feder 18, die das Drahtseil 13 stets in gestrecktem Zustand erhält, versucht die treibende Reibrolle 8 gegen den größten Durchmesser der getriebenen Reibscheibe 9 zu verschieben, d. h. die angetriebene Welle auf die kleinste Drehzahl einzustellen. Die Rolle 14 sitzt auf dem um den Punkt 70 drehbaren AVinkelhebel 16, der ein Röllchen 17 trägt, das auf dem Exzenter 19 gleitet. Durch Drehen des Exzenters 19, das beispielsweise die in Fig. 3 a ersichtliche Form haben kann, ist es möglich, der Rolle 14 jede beliebige, innerhalb des kleinsten und größten Exzenterrollkreises liegende Stellung zu geben. Da der Punkt 15 festgehalten wird, so entspricht jeder Lage der Rolle 14 eine bestimmte Stellung der treibenden Reibrolle 8, und man hat es daher durch die Formgebung des Exzenters 19 vollständig in der Hand, die Drehzahl der angetriebenen Welle innerhalb des Regelungsbereiches des Reibungsgetriebes beliebig zu verändern. Das Exzenter 19 wird durch den Schaltradbolzen 24 mittels der flexibeln Welle 23 und dem Schneckengetriebe 21/22 angetrieben. Das übersetzungsverhältnis des letzteren ist so bemessen, daß sich das Exzenter 19 während der Bildung einer Spule um etwa 340⁰ dreht. An dem einen Arm des Winkelhebels 16 ist eine Zugstange 25 angelenkt, die in eine Rille 26 des lose auf der Stange 6 sitzenden Zylinders 2J eingreift. Der letztere erhält vermittels der Kette 28 eine fortlaufende gleichmäßige Drehung durch die Herzwelle 71 der Spinnmaschine, und ist an seinem Umfang mit einem. Segmentstück 30 versehen, das bei jeder Umdrehung des Zylinders 27 auf die Rolle 31 aufläuft. Die letztere kann nun, wie in den Fig. 1 bis 3 angenommen, fest gelagert sein, oder wie in den Fig. 4 und 4 a auf einem beweglichen einarmigen Hebel 33 liegen. Ist die Rolle 31 fest gelagert, so wird bei dem jedesmaligen Auflaufen des Segmentstückes 30 auf die Rolle 31 die Stange 6 angehoben und nach Durchlaufen des Segmentstückes 30 wieder freigelassen, wobei durch Abheben und Wiederandrücken der treibenden Reibrolle 8 an die getriebene Reibscheibe 9 die Drehzahl der letzteren periodische Schwankungen erfährt, die um so größer sind, je langer der Anpressungsdruck durch das Abheben der treibenden Reibrolle 8 unterbrochen wird, und je kleiner das Beharrungsvermögen der sich drehenden Massen der Maschine ist. Wird die Rolle 31, wie die Fig. 4 und 4 a zeigen, auf dem einarmigen Hebel 33 angeordnet, so wird, wenn das Segmentstück 30 auf die Rolle 31 auf und ab läuft, die treibende Reibrolle 8 nicht abgehoben, sondern nur ein Spannen und darauffolgendes Entspannen der Feder 35 durch die Schwingbewegung des Hebels 33 bewirkt. Durch den Widerstand, den die Feder 35 ihrer Zusammenpressung entgegensetzt, wird aber die den Anpressungsdruck erzeugende Feder 7, je nach der Größe der jeweiligen Pressung der Feder 35, in ihrer Wirkung verschwächt und erhält erst bei der sich entspannenden Feder 35 ihre volle Zugkraft wieder. Durch diese periodische Änderung des Anpressungsdruckes und die dadurch bedingte Schlüpfung zwischen der Reibrolle 8 und der Reibscheibe 9 erfährt die Drehzahl der beiden letzteren periodische Schwankungen, deren Größe und Zeitdauer durch entsprechende Wahl der Schlüpfung in bestimmten, den jeweiligen spinntechnischen Bedürfnissen entsprechenden Grenzen gehalten werden kann. Der in Fig. 4 innerhalb der Feder 35 angeordnete Stift 34 hat den Zweck, den Anpressungsdruck nach erfolgter Reduktion durch die Feder 35 augenblicklich aufzuheben und stellt also ein Zwischenglied zwischen der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Anordnung mit festgelagerter Rolle 31 und der in Fig. 4 a gezeigten Anordnung der Rolle 31 auf dem sich auf der Feder 35 abstützenden einarmigen Hebel 33 dar.

Die Wirkungsweise des vorbeschriebenen Ausführungsbeispieles ist folgende.

Mit Beginn eines neuen Abzuges haben die treibende Reibrolle 8 und das Segmentstück 105. 30, deren Lage von der Stellung des Exzenters 19 abhängig ist, die in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Stellungen. Das Röllchen 17 steht in der in Fig. 3 a eingezeichneten Lage auf dem kleinsten Rollkreis des Exzenters 19. Das Segmentstück 30 steht der Rolle 31 mit der Schmälsten und am wenigsten vom Zylinder 27 abstehenden Fläche gegenüber und hat eine solche Lage auf dem letzteren, daß es etwas vor Erreichung der höchsten Ringbankhubstellung auf die Rolle 31 aufläuft. Die Ringbank steht in ihrer tiefsten Stellung und wird durch das auf der Herz welle 71 sitzenden Hubexzenter 29 in bekannter Weise in Auf- und Abbewegung versetzt und gleichzeitig nach jedem Doppelhub durch Fortschalten des Schaltrades 41 um eine Fadenstärke nach oben

verschoben. Mit der Herzwelle 71 und dem Schalträdbolzen 24 setzen sich auch der mit diesen beiden Teilen in Verbindung stehende Zylinder 27 und das Schneckengetriebe 21/22 in Bewegung. Die Spindeln drehen sich entsprechend dem großen Fadenzug beim Anspinnen der ersten Fadenlagen mit einer durch die Stellung der Regelschraube 20 bedingten \^rerminderten Geschwindigkeit. Die durch das Segmentstück 30 bewirkte Unterbrechung oder Verminderung des Anpressungsdruckes ist äußerst gering und vermag keine bemerkbare Drehzahlschwankungen in den oberen Ringbankhubstellungen hervorzubringen. Mit der fortschreitenden Drehung des Schneckengetriebes 21/22 bei allmählich wachsendem Spulenansatz bewegt sich das Exzenter 19 langsam im Sinne des Uhrzeigers (vgl. Fig. 3) und drückt dabei infolge seiner schiefen Auflauffläche das auf dem Winkeihebel 16 sitzende Röllchen 17 immer mehr nach außen. Dadurch verändert sowohl die treibende Reibrolle 8 als auch der Zylinder 27 mit dem Segmentstück 30 ihre Stellungen. Die nach dem Mittel der getriebenen Reibscheibe 9 zuwandernde treibende Reibrolle 8 verursacht ein allmähliches Anwachsen der Spindeldrehzahl, während der sich langsam verschiebende Zylinder 27 bewirkt, daß immer breitere und stärker über den letzteren vorstehende Flächen des Segmentstückes 30 über die Rolle 31 weggehen, so daß die durch die Unterbrechung oder die Verminderung des Anpressungsdruckes bedingten periodischen Drehzahl-Schwankungen, deren kleinste Werte jeweilen zeitlich mit den oberen Ringbankhubstellungen zusammentreffen, immer größer werden. Ist schließlich nach Fertigstellung . des Ansatzes, also bei Beginn des zylindrischen Teiles der Spule, das Exzenter 19 so weit gedreht worden, daß nach Durchlaufen der schrägen Auflauffläche der konzentrisch verlaufende Teil des letzteren unter dem Röllchen 17 liegt, so haben die treibende Reibrolle 8 und das Segmentstück 30 ihre Endlagen erreicht und behalten von hier an sowohl die durch die allmähliche Veränderung des Übersetzungsverhältnisses der Reibscheiben erreichte höchste Spindeldrehzahl als auch die durch die Unterbrechung oder Verminderung des Anpressungsdruckes bedingten periodischen Drehzahlschwankungen ihre erreichten Höchstwerte bei. In Fig. 5 ist beispielsweise ein mit dem beschriebenen Antrieb zu erreichendes Drehzahldiagramm dargestellt, und zwar stellt die Kurve 43 den Verlauf der bei vollem Anpressungsdruck allmählich vor sich gehenden. Drehzahländerungen durch die allmähliche Verschiebung der treibenden Reibrolle dar, \vährend die Kurve 42 den Verlauf der Mindestwerte der periodischen Drehzahlschwankungen zeigt, welche durch die Unterbrechung oder Verminderung des Anpressungsdruckes verursacht werden. Stellt in dieser Figur die Linie α die kleinste und b die größte Drehzahl des mit dem Reibungsgetriebe zu erreichenden Regelungsbereiches dar, so folgt, daß die absoluten Werte des in Fig. 5 dargestellten Diagramms durch einfaches Verstellen der Regelschraube 20 beliebig höher oder tiefer verlegt werden können, und man ist dadurch in der Lage, den verschiedensten spinntechnischen Forderungen Rechnung zu tragen.

Die Praxis hat gezeigt, daß es bei Ringspimi- und Ringzwirnmaschinen mit periodisch veränderlicher Drehzahl von \'^Torteil ist, die größte Spindeldrehzah! beim Spinnen auf' die größeren Spulendurchmesser der einzelnen Fadenlagen möglichst lange beizubehalten und dieselbe erst kurz vor Erreichung der oberen Ringbankhubstellungen zu vermindern, während die hieran anschließende Beschleunigung der Spindeldrehzahl bei der nach unten gerichteten Hubbewegung" der Ringbank, infolge der durch die Beschleunigung der Läufer verursachten . größeren Fadenspannung, etwas zögernd einsetzen, aber dann ebenso rasch vor sich gehen kann. Die Fig. 6 zeigt den Charakter der periodischen Drehzahländerungen während des Spinnens des zylindrischen Teiles der Spule.

Die Möglichkeit, . den Motor während des Betriebes jederzeit durch Abheben und Wiederanpressen der treibenden Reibrolle 8 von der anzutreibenden Maschine zu trennen oder zu verbinden, gestattet die Verwendung des äußerst einfachen und betriebssicheren Drehstrommotors mit Kurzschlußanker, der in diesem Fall unbelastet in Sterndreieckschaltung auf die volle Drehzahl gebracht werden kann und erst dann durch Andrücken der treibenden Reibrolle mit der Maschine gekuppelt wird. Durch die Zwischenschaltung des Reibungsgetriebes erhält der für sich nicht regelbare Motor nicht nur ein Mittel, welches eine beliebige Änderung der Drehzahl der angetriebenen Maschine, sondern auch einen stoßfreien Anlauf der letzteren gestattet, und zwar ohne den sonst üblichen großen Anlaufstrom dieses Motors.

Anstatt das Ende des Drahtseiles 13 im Punkte 15 (Fig. 3) festzuhalten, kann dasselbe nach Fig. 3 a vermittels der Leitrolle 72 beispielsweise auch nach einer Öse 73 geführt werden. Die letztere ist auf der Stirnfläche des Exzenters 74 eingeschraubt. Das Exzenter 74, das unmittelbar unter der Stange 6 liegt, sitzt auf einer Welle 75 und hat einen solchen Abstand von der letzteren, daß bei einer Drehung des Exzenters 74 der konzentrische Teil des letzteren die Stange 6 nicht berührt und erst bei einer Weiterdrehung der

Nocken 76 die Stange 6 abhebt. Ist die Maschine in Betrieb, so steht die Öse 73 in der Stellung" a. Soll die Maschine durch Abheben der Reibrolle 8 abgestellt werden, so wird der Hebel γγ aus der Lage b in die Lage Jb₁ gebracht. Während dieser Bewegung wandert die Öse 73 von der Stellung α in diejenige von O₁, wodurch der'Aufhängepunkt 73 des Drahtseiles 13 verschoben wird, so daß die treibende· Reibrolle 8 unter Einwirkung der Feder 18 auf den . äußersten Laufdurchmesser der getriebenen Reibscheibe 9 verschoben wird und erst in dieser Stellung von dem schließlich unter die Stange 6 greifenden Nocken 76 abgehoben und die Maschine abgestellt wird, während der Motor leer weiterläuft. Soll nun die Maschine wieder in Betrieb gesetzt werden, so wird der Hebel J¹J wieder in die Stellung b zurückgebracht; dadurch wird zuerst die Stange 6 freigegeben, also die Maschine angelassen und alsdann die treibende Reibrolle 8 wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgebracht. Durch die Vorrichtung Fig. 3a wird also erreicht, daß die treibende Reibrolle 8, unabhängig von ihrer jeweiligen Lage während der Betriebsstellung, beim Anlassen der Maschine stets auf den größten Durchmesser der getriebenen Reibscheibe gepreßt wird und die Maschine daher stets mit der kleinsten Geschwindigkeit und dem kleinsten benötigten Anzugdrehmoment anläuft.

Um die vom Anpressungsdruck herrührenden starken Biegungsbeanspruchungen und Kantenpressungen der angetriebenen Welle und deren Lager zu vermeiden, ist in Fig. 3 eine Gegenrolle 78 angeordnet, die zwischen Kugellager gelagert ist und den Anpressungsdruck der gegenüberliegenden treibenden Reibrolle 8 unmittelbar aufnimmt.

Statt des in den Fig. 1 bis 3. angenommenen Motors könnte natürlich auch eine Riemenscheibe verwendet werden, die von einem Transmissionsstrang angetrieben würde.

Ebenso könnte statt der treibenden Reibrolle 8 auch die g~etriebene Reibscheibe 9 an die erstere angedrückt oder abgehoben werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Reibungsgetriebe für Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen, mit veränderlicher Spindeldrehzahl, ' welches zwischen Antriebswelle und antreibender Trommelwelle eingeschaltet ist, und dessen Schlüpfung durch eine den verschiedenen Durchmessern des Kötzers entsprechende Änderung des Anpressungsdruckes von der Herzwelle aus geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibungsgetriebe aus einer treibenden Reibrolle und einer getriebenen Reibscheibe besteht und die Reibrolle einen veränderlichen Preßdruck erhält und gleichzeitig durch ein von der Schaltung der Ringbank bewegtes Exzenter entsprechend dem Kötzeraufbau seit-

. lieh verschoben wird, wobei die jeweilige Anfangsstellung der treibenden Reibrolle zur Anpassung¹ der Spindeldrehzahlen an die verschiedenen Garnnummern innerhalb des Regelungsbereiches des Reibungsgetriebes beliebig eingestellt werden kann.

2. Reibungsgetriebe für Ringspinn- und Ringzwirnmaschinen mit veränderlicher Spindeldrehzahl nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die treibende Reibrolle pendelnd in einem Rahmen aufgehängt ist, in welchem eine Stange mit einem von der Herzwelle angetriebenen ' Exzenter steckt, dessen Nocken bei jeder Umdrehung über eine Rolle gleitet und dabei je nachdem die Rolle fest oder federnd g'elag'ert ist, den durch eine Feder erzeugten Anpressungsdruck zeitweise vollständig aufhebt oder vorübergehend um einen dem jeweiligen Widerstand der Rolle entsprechenden Betrag allmählich vermindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.