Getriebeeinheit

Beschreibung Die Erfindung betrifft eine Getriebeeinheit einer Kämmmaschine für die Spinnereivorbereitung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Getriebeeinheit aufweisend eine Antriebshauptwelle, die über ein Hauptantriebsrad mittels eines Antriebsmotors antreibbar ist, eine Zangenwelle, die mit einer an das Hauptantriebsrad angebundenen Kurbelschwinge in eine oszillierende Hin- und Herdrehbewegung versetzbar ist, eine Koppelschwinge, die mit der Zangenwelle verbunden ist, derart, dass die Koppelschwinge von der Zangenwelle oszillierend drehbewegbar ist, und wobei die Getriebeeinheit weiterhin ein Abreißzylindergetriebe aufweist, das zum Antrieb wenigstens eines Abreißzylinders eingerichtet ist, und wobei das Abreißzylindergetriebe über die Antriebshauptwelle kontinuierlich abtreibbar ist und wobei in das Abreißzylindergetriebe mittels der Koppelschwinge die oszillierende Bewegung einbringbar ist, die dem kontinuierlichen Antrieb mittels der Antriebshauptwelle im Abreißzylindergetriebe überlagerbar ist, sodass mit einer Ausgangswelle des Abreißzylindergetriebes eine Pilgerschrittbewegung ausführbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Kämmmaschine mit einer wie obenstehend beschriebenen Getriebeeinheit.

Aus der DE 10 2012 011 030 A1 ist beispielsweise eine Getriebeeinheit für eine Kämmmaschine für die Spinnereivorbereitung bekannt, und die Getriebeeinheit weist als wesentliche strukturelle Bestandteile eine Antriebshauptwelle auf, die ein Zangengetriebe antreibt, wobei das Zangengetriebe zum Antrieb eines Zangenapparates mit einer Oberzange und mit einer Unterzange dient. Weiterhin weist die Getriebeeinheit ein Abreißzylindergetriebe zum Antrieb von zwei Abreißzylindern auf, die mit Gegenabreißzylindern jeweilige Zylinderpaare bilden, zwischen denen das zu kämmende Faserprodukt geführt wird, wobei das Abreißzylindergetriebe in an sich bekannter Weise regelmäßig als Planetengetriebe ausgeführt wird.

Die wesentliche Herausforderung bei der Auslegung einer solchen Getriebeeinheit ist die Erzeugung einer sogenannten Pilgerschrittbewegung für die Abreißzylinder der Kämmmaschine und eine möglichst einfache Beeinflussung der Bewegungskurve der Pilgerschrittbewegung. Das Planetengetriebe wird zur Erzeugung der Pilgerschrittbewegung dauerhaft mit einer kontinuierlichen Drehbewegung über die Antriebshauptwelle angetrieben. Diese kontinuierliche Antriebsbewegung wird mit einer weiteren oszillierenden Bewegung überlagert, die mittels einer Schubgelenkstangeneinheit ebenfalls in das Abreißzylindergetriebe eingebracht wird, beispielsweise über eine weitere Komponente des Planetengetriebes wie das Sonnenrad, wodurch an einem Getriebeausgang des Planetengetriebes schließlich die Pilgerschrittbewegung erzeugbar ist, die gewöhnlich direkt in die Abreißzylinder eingeleitet wird. Die oszillierende Bewegung wird über die Schubgelenkstangeneinheit von der oszillierenden Zangenwelle abgegriffen, wobei der Abgriff mittels der Koppelschwinge sowie weiteren Komponenten erfolgt, was energetisch günstig ist, da die oszillierende Zangenwelle zum Antrieb des Zangenapparates ohnehin notwendig ist. Die über die Zangenwelle oszillierend bewegte Koppelschwinge ist auf einer Exzenterbuchse aufgenommen, die auf der Antriebshauptwelle drehbeweglich aufgenommen ist.

Die Zangenwelle wird mittels einer Kurbelschwinge in eine oszillierende Hin- und Herbewegung versetzt, wobei die Kurbelschwinge an das Hauptantriebsrad mit diesem umlaufend angebunden ist, und das Hauptantriebsrad ist mit der Antriebshauptwelle antreibend verbunden, die schließlich mit dem Antriebsmotor angetrieben wird.

Das Abreißzylindergetriebe kann als Planetengetriebe ausgeführt sein, und die Abreißzylinder sind über eine Verteilerstufe beispielsweise aus Stirnrädern gleichermaßen über die Ausgangswelle des Abreißzylindergetriebes angetrieben, wodurch die Abreißzylinder eine fest vorgegebene Bewegungskurve der Pilgerschrittbewegung ausführen, die unmittelbar der Bewegungskurve an der Ausgangswelle des Abreißzylindergetriebes folgt.

Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung einer Getriebeeinheit einer Kämmmaschine für die Spinnereivorbereitung, wobei die Bewegungskurve der Pilgerschrittbewegung ausgehend von einem Getriebeaufbau gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 auf einfache Weise beeinflussbar sein soll. Insbesondere soll die Beeinflussung mittels einer elektrischen Steuereinheit ausführbar sein. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Kämmmaschine mit einer solchermaßen verbesserten Getriebeeinheit zu schaffen.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Getriebeeinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und ausgehend von einer Kämmmaschine gemäß Anspruch 8 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass eine Stellgetriebeeinheit und ein Steuermotor vorgesehen sind, wobei die Ausgangswelle des Abreißzylindergetriebes mit der Stellgetriebeeinheit wirkverbunden ist und wobei der Steuermotor zur Einbringung einer Drehbewegung in die Stellgetriebeeinheit eingerichtet ist, die der Ausgangswelle des Abreißzylindergetriebes mit der Stellgetriebeeinheit überlagerbar ist.

Kerngedanke der Erfindung ist die Weiterbildung der Getriebeeinheit eines Kämmkopfes einer Kämmmaschine mit einer Stellgetriebeeinheit, die mit einem Steuermotor wirkverbunden ist, sodass mit dem elektrisch betätigbaren Steuermotor der Kurvenverlauf der Pilgerschrittbewegung in den Abreißzylindern beeinflusst werden kann, während der Kurvenverlauf der Grund-Pilgerschrittbewegung an der Ausgangswelle des Abreißzylindergetriebes unverändert verbleiben kann. Beispielsweise kann die Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung des Phasenverlaufes der Abreißzylinder über dem Kammspiel verändert werden.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung einer Stellgetriebeeinheit an der Ausgangswelle des Abreißzylindergetriebes ist die Nachrüstbarkeit, da die Verbindung der Ausgangswelle zu den Abreißzylindern auf einfache Weise gelöst werden können und die erfindungsgemäße Stellgetriebeeinheit kann an die Ausgangswelle angeschlossen werden, um schließlich die Abreißzylinder an den Getriebeausgang der Stellgetriebeeinheit anzuordnen. Der Steuermotor kann in baulicher Einheit mit der Stellgetriebeeinheit ausgeführt sein, und mit dem Steuermotor kann eine definierte Drehbewegung in die Stellgetriebeeinheit eingeleitet werden, ähnlich der definierten Oszillationsbewegung, die von der Zangenwelle über die Koppelschwinge in das Abreißzylindergetriebe eingeleitet wird.

Vorteilhafterweise ist die Stellgetriebeeinheit als ein Planetengetriebe ausgeführt, das bevorzugt im Antriebsstrang zwischen dem Abreißzylindergetriebe und den Abreißzylindern angeordnet ist. Die Ausführung des die Stellgetriebeeinheit bildenden Planetengetriebes kann identisch sein mit der Ausführung des Abreißzylindergetriebes, das auch als Planetengetriebe ausgeführt sein kann.

Insbesondere können nach dem Abreißzylindergetriebe vorzugsweise in Form eines Planetengetriebes zwei erfindungsgemäße Stellgetriebeeinheiten an der Ausgangswelle des Abreißzylindergetriebes angeordnet werden, die von der Ausgangswelle zwar gleichermaßen angetrieben werden, aber die jeweilige Steuermotoren aufweisen, sodass ein vorderer und ein hinterer Abreißzylinder getrennt voneinander ansteuerbar sind und zueinander eine abweichende Phasenlage aufweisen können. Insbesondere kann die Einstellung so vorgenommen werden, dass die Phasenlage des hinteren Abreißzylinders der Phasenlage des vorderen Abreißzylinders nacheilt, was durch die zwei Steuermotoren an den jeweiligen Stellgetriebeeinheiten möglich wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Ausgangswelle mit einem Sonnenrad des die Stellgetriebeeinheit bildenden Planetengetriebes wirkverbunden sein. Weiterhin kann der Steuermotor mit einem Planetenträger des die Stellgetriebeeinheit bildenden Planetengetriebes wirkverbunden sein.

Auch ist es vorteilhaft, wenn die Koppelschwinge auf einer Exzenterbuchse verdrehbar aufgebracht ist, durch die sich die Antriebshauptwelle hindurch erstreckt und mit einer Rundkammwelle zum Antrieb einer Rundkammwalze in Verbindung steht. Die erfindungsgemäße Stellgetriebeeinheit weist einen Wellensatz auf, dessen Wellen sich parallel zu der Antriebshauptwelle und/oder parallel zu der Rundkammwelle erstreckt. Dadurch wird die Getriebeeinheit besonders kompakt bauend ausführbar.

Es ist ferner denkbar, dass das Abreißzylindergetriebe mit der Antriebshauptwelle mittels einer Getriebestufe gekoppelt ist und weiterhin mittels einer Schubgelenkstangeneinheit mit der Koppelschwinge gekoppelt ist. Damit ist die Getriebeeinheit in ihrer Grundstruktur in an sich bekannter Bauart ausführbar, und die erfindungsgemäße Stellgetriebeeinheit ist gemeinsam mit dem Steuermotor gut nachrüstbar.

Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung kann eine Steuereinheit eingerichtet sein, mit der der Steuermotor zur Ausführung einer kontinuierlichen oder diskontinuierlichen, einer periodischen und/oder sich im Ablauf wiederholenden Drehbewegung ansteuerbar ist.

Die Steuereinheit kann gebildet sein durch eine an der Kämmmaschine ohnehin vorhandene Bedieneinheit, oder die Steuereinheit ist integraler Bestandteil der vorhandenen Bedieneinheit. Über die Steuereinheit, die insbesondere ausgeführt ist als interaktive Schnittstelle, kann beispielsweise eine Ansteuerung des Steuermotors erfolgen, um die Phasenlage der Pilgerschrittbewegung der Abreißzylinder gegenüber der Pilgerschrittbewegung der Ausgangswelle des Abreißzylindergetriebes entsprechend zu verstellen.

Die Erfindung richtet sich weiterhin auf eine Kämmmaschine für die Spinnereivorbereitung mit einer Getriebeeinheit gemäß vorstehender Beschreibung. Dabei kann die Kämmmaschine mehrere Kämmeinheiten mit jeweiligen Getriebeeinheiten aufweisen, wobei die Steuereinheit zentral eingerichtet sein kann und zur Ansteuerung aller Steuermotoren jeder Getriebeeinheit ausgebildet sein kann. Selbstverständlich können die mehreren Getriebeeinheiten insbesondere bezüglich der Phasenlage der Abreißwalzen mittels der jeweils identischen Ansteuerung der Steuermotoren in jedem der Kämmköpfe gleichermaßen verstellt werden, insbesondere über eine einheitliche Bedienung einer aller Kämmköpfe gemeinsamen Steuereinheit. Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt.

Es zeigen: Fig. 1 eine Getriebeeinheit für eine Kämmmaschine gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 2 eine Ansicht einer Getriebeeinheit für eine Kämmmaschine mit einer beispielshaft dargestellten Stellgetriebeeinheit gemeinsam mit einem Steuermotor,

Fig. 3 ein Diagramm, in dem der Kurvenverlauf der Phasenlage der vorderen Abreißwalze und der Phasenlage der hinteren Abreißwalze über der Zeit aufgetragen sind. Zunächst wird Figur 1 beschrieben, die eine Getriebeeinheit 1 einer Kämmmaschine für die Spinnereivorbereitung zeigt, wobei die beschriebenen Merkmale mit den zugehörigen Bezugszeichen in Figur 2 ebenfalls zu berücksichtigen sind, und in Zusammenhang mit Figur 2 nicht erneut beschrieben werden.

Die Figuren 1 und 2 zeigen jeweils eine Getriebeeinheit 1 , wobei die Getriebeeinheit 1 gemäß Figur 1 einen Stand der Technik wiedergibt, wohingegen in Figur 2 die Merkmale der Erfindung gesondert beschrieben werden.

Die Getriebeeinheit 1 weist eine Antriebshauptwelle 10 auf, die über ein Hauptantriebrad 11 mittels eines Antriebsmotors 27 angetrieben wird. Der Antriebsmotor 27 treibt zunächst eine Nebenwelle 30 an, die Teil eines Nebengetriebes 31 ist, wobei das Nebengetriebe 31 beispielsweise Tischkalanderwalzen 32 und beispielsweise Lieferwalzen 33 antreibt.

Auf der Nebenwelle 30 ist ein Zahnrad 34 aufgebracht, welches mit dem Hauptantriebsrad 11 ineinander greift, und das Hauptantriebsrad 11 weist eine starre Verbindung zur Antriebshauptwelle 10 auf, die folglich ebenfalls vom Antriebsmotor 27 kontinuierlich drehend angetrieben wird. Die Antriebshauptwelle 10 wirkt über ein Zwischengetriebe 35 mit einer Rundkammwelle 21 zusammen, über die eine Rundkammwalze 22 angetrieben wird. Weiterhin ist mit der Antriebshauptwelle 10 eine Getriebestufe 25 verbunden, über die das Abreißzylindergetriebe 16 zum Antrieb der Abreißzylinder 17 und 18 kontinuierlich angetrieben wird, wobei das Abreißzylindergetriebe 16 als Planetengetriebe ausgebildet ist und die Abreißzylinder 17 und 18 direkt mit der Pilgerschrittbewegung antreibt. An dem Hauptantriebsrad 11 ist eine Kurbelschwinge 13 an einem außermittigen Punkt angeordnet, über die in die Zangenwelle 12 eine oszillierende Bewegung eingeleitet wird. Die oszillierende Bewegung wird von der Zangenwelle 12 in einen nicht näher dargestellten Zangenapparat überführt, um wenigstens eine Oberzange des Zangenapparates relativ zu einer Unterzange oszillierend zu bewegen, um den Faserstrang zwischen Oberzange und Unterzange freizugeben und diesen wieder zu halten.

Die Zangenwelle 12 ist über einen Koppelarm 36 weiterhin mit der Koppelschwinge 14 verbunden, und die oszillierende Bewegung der Zangenwelle 12 wird über den Koppelarm 36, der an der Zangenwelle 12 starr befestigt ist, in die Koppelschwinge 14 eingeleitet. Die Koppelschwinge 14 kann dabei auf einer Exzenterbuchse 15 die Drehschwingbewegung ausführen, die auf der Antriebshauptwelle 10 selbst verdrehbar aufgebracht ist.

Auf einer gegenüberliegenden Seite der Anbindung des Koppelarms 36 ist die Koppelschwinge 14 mittels einer Schubgelenkstangeneinheit 26 mit dem Abreißzylindergetriebe 16 verbunden, sodass mit der schwingenden Bewegung der Koppelschwinge 14 eine diskontinuierliche, jedoch periodische Schwingbewegung in das Abreißzylindergetriebe 16 eingebracht wird, die sich der kontinuierlichen Drehbewegung aus der Antriebshauptwelle 10 und der Getriebestufe 25 überlagert. Im Ergebnis können die Abreißzylinder 17 und 18 mit der geforderten Pilgerschrittbewegung angetrieben werden.

Weiterhin gezeigt ist ein Bürstenmotor 37 zum Antrieb einer Putzbürste 38, und es ist ein Motor 39 vorgesehen, der zumindest zum Antrieb von zwei Wickelwalzen 40 dient, auf denen der

Faserwickel aufgelegt wird.

Eine Koppelstange 28 ist als Verbindung zwischen dem Hauptantriebsrad 11 und der Exzenterbuchse 15 eingerichtet. Über die Koppelstange 28 wird eine Drehbewegung in die Exzenterbuchse 15 eingebracht, die eine Zwangsdrehung der Exzenterbuchse 15 in Abhängigkeit der Drehung des Hauptantriebrades 11 erzeugt.

Figur 2 zeigt im Vergleich zu Figur 1 eine erfindungsgemäß erweiterte Getriebeeinheit 1 , die eine Stellgetriebeeinheit 20 aufweist. Die Stellgetriebeeinheit 20 ist an der Ausgangswelle 19 des Abreißzylindergetriebes 16 angebunden, sodass über die Ausgangswelle 19 bereits eine Pilgerschrittbewegung in die Stellgetriebeeinheit 20 eingeleitet wird. Die Ausgangswelle 19 ist hierfür mit einem Sonnenrad 29 verbunden, das Teil des als Planetengetriebe ausgebildeten Abreißzylindergetriebes 16 darstellt.

Ruht der Steuermotor 23, so führen die Abreißzylinder 17 und 18 die Pilgerschrittbewegung in der Phasenlage aus, die auch über die Ausgangswelle 19 in die Stellgetriebeeinheit 20 eingeleitet wird. Wird der Steuermotor 23 aktiviert, so verdreht dieser über eine Steuerwelle 42 einen Planetenträger 41 der als Planetengetriebe ausgeführten Stellgetriebeeinheit 20, sodass die Abreißzylinder 17 und 18 schließlich der Phasenlage P1 der Pilgerschrittbewegung der Ausgangswelle 19 je nach Einstellung vor oder nacheilen. Ist der Steuermotor 23 beispielweise als Servomotor ausgeführt, so kann bei Aktivierung des Servomotors die Phasenlage P2 erzeugt werden, die von der Phasenlage P1 abweicht, insbesondere zwischen den Umkehrpunkten U1 und U2, wie in Figur 3 gezeigt.

In Figur 3 ist hierfür auf der Abszisse die Zeit t in ms aufgetragen, über der die Abreißzylinder 17 und 18 die Drehbewegung mit dem Winkel a ausführen. Letzterer ist auf der Ordinate aufgetragen. Angesteuert wird der Steuermotor 24 mittels einer Steuereinheit 24, insbesondere mittels eines berührungsempfindlichen Bildschirms.

Werden die Abreißzylinder 17, 18 - im Unterschied zu dieser Erfindung - mit je einem Servomotor angetrieben und angesteuert, so dass die Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung des Phasenverlaufes jedes Abreißzylinders 17, 18 separat anzusteuerbar ist, hat das den Nachteil der hohen Investitionskosten. Darüber hinaus steigt der Energieverbrauch, da die Nachbildung der Pilgerschrittbewegung durch die Servomotoren bei Drehzahlen von über 500 U/min durch die permanente Beschleunigung und Abbremsung viel Energie verbrauchen und stark erhitzen. Die Erfindung geht daher von der Erkenntnis aus, dass nur eine geringe Phasenabweichung durch eine zwischengeschaltete Stellgetriebeeinheit 20 mit einem Steuermotor 23 ausreichend ist, um eine Phasenabweichung von bis zu +/- 10 % zur Nenndrehzahl der Abreißzylinder 17, 18 zu erreichen. Denn die Nenndrehzahl und die erforderliche Energie durch die Getriebeeinheit 1 bzw. das Abreißzylindergetriebe 16 sind bereits vorgegeben und vorhanden, so dass nur noch die Differenz der Bewegungsabweichung in die Getriebeeinheit 1 einzuleiten ist. Die Investitionskosten sind deutlich niedriger als bei der Verwendung von Servomotoren. Der Energieverbrauch ist ebenfalls deutlich niedriger und die erfindungsgemäße Lösung ist nachrüstbar.

Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten oder räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Bezugszeichen

I Getriebeeinheit

10 Antriebshauptwelle

I I Hauptantriebsrad

12 Zangenwelle

13 Kurbelschwinge

14 Koppelschwinge

15 Exzenterbuchse

16 Abreißzylindergetriebe

17 Abreißzylinder

18 Abreißzylinder

19 Ausgangswelle

20 Stellgetriebeeinheit

21 Rundkammwelle

22 Rundkammwalze

23 Steuermotor

24 Steuereinheit

25 Getriebestufe

26 Schubgelenkstangeneinheit

27 Antriebsmotor

28 Koppelstange

29 Sonnenrad

30 Nebenwelle

31 Nebengetriebe

32 Tischkalanderwalze

33 Lieferwalze

34 Zahnrad

35 Zwischengetriebe

36 Koppelarm

37 Bürstenmotor

38 Putzbürste

39 Motor

40 Wickelwalze

41 Planetenträger

P1 Phasenlage der Pilgerschrittbewegung der Ausgangswelle

P2 Phasenlage der Pilgerschrittbewegung der Abreißzylinder U1 Umkehrpunkt

U2 Umkehrpunkt a Drehwinkel t Zeit in ms