Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Webmaschine
mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine
Antriebsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Beim Antrieb von Webmaschinen werden Zusatzschwungmassen eingesetzt,
um Nenn- bzw. Betriebsdrehzahlen möglichst konstant zu halten. Innerhalb eines
Webzykluses verändert sich das auf die Hauptantriebswelle der Webmaschine wirksame
Massenträgheitsmoment und verursacht dadurch wechselnde Drehmomente und in
weiterer Folge wechselnde Drehzahlen. Wechselnde Drehzahlen sind aus webtechnischen
Gründen jedoch unerwünscht und sollten deshalb ausgeglichen werden. Am
effektivsten lässt sich ein solcher Ausgleich mit mechanischen Schwungmassen
erreichen.
Beim Startvorgang einer Webmaschine muss die Webmaschine jedoch innerhalb
eines begrenzten Winkelbereichs mindestens auf eine Betriebsnenndrehzahl beschleunigt
werden, damit z.B. beim ersten Webblattanschlag keine Anlaufstellen im Gewebe entstehen.
Die Beschleunigung einer Webmaschine mit Schwungmasse beim Startvorgang
innerhalb des vorgegebenen Winkelbereiches ist jedoch mit einem Hauptmotor nicht
mit vertretbarem Aufwand zu realisieren. Ein ausreichend starker Hauptmotor, der
die Webmaschine mit Schwungmasse innerhalb des begrenzten Winkelbereiches auf Betriebsnenndrehzahl
beschleunigt, würde zu hohe Anschaffungs- und Energiekosten verursachen und
zudem einen zu großen Bauraum benötigen. Darüber hinaus wären
die, unter anderem von der steuernden Leistungselektronik, zu realisierenden Leistungsspitzen
nicht vertretbar.
Bekannte Antriebsanordnungen von Webmaschinen bestehen beispielsweise
aus einem elektrischen Hauptmotor, der drehfest mit einer Rotationsschwungmasse
verbunden ist und über eine elektromechanisch schaltbare Kupplungs-Bremseinheit
mit der Hauptantriebswelle der Webmaschine verbunden wird. Damit lassen sich bestimmte
Betriebsphasen, wie z.B. der Hochlauf und das Stillsetzen der Webmaschine vorteilhaft
durchführen, indem der Motor und die Zusatzschwungmassen zeitlich versetzt
zu den anderen Antriebselementen der Webmaschine beschleunigt oder abgebremst werden.
Eine derartige Antriebsanordnung ist beispielsweise in der
DE 37 33 590 A1 beschrieben. Gemäß
des darin beschriebenen Verfahrens wird zunächst der Hauptmotor mit Schwungmasse
auf eine Drehzahl über der Betriebsnenndrehzahl beschleunigt und nachfolgend
wird bei leerlaufendem Hauptmotor die Webmaschine eingekuppelt und von den Schwungmassen
auf Betriebsnenndrehzahl beschleunigt. D.h. die Anwerfenergie für die Webmaschine
wird im wesentlichen von elektrisch antreibbaren, an die Webmaschine kuppelbaren
Schwungmassen aufgebracht. Bei den Kuppelvorgängen von zwei mit unterschiedlicher
Drehzahl rotierenden Bauteilen entsteht ein Verschleiß, der sich z.B. im Hinblick
auf die Wartungsintervalle negativ auswirkt. Des weiteren verhindert die große
Schwungmasse mit ihrer Trägheit ein schnelles Abbremsen der Webmaschine durch
den Antriebsmotor innerhalb eines begrenzten Winkelbereichs, was in vielen Situationen
vorteilhaft bzw. erforderlich ist, so z.B. bei einem Notstop.
Aus der DE 102 25 037 A1
ist eine Antriebsanordnungen für Webmaschinen mit separat angetriebener, zuschaltbarer
Zusatzschwungmasse zum Konstanthalten einer Betriebsdrehzahl einer Webmaschine bekannt
geworden. Mit der darin beschriebenen Antriebsanordnung kann auf die relativ teure
und stark verschleißbehaftete Kupplungs-Bremseinheit verzichtet werden.
Der Nachteil dieser Erfindung ist jedoch ein erhöhter konstruktiver
und wirtschaftlicher Aufwand dadurch, dass zwei gesonderte Antriebsmotoren erforderlich
sind. Die beiden Motoren müssen zudem steuerungstechnisch aufeinander abgestimmt
werden: Insbesondere der separate Antrieb für die Zusatzschwungmasse mit dazugehöriger
Leistungselektronik erhöht den Aufwand für diese Art der Antriebsanordnung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
kostengünstige Antriebsanordnung mit Schwungmasse für eine Webmaschine
zu schaffen, wobei sowohl auf eine aufwändige, verschleißbehaftete Kupplungs-Bremseinheit,
als auch auf einen separaten Antrieb für eine Schwungmasse verzichtet wird.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit
den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 und durch eine Antriebsanordnung
mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 7 gelöst. Zweckmäßige
Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen definiert.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer
Webmaschine in den Betriebszuständen des Anfahrens, des stationären Webbetriebs
und des Abbremsens stehen ein Hauptmotor, die Hauptantriebswelle der Webmaschine
und eine drehbare Zusatzschwungmasse miteinander in je nach Betriebszustand unterschiedlicher
Wirkverbindung. Die unterschiedlichen Wirkverbindungen wird kupplungsbetätigt
durch unterschiedliche Schaltzustände eingestellt.
Über mindestens zwei Schaltkupplungen kann wahlweise ein Betrieb
mit den vier folgenden unterschiedlichen Schaltzuständen eingestellt werden:
- a) der Hauptmotor ist nur mit der Zusatzschwungmasse gekuppelt;
- b) der Hauptmotor ist nur mit der Hauptantriebswelle gekuppelt;
- c) der Hauptmotor ist mit der Zusatzschwungmasse und zugleich mit der Hauptantriebswelle
gekuppelt;
- d) der Hauptmotor, die Zusatzschwungmasse und die Hauptantriebswelle sind sämtlich
voneinander entkuppelt.
Die beiden Kupplungen sind unabhängig voneinander schaltbar.
Jede Schaltkupplung kann ihrer jeweiligen Belastung entsprechend dimensioniert werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens kann
über eine dritte Schaltkupplung zusätzlich zumindest folgender Schaltzustand
eingestellt werden:
- e) der Hauptmotor ist nur mit der Hauptantriebswelle gekuppelt und die Zusatzschwungmasse
ist zugleich direkt mit der Hauptantriebswelle gekuppelt.
Auch die dritte Schaltkupplung ist unabhängig von den anderen
Kupplungen schaltbar und kann entsprechend ihrer Belastung dimensioniert werden.
So sind beispielsweise die durch die ungleichförmig übersetzenden Getriebeelemente
der Webmaschine hervorgerufenen wechselnden Drehmomente, welche im stationären
Webbetrieb auftreten und von der Zusatzschwungmasse kompensiert werden, deutlich
höher, als das zum Starten und Stillsetzen der Webmaschine benötigte Drehmoment.
Dementsprechend wird beispielsweise die dritte Schaltkupplung derart
dimensioniert, dass sie die hohen wechselnden Drehmomente im stationären Betrieb
direkt zwischen Hauptantriebswelle und Zusatzschwungmasse aufnehmen kann. Die anderen
Schaltkupplungen können dadurch kleiner und damit kostengünstiger dimensioniert
werden. Des Weiteren ist es aus Gründen der mechanischen Ausfallsicherheit
vorteilhaft, die auftretenden hohen wechselnden Drehmomente unter Vermeidung von
Zwischengliedern in die Hauptantriebswelle bzw. in die Zusatzschwungmasse einzuleiten.
Nach einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens gemäß
Anspruch 3 wird beim Anfahren der Webmaschine zunächst im Schaltzustand a nur
die Zusatzschwungmasse von dem damit wirkverbundenen Hauptmotor auf eine Drehzahl
beschleunigt, die zumindest nahezu einer Betriebsdrehzahl entspricht.
Nachfolgend wird nach dem Trennen von Hauptmotor und Zusatzschwungmasse
der Hauptmotor im Schaltzustand d zumindest nahezu auf Stillstand abgebremst und
der Hauptmotor wird mit der Hauptantriebswelle zum Schaltzustand b wirkverbunden.
Danach wird die Webmaschine über die Hauptantriebswelle mindestens nahezu auf
die Betriebsdrehzahl beschleunigt und schließlich wird durch Übergang
in den Schaltzustand c der Hauptmotor wieder mit der zuvor beschleunigten Zusatzschwungmasse
wirkverbunden während er zugleich mit der Hauptantriebswelle wirkverbunden
bleibt.
Bei dem bevorzugten Verfahren gemäß Anspruch 4 mit einer
dritten Schaltkupplung sind zunächst die selben Anfahrschritte vorgesehen,
wie in Anspruch 3 beschrieben, jedoch wird hier nach dem Beschleunigen der Webmaschine
über die Hauptantriebswelle durch Übergang in den Schaltzustand e die
zuvor beschleunigte Zusatzschwungmasse direkt mit der Hauptantriebswelle gekuppelt,
während der Hauptantrieb mit der Hauptantriebswelle wirkverbunden bleibt.
Die "Anwerfenergie" für die Webmaschine wird gemäß
der beiden vorgenannten Varianten des Verfahrens also nicht von einer Schwungmasse
aufgebracht, sondern von dem in dieser Phase mit der Hauptantriebswelle verbundenen
Hauptmotor.
Die nach dem Beschleunigen der Hauptantriebswelle auf nahezu die Betriebsnenndrehzahl
wieder mit den anderen Antriebselementen verbundene Zusatzschwungmasse bewirkt eine
Drehzahlstabilisierung zur Kompensation von wechselnden Drehmomenten im weiteren
Betrieb. Im stationären Betrieb sind die Hauptantriebswelle und die als Drehzahlstabilisator
wirkende Zusatzschwungmasse entweder direkt miteinander wirkverbunden oder über
die beiden Schaltkupplungen und den Hauptmotor miteinander wirkverbunden.
Beim Kupplungsvorgang rotieren die zu verbindenden Bauteile zumindest
nahezu mit der gleichen Drehzahl.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung des Verfahrens wird
beim Beschleunigen der Zusatzschwungmasse im Schaltzustand a für diese eine
Drehzahl eingestellt, die über der Betriebsdrehzahl liegt.
Beim Beschleunigen der Hauptantriebswelle im Schaltzustand b wird
der Übergang auf den Schaltzustand c oder, bei der Variante mit der dritten
Schaltkupplung, auf den Schaltzustand e schon vorgenommen, bevor die Hauptantriebswelle
die Betriebsnenndrehzahl erreicht hat, so dass ein geringer Teil
der zum Erreichen der Betriebsnenndrehzahl der Hauptantriebswelle benötigen
Energie aus der mit einer höheren Drehzahl als der Betriebsnenndrehzahl drehenden
Zusatzschwungmasse abgeleitet wird.
Gemäß eines weiteren Aspektes der Erfindung wird zum Abbremsen
und Stillsetzen der Webmaschine aus dem stationären Betrieb, in dem der Schaltzustand
c bzw. e vorliegt, zunächst durch Abkuppeln der Zusatzschwungmasse der Schaltzustand
b herbeigeführt und die Hauptantriebswelle wird durch den Hauptmotor bis mindestens
nahe dem Stillstand abgebremst.
Der Hauptmotor kann auf diese Weise die Webmaschine innerhalb eines
deutlich kleineren Winkelbereiches zum Stillstand abbremsen, als es bei Anordnungen
möglich ist, bei denen mit der Webmaschine auch die mit vergleichsweise hoher
kinetischer Energie behaftete Schwungmasse abgebremst wird.
Nach dem Abbremsen der Hauptantriebswelle auf mindestens nahe dem
Stillstand wird bevorzugt der Schaltzustand d eingestellt, wobei die Hauptantriebswelle
von dem Hauptmotor abgekuppelt und mit einem maschinenfesten Bauteil in Wirkverbindung
gebracht wird.
Diese Maßnahme dient zum einen der Sicherheit der Bediener der
Webmaschine, die dadurch vor unerwarteten Bewegungen der Webmaschinenteile während
der Stillstandsphasen geschützt sind und zum anderen dazu, reproduzierbare
nachfolgende Abläufe zu gewährleisten, indem die Webmaschine an einem
definierten Drehwinkel festgehalten und von dort wieder gestartet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren entspricht einem Verfahren
mit einem sogenannten Direktantrieb, der in Start- und Stopphasen masseerleichtert,
d.h. ohne die abgekoppelte Schwungmasse, und im stationären Betrieb massebehaftet,
d.h. mit angekoppelter Schwungmasse, betrieben wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
eine Antriebsanordnung einer Webmaschine vorgesehen, die einen Hauptmotor, eine
vom Hauptmotor antreibbare und koaxial zur Rotorwelle des Hauptmotors angeordnete
Hauptantriebswelle, sowie eine vom Hauptmotor antreibbare Zusatzschwungmasse umfasst.
Auf der Rotorwelle des Hauptmotors ist wenigstens ein Kupplungsmittel
drehfest angeordnet. Das Kupplungsmittel ist über ein erstes Mitnehmerelement
mit der Hauptantriebswelle drehfest verbindbar und über ein zweites Mitnehmerelement
mit der Zusatzschwungmasse ebenfalls drehfest verbindbar. Das Kupplungsmittel kann
dabei integraler Bestandteil der Rotorwelle sein, z.B. eine auf der Rotorwelle angeordnete
Verzahnung oder Kupplungsklauen. Dementsprechend kann das erste und/oder das zweite
Mitnehmerelement ein integraler Bestandteil der Hauptantriebswelle bzw. der Zusatzschwungmasse
sein.
Bei dieser Antriebsanordnung werden die wechselnden Drehmomente im
stationären Webbetrieb von der Hauptantriebswelle indirekt an die Zusatzschwungmasse
abgeleitet, nämlich über das erste Mitnehmerelement, das Kupplungsmittel
und über das zweite Mitnehmerelement.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Hauptantriebswelle
über eine schaltbare Kupplung direkt mit der Zusatzschwungmasse drehfest verbindbar
ist. Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich die hohen wechselnden Drehmomente
im stationären Webbetrieb von der Hauptantriebswelle direkt an die Zusatzschwungmasse
abzuleiten bzw. von der Zusatzschwungmasse ausgleichen zu lassen, ohne die weiteren
Antriebselemente zu belasten.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausgestaltung der Antriebsanordnung
ist das erste Mitnehmerelement derart ausgebildet und angeordnet, dass die Hauptantriebswelle
entweder mit dem Kupplungsmittel oder mit einem maschinenfesten Bauteil der Webmaschine
drehfest verbindbar ist. Die Doppelfunktion des ersten Mitnehmerelementes schafft
zusätzlich eine Haltebremse für die Hauptantriebswelle der Webmaschine.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung definiert die Ausführung
und Anordnung der kuppelnden Einzelteile der Antriebsanordnung. Das Kupplungsmittel
ist vorzugsweise eine koaxial auf der Rotorwelle des Hauptmotors angeordnete Kupplungsscheibe
und das erste und das zweite Mitnehmerelement sind als Ankerscheiben ausgebildet,
wobei beide Ankerscheiben koaxial zur Kupplungsscheibe angeordnet sind und mit der
Kupplungsscheibe reibschlüssig verbindbar sind.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführung der
Erfindung ist das erste, als Ankerscheibe ausgebildete und koaxial zur Kupplungsscheibe
angeordnete Mitnehmerelement wahlweise mit der Kupplungsscheibe oder mit einem maschinenfesten
Teil der Webmaschine drehfest verbindbar. Die drehfeste Verbindung kann entweder
reibschlüssig oder formschlüssig ausgeführt sein.
In Verbindung mit formschlüssigen Verbindungen sind auch Mittel
zur Synchronisation der Drehgeschwindigkeiten der zu verbindenden Kupplungsteile
einsetzbar.
Die Antriebsanordnung mit der dritten Kupplung ermöglicht auch
einen Betrieb in einem Schaltzustand, bei dem der Hauptmotor mit der Zusatzschwungmasse
und zugleich mit der Hauptantriebswelle gekuppelt ist und die Zusatzschwungmasse
zugleich direkt mit der Hauptantriebswelle gekuppelt ist.
Die vorliegende Erfindung umfasst des Weiteren eine Webmaschine, die
durch eine der vorgenannten Antriebsanordnungen gekennzeichnet ist.
Die Erfindung und weitere sich ergebende Vorteile werden nachstehend
anhand von mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In den anliegenden Zeichnungen sind die Antriebsanordnungen jeweils
in der Betriebsphase „stationärer Betrieb" dargestellt.
Es zeigen:
1: eine schematische Darstellung einer ersten erfindungsgemäßen
Antriebsanordnung mit indirekter Drehmomentübertragung zwischen Hauptantriebswelle
und Zusatzschwungmasse;
2: die Schnittdarstellung einer Ausführung der
ersten erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit indirekter Drehmomentübertragung
zwischen Hauptantriebswelle und Zusatzschwungmasse;
3: eine schematische Darstellung einer zweiten erfindungsgemäßen
Antriebsanordnung mit direkter Drehmomentübertragung zwischen Hauptantriebswelle
und Zusatzschwungmasse;
4: die Schnittdarstellung einer Ausführung der
zweiten erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit direkter Drehmomentübertragung
zwischen Hauptantriebswelle und Zusatzschwungmasse.
5: die Schnittdarstellung einer weiteren Ausführung
der zweiten erfindungsgemäßen Antriebsanordnung mit direkter Drehmomentübertragung
zwischen Hauptantriebswelle und Zusatzschwungmasse und mit einer federbetätigten
Haltebremse.
Die in 1 schematisch dargestellte Antriebsanordnung
zeigt den Hauptmotor 1 mit seiner Rotorwelle 2 und zwei drehfest
auf der Rotorwelle befestigte Kupplungsmittel 2.1. Das eine Kupplungsmittel
2.1 ist schaltbar mit dem ersten Mitnehmerelement 3.1 wirkverbunden,
welches Mitnehmerelement 3.1 drehfest mit der Zusatzschwungmasse
3 verbunden ist.
Das andere Kupplungsmittel 2.1 ist schaltbar mit dem zweiten
Mitnehmerelement 4.1 wirkverbunden, welches Mitnehmerelement
4.1 drehfest mit der Hauptantriebswelle 4 verbunden ist. Die Hauptantriebswelle
4 treibt die einzelnen Funktionsgruppen der Webmaschine 8 an,
wie z.B. die Schussfadeneintragselemente, die Fachbildemittel und das Webblatt.
Die in 2 dargestellte Antriebsanordnung
zeigt die Rotorwelle 2 des nicht dargestellten Hauptmotors 1 und
ein drehfest auf der Rotorwelle 2 befestigtes Kupplungsmittel
2.1. Das Kupplungsmittel 2.1 umfasst eine Kupplungsnabe
2.11, eine starr damit verbundene erste Kupplungsscheibe 2.12
und eine drehfest mit der Kupplungsnabe verbundene zweite Membranfeder
2.13 mit Reibbelag 2.14.
Die erste Kupplungsscheibe 2.12 ist in der dargestellten
Stellung mit einem drehfest auf der Hauptantriebswelle 4 befestigten ersten
Mitnehmerelement 4.1 wirkverbunden. Das erste Mitnehmerelement
4.1 besteht aus einer Nabe 4.11, aus einer Membranfeder
4.12 und aus den Reibscheiben 4.13 und 4.14.
Zum Beschleunigen, Betreiben und Abbremsen der Hauptantriebswelle
4 durch den Hauptmotor 1 wird ein Kraftschluss zwischen der Rotorwelle
2 des Hauptmotors 1 und der Hauptantriebswelle 4 hergestellt.
Dazu wird eine maschinenfest angeordnete Wicklung 6.2 bestromt. Die Wicklung
6.2 ist derart angeordnet, dass bei Bestromung der Wicklung 6.2
die Reibscheibe 4.13 des Mitnehmerelementes 4.1 gegen die Kraft
der Membranfeder 4.12 an die Kupplungsscheibe 2.12 gepresst wird,
und dass durch den so hergestellten Reibschluss eine Wirkverbindung zwischen Rotorwelle
2 und Hauptantriebswelle 4 hergestellt wird. Diese Kupplung entspricht
in Aufbau und Funktion einer in der Fachwelt hinreichend bekannten Polreibungskupplung
und ist deshalb hier nicht detaillierter beschrieben.
Im nicht dargestellten Stillstand der Antriebsanordnung gemäß
2 liegt die Reibscheibe 4.14 reibschlüssig
an einem maschinenfesten Bauteil 6 an und verhindert so unbeabsichtigte
Bewegungen der Hauptantriebswelle 4 und aller von der Hauptantriebswelle
angetriebenen Bauteile. Der Reibschluss wird durch die Federkraft der Membranfeder
4.12 erreicht. Auf diese Weise wird die Funktion einer Haltebremse der
Webmaschine in der erfindungsgemäßen Antriebsanordnung integriert.
Die Rotorwelle 2 ist in der dargestellten Stellung über
die Kupplungsnabe 2.11, die zweite Membranfeder 2.13, über
den Reibbelag 2.14 und über ein Mitnehmerelement 3.1 mit
der Zusatzschwungmasse 3 wirkverbunden.
Der Kraftschluss dieser reibschlüssigen Verbindung wird erreicht,
indem die maschinenfest angeordnete Wicklung 6.1 bestromt wird und dadurch
den Reibbelag 2.14 auf das Mitnehmerelement 3.1
presst. Das Mitnehmerelement 3.1 ist als Scheibe mit Reibfläche
ausgebildet und starr mit der Zusatzschwungmasse 3 verbunden.
Die Zusatzschwungmasse 3 ist mittels Wälzlagern
3.2 freidrehend auf der Rotorwelle 2 gelagert.
Die schematisch dargestellte Antriebsanordnung in 3
zeigt die Anordnung aus 1, die um die Kupplung
5 erweitert ist. Gemäß der Anordnung in 3
ist so ein direkter Kraftschluss zwischen der Hauptantriebswelle 4 und
der Zusatzschwungmasse 3 über die Kupplung 5 möglich.
Im stationären Betrieb werden über diese direkte Wirkverbindung die an
der Hauptantriebswelle 4 wirkenden, wechselnden Drehmomente der Webmaschine
auf die Zusatzschwungmasse 3 übertragen und von dieser kompensiert,
sodass keine unzulässig hohen Drehzahlschwankungen auftreten.
Die 4 und 5
zeigen je eine Ausführung der Antriebsanordnung gemäß der schematischen
Anordnung in 3, jeweils im stationären Betrieb.
Dazu ist die Hauptantriebswelle 4 sowohl mit der Rotorwelle 2
und mit der Zusatzschwungmasse 3 wirkverbunden. Eine direkte Wirkverbindung
zwischen Zusatzschwungmasse 3 und Rotorwelle 2 besteht in dieser
Betriebsphase nicht.
In der Antriebsanordnung gemäß 4
ist zwischen koaxial zueinander angeordneter Rotorwelle 2 und Hauptantriebswelle
4 ein axial verschiebbares Kupplungsmittel 2.2 in Form einer Verbindungswelle
angeordnet. Das Kupplungsmittel 2.2 wird mittels einer bearbeiteten Führungsfläche
2.21 in der Rotorwelle 2, welche ebenfalls eine Führungsfläche
aufweist, radial geführt und ist mit einem auf der Mantelfläche angeordneten
Zahnwellenprofil 2.22 versehen.
Neben Kerb- oder Evolventenzahnprofilen können für die schaltbare
Wellenverbindung beispielsweise auch Keil- oder Polygon-Wellenverbindungen eingesetzt
werden.
In der dargestellten Position des Kupplungsmittels 2.2 ist
das der Rotorwelle gegenüberliegende Ende des Kupplungsmittels 2.2
über das Zahnwellenprofil 2.22 mit einer in der Hauptantriebswelle
angeordneten Innenverzahnung 4.2 im Eingriff. Dadurch steht die Rotorwelle
2 in drehfester Verbindung mit der Hauptantriebswelle 4 und es
wird beispielsweise das Antriebsdrehmoment vom Hauptmotor 1 auf die Webmaschine
8 übertragen.
Zum Lösen der Wirkverbindung zwischen der Rotorwelle
2 und der Hauptantriebswelle 4 wird das Kupplungsmittel
2.2 axial in Richtung der Rotorwelle verschoben, bis das Zahnwellenprofil
2.22 des Kupplungsmittels 2.2 nicht mehr im Eingriff mit der Innenverzahnung
4.2 der Hauptantriebswelle 4 steht. Für die axiale Verschiebung
des Kupplungsmittels 2.2 wird eine nicht dargestellte Aktorik vorgesehen,
die z.B. mechanisch, pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch betätigt wird.
Auf der Rotorwelle 2 ist des Weiteren das Kupplungsmittel
2.1 drehfest angeordnet. Das Kupplungsmittel 2.1 umfasst eine
Kupplungsnabe 2.11 und eine drehfest damit verbundene Membranfeder
2.13 mit Reibbelag 2.14.
Der Reibbelag 2.14 wird in den entsprechenden Betriebsphasen,
z.B. zum Beschleunigen der Zusatzschwungmasse während der Startphase, von einer
maschinenfest angeordneten Wicklung 6.1 gegen eine drehfest mit der Zusatzschwungmasse
3 verbundene Kupplungsscheibe 3.3 gezogen. Dadurch wird ein Kraftschluss
zwischen Hauptmotor 1 und Zusatzschwungmasse 3 hergestellt.
Die Zusatzschwungmasse 3 ist über ein Wälzlager
3.2 freidrehend auf der Hauptantriebswelle 4 gelagert.
Auf der in axialer Richtung dem Mitnehmerelement 3.3 gegenüberliegenden
Seite der Zusatzschwungmasse 3 ist ein weiteres Mitnehmerelement
3.1 drehfest angeordnet. Über das Mitnehmerelement 3.1 ist
die Zusatzschwungmasse 3 mit dem Mitnehmerelement 4.1 und damit
mit der Hauptantriebswelle 4 wirkverbindbar. Wird die maschinenfest angeordnete
Wicklung 6.2 bestromt, dann wird die Reibscheibe 4.13 des auf
der Hauptantriebswelle 4 drehfest angeordneten Mitnehmerelementes
4.1 gegen die Federkraft der Membranfeder 4.12 an das Mitnehmerelement
3.1 gepresst und durch den so hergestellten Reibschluss wird eine Wirkverbindung
zwischen der Zusatzschwungmasse 3 und der Hauptantriebswelle
4 erreicht.
Im nicht dargestellten stromlosen Zustand der Wicklung 6.2
ist die Wirkverbindung zwischen der Zusatzschwungmasse 3 und der Hauptantriebswelle
4 aufgehoben. Dies ist beispielsweise beim Abbremsen der Webmaschine
8 durch den Hauptmotor 1 der Fall.
Auch in der Antriebsanordnung gemäß 5
ist zwischen der Rotorwelle 2 des Hauptmotors 1 und der koaxial
dazu angeordneten Hauptantriebswelle 4 ein axial verschiebbares Kupplungsmittel
2.2 in Form einer Verbindungswelle angeordnet. Das Kupplungsmittel
2.2 ist vergleichbar aufgebaut und angeordnet, wie das in 4
beschriebene Kupplungsmittel 2.2 und es erfüllt die gleichen Funktionen.
Im Vergleich zu der in 4 dargestellten
Ausführung erfüllt das Kupplungsmittel 2.2 in der Ausführung
gemäß 5 jedoch noch eine zusätzliche
Funktion, nämlich die Betätigung einer auf der Hauptantriebswelle
4 drehfest angeordneten Haltebremse 7. Die Haltebremse
7 ist immer dann geöffnet, wenn die Rotorwelle 2 des Hauptmotors
1 in drehfester Verbindung mit der Hauptantriebswelle 4 der Webmaschine
steht. Sobald diese Verbindung aufgehoben wird, ist die Haltebremse 7 betätigt
durch die Federkraft einer Bremsfeder 7.3.
Diese Funktion wird dadurch erreicht, dass das Kupplungsmittel
2.2 an dem der Hauptantriebswelle 4 zugewandten Seite eine Schrägfläche
2.23 aufweist, welche beim axialen Verschieben des Kupplungsmittels
2.2 in Richtung der Hauptantriebswelle 4 auf das eine Ende eines
Auslösehebels 7.1 der Haltebremse 7 aufläuft und diesen
Auslösehebel 7.1 dadurch betätigt. Über das andere Ende
des schwenkbar gelagerten Auslösehebels 7.1 wird beim axialen Verschieben
des Kupplungsmittels 2.2 in Richtung der Hauptantriebswelle 4
eine axial verschiebbar auf der Hauptantriebswelle 4 gelagerte Bremsscheibe
7.2 verschoben.
Diese axiale Verschiebung der Bremsscheibe 7.2 gegen die
Kraft einer Bremsfeder 7.3 bewirkt das Lösen der Haltebremse, weil
dadurch der auf der Bremsscheibe 7.2 starr befestigte Reibbelag
7.4 von dem maschinenfesten Bauteil 6 getrennt wird.
Umgekehrt wird beim Trennen der direkten Wirkverbindung zwischen Rotorwelle
2 und Hauptantriebswelle 4 durch axiales Verschieben des Kupplungsmittels
2.2 in Richtung der Rotorwelle 2 der Auslösehebel
7.1 wieder entlastet und die Haltebremse 7 wird durch die Bremsfeder
7.3 wieder betätigt, sodass die Hauptantriebswelle 4 reibschlüssig
mit dem maschinenfesten Bauteil 6 wirkverbunden ist.
- 1
- Hauptmotor
- 2
- Rotorwelle
- 2.1
- Kupplungsmittel
- 2.11
- Kupplungsnabe
- 2.12
- Kupplungsscheibe
- 2.13
- Membranfeder
- 2.2
- Kupplungsmittel
- 2.21
- Zahnwellenprofil
- 2.22
- Führungsfläche
- 2.23
- Schrägfläche
- 3
- Zusatzschwungmasse
- 3.1
- Mitnehmerelement
- 3.2
- Wälzlager
- 3.3
- Mitnehmerelement
- 4
- Hauptantriebswelle
- 4.1
- Mitnehmerelement
- 4.11
- Nabe
- 4.12
- Membranfeder
- 4.13
- Reibscheibe
- 4.14
- Reibscheibe
- 4.2
- Innenverzahnung
- 5
- Kupplung
- 6
- Maschinenfestes Bauteil
- 6.1
- Spule mit Halter
- 6.2
- Spule mit Halter
- 7
- Haltebremse
- 7.1
- Auslösehebel
- 7.2
- Bremsscheibe
- 7.3
- Bremsfeder
- 7.4
- Reibbelag
- 8
- Webmaschine
