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Dokumentenidentifikation DE10154817C1 02.10.2003
Titel Elektromotorischer Direktantrieb für die Tragorgane der Schussfadengreifer einer Webmaschine
Anmelder Lindauer Dornier GmbH, 88131 Lindau, DE
Erfinder von Zwehl, Dietmar, Dr., 88147 Achberg, DE;
Mayer, Dieter, 88239 Wangen, DE;
Lehmann, Michael, 88131 Lindau, DE
DE-Anmeldedatum 08.11.2001
DE-Aktenzeichen 10154817
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 02.10.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.10.2003
IPC-Hauptklasse D03D 47/27
IPC-Nebenklasse D03D 47/12   
Zusammenfassung Aufgabe der Erfindung ist es, für die Tragorgane der Schussfadengreifer einer Webmaschine elektromotorische Direktantriebe anzugeben, die über relativ große Kraftübertragungsflächen verfügen. Dazu eignet sich insbesondere ein linearer Direktantrieb, der auch in "Sandwich"-Bauweise ausgeführt sein kann. Der/die Ständer und Läufer können auch als Kreissegmente ausgebildet sein.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft einen aus Läufer und Ständer bestehenden elektromotorischen Direktantrieb für die Tragorgane der Schussfadengreifer einer Webmaschine.

Stand der Technik für den Antrieb von mechanischen Schusseintragsorganen sind Greiferstangen und Greiferbänder, die über getriebliche Mittel oder direkt angetrieben werden. Bei diesen Betriebsarten und heute hohen, erreichbaren Tourenzahlen ist ein hoher Verschleiß der Eintragsorgane gegeben, weil die zu bewegenden Massen so klein wie möglich gehalten werden müssen, was im Widerspruch zu einer bestimmten, notwendigen Festigkeit der Organe steht. Auch die Flächen zur Kraftübertragung sind von daher nicht sehr groß, was sowohl einerseits wieder erhöhten Verschleiß bedeutet, andererseits aber wünschenswert wäre.

Aus der DE-OS 24 20 433 ist eine Greiferschützenwebmaschine mit einem das Webfach durchlaufenden, den Eintrag eines Schussfadens durchführenden Webschützen bekannt, wobei der Webschützen mittels mindestens eines asynchronen Linearmotors angetrieben und gegebenenfalls auch abgebremst wird.

Der Linearmotor ist in Schusseintragsrichtung außerhalb der Kette bzw. des Webfaches angeordnet, wobei der Webschützen der Läufer des Linearmotors ist.

Als dem Anmeldegegenstand nächstliegender Stand der Technik ist das Dokument DE 31 27 542 A1 anzusehen.

Das Dokument offenbart einen Greiferstangen- oder Greiferbandantrieb einer Webmaschine mit mindestens einem außerhalb des Webfaches angeordneten Schusseintragssystem und mit einer quer zur Gewebebahn hin und her bewegbaren Greiferstange oder Greiferband, die mit einem Antrieb verbunden ist, wobei der Antrieb jeder Greiferstange bzw. jedes Greiferbandes ein Linearmotor ist, der über eine Steuerelektronik steuerbar ist.

Wenigstens eine Greiferstange oder ein Greiferband durchragen beim Schusseintrag den Stator des wenigstens einen Linearmotors. Die Greiferstange bzw. das Greiferband ist gem. dem offenbarten Gegenstand mit dem Ende wenigstens einer Stange verbunden, wobei die Stange der Läufer des Linearmotors ist. Dabei wird diese Lösung dem Umstand gerecht, dass dem Läufer, mit dem das Tragorgan des Schussfadengreifers verbunden ist, bei der Schussfadenübergabe in der Mitte des Webfaches die volle Kraftübertragungsfläche des Stators zur Verfügung steht. Unabhängig davon ist bei dieser Ausführungsform nur ein elektromotorischer Antrieb jedem Tragorgan zugeordnet, wodurch dennoch die für das Antriebsmoment und damit die für die Kraft- und Leistungsentwicklung zur Verfügung stehende aktive Fläche relativ gering ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für die Tragorgane der Schussfadengreifer einer Webmaschine einen elektromotorischen Direktantrieb unter optimaler Nutzung des verfügbaren Einbauraumes der Webmaschine zu schaffen und wobei die für das Antriebsmoment und die für die Kraft- und Leistungsentwicklung aktiven Flächen der Direktantriebe vergleichsweise groß sind, ohne dass sich dabei die zu bewegenden Massen bzw. die Massenträgheitsmomente in gleicher Weise erhöhen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Bedingt durch die gegebenen Einbauräume bei einer Webmaschine und in Betracht der wie erwähnt wünschenswerten großen Kraftübertragungsflächen wird ein zweiteiliger Antrieb vorgeschlagen. Ein erster Antriebsteil besteht dabei aus dem eigentlichen Schusseintragsorgan mit Greifervorrichtung an einer Seite als Läufer und einem Ständer, der im Prinzip einer bisherigen Führung eines bekannten Schusseintragsorganes wie einem Rohr oder Bandantriebsrad entspricht.

Dieser erste Antriebsteil liegt im wesentlichen außerhalb des zum Weben vorgesehenen Raumes. Damit ergibt sich der Umstand, dass das Schusseintragsorgan im ausgefahrenen Zustand, d. h., wenn in etwa die Mitte des Gewebes erreicht ist, nur noch eine kleine Kraftübertragungsfläche zur Verfügung steht. Diese Kraftübertragungsfläche macht sich für eine Verzögerungsphase bis zum (innenliegenden) Umkehrpunkt der oszillierenden Bewegung des Schusseintragsorganes und für die gegenläufige Beschleunigung zum außenliegendem Umkehrpunkt negativ bemerkbar.

Deshalb wird erfindungsgemäß ein zweiter Antriebsteil vorgesehen, der sich sowohl außerhalb als auch innerhalb des zum Weben vorgesehenen Raumes erstreckt. Der/die Läufer dieses zweiten Antriebsteils sind über geeignete Mittel mit dem/den Läufer(n) des ersten Antriebsteils verbunden.

Der erste und zweite Antriebsteil kann so nur im Sinne einer elektrischen Welle gemeinsam verfahren werden. Aus dieser Anordnung ergeben sich nun die Vorteile, dass über den gesamten Verfahrweg der oszillierend angetriebenen Schusseintragsorgane die Kraftübertragungsfläche des zweiten Antriebsteils immer vollständig zur Verfügung steht und sich nur im Bereich der inneren Umkehrpunkte diese Fläche für den ersten Antriebsteil vermindert. Abgesehen vom eigentlichen Greiforgan ist zudem durch die Art des gewählten Antriebs das Schusseintragsorgan verschleißfrei zu betreiben. Das gilt auch für den Fall, dass der erste und/oder zweite Antriebsteil mit Bremsmitteln ausgerüstet ist, die den gesamten Antrieb zumindest am äußeren Umkehrpunkt blockieren können.

In weiter Ausgestaltung der Erfindung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Bauteile des ersten und zweiten Antriebs im Querschnitt ihrer transversalen Erstreckung sowohl rechteckig als auch bogenförmig bzw. als Kreissegmente ausgeführt sein können und die einzelnen Teilantriebe in dieser Hinsicht auch unterschiedlich gestaltet sein können. Ferner kann in Bezug auf den Ständer der Läufer sowohl unterhalb als auch oberhalb davon angeordnet sein, bzw. kann zur weiteren Erhöhung der Kraftübertragungsfläche der Läufer des einen oder anderen Teilantriebs auch zwischen zwei Ständern angeordnet sein.

Für diese koaxiale Schichtung zweier Ständer bzw. Ständersysteme um einen Läufer bzw. ein Läufersystem ist der Transversalflußmotor prädestiniert, der vorzugsweise läuferseitig mit Permanentmagneten bestückt ist. Als Motorprinzip kommt auch der Synchronmotor mit Permanentmagneten auf dem Läufer in Frage. Ebenso kann erfindungsgemäß der Gleichstrommotor, aufgrund der hohen erreichbaren Dynamik als Motorprinzip vorgesehen sein.

In den anliegenden Zeichnungen zeigen:

Fig. 1a in schematischer Darstellung die Tragorgane der Schussfadengreifer als Läufer eines elektromotorischen Direktantriebes mit Bremsmittel in Verbindung mit einem weiteren Läufer eines elektromotorischen Direktantriebes,

Fig. 1b eine mögliche geometrische Gestaltung der Läufer und Ständer des Direktantriebes gem. der Linie A-A in Fig. 1a,

Fig. 1c eine weitere mögliche geometrische Gestaltung der Läufer und Ständer der Direktantriebe gem. der Linie A-A in Fig. 1a und

Fig. 2 die bogenförmige Struktur der Läufer und Ständer der Direktantriebe gem. der Linie A-A in Fig. 1a unter schematischer Darstellung der Radien antriebswirksamer Flächen.

Nach Fig. 1a sind die Tragorgane von Schussfadengreifern 1.4; 1.12 sowohl durch die Läufer 1.3; 1.11 erster Direktantriebe 1 als auch durch die Läufer 2.8; 2.16 zweiter Direktantriebe 2 gegeneinander verfahrbar. Dabei sind die Läufer 1.3; 1.11 der ersten Direktantriebe 1 mit den Läufern 2.8; 2.16 der zweiten Direktantriebe über Verbindungen 2.5; 2.13 gekoppelt. Das Verfahren der gekoppelten Läufer bedingt einen elektrischen Gleichlauf der jeweils beiden Antriebe (elektrische Welle). Zwischen den Läufern 1.3; 1.11 resp. 2.8; 2.16 und den Ständern 1.1; 1.9 resp. 2.6 (2.6a; 2.6b) befinden sich die Luftspalte 1.2; 1.10 resp. 2.7; 2.15. Für die ersten Direktantriebe 1 sind jeweils Bremsmittel 1.13; 1.14; 1.15; 1.16 vorgesehen.

Aus Fig. 1b als Schnitt zu Fig. 1a sind weitere Bremsmittel 2.17; 2.18 für die zweiten Direktantriebe 2 als auch eine geometrische Gestaltung der Läufer 2.8; 2.16 und Ständer 2.6 (2.6a; 2.6b) als im Querschnitt rechteckig zu entnehmen.

Fig. 1c zeigt eine weitere geometrische Gestaltung, bei der die Läufer und Ständer der Direktantriebe als Kreissegmente ausgebildet sind.

Fig. 2 zeigt für die Ausgestaltung der Läufer und Ständer als Kreissegmente gemäß Fig. 1c das Schema der Radien r1; r1' bis r4; r4' für die antriebswirksamen Flächen.


Anspruch[de]
  1. 1. Ein aus Läufer und Ständer bestehender elektromotorischer Direktantrieb für die Tragorgane der Schussfadengreifer einer Webmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Tragorgan (1.3; 1.11) der Läufer eines ersten Direktantriebes (1) ist und wobei der erste Direktantrieb (1) ein erster aus dem Läufer (1.3; 1.11) und aus dem Ständer (1.1; 1.9) bestehender elektromotorischer Linearantrieb ist und dass parallel zu jedem der ersten Direktantriebe (1) wenigstens ein zweiter aus Läufer (2.8; 2.16) und Ständer (2.6) bestehender elektromotorischer Linearantrieb (2) angeordnet ist, dessen Läufer (2.8; 2.16) mit dem Tragorgan (1.3; 1.11) des Schussfadengreifers (1.4; 1.12) über geeignete Mittel (2.5; 2.13) gekoppelt ist.
  2. 2. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (2.6) aus einem ersten Ständer (2.6a) für den Läufer (2.8) und aus einem axial zu dem ersten Ständer (2.6a) angeordneten zweiten Ständer (2.6b) für den Läufer (2.16) besteht.
  3. 3. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens der Ständer (1.1; 1.9) des ersten Antriebs (1) und der Ständer (2.6) des zweiten Antriebs (2) als längserstreckter Körper mit im Querschnitt seiner Grundform nach als offener Kreisringquerschnitt ausgebildet ist und dass der Läufer (1.3; 1.11; 2.8; 2.16) als längserstreckter Körper mit im Querschnitt seiner Grundform nach als Kreisring oder Vollkreis ausgebildet ist, wobei zwischen dem Innenumfang der Ständer (1.1; 1.9; 2.6) und dem Außenumfang der Läufer (1.3; 1.11; 2.8; 2.16) ein hinreichender Luftspalt (1.2; 1.10; 2.7; 2.15) vorhanden ist.
  4. 4. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (1.1; 1.9; 2.6) und der Läufer (1.3; 1.11; 2.8; 2.16) des ersten und zweiten Antriebes (1; 2) von längserstreckter Struktur ist und im Querschnitt seiner Grundform nach wenigstens jeweils ein Segment eines Kreisringes ausbildet.
  5. 5. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Radien r1, r1'; r3, r3' der als Kreisringsegmente ausgebildeten Ständer (1.1; 1.9; 2.6) und die Radien r2, r2'; r4, r4' der als Kreisringsegmente ausgebildeten Läufer (1.3; 1.11; 2.8; 2.16) ⊰ ∞ sind.
  6. 6. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (1.1; 1.9) des ersten Direktantriebes (1) und der Ständer (2.6) des zweiten Direktantriebs (2) im Querschnitt und seiner Grundform nach ein Kreisring, ein Kreissegment oder von rechteckiger Struktur ist und der Läufer (1.3; 1.11) des ersten Direktantriebes (1) und des zweiten Direktantriebs (2) im Querschnitt und seiner Grundform nach ein Vollkreis, ein Kreisring, ein Kreissegment oder von rechteckiger Struktur ist.
  7. 7. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ständer des ersten Direktantriebs (1) und die Ständer des zweiten Direktantriebs (2) im Querschnitt ihrer Grundform nach voneinander verschieden sind.
  8. 8. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Läufer des ersten Direktantriebs (1) und die Läufer des zweiten Direktantriebs (2) im Querschnitt ihrer Grundform nach identisch sind.
  9. 9. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (2.6; 2.6a; 2.6b) unterhalb der Läufer (2.8; 2.16) angeordnet ist.
  10. 10. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (2.6; 2.6a; 2.6b) unterhalb der Läufer (2.8; 2.16) angeordnet ist und ein weiterer Ständer oberhalb der Läufer (2.8; 2.16) angeordnet ist.
  11. 11. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (1.1; 1.9) unterhalb der Läufer (1.3; 1.11) angeordnet ist.
  12. 12. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (1.1; 1.9) unterhalb der Läufer (1.3; 1.11) angeordnet ist und dass ein weiterer Ständer oberhalb der Läufer (1.3; 1.11) angeordnet ist.
  13. 13. Elektromotorischer Direktantrieb nach den Ansprüchen 11 oder 12, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Linear-Sandwich-Motor.
  14. 14. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der ersten und/oder der zweiten Direktantriebe (1; 2) als Synchronmotor, dessen Läufer mit Permanentmagneten bestückt ist.
  15. 15. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der ersten und/oder zweiten Direktantriebe (1; 2) als Transversalfluß-Motor.
  16. 16. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer des Transversalfluß-Motors mit Permanentmagneten bestückt ist.
  17. 17. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der ersten und/oder der zweiten Direktantriebe (1; 2) als Gleichstrommotor.
  18. 18. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer des Gleichstrommotors mit Permanentmagneten bestückt ist.
  19. 19. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der ersten und/oder der zweiten Direktantriebe (1; 2) als Reluktanzmotor.
  20. 20. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer des Reluktanzmotors mit Permanentmagneten bestückt ist.
  21. 21. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Ausbildung der ersten und/oder zweiten Direktantriebe (1; 2) als Asynchron- Kurzschlussläufermotor.
  22. 22. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein am Direktantrieb (1 oder 2) vorhandendes Bremsmittel (1.13, 1.14; 1.15, 1.16; 2.17, 2.18), das funktionsunabhängig vom Direktantrieb ist.
  23. 23. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsmittel (1.13, 1.14; 1.15, 1.16) mit dem Läufer (1.3; 1.11) des Direktantriebs (1) wirkverbindbar sind.
  24. 24. Elektromotorischer Direktantrieb nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremsmittel (1.13; 1.14; 1.15, 1.16) geeignet ist, die Läufer (1.3, 2.18; 1.11, 2.16) im stromlosen Zustand des Direktantriebes (1; 2) zu arretieren.






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