ROCKViELL INTERNATIONAL CORPORATION, 600 Grant Street,
Pittsburgh, Pennsylvania 15219, V.St.A.
Spulenantriebsvorrichtungen für Rundflechtmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Spulenantriebsvorrichtung für eine Rundflechtmaschine, mit einer kreisförmigen Anordnung
äußerer Strangzuführspulen und einer kreisförmigen Anordnung innerer Strangzuführspulen, die relativ zueinander
eine Rotationsbewegung ausführen, wobei die äußeren Strangzuführspulen an einem ersten runden Tisch der Rundflechtmaschine
fest angebracht sind, die inneren Strangzuführspulen zur Ausführung einer relativen Drehbewegung
um eine kreisförmige Spur des ersten Tisches angebracht sind und die von den äußeren Strangzuführspulen kommenden
Stränge hinsichtlich der Spur und der darauf laufenden inneren Strangzuführspulen nach innen und außen geführt
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werden können, wodurch der Flechtvorgang bewirkt wird.
Gegenstand der Erfindung bildet also ein Spulenantriebsmechanismus
für Rundflechtmaschinen, wie sie in der US-Patentanmeldung Serial No. 727 092 vom 27. September 1976,
Anmelder Vincent A. Iannucci et al^ mit dem Titel "Braiding Machine"
,(deutsche Patentanmeldung P 27 43 893.3) beschrieben sind. Diese bekannte Vorrichtung weist eine kreisringförmige Anordnung
äußerer Strangzuführspulen auf, die sich in einer Richtung begen. V/eiterhin ist eine kreisringförmige Anordnung innerer
Strangzuführspulen vorgesehen, die sich in entgegengesetzer Richtung bewegen. Schließlich weist die Rundflechtmaschine
eine Antriebseinrichtung auf, welche die äußeren Stränge hinsichtlich der inneren Strangzuführspulen nach innen
und außen leitet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist und insbesondere
einen Mechanismus aufweist, der ein Rotieren der inneren Strangzuführspulen bewirkt, ohne daß sich ein
störender Kontakt mit den äußeren Strängen während des Flechtvorganges ergäbe.
Es ist bereits eine Vielzahl von Rundflechtmaschinen bekannt, die dazu dienen, eine Vielzahl von Strängen zu einer schlauchartigen
Ummantelung für einen Kern miteinander zu verflechten, der durch die Maschine gezogen wird. Einige dieser Maschinen
weisen Mechanismen auf, welche eine Vielzahl von Strangzuführspulen durch komplizierte Zahnrad- und Nockeneinrichtungen
relativ zueinander nach innen und außen führen. Die Getriebe- und Nockeneinrichtungen sind außerordentlich
kompliziert in der Herstellung und haben weiterhin den Nachteil, daß sie schwierig instandzuhalten sind und außerdem
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die Flechtgeschwindigkeit begrenzen. Es sind weiterhin auch mannigfache Rundflechtmaschinen bekannt, bei denen
eine Vielzahl von inneren Spulen und eine Vielzahl von äußeren Spulen vorgesehen sind, die in einander entgegengesetzten
Richtungen rotieren, während der Strang von der äußeren Spule hinsichtlich der Anordnung der inneren Spulen
nach innen und außen gerichtet wird, um so das Flechterzeugnis herzustellen. Die Erfindung eignet sich zur Anwendung
bei Maschinen der letztgenannten Art.
Eine Maschine, bei der die Erfindung besonders vorteilhaft angewendet werden kann, ist in der deutschen
Patentanmeldung P 27 43 893.3 beschrieben, auf die insoweit Bezug genommen wird. Diese bekannte Rundflechtmaschine
ermöglicht hohe Flechtgeschwindigkeiten, wobei eine große Anzahl von Strangzuführspulen verwendet wird.
Der charakteristische Führungsmechanismus, der dort vorgesehen ist, bildet eine einfache und wirkungsvolle Einrichtung
zum Führen der Stränge bei höheren Flechtgeschwindigkeiten, ohne daß die Stränge beschädigt werden könnten. Zusätzlich
verwendet die dort beschriebene Rundflechtmaschine eine wirkungsvolle Einrichtung in Form zweier rotierender
Tische zum Erzeugen einer entgegengesetzten Rotation der inneren Strangzuführspulen und der äußeren Strangzuführspulen,
wobei die Gesamtgröße der Maschine auf ein Minimum reduziert ist.
Die bekannte Maschine läßt sich nun zwar in vorteilhafter Weise zum Flechten verwenden, wobei aber die Zuverlässigkeit
des rotierenden Klauenmechanismus, der zum Antreiben der inneren Strangzuführspulen verwendet wird, gewisse Schwierigkeiten
mit sich bringt. Ein Versuch, die Klauen mittels eines Bandes anzutreiben, kann zu SchlupfProblemen führen.
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Die Relativpositionen der Klauen müssen vorbestimmt sein und mit der Führung des äußeren Stranges synchronisiert
bleiben, um ein wirkungsvolles Flechten zu gewährleisten.
Demzufolge liegt der Erfindung die obengenannte Aufgabe zugrunde, wobei insbesondere ein Spulenantriebsmechanismus
für eine mit hohen Geschwindigkeiten arbeitende Rundflechtmaschine, die eine große Anzahl von Strangzuführspulen verwendet,
geschaffen werden soll. Die Antriebsvorrichtung nach der Erfindung soll verläßlich arbeiten und relativ
einfach herzustellen und in Stand zu halten sein.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Antriebsvorrichtung
der eingangs genannten Art gelöst durch einen koaxial mit dem ersten Tisch ausgerichteten, relativ zu
diesem drehbaren zweiten runden Tisch; ein an dem ersten Tisch angebrachtes rundes Zahnrad; eine kreisringförmige
Anordnung von Wellenpaaren, die der Anordnung der inneren Strangzuführspulen entsprechen und auf dem zweiten Tisch
drehbar angebracht sind, wobei jede Welle benachbart zu dem kreisringförmigen Zahnrad angeordnet ist und ein fest
daran angeordnetes Planetenrad trägt, welches mit dem ringförmigen Zahnrad ausgerichtet ist und mit diesem in Eingriff
steht, wodurch eine Rotation der Welle während der Relativdrehung zwischen den beiden Tischen erzeugt wird;
eine an einem Ende jeder der Wellen angeordnete Kurbel, welche sich mit der jeweiligen Welle dreht; ein Paar radial
sich erstreckender Klauen, die jeder der inneren Strangzuführspulen zugeordnet an dem zweiten Tisch angebracht
und mit Schlitzeinrichtungen der zugeordneten inneren Strangzuführspule ausgerichtet sind; ein zwischen
jeder Klaue und einer der Kurbeln vorgesehenes Gestänge, welches bei einer Rotation der Welle eine Einwärts- und
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Auswärtsbewegung der Klaue bewirkt; und eine Voranordnung der Kurbeln des Wellenpaares in der Weise, daß eine der
Klauen des Klauenpaares mit den Schlitzeinrichtungen der inneren Strangzuführspule in Antriebseingriff steht,
während die andere Klaue des Klauenpaares hiervon außer Eingriff ist, wodurch die Stränge von der äußeren Strangzuführspule
frei hierzwischen hindurchlaufen können.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung,
in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
Fig. 1 in fragmentarischer, geschnittener Seitenansicht eine Umflechtmaschine, bei der verschiedene
Merkmale der Erfindung verwirklicht sind;
Fig. 2 in vergrößerter Schnittdarstellung ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Spulenantriebsmechanismus,
wie er allgemein in Fig. 1 wiedergegeben ist;
Fig. 3 eine Darstellung des Spulenantriebsmechanismus,
im wesentlichen entlang der Linie 3-3 von Fig. 2; und
Fig. 4 eine Darstellung des an der Zuführspule für den inneren Strang angebrachten Teiles des bevorzugten
Antriebsmechanismus, gesehen entlang der Linie 4-4 von Fig. 2.
Wie Fig. 1 zeigt, weist eine Umflechtmaschine 10, wie sie
allgemein in der deutschen Patentanmeldung P 27 43 893.3 beschrieben ist, in einer erfindungsgemäß
abgewandelten Form ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Spulen-Antriebsmechanismus 12 nach der Erfindung
auf. Die Umflechtmaschine 10 weist ein Rohrteil 14 auf, durch welches ein Schlauch oder ein ähnliches Werkstück
(nicht gezeigt) mit einer vorgegebenen Rate während des
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ümflechtvorganges durch einen zugeordneten Mechanismus
hindurchgezogen wird. Das Rohrteil 14 ist stationär ausgebildet und weist ein feststehendes Sonnenrad 16 auf,
welches an einem mittleren Abschnitt desselben befestigt ist. Ein erster Drehtisch 18 ist an einer Seite des
Sonnenrades 16 auf dem Rohrteil 14 befestigt.
Wie in der deutschen Patentanmeldung P 27 43 893.3 beschrieben ist, weist die Basis-ümflechtmaschine 10 eine kreisförmige
Anordnung von inneren Strang-Zuführspulen und
eine konzentrische, kreisförmige Anordnung von äußeren Strang-Zuführspulen auf, wobei aber in Fig. 1 in gestrichelten
Linien nur eine Spule jeder Anordnung 20 bzw. 22 gezeigt ist. Es ist für den Fachmann aber klar, daß verschiedene
Elemente der Maschine, die beschrieben werden, jeder der Spulen in der Umflechtmaschine 10 zugeordnet
sind, obwohl zur Vereinfachung der Zeichnung gegebenenfalls nur ein derartiges Element gezeigt ist. Die einzelnen Zuführspulen
und die zugehörigen Strangsteuermechanismen sind im wesentlichen von der Art, wie sie in der US-Patentanmeldung
Serial No. 679 763 vom 23. April 1976, Anmelder R. H. Haehnel et al, mit dem Titel "Strand Carrier For A Strand Fabricating
Machine", (deutsche Patentanmeldung P 27 11 439.2) beschrieben sind. Diese Art der Befestigung und des Strangsteuermechanismus
gibt die Möglichkeit, den Strang unter Spannung von seiner jeweiligen Spule abzuziehen, wobei dementsprechend die Rotation
der Spule beschränkt wird. Ein (nicht gezeigter) Motor ist in der Maschine 10 vorgesehen, um eine unter
Kraft erfolgende Basis-Rotationsbewegung des Drehtisches zu ermöglichen, wie dies allgemein durch den Pfeil A wiedergegeben
ist.
Für jede äußere Strangzuführspule 22, die starr auf einer
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Stützhalterung 24 abgestützt ist, ist eine drehbar angeordnete Welle 26 vorgesehen, die sich durch den Drehtisch 18
erstreckt. Die Wellen 26 liegen parallel zum Rohrteil 14 und sind in konzentrischer, ringförmiger Anordnung um das
Rohrteil positioniert. Ein Planetenrad 28, welches auf der Welle 26 in einem mittleren Abschnitt angeordnet ist,
ist mit dem stationären Sonnenrad 16 ausgerichtet und steht hiermit in Eingriff. Eine Rotation des ersten Drehtisches
18 bewirkt, daß das Planetenrad 28 auf das stationäre Sonnenrad 16 einwirkt, woraus eine Rotation der Welle 2 6
resultiert. Ein größeres Zahnrad 30 ist an einem oberen Ende der Welle 26 starr befestigt und ist mit einem runden
Antriebsrad 32 eines zweiten Drehtisches 19 ausgerichtet und steht hiermit in Eingriff. Obwohl jede Welle 26 die
Tendenz hat, sich in Uhrzeigerrichtung (von oben gesehen) um das Rohrteil 14 zu drehen, bewirkt die dem größeren Zahnrad
30 erteilte Rotationsbewegung am zweiten Drehtisch 19
eine Rotation desselben entgegen der Uhrzeigerrichtung, wie dies durch den Pfeil B angezeigt ist.
Um die Basis-Relativbewegung zwischen den Spulen zu erzeugen, wie sie für den Flechtvorgang erforderlich ist, ist
es wesentlich, daß die äußeren Spulen sich in Umfangsrichtung relativ zu den inneren Spulen bewegen. Die äußeren
Spulen sind an dem ersten Drehtisch durch die Stützhalterung 24 starr angebracht, während die inneren Spulen an dem ersten
Drehtisch 18 abgestützt sind, sich jedoch auf diesem um
das Rohrteil 14 relativ zu den äußeren Spulen drehen können. Dementsprechend weist der erste Drehtisch 18 nahe seinem
äußeren Umfang eine kreisförmige Spur 34 auf. Außerdem ist ein Paar von Spuren 36, 38 vorgesehen,die zwischen sich einen
Spulenträger 40 für die inneren Strangzuführspulen aufnehmen können. Der Spulenträger 40 weist zwei Sätze von Rädern 42
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und 44 auf (nur ein derartiger Satz von zwei oder mehr Rädern ist in Fig. 1 gezeigt), die jeweils in den Spuren
36 bzw. 38 aufgenommen sind. Dementsprechend ist jede innere Strangzuführspule 20, die an dem jeweiligen inneren
Strangzuführspulenträger 40 befestigt ist, an dem Tisch 18 angebracht, kann sich aber relativ zu diesem entlang
der Spuren 34 frei bewegen.
Um das gewünschte Flechtmuster zu erhalten, muß ein äußerer Strang 46 entlang eines Schlitzes 47 nach innen sowie
nach außen hinsichtlich der Spur 34 und der inneren Strangzuführspulen 20 gerichtet werden. Die Führung des äußeren
Stranges 46 erfolgt durch die Schwingbewegung eines Strangführungsarmes 43, der an einer Stützhalterung 50
des ersten Drehtisches 18 schwenkbar angebracht ist. Die Schwingbewegung wird durch eine Kurbel 52 erzeugt, die an
einem Ende jeder Welle 26 fest angebracht ist, wodurch sich eine direkte Entsprechung mit der Relativbewegung
zwischen den Tischen 18 und 19 ergibt. Eine Verbindungsstange 54 erstreckt sich vom Kurbelzapfen der Kurbel 52
zu einem Schwenkhebel 56, der ebenfall an der Stützhalterung 50 angebracht ist. Der Hebel 56 wirkt wiederum auf
den Führungsarm 48 ein. Obwohl die resultierende Bahn des äußeren Stranges 46 relativ zu den inneren Strangzuführspulen
20 in der oben angegebenen Patentanmeldung vollständig beschrieben ist, reicht es für den Zweck der
Erläuterung der vorliegenden Erfindung aus, sich klarzumachen, daß jeder Strang 46 so gerichtet wird, daß er
zunächst von zwei inneren Strangzuführspulen 20 nach außen liegt und dann hinsichtlich der nächsten beiden inneren
Strangzufuhrspulen 20, während diese passieren, nach
innen positioniert ist. Während der Zeit, in der der Strang 46 sich hinsichtlich der Spulen 20 innen befindet, wird
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er gegen eine Strangbegrenzungsführung 58 am inneren Ende des Schlitzes 47 gehalten. Während der Strang 46 so angeordnet
ist, kann der Träger-Antriebsmechanismus 12 die inneren Strangzuführspulen 20 durch den Strang 46 antreiben,
wie dies nachfolgend noch im einzelnen beschrieben ist, während jedweder Kontakt mit dem Strang vermieden
wird, der ansonsten den Flechtvorgang stören könnte.
Aus den Fig. 1, 2 und 3 ergibt sich, daß jeder Spulen-Antriebsmechanismus
12 den zweiten Tisch 19 zur Abstützung der verschiedenen Elemente des Mechanismus 12, die sich
auf die jeweilige innere Strangzuführspule 20 beziehen, aufweist. Weiterhin weisen alle Spulenantriebsmechanismen
12 ein rundes Zahnrad 20 auf, v/elches an dem runden Tisch
18 zur Drehung mit diesem starr angebracht ist. Für jeden Spulenantriebsmechanismus 12, der einer inneren Strangzuführspule
20 entspricht, ist ein Paar von Wellen 62 vorgesehen, die an dem Tisch 19 drehbar angebracht sind.
Jede Welle 62 weist ein Plantenrad 66 an ihrem Mittelstück auf, welches mit dem Zahnrad 60 ausgerichtet ist und mit
diesem in Eingriff steht, so daß sich dann, wenn eine Relativbewegung zwischen den Tischen 18 und 19 existiert,
eine Rotation der Welle 62 ergibt. Ein Kurbelelement 64 ist an einem Ende der Welle 62 starr befestigt, so daß auch
dieses während der Relativbewegung mit der Welle 62 rotiert.
Der Zweck des vorstehend beschriebenen Wellenpaares besteht darin, eine Grund-Schwingbewegung für jedes Paar von Klauen
68 zu schaffen, die miteinander kooperieren, um so für die ihnen zugeordnete innere Strangzuführspule 20 eine Antriebsbewegung zu erzeugen. Die Klauenpaare 68 sind am Umfang
des zweiten Tisches 19 im wesentlichen in Ausrichtung mit
dem Träger 40 für die innere Strangzuführspule in einer
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Stützkonstruktion 70 angebracht. Die Klauen oder Anschläge 68 erstrecken sich im wesentlichen radial in Richtung
auf den Träger 40 und liegen parallel zueinander. Der Träger 40 weist einen geschlitzten Sitz 72 zum Aufnehmen
der Klauen 68 auf. Der geschlitzte Sitz 72, der sich am besten in Fig. 4 erkennen läßt, weist Gewindebohrungen
auf, die seine Befestigung an dem Träger 40 mittels Schrauben (nicht gezeigt) erleichtern. Der geschlitzte Sitz 72
weist ein Paar mit Abstand angeordneter Schlitze 76 auf, die mit dem Klauenpaar 68 ausgerichtet sind und dieses
in sich aufnehmen können. Wenn eine Klaue 68 in ihrem Schlitz 76 aufgenommen ist, so kann sie in Umfangsrichtung
auf den Sitz 72 eine Kraft übertragen, wodurch sich die erforderliche Bewegung des Trägers 40 und der Spule 20
entlang der Spur 34 ergibt. Das Grundkonzept der Schwingung der Klauen 68, welches die Möglichkeit gibt, daß der
äußere Strang 46 hierdurch passiert, während die erforderliche Bewegung der Spule 20 noch erzeugt wird, ist aus dem
Stand der Technik bekannt. Wesentlich ist es insbesondere, daß wenigstens eine der Klauen 68 innerhalb ihres Schlitzes
76 jederzeit aufgenommen ist, und daß jede der Klauen 68 von ihrem Schlitz 76 zurückgezogen und aus dem geschlitzten
Sitz 72 in geeigneter Weise herausgebracht wird, während das Passieren des äußeren Stranges 46, der nach innen positioniert
ist, erfolgt.
Dementsprechend sind die Klauen 68 so angebracht, daß sie sich nach innen und außen bewegen können, wobei dies in
einem Takt erfolgt, der einen alternierenden Kontakt mit dem geschlitzten Sitz 72 ergibt. Das innere Ende jeder
Klaue 68 weist einen Stift 78 auf, der ein Ende eines Gestänges 80 aufnimmt, während das andere Ende des Gestänges
einen Stift 82 der Kurbel 64 aufnimmt. Die Anfangspositionen
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der Wellen 62 sind so, daß dann, wenn einer der Stifte 82 nach innen angeordnet ist, der Stift 82 der äußeren
Kurbel 64 nach außen angeordnet ist. Dementsprechend sind die Kurbelelemente 64 winkelmäßig versetzt angeordnet,
wobei die Stifte 82 um 180° voneinander entfernt sind.
Der tatsächliche Takt der Drehung für jede Welle 62 wird durch die Größe und die Anzahl der Zähne jedes der Zahnräder
60 und des Planetenrades 66 bestimmt. Für den Fachmann ist es leicht möglich, geeignete Parameter auszuwählen,
einschließlich des Zwischenraumes zwischen den Klauen 68, um so sicherzustellen, daß der Spulenantriebsmechanismus
12 in geeigneter Weise getaktet wird, um mit der Führung des äußeren Stranges 46 durch den Strangführungsarm
48 zusammenzufallen.
Wenn der äußere Strang 46 sich der inneren Klaue 68 (in Fig. 3 rechts gezeigt) nähert, so wird diese insbesondere
aus ihrem Schlitz 76 herausgezogen, wobei die zweite Klaue 68 (links gezeigt) in ihren Schlitz 76 eingeführt
wird, um die Spule 20 anzutreiben. Während der Strang 46 sich weiterhin relativ zu der in Fig. 3 allgemein gezeigten
Position nach links bewegt, ist die erste Klaue 68 hinsichtlich des Schlitzes 76 wieder nach innen in ihre
Position zurückgebracht worden, wodurch die Spule 20 angetrieben wird. Die zweite Klaue 68 ist dabei zurückgezogen
worden, um einen Kontakt mit dem Strang 46 zu vermeiden. Es liegt auf der Hand, daß dieser alternierende
Kontakt der Klauen 68 mit dem geschlitzten Sitz 72 sich jedesmal wiederholt, wenn der Strang 46 die Spule 20
passiert, obwohl dies nur zu denjenigen Zeitpunkten während des Flechtvorganges erforderlich ist, zu denen der Strangführungsarm 48 den Strang 46 von der Spule 20 nach innen
positioniert.
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Uie in Fig. 3 gezeigt ist, sind dort Zahnräder 66' benachbart
zu den Zahnrädern 66 gezeigt. Die Zahnräder 66' sind dargestellt, um den allgemeinen Zwischenraum benachbarter
Spulenantriebsmechanismen 12 relativ zu dem einen, der ursprünglich gezeigt ist, zu zeigen. Es sollte klar sein,
daß die Taktgebung für diese benachbarten Spulenantriebsmechanismen 12 in ähnlicher Weise, wie dies oben beschrieben
wurde, gesteuert ist, wobei aber die tatsächliche
Position der Stifte 82 der Kurbelelemente 64 entsprechend dem allgemeinen Abstand zwischen den inneren Strangzuführspulen
20 gewählt werden muß.
Innerhalb des Erfindungsgedankens sind mannigfache Abwandlungen
und Ausgestaltungen des vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispieles möglich.
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