ТКАЦКИЙ ЧЕЛНОК
WEAVING SHUTTLE

Изобретение относится к ткацкому челноку для круглоткацкого станка.
Широко известны круглоткацкие станки, в которых направляющие элементы для плоских ленточек, нарезанных из полимерной пленки и служащих нитью основы, например, в виде компенсаторов линейного расширения, расположены вокруг бердо круглоткацкого станка. Над этими направляющими элементами для плоских ленточек, нарезанных из полимерной пленки и служащих нитью основы, или через них подается с круговым распределением в круглоткацкий станок множество плоских ленточек, нарезанных из полимерной пленки и служащих нитью основы. С направляющих элементов ленточки основы проходят к зевообразовательным механизмам, которые имеют, например, снабженные проушинами для каждой ленточки основы лицы или ленты; затем ленточки основы проходят между стержнями бердо. Ленточки основы разделяются в зевообразовательных механизмах, расположенных в большинстве случаев попеременно, на два множества ленточек основы, которым за счет противоположного движения лиц или лент с проушинами придается противоположные друг другу попеременные движения, за счет чего открывается и закрывается зев (называемый также волновым зевом). Зев образует в открытом состоянии заданное обоими множествами ленточек основы пространство, в котором перемещается ткацкий челнок, который несет шпулю ленточек утка, по круговой траектории вдоль бердо и при этом сматывает с расположенной на нем шпули ленточки утка и вводит в зев. Величина заданного обоими множествами ленточек основы пространства зева постоянно изменяется при движении обоих множеств ленточек основы, начиная с нуля при закрытом зеве в положении, в котором оба множества ленточек основы лежат в одной и той же плоскости, до максимума, при котором оба множества ленточек основы находятся в противоположных точках возврата их переменного движения. В этих точках возврата начинается так называемая смена зева за счет смены на противоположное движения противоположно движущихся множеств ленточек основы, за счет чего фиксируется введенная последней в ткань ленточка утка, и следующий челнок может вводить в зев следующую ленточку утка. Обычно в бердо движется несколько ткацких челноков на равных рассеяниях друг от друга. Создаваемая рукавная ткань направляется внутрь к центрально расположенному ткацкому кольцу, на котором она отклоняется к выпускным валикам.
Такой круглоткацкий станок известен, например, из ЕР 0 786 026 В1.
Всегда существовала потребность в увеличении производительности круглоткацких станков. Общая производительность круглоткацкого станка зависит в основном от так называемой плотности по утку, которая является количеством ленточек утка, которые могут вводиться в зев за единицу времени. Плотность по утку обычно указывается в ʺpicks per minuteʺ (прокидки в минуту). Плотность по утку повышалась в прошлом за счет увеличения скорости обращения челноков в бердо и/или за счет увеличения количества челноков. Например, в ЕР0167831А1 повышение скорости обращения достигается посредством специальной формы траекторий движения, по которым движутся опорные роликовые пары челноков в бердо. Эти специально выполненные траектории движения повышают плавность хода челноков, что приводит к меньшему износу бердо и за счет этого допускает более высокие скорости обращения.
Однако в настоящее время достигнуты пределы производительности круглоткацких станков, при этом ограничивающим фактором является допустимая нагрузка конструктивных элементов челноков, на которые воздействует центробежная сила при вращательном движении челноков в бердо. Хотя нагрузка конструктивных элементов челноков, на которые воздействует центробежная сила, теоретически может быть уменьшена за счет увеличения количества челноков и связанного с этим уменьшения скорости вращения основного вала, который приводит в движение челноки, при одинаковой производительности круглоткацкого станка, однако это решение ограничивается на практике ограниченным конструктивным пространством в бердо. Кроме того, промышленность стремится к увеличению плотности по утку круглоткацких станков, что возможно при использовании максимально разрешенного количества челноков лишь посредством увеличения скорости вращения круглоткацкого станка.
Было установлено, что при используемых в настоящее время скоростях вращения основного вала круглоткацких станков центробежная сила, воздействующая на донную пластину челнока, настолько велика, что донная пластина прогибается, и в соответствии с этим изменяется геометрическое положение важных конструктивных элементов челнока, которые смонтированы на донной пластине, относительно друг друга, например, расстояние и ориентация колес и роликов, с помощью которых челнок направляется в бердо, а также положение осей, на которые опираются колеса. Это приводит к неплавному ходу челнока в бердо. Еще более критическим является то, что изменяются также расстояния между передними и задними стойками подшипников, на которые опираются соответствующие гнезда шпуль для опоры с возможностью вращения вокруг продольной оси уточной шпули, когда прогибается донная пластина. Когда меняется расстояние между гнездами шпуль на основании изменения расстояния между стойками подшипников, или возникают отклонения от их коаксиальной ориентации относительно друг друга, то уточная шпуля удерживается при работе гнездом шпули либо слишком слабо, либо слишком жестко. Во-первых, это приводит к не равномерному сматыванию ленточек утка и тем самым к ухудшению качества или даже к браку рукавной ткани. Во-вторых, это приводит к высоким напряжениям растяжения в ленточках утка и тем самым также к ухудшению рукавной ткани, при этом также дополнительно существует опасность разрыва ленточек утка и повреждения гнезд шпулей.
В CN 202187146 U раскрыт ткацкий челнок с донной пластиной, которая для повышения жесткости усилена интегрально выполненными ребрами.
Донная пластина ткацкого челнока обычно отливается под давлением из пластмассового материала или алюминия. При этом всегда необходимо компромиссное решение, поскольку чем более жесткий литейный пластмассовый материал, что само по себе является желательным на основании более высокой жесткости изготавливаемой из него отливаемой под давлением части под действием центробежной силы, тем больше усадка материала в процессе формирования и отклонения отлитой под давлением части от желаемой формы. При различной толщине отлитого под давлением конструктивного элемента, за счет усадки материала может происходить также деформация конструктивного элемента. Увеличенные допуски на размеры отлитой под давлением части могут приводить, в свою очередь, к неплавному ходу ткацкого челнока в бердо и к сокращению за счет этого срока службы ткацкого челнока и бердо. Кроме того, увеличенные допуски на стабильность формы конструктивных элементов ткацкого челнока приводят к сильному увеличению шума во время работы круглоткацкого станка, и поэтому вредны для здоровья обслуживающего персонала.
Другим важным аспектом является масса ткацкого челнока, которая при высокой скорости вращения основного вала сильно нагружает бердо на основании центробежной силы. Поэтому желательно иметь ткацкий челнок, который по сравнению с существующими ткацкими челноками имеет меньшую массу при одинаковой производительности.
Таким образом, задачей изобретения является создание ткацкого челнока, с помощью которого может быть увеличена плотность по утку круглоткацких станков, без повышения нагрузки и износа конструктивных элементов ткацкого челнока и круглоткацкого станка за счет действующей со стороны вращающегося ткацкого челнока центробежной силы, но даже при их уменьшении. Такой ткацкий челнок должен при работе быть также менее шумным, чем прежние ткацкие челноки, и должен способствовать достижению более высокой производительности круглоткацкого станка при одновременно повышенном качестве создаваемой рукавной ткани.
Эта задача решена, согласно данному изобретению, посредством создания ткацкого челнока с признаками пункта 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
По сравнению с раскрытыми в уровне техники ткацкими челноками, в которых донная пластина отлита под давлением из пластмассового материала или алюминия, за счет выполненной в соответствии с изобретением конструкции рамы из балок и распорок, при этом распорки удерживают балки на расстоянии друг от друга поперек направления движения ткацкого челнока, может быть уменьшена масса ткацкого челнока при остающейся одинаковой или даже увеличенной жесткости по сравнению с уровнем техники. Обусловленная этим высокая стабильность формы рамы, соответственно всего ткацкого челнока, и меньшая масса позволяют увеличивать скорость обращения челноков в бердо. Вследствие этого увеличивается также суммарная плотность по утку круглоткацкого станка по сравнению с уровнем техники, без увеличения действующей на крепежные элементы, такие как ролики челнока, (центробежных) сил. В этой связи дополнительно весьма предпочтительно, что ткацкий челнок, согласно изобретению, на основании высокой стабильности формы и жесткости уменьшает создаваемый при работе круглоткацкого станка шум всего круглоткацкого станка.
За счет выполнения рамы в виде соединенных с помощью распорок балок можно уменьшать в противоположность уровню техники обусловленные конструктивно и технологически затраты и тем самым также стоимость изготовления. В этой связи балки предпочтительно выполнены в виде опорных пластин, которые расположены по существу параллельно друг другу и соединены друг с другом с помощью распорок, при этом распорки предпочтительно свинчиваются, свариваются, склеиваются, или соединяются с помощью заклепок или с помощью комбинации указанных способов. Предпочтительно, составляющие основу рамы опорные пластины по своим размерам и своей форме выполнены одинаковыми. Опорные пластины можно штамповать или вырезать с помощью штампов или режущих установок, таких как установки с использованием водяной струи, лазерные режущие установки и т.д., из металлических пластин экономично и с высокой точностью повторения. Это значительно повышает степень автоматизации при изготовлении и облегчает замену частей при ремонте. За счет предусмотрения возможно большего количества конструктивно одинаковых частей в ткацком челноке уменьшается количество различных конструктивных элементов и обеспечивается простое и экономичное снабжение запасными частями.
Кроме того, на опорные пластины установлены стойки подшипников, которые несут соответствующее гнездо шпули для опоры с возможностью вращения вокруг своей продольной оси уточной шпули. Гнезда шпуль расположены на расстоянии друг от друга, которое соответствует примерно длине гнезда шпули, и коаксиально с расположением напротив друг друга. За счет предпочтительного выполнения балок, соответственно ткацкого челнока, можно быстро и легко заменять уточные шпули, для этого по меньшей мере одно гнездо шпули, соответственно одна стойка подшипника, выполнена с возможностью сдвига вдоль оси вращения гнезда шпули.
Основная средняя плоскость ткацкого челнока, которая образует продольную плоскость ткацкого челнока и расположена по существу параллельно ступицам закрепленных на опорных пластинах колес, соответствует при работе ткацкого станка плоскости, которая образована касательной к направлению обращения и воображаемой линией, перпендикулярной траектории бердо, на которой обращается ткацкий челнок. Траектория, на которой обращается ткацкий челнок, образована стержнями бердо. Стержни бердо расположены в бердо на расстоянии друг от друга в направлении обращения и тем самым освобождают отверстия, в которых проходят ленточки основы, которые за счет переменных движений зева открываются и закрываются. В зависимости от варианта выполнения бердо, траектория, на которой обращается ткацкий челнок, имеет либо цилиндрическую боковую внутреннюю поверхность, либо имеющую форму усеченного конуса боковую внутреннюю поверхность, либо круговую кольцеобразную поверхность. Предпочтительно ориентировать опорную пластину в основной средней плоскости, при этом ориентация может изменяться в зависимости от варианта выполнения бердо, на котором обращается ткацкий челнок. Так, например, в ткацком станке, в котором траектория обращения бердо выполнена в виде цилиндрической боковой поверхности, т.е. с основной поверхностью пластины параллельно основной средней плоскости, при этом основная поверхность пластины является поверхностью, которая имеет наибольшую площадь. За счет этого обеспечивается максимальная жесткость и стабильность формы относительно возникающих при работе центробежных сил. Используемый для балок материал предпочтительно является возможно более легким при, тем не менее, достаточной жесткости. В этой связи и на основании хорошей обрабатываемости особенно предпочтительным является изготовление балок из алюминия.
Кроме того, на балках предусмотрены мостовые элементы, которые ориентированы поперек направления обращения и соединены с балками, и тем самым способствуют повышению общей жесткости образованной с помощью балок и распорок рамы ткацкого челнока. Предпочтительно предусмотрение по меньшей мере одного мостового элемента в продольно передней и задней зоне ткацкого челнока, при этом передняя зона опережает заднюю зону ткацкого челнока в направлении обращения при работе. Предпочтительно, мостовые элементы имеют одинаковый контур и выполнены в виде мостовых пластин. Они в идеальном случае штампуются из плоского листового материала, за счет чего обеспечивается высокая точность и повторяемость. Мостовые элементы снабжены размещенными в отверстиях держателями, которые образуют гнездо для установленных роликов. Несмотря на одинаковую форму контура, могут быть предусмотрены различные положения отверстий для держателей роликов на мостовых элементах, за счет чего, несмотря на одинаковые части, обеспечивается возможность согласования относительно различных вариантов выполнения бердо. Используемый для изготовления мостовых элементов материал, также как и для опорных пластин, предпочтительно является возможно более легким, при достаточной, несмотря на это, жесткости. В этой связи и на основании хорошей обрабатываемости особенно предпочтительно изготовление мостовых элементов, как и балок, из алюминия.
Установленные на мостовых элементах ролики бегут вдоль образованного в бердо упора и тем самым направляют ткацкий челнок внутри бердо в направлении обращения. Для обеспечения прихождения в возможный контакт лишь роликов с упорами бердо, они выступают на продольных сторонах ткацкого челнока. Для быстрого и простого согласования с обусловленными технологически и конструктивно различиями упоров бердо, ролики по меньшей мере одной стороны предпочтительно установлены на мостовых элементах эксцентрично с возможностью перестановки. Для использования также и в этом случае полностью преимущества возможно большего количества одинаковых частей, предпочтительно каждый ролик опирается на мостовой элемент с возможностью эксцентрической перестановки. Кроме того, установленные с возможностью эксцентрической перестановки ролики обеспечивают преимущество быстрого и точного регулирования при возможном износе роликов.
Колеса ткацкого челнока предпочтительно закрепляются на балках с помощью полуосей, при этом полуоси предпочтительно смонтированы на опорных пластинах без возможности проворачивания, и колеса опираются с возможностью вращения на полуоси с помощью подшипников качения. Полуоси выполнены с возможностью замены и обеспечивают за счет этого возможность экономичной и быстрой замены в случае ремонта. Кроме того, колеса можно монтировать с отдельной ориентацией и положением установки на балке. Полуоси имеют обусловленное конструктивно лучшее пружинное действие по сравнению с неразрезанной осью, за счет чего могут лучше восприниматься и компенсироваться неровности бердо, что приводит к более плавному ходу. В этой связи особенно предпочтительно смещение относительно друг друга противоположно лежащих колес в направлении движения ткацкого челнока. За счет этого достигается, что по меньшей мере одно колесо одной оси всегда движется по штанге бердо, а не как в уровне техники ткацкий челнок трясется в каждом отверстии между штангами бердо. За счет этой конструктивной меры ткацкий челнок движется еще плавнее в бердо, и тем самым меньше колебаний и вибраций передаются в ткацкий челнок. За счет этого уменьшается шумность во время работы круглоткацкого станка. Этот эффект еще более усиливается, когда расстояние между колесами одной продольной стороны ткацкого челнока и расстояние между колесами противоположной продольной стороны ткацкого челнока выполнены одинаковыми. За счет обусловленных этим уравновешенных характеристик движения ткацкого челнока не только меньше нагружаются крепежные элементы ткацкого челнока, но также уменьшаются действующие на бердо при работе силы, за счет чего уменьшается износ во время работы во всем круглоткацком станке.
Предпочтительно, полуоси крепятся на балках с помощью фланцев. В этой связи особенно предпочтительно закреплять каждую полуось эксцентрично на соответствующем одном фланце. Таким образом, можно реализовывать смещение противоположно лежащих колес очень просто за счет положения установки фланца, при этом сохраняется преимущество лишь одного типа колесного блока, т.е. одного типа колеса с полуосью и фланцем.
Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основании примеров выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
фиг. 1 - лежащая в основе одного варианта выполнения конструкция ткацкого челнока, согласно изобретению, в изометрической проекции; и
фиг. 2 - ткацкий челнок, согласно фиг. 1, в полном выполнении и с установленной уточной шпулей, в изометрической проекции.
На фиг. 1 показана в изометрической проекции лежащая в основе одного варианта выполнения конструкция ткацкого челнока 1 согласно изобретению. Лежащая в основе ткацкого челнока 1 рама состоит из двух отдельных, почти соответствующих длине ткацкого челнока 1 опорных пластин 2, которые расположены параллельно друг другу и соединены с помощью отдельных распорок 3. Для удерживания производственных затрат возможно более низкими, распорки 3 выполнены в виде шестигранных фасонных труб со сквозной резьбой. Они располагаются между опорными пластинами 2, свинченными с помощью проходящих через отверстия винтов, которые здесь не изображены, с опорными пластинами 2. На каждой продольной стороне ткацкий челнок имеет два опирающихся на полуоси 5 колеса 4, при этом полуоси 5 закреплены эксцентрично на соответствующем фланце 6, и фланцы 6 в свою очередь закреплены в соответствующих отдельно предусмотренных для этого приемных точках 7 на опорных пластинах 2. Приемные точки 7 имеют каждая четыре отверстия, при этом одно отверстие выполнено центрально, а остальные три отверстия расположены на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг центрального отверстия.
Ниже приводится описание фиксации одного колеса 4 на опорной пластине 2, которое справедливо также для соответствующих остальных установленных на опорной пластине 2 колес 4. Центральное отверстие образует гнездо для установленной центрально на фланце 6 цапфы 8 вала, за счет чего фланец 6 точно позиционирован и ориентирован на опорной пластине 2. Фиксация фланца 6 на опорной пластине 2 осуществляется с помощью не изображенных винтов через три отверстия, расположенные вокруг центрального отверстия. На основании расположения отверстий возможно лишь одно положение монтажа фланца 6 на балке 2, при этом вследствие эксцентрического крепления полуосей 5 на фланцах 6 и на основании различных положений установки на каждой продольной стороне ткацкого челнока 1 фланцев 6, колеса 4 одной продольной стороны ткацкого челнока 1 расположены со смещением относительно колес 4 другой продольной стороны ткацкого челнока 1.
На ткацком челноке 1 установлены две мостовые пластины 9, при этом соответствующая одна мостовая пластина 9 установлена в передней зоне 15 и в задней зоне 16 ткацкого челнока 1. Возникающая за счет мостовых пластин 9 и распорок 3 квазирешетчатая конструкция обеспечивает высокую степень стабильности формы при одновременно очень небольшом весе. На мостовых пластинах 9 установлены соответствующие два ролика 10, которые направляют ткацкий челнок 1 в продольном направлении в бердо вдоль упоров в направлении обращения. Ролики 10 установлены на мостовых элементах 9 так, что они выступают на продольной стороне и тем самым задают максимальную ширину ткацкого челнока 1. Для согласования ткацкого челнока 1 с бердо и для регулирования роликов 10 при износе, ролики 10 установлены на мостовом элементе 9 эксцентрично с возможностью перестановки.
На фиг. 2 показан в изометрической проекции ткацкий челнок 1 согласно фиг. 1 в полной конструкции и с уточной шпулей 11. В передней в продольном направлении зоне 15 и в задней зоне 16 ткацкого челнока 1 между опорными пластинами 2 установлены стойки 12 подшипников так, что расположенные на стойках 12 подшипников с возможностью вращения гнезда 13 шпуль обращены друг к другу, и оси вращения гнезд 13 шпуль лежат на общей оси. Между гнездами 13 шпуль размещена уточная шпуля 11, с которой во время работы круглоткацкого станка сматывается не изображенная ленточка утка и с помощью установленного в передней зоне плеча 17 вводится в зев. При этом уточная шпуля 11 приводится в непрерывное вращение вокруг собственной оси. Для защиты от соприкосновения частей ткацкого челнока с ленточками основы, вокруг ткацкого челнока образованы бамперы 14.
Согласно одному варианту выполнения, опорная пластина 15 имеет выемки или отверстия, которые служат для уменьшения веса. Однако при этом следует следить за тем, чтобы за счет уменьшения веса не происходило ослабление материала, соответственно, уменьшения жесткости балок, соответственно, рамы.
Согласно другому варианту выполнения ткацкого челнока 1, балки изготовлены из фасонных труб или U-образных профилей.