ЗЕВООБРАЗУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ТКАЦКИЙ СТАНОК, ОБОРУДОВАННЫЙ ТАКИМ УСТРОЙСТВОМ
SHEDDING DEVICE AND LOOM EQUIPPED WITH SUCH DEVICE

Изобретение относится к зевообразующему устройству для установки на ткацком станке.
В текстильной области принято, что на ткацкой машине жаккардового типа зевообразование нитями основы ткацкого станка осуществляется посредством пробирания каждой нити основы в глазок лицы, один конец которой связан с пружиной, а другой конец соединен с проводящим элементом. Проводящий элемент или аркатный шнур представляет собой нить или жгут из одной или нескольких нитей, способный наматываться вокруг шкива и проходить по пути, определяемому направляющими. Принцип наматывания аркатного шнура вокруг шкива известен, например, из патентных документов USA-4433704 или EP-А-0933456. В патентном материале USA-4433704, механический вал приводит в действие шкивы для намотки аркатных шнуров, при этом не используется электропривод вращения. В другом патентном материале ЕР-А-0933-456 шкив работает от электропривода, который контролирует жестко связанное со шкивом перемещение аркатного шнура. Из европейского патента ЕР 0926280 известно использование корпуса, содержащего до шестнадцати компоновочных узлов, образованных шкивом и сопряженным с ним приводом. Корпусы, объединяющие эти компоновочные узлы, имеют преимущество в том, что выигрывают в пространстве на ткацком станке. Монтируются до сорока этих корпусов по обеим сторонам конструкции из алюминиевого профиля, которая обеспечивает их механическое крепление и охлаждение. Каждый привод контролирует соответственно установленный с возможностью движения шкив. Совокупность всех шкивов, аркатных шнуров, лиц, пружин и связанных с ними направляющих элементов требуют большого числа непростых монтажных операций. В патентном документе ЕР-А-1493857 описаны способ и устройство, которые обеспечивают одновременную сборку и демонтаж в корпусе шестнадцати шкивов. Эти устройства существенно повышают качество операций по техобслуживанию в плане практичности и продолжительности.
Габаритные размеры ткацкого станка представляют собой компромисс между величиной затрат и занимаемым пространством, принимая в расчет многообразие применений, о которых может идти речь. Параллельно развитие новых технологий ткачества, например трехмерного ткачества, требует одновременного увеличения подъемов и опусканий и допустимых нагрузок на средства привода аркатных шнуров ткацкого станка жаккардового типа.
Таковы, в частности, задачи изобретения, предлагающие новое, простое в изготовлении и экономичное зевообразующее устройство для ткацкого станка, которое значительно увеличивает подъемы и опускания и допустимые нагрузки на средства привода аркатного шнура.
Для решения этих задач предлагается зевообразующее устройство для ткацкого станка, содержащее, по меньшей мере, один вращательный электропривод, предусмотренный для наматывания вокруг шкива проводящего элемента, который управляет, по меньшей мере, одной лицей, и при этом выходной вал привода вращается вокруг первой оси. Согласно изобретению вал привода снабжен шестерней, которая входит в зацепление с зубчатым венцом, жестко соединенным со шкивом и осуществляющим заодно с ним вращательное движение вокруг второй оси, перпендикулярной первой оси.
Благодаря изобретению максимально допустимая нагрузка на уровне проводящего элемента может быть увеличена за счет передаточного числа зубчатого зацепления между шестерней и зубчатым венцом. Кроме того, поскольку шкив вращается вокруг оси, перпендикулярной оси вращения вала двигателя, то он может быть оперт на обоих своих концах, не образуя свеса. Таким образом, его осевая длина может быть относительно большой, что делает возможным наматывание проводящего элемента, число витков которого обеспечивает относительно длинный ход лицы.
Согласно предпочтительному, но необязательному аспекту изобретения, такое устройство может включать один или несколько следующих признаков, причем в любой технически допустимой комбинации:
- зубчатый венец может перемещаться вдоль второй оси, и устройство содержит средства упругой нагрузки зубчатого венца относительно шестерни вдоль второй оси;
- вал привода и ось шкива сходятся (sont concourants);
- шестерня имеет прямые зубья, а зубчатый венец имеет зубья, подогнанные к зубьям шестерни;
- привод смонтирован в корпусе, в то время как шкив и зубчатый венец смонтированы с возможностью вращения вокруг второй оси в отдельной и отсоединяемой от корпуса опорной конструкции;
- устройство содержит несколько приводов, смонтированных в одном и том же корпусе, со своими соответствующими первыми, параллельными одна другой, осями, и несколько компоновочных узлов, содержащих каждый из них шкив и зубчатый венец в количестве, равном количеству приводов, смонтированных в корпусе, причем эти компоновочные узлы смонтированы в одной и той же, отдельной и отсоединяемой от корпуса, опорной конструкции со своими соответствующими вторыми осями вращения, перпендикулярными первым осям приводов;
- зубчатый венец и шкив смонтированы с возможностью вращения вокруг вала, совпадающего со второй осью и зафиксированного (clipse) в опорной конструкции;
- средства упругой нагрузки зубчатого венца относительно шестерни действуют между валом и опорной конструкцией;
- число зубьев шестерни меньше числа зубьев зубчатого венца;
- зубчатый венец стопорится и фиксируется неподвижно посредством геометрического замыкания на шкиве.
Изобретение относится также к ткацкому станку, содержащему вышеупомянутое зевообразующее устройство.
Для лучшего понимания изобретения и более ясного представления его других преимуществ ниже предлагается описание варианта осуществления зевообразующего устройства и ткацкого станка согласно его принципу действия, которое приводится исключительно в виде примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых изображены:
фиг. 1 изображает вид в изометрии ткацкого станка жаккардового типа, согласно изобретению;
фиг. 2 - вид в изометрии с пространственным разделением деталей модуля, относящегося к зевообразующему устройству ткацкого станка с фиг. 1, также согласно изобретению;
фиг. 3 - вид в изометрии с пространственным разделением деталей некоторых элементов, относящихся к модулю с фиг. 2;
фиг. 4 - вид в изометрии с пространственным разделением деталей под другим углом шкива и зубчатого венца, представленных на фиг. 3;
фиг. 5 - вид в изометрии детали V с фиг. 2, с изображением в увеличенном масштабе под другим углом;
фиг. 6 - вид в изометрии по стрелке VI с фиг. 5;
фиг. 7 - продольный разрез вдоль вала компоновочного узла шкива в плоскости, аналогичной плоскости VII c фиг. 6, но в центральной части опорной конструкции, показанной на фиг. 2, и
фиг. 8 - вид спереди части устройства, представленного на фиг. 6, с изображением намотанного на шкив аркатного шнура.
Ткацкий станок М жаккардового типа, представленный на фиг. 1, содержит зевообразующее устройство 1, смонтированное на опорной структуре 2, выше навоя 3 и товарного валика 4 ткацкого станка, на который наматывается ткань Т в ходе вырабатывания ткани. Устройство 1 содержит несколько модулей 10, выполненных для управления вертикальным перемещением аркатных шнуров 20, которые представляют собой проводящие элементы подвязи 30 станка М, причем каждый аркатный шнур несет лицу 21, снабженную глазком 22 для пробирания нити основы. Для ясности чертежа на фиг. 1 представлены лишь одна колонна корпусов 10, пять аркадных шнуров 20 и пять лиц 21. Каждый модуль 10 расположен на рельсе 5. Зевообразующее устройство 1 содержит двенадцать рельсов, причем каждый из этих рельсов может иметь с обеих сторон до сорока таких модулей. На каждом из представленных на фиг. 1 рельсов показан лишь первый модуль каждого рельса.
Каждый модуль 10 содержит корпус 110, предусмотренный для приема шестнадцати приводов 112 в индивидуальных гнездах 110а. Выходной вал 114 каждого привода 112 вращается заодно целое с прямозубой шестерней 116. Позицией Х114 обозначена ось вращения вала 114 и шестерни 116 привода 112. Оси Х114 приводов 112, смонтированные в корпусе 110, параллельны между собой.
Каждый привод 112 предусмотрен для приведения в движение шкива 126, к которому прикреплен верхним концом аркатный шнур 20. Для этого, как показано на фиг. 3, каждый шкив 126 снабжен гнездом 126А для приема и зажима верхнего, непоказанного конца аркатного шнура 20. Как вариант, верхний конец аркатного шнура 20 может быть приформован литьем к шкиву. Этот шкив 126 содержит также цилиндрический участок 126В с круглым сечением, на который может наматываться аркатный шнур 20, конец которого зажат в гнезде 126А. Позицией Y126 обозначена центральная ось участка 126В, которая фактически является осью вращения шкива 126. Позицией L126 обозначена осевая длина, измеренная параллельно оси Y126, участка 126В, то есть участка шкива 126, свободного для наматывания аркатного шнура.
Каждый шкив 126 вращается как одно целое с зубчатым венцом 124 вокруг оси Y126. Каждая пара, образованная зубчатым венцом 124 и шкивом 126, монтируется в гнезде 120А, образованном в опорной конструкции 120, которую подсоединяют к корпусу 110.
Опорная конструкция 120 открыта со своей первой стороны, обращенной к корпусу 110, чтобы обеспечить ввод шестерни 116 в каждое гнездо 120А. Опорная конструкция 120 открыта также со своей второй стороны, обратной относительно корпуса 110 и показанной на фиг. 2. С этой второй стороны опорная конструкция 120 закрыта крышкой 130.
Детали 120 и 130 выполнены предпочтительно из пластика, например, сплава поликарбоната ABS, который, в частности, подходит по причине своей размерной стабильности.
Опорную конструкцию 120 монтируют с возможностью поворота на корпусе 110, например, посредством непоказанных винтов. Равным образом крышка 130 монтируется с возможностью поворота на опорной конструкции 120, например, фиксируется на ней.
В смонтированной конфигурации модуля 10 каждая шестерня 116 привода 112 сцеплена с зубчатым венцом 124, который жестко связан со шкивом 126, при этом оси вращения Х114 и Х126 этих деталей перпендикулярны.
Установка шестерни 116 и зубчатого венца 124, как промежуточных деталей между приводом 112, который генерирует вращательное движение шкива 126, и шкивом 126, на который наматывается аркатный шнур 20, позволяет создать редуктор. Число зубьев шестерни 116 меньше числа зубьев зубчатого венца 124. Это позволяет получить эффект демультипликации (понижения передаточного числа) полученного крутящего момента на уровне вала 114, который передается на шкив 126 редуктором, образованным деталями 116 и 124. Посредством изменения соотношения крутящего момента в системе с зубчатым зацеплением, состоящим из шестерни 116 и зубчатого венца 124, максимальная нагрузка на уровне аркатного шнура 20 может быть адаптирована, таким образом, к тяговым усилиям, которые генерируются на каждом аркатном шнуре 20.
Отношение числа зубьев зубчатого венца 124 к числу зубьев шестерни 116 составляет 1/3 в выбранном примере осуществления и могло бы быть равным 1/2 и 1/5.
Шестерня 116 имеет прямые зубья и взаимодействует с зубчатым венцом 124, в котором зубья подогнаны к зубьям шестерни. На практике зубья зубчатого венца относятся к типу «Cylkro», который известен из международного патента WO-А-96/12585. В примере рассматриваемого устройства, которое показано на фиг. 1-8, шестерня имеет одиннадцать зубьев модуля 0,7, а зубчатое колесо имеет тридцать три зуба. Использование прямых прямозубых зацеплений позволяет позиционировать зубчатый венец 124 с небольшой точностью по оси Х114. В действительности условия контакта сохраняются неизменными по длине зуба шестерни. Более того, сцепление не генерирует какую-либо результирующую на шестерне, направленную по оси Х114. Таким образом, сцепление не имеет последствий для условий функционирования опор приводного вала.
Шестерня и зубчатый венец изготовлены из полиацетала: выбор этого пластика обеспечивает функционирование без внесения смазки и гарантирует хорошую износостойкость.
Зубчатый венец 124 и шкив 126 монтируются с возможностью свободного вращения, с промежуточной установкой шарикоподшипника 122, вокруг вала 128, продольная ось которого совпадает с осью Y126. Поскольку оси Х114 и Y126 перпендикулярны, вал 128 простирается между двумя стенками 1201 опорной конструкции 120, которые вертикальны на фиг. 2, а оси Х114 и Y126 горизонтальны.
Гнездо 1244 зубчатого венца 124 предусмотрено для приема носка 1264 шкива 126. Гнездо 1244 и носок 1264 имеют взаимодополняющие и некруглые формы. Таким образом, монтаж шкива 126 на зубчатый венец 124 обеспечивает вращение как одно целое оси Y126 зубчатого венца и шкива за счет геометрического замыкания.
Кроме того, монтаж шкива 126 на зубчатом венце 124 осуществляется посредством фиксации носка 1264 шкива 126 в гнезде 1244, при помощи упругодеформируемых пластинок 1262 и предусмотренных концевых мысков 1266. Мыски 1266 пластинок 1262 фиксируются в предусмотренных с этой целью прорезях 1242 зубчатого венца 124 с одной и с другой стороны гнезда 1244. Эта фиксация шкива 126 на зубчатом венце 124 обеспечивает, таким образом, их жесткую связь при перемещении по оси Y1216.
Пружина 123 расположена между валом 128 и стенкой 1201 опорной конструкции 120. На этот вал прилагается упругое усилие Е1, направленное к другой стенке 1201 гнезда 120А, в которое заходит этот вал.
Речь идет о компоновочном узле 129 шкива, содержащем шкив 126, зубчатый венец 122, пружину 123 и вал 128. Каждый компоновочный узел 129, в котором вал 128 является центральным органом, расположен в гнезде 120А опорной конструкции 120.
В нормальной конфигурации использования один конец 123А пружины упирается в стенку 1201 опорной конструкции 120, в то время как другой конец 123В находится в контакте с внутренней расточкой 1281 вала 128. Пружина 123 прилагает, таким образом, упругое усилие Е1 на вал 128. Подшипник 122 расположен на закраине 1286 вала 128, при этом вал также прилагает упругое усилие Е1 на подшипник 122, который оказывает, в свою очередь, это усилие Е1 на шкив 126, на уровне внутренней закраины 1268 шкива.
Использование средства упругой нагрузки, такого как пружина 123, позволяет выбрать зазор сцепления между шестерней 116 и зубчатым венцом 124 по оси Y126, при этом зубчатый венец упруго поджимается к шестерне.
Концы 1282 и 1284 вала 128 могут быть зафиксированы в гнездах 1204 и 1206, устроенных в стенках 1201 и предусмотренных на этот случай. Концы 1282 и 1284 имеют некруглое сечение и гнезда 1204 и 1206 имеют геометрию, совместимую с установкой концов 1282 и 1284 по месту и их фиксацией при вращении вокруг оси Y126. Кроме того, каждое гнездо 1204 имеет отбортованную кромку в форме упругодеформируемого зубца 1205, который служит органом фиксации конца 1282 вала 128 неподвижно в гнезде 1204. Этот зубец смещается в сторону во время установки вала 128 в гнезде 1204, после чего вал 128 стопорится и фиксируется неподвижно зубцом 1205. Аналогичный зубец предусмотрен в зоне гнезда 1206, так что конец 1284 вала 128 фиксируется по месту. Как вариант, другой орган стопорения или фиксации, в более широком плане, может быть предусмотрен в зоне гнезд 1204 и 1206.
Застопоренный таким образом вал 128 фиксируется при вращении вокруг оси Y126, но обладает определенной свободой в осевом направлении. Шкив 126, вал которого поддерживается на двух своих концах опорной конструкцией 120, стабилен по оси, так как он не свисает. С другой стороны, он вращается вокруг вала 128 посредством двух опор, образованных, во-первых, подшипником 122 и, во-вторых, зоной S гладкого контакта между внутренней расточкой шкива 124 и наружной цилиндрической поверхностью вала 128, расположенной с противоположной стороны относительно подшипника 122. Обе опоры расположены с обеих сторон участка 126В для наматывания аркатного шнура 20. Таким образом, становится возможным увеличить длину L126 участка 126В, который принимает аркатный шнур 20, без ущерба стабильности шкива. На практике длина L126 имеет от 8 до 10 мм для шкива 126, участок 126В которого имеет диаметр порядка 9 мм. В этих условиях длина наматывания аркатного шнура 20 в конфигурации с фиг. 8 имеет величину в пределах 270 и 290 мм.
Длина L126 увеличивается относительно осевой длины шкивов устройств согласно уровню техники. Эта увеличенная длина делает возможным наматывание вокруг шкива большей длины аркатного шнура. Это обеспечивает также увеличение возможной длины хода лиц 21 относительно известных устройств. В частности, легко осуществимы способы трехмерного многослойного ткачества, которые предполагают образование нескольких наложенных друг на друга зев и перемещение зева вместе с выделанным слоем.
Устройство удаления зазора вдоль оси Y126 благодаря вышеописанной пружине 123 работает идентичным образом для шестнадцати компоновочных узлов 129 шкива, которые содержит опорная конструкция 120. В частности, оно обеспечивает индивидуальную автоматическую настройку осевого положения по осям Y126 шестнадцати зубчатых венцов 124 компоновочных узлов шкива 129, смонтированных на опорной конструкции 120, относительно шестнадцати шестерен 116 приводов 112, которые смонтированы в корпусе 110, когда опорная конструкция 120 подсоединена к корпусу 110.
Согласно предпочтительному признаку изобретения оси Х114 и Y126 сходятся. Так, распределение монтажных допусков шестеренок 116 и компоновочных узлов шкивов 129 центрируется на номинальной конфигурации, в которой эти оси являются фактически секущими. Так, в случае изменения положения этих осей зубья элементов 116 и 124 остаются сопряженными, при удовлетворительных условиях сцепления. Иными словами, ввиду схождения осей Х114 и Y126 образованный деталями 116 и 124 редуктор мало чувствителен к дефектам позиционирования по оси Z, перпендикулярной осям Х114 и Y126, которые расположены с обеих сторон номинальной конфигурации, где эти оси действительно сходятся.
Как вариант, эти оси могут не быть сходящимися, что возможно с учетом используемого типа зубьев.
Таким образом, позиционирование зубчатого венца 124 на оси привода Х114 не требует быть точным. Устройство, следовательно, совместимо с монтажом без тонкой регулировки. Предусмотренный принцип разработки устройства позволяет адаптироваться к условиям сцепления в направлениях осей Х114 и Y126, а также к допуску в направлении Z.
Компоновочные узлы шкива 129 помещаются в опорной конструкции 120, которая представляет собой компонент, отдельный от корпуса 110. Таким образом, все шестнадцать компоновочных узлов 129 и их опорная конструкция 120 образуют подвижный, легко демонтируемый функциональный блок для осуществления ремонтных и профилактических работ как в отношении приводов, так и компоновочных узлов шкивов 129. Монтаж зевообразующего устройства согласно изобретению производится при комплектации каждого корпуса 110 приводами, монтируемыми в гнездах 110А. Шестерня 116 монтируется на валу 114 каждого привода 112 до или после его монтажа в корпусе 110. Вслед за этим укомплектованную компоновочными узлами шкивов 129 опорную конструкцию 120 подсоединяют к корпусу 110. Наконец, на опорную конструкцию 120 прикрепляют крышку 130.
В ходе подсоединения опорной конструкции 120 к корпусу 110 зубчатые венцы 124 вступают в контакт со скошенной кромкой концевой части зубьев шестерни 116, затем смещаются по оси вала Y126 шкива 126 при встречном воздействии пружины 123. Эта пружина поджимает зубья в конфигурацию сцепления, без участия оператора. После установки на место шестерни 116 и зубчатые венцы 124 находятся в условиях функционирования, без зазора и без необходимости операции специальной регулировки.
Установка такого устройства позволяет также перенастроить ткацкий станок согласно уровню техники в ткацкий станок согласно изобретению. На практике переход от системы простых шкивов со свесом к системе с зубчатым зацеплением может содержать три следующих этапа. Вначале для каждого привода шкив заменяют шестерней 116. Затем опорную конструкцию подсоединяют 120 к корпусу 110 и крышку закрепляют на опорной конструкции, как пояснено выше.
Как вариант, изобретение может быть собрано с коническими зубчатыми колесами. Эти зубчатые колеса со сходящимися осями требуют для функционирования в оптимальных условиях совпадения вершин конусов зубьев. Устройство устранения зазора по оси вращения шкива позволяет удовлетворительно отрегулировать зазор.
Изобретение может быть реализовано с гипоидными зубчатыми колесами, то есть с колесами с левой винтовой нарезкой (gauche en spirale). Шестерни и зубчатые венцы имеют конические зубья, но не обязательно вращаются вокруг сходящихся осей.