Titel: Die Kettenschaltgetriebe am mechanischen Webstuhle.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1904, Band 319 (S. 404–407)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj319/ar319114

Die Kettenschaltgetriebe am mechanischen Webstuhle.

Von Prof. Siegm. Edelstein.

(Fortsetzung von S. 365 d. Bd.)

b) Die aktiven Kettenablassvorrichtungen oder Kettenbaumregulatoren.

Wird die Kette dadurch zur Abwickelung gebracht, dass der Kettenbaum selbst oder ein eigener Hilfsbaum, über den sie geleitet wird, durch den Mechanismus des Webstuhles in Bewegung gesetzt werden, so bezeichnet man die hiezu vorgesehene Einrichtung als Kettenbaumregulator.

Technologisch genommen, sind es zwei Aufgaben, die durch dieses Getriebe erfüllt werden müssen; die eine besteht darin, den Kettenbaum in jenen Momenten, in welchen die Abgabe von Kette nicht stattzufinden hat, festzuhalten und es solcherart zu ermöglichen, dass die Kette in einem gewissen Spannungszustande verharre, während die andere Aufgabe in der Notwendigkeit begründet ist, dem Kettenbaume eine dem Webeprozesse entsprechende Abwickelbewegung zu erteilen.

Nun ist wohl richtig, dass, streng genommen, jedes Getriebe, das von irgend einem rotierenden oder schwingenden Bestandteil des Webstuhles den empfangenen Impuls auf den Kettenbaum überträgt, den beiden genannten Ansprüchen im allgemeinen gleichzeitig Rechnung tragen kann, allein die besonderen Eigentümlichkeiten, welche der Verlauf des Webeprozesses aufweist, sowie die dem Kettenbaume durch die Kettenspannung innewohnende Tendenz, sich in der Abwickelrichtung zu drehen, lassen nicht jede Anordnung gleichwertig erscheinen; sie bedingen einen speziell gewählten Aufbau und prägen dadurch dem Regulatortriebwerke einen gewissen prinzipiellen Karakter auf.

Zunächst muss berücksichtigt werden, dass der Webevorgang kein kontinuierlicher, einheitlicher Arbeitsprozess ist, sondern sich in periodisch wiederkehrenden Einzeltätigkeiten abspielt, daher es eine ganz natürliche Folgerung dieses Verhaltens ist, wenn man auch dem Kettenbaume nicht eine gleichmässig fortschreitende, sondern eine ruckweise Vorwärtsdrehung erteilt; man ist in diesem Falle in der Lage, die Freigabe des entsprechenden Kettenteiles für jenen Augenblick vorzubehalten, in welchem sie mit Rücksicht auf die chronologische Folge der Einzeltätigkeiten wünschenswert erscheint.

Das Ausmaass dieses freizugebenden Kettenbetrages ist ersichtlicherweise auf die Beschaffenheit des herzustellenden Gewebes von wesentlichem Einflüsse und es ist wieder nur eine Forderung des praktischen Bedürfnisses, zu verlangen, dass dieser Betrag einerseits während des Arbeitsverlaufes in dem eingestellten Ausmaasse konstant bleibe, andererseits aber seine Einstellung bei Vorrichtung des Stuhles in möglichst weiten Grenzen und möglichst kleinen Abstufungen einfach zu erzielen sei.

Diese beiden Forderungen weisen auf die Heranziehung von Klinkenschaltwerken hin, als denjenigen Mechanismen, die am einfachsten der gestellten Aufgabe entsprechen werden, doch setzt ihre Anwendung voraus, dass die Aufgabe der Festhaltung des Kettenbaumes einem speziellen Getriebe überantwortet werde, da sie selbst hierzu nicht geeignet erscheinen. Diese Tatsache entspringt dem Umstände, dass der Kettenbaum nicht die Tendenz des Stehenbleibens oder Rücklaufens hat, sondern infolge der vorhandenen Kettenspannung eine solche im Sinne der Schaltrichtung, das Schaltwerk also nicht nur keinen Widerstand im Sinne der von ihm zu erteilenden Bewegung zu überwinden hätte, sondern ihm in seiner Absicht, den Kettenbaum zu drehen, noch der nicht unbedeutende Zug der Kettenspannung zu Hilfe käme, ein etwa als Regulatorantriebsrad angewendetes Schaltrad würde infolgedessen der Schaltklinke einfach solange voreilen und abrollen, bis die Kette schlaff läge.

Wenn es nun auch andererseits allerdings möglich ist, durch Anwendung eines entsprechenden Stirnradgetriebes den Kettenbaum derart mit irgend einem rotierenden Teile des Webstuhles zu verbinden, dass der erstere eine entsprechende gleichförmige Abwickelbewegung erlangt bezw. diese Bewegung durch Einbeziehung eines Greifer-Sternradtriebwerkes in eine ruckweise zu verwandeln, so fehlt wieder dieser, wohl der Bedingung der Festhaltung des Kettenbaumes entsprechenden Anordnung, die dem Klinkenschaltgetriebe eigentümliche leichte Stellfähigkeit; die Umänderung des Triebwerkes für eine andere Kettenlieferung ist in diesem Falle nur durch den Einbau besonderer Wechselräder zu erreichen und eine allenfalls gewünschte Einflussnahme der Kettenspannung bezw. des Ausmaasses der freiliegenden Kettenlänge oder des Kettenbaumdurchmessers auf die Grösse der Kettenlieferung nicht oder nur schwierig zu erreichen. Das ganze Triebwerk steht unter dem Einflüsse der Kettenspannung, aus welchem Grunde die im Betriebe vorkommenden Veränderungen und Verstellungen desselben schwieriger durchzuführen sind, als wenn das Getriebe entlastet wäre. Für Regulatorgetriebe, die eine ganz eingeschränkte besondere Verwendung für spezielle Fälle erhalten, sind allerdings diese Umstände nicht von Belang, da die Schaltung ungeändert bleiben kann; für den allgemeinen Fall dagegen sind sie von schwerwiegender Bedeutung. Wenn man daher auch in besonderen und bestimmten Fällen zu Anordnungen der eben gekennzeichneten Art greifen kann, so erscheinen für die allgemeine Anwendung die Klinkenschaltwerke wesentlich vorteilhafter und man muss, um deren Anwendbarkeit zu sichern, zu dem oben angeführten Hilfsmittel greifen und die Aufgabe des Festhaltens des Kettenbaumes in besonderer Art zur Lösung bringen.

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Naheliegend wird das einfachste Mittel darin begehen, dass man in das Getriebe des Regulators ein selbsthemmendes Schneckenradgetriebe einschaltet und dasselbe aus praktischen Gründen möglichst nahe der Angriffswelle der Kettenspannung verlegt.

Dieser Gedankengang ist es, der zu der allgemein üblichen Anwendung eines auf dem Kettenbaume bezw. Hilfsbaume aufgesetzten Schneckenrades führt, dessen zugehörige ein- oder zweigängige Schnecke die Festhaltung des Kettenbaumes im Ruhezustande des Getriebes sichert, und welche in gleicher Folge von dem Schaltwerke den Impuls bekommen muss, wenn der Kettenbaum vor- order rückwärts gedreht werden soll. Durch diese Anordnung erscheint auch das Regulatorgetriebe von der Kettenspannung entlastet und die Anwendung des Klinkenschaltwerkes ermöglicht.

Textabbildung Bd. 319, S. 405

Aus dem Gesagten ergibt sich der oben erwähnte Prinzipielle Karakter des Triebwerkes dieser Kettenablassvorrichtungen und die beistehende Fig. 37 möge eine derartige Anordnung schematisch zur Anschauung bringen.

Auf der Achse des Kettenbaumes Kb ist ein Schneckenrad S aufgesetzt, in welches die Schnecke s eingreift, letztere wird durch eine Welle w gehalten und angetrieben, indem auf dieser ein Paar Kegelräder Ko und Ku verschiebbar aufsitzen, von denen eines oder das andere mit dem Kegelrade Km im Eingriffe steht. Dieses letztere ist auf derselben Achse aufgekeilt, wie das Schaltrad T, welches durch die Klinke p bei der Hin- und Herschwingung der Schaltscheibe M in ruckweise Vorwärtsbewegung gesetzt wird. Der Antrieb auf die Schaltscheibe erfolgt durch die Stange g, die ihre Hin- und Herbewegung durch Vermittlung geeigneter Zwischenhebel, etwa von der Ladenstelze aus, empfängt. Die Kette ist auf dem Baum Kb gewickelt und wird in dem Maasse abgelassen, in welchen der jeweilige Kettenbaumdurchmesser, verbunden mit der Grösse des dem Schneckenrade S erteilten Schaltwinkels, dies bestimmen.

1. Die Einzelgetriebe des Kettenbaumregulators.

Im Sinne des Voranstehenden lassen sich demnach, den beiden Teilaufgaben des Regulators entsprechend, zwei besondere Teilgetriebe desselben unterscheiden und zwar:

α) das Sperrgetriebe;

β) das Schaltgetriebe.

α) das Sperrgetriebe.

Es besteht, wie oben ausgeführt, aus dem auf dem Kettenbaume oder auf dem zu schaltenden Hilfsbaume aufgesetzten Schneckenrade S (Fig. 37), in welches die ein- oder zweigängige Schnecke s eingreift. Die letztere ist gegen eine achsiale Verschiebung durch ihre Aufkeilung auf der Welle w oder durch eine entsprechende Einbettung oder Auflage gesichert. Es geht daraus hervor, dass die Festhaltung des Kettenbaumes eine starre, unnachgiebige ist, wodurch im Momente des Ladenanschlages oder bei der Facheröffnung momentane Kettenanspannungen eintreten, während bei Fachschluss wieder eine Entspannung der Kette hervorgerufen wird.

Wohl wird in den meisten Fällen bei Anwendung von Kettenbaumregulatoren der Webstuhl mit einem beweglichenStreichbaume ausgestattet, allein wenn dieser auch das Spielen des Kettenbaumes während der Fachbildung entbehrlich macht, so vermag er doch nicht den harten Ladenanschlag zu hindern, da gerade beim Ladenanschlag der Streichbaum die Kette anspannt. Für Gewebe, bei denen eine genügend feste Kette vorhanden ist und eine sehr hohe Schussdichte notwendig wird, ist ein derart harter Ladenanschlag gewiss ein Vorteil, dagegen leiden schwächere Ketten leicht unter der Stosswirkung der Lade.

Textabbildung Bd. 319, S. 405

Behufs Herabminderung dieser letzteren kann man verschiedene Hilfsmittel anwenden. Eine diesbezügliche Einrichtung ist in der beistehenden Fig. 38 veranschaulicht. Unterhalb der Schnecke s ist eine genügend starke Schraubenfeder f, eventuell Evolutfeder, angeordnet, gegen welche sich die nur mit Feder und Nut, also mit einem Keil ohne Anzug auf ihrer Welle aufgesetzte Schnecke stützt, so dass diese Feder den durch die Kettenspannung K hervorgerufenen Zahndruck Z aufnimmt. Man erkennt leicht, dass die Nachgiebigkeit der Feder f bei plötzlichem Mehrbedarf der Kette eine Verschiebung der Schnecke nach abwärts zulässt, durch welche das Schneckenrad und dadurch auch der Kettenbaum eine entsprechende Abwickelbewegung vornehmen, ohne dass das Schaltgetriebe diesen Impuls zu erteilen hätte und ebenso wird ein geringes Nachlassen der Kette zu einer geringen Aufwickelbewegung des Kettenbaumes Anlass geben, indem die Feder f den Zug der reduzierten Kettenspannung überwindet und die Schnecke nach aufwärts verschiebt. Schnecke und Schneckenrad betätigen sich für diese Bewegung wie Zahnstange und Zahnrad, während die normale Transmission der Schaltbewegung nicht unterbrochen wird. Natürlicherweise erfüllt auch ein durch Feder- oder Gewichtsbelastung nach aussen gedrängter Streichbaum den gleichen Zweck, der Kette eine gewisse Nachgiebigkeit zu erteilen.

β) das Schaltgetriebe.

Zur Betätigung des Kettenbaumes erhält die Schnecke einen Antrieb, der, wie oben ausgeführt, vorteilhaft ein periodischer, ein ruckweiser ist.

Neben dieser prinzipiellen Aufgabe ergeben sich noch aus praktischen Bedürfnissen gewisse Anforderungen, die an das Schaltwerk gestellt werden müssen. Es sind dies einerseits Ansprüche, die als natürliches Ergebnis des von dem Webstuhl verlangten Arbeitsvorganges hervorgehen, andererseits durch die Notwendigkeit gegeben sind, das Getriebe für verschiedenartige Gewebe anzupassen.

Zunächst muss verlangt werden, dass die Kettenabwicklung stets gleichmässig stattfinde, d.h. für jede Schusseintragung dieselbe Kettenlänge geliefert werde, ein Umstand, der deshalb besonders hervorhebenswert erscheint, weil durch die stete Verminderung des Kettenbaumdurchmessers beim Abweben der Kette ein Moment hereingebracht wird, welches direkt eine Störung dieser Gleichmässigkeit hervorruft.

Es muss weiter verlangt werden, dass die Grösse dieser Kettenlieferung von vornherein leicht und in kleinen Abstufungen einstellbar sei, da selbstverständlich die Beschaffenheit des herzustellenden Gewebes von dem Betrage derselben wesentlich beeinflusst wird.

Endlich muss das Schaltwerk derart eingerichtet sein, dass es ohne viel Schwierigkeiten möglich sei, den Kettenbaum in verkehrtem Sinne zu drehen, um etwa beim Schussuchen, Trennen usw. verfügbar werdende Kette wieder zurücknehmen zu können.

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Diese Anforderungen lassen sich in nachstehende Punkte zusammenfassen:

1. Die Schaltgrösse muss in möglichst kleinen Abstufungen veränderbar sein;

2. Die einmal eingestellte Grösse der Kettenlieferung muss konstant bleiben;

3. Das Schaltgetriebe muss es ermöglichen, den Kettenbaum auch im verkehrten Sinne bewegen zu können.

Zur Erfüllung dieser Aufgaben erhält das Regulatorschaltgetriebe gewisse Einzelanordnungen, die nachstehend behandelt werden sollen:

a) Das eigentliche Schaltgetriebe.

Von irgend einem hin- und hergehenden Teile des Webstuhles, gewöhnlich der Ladenstelze aus, empfängt die Klinke p (Fig. 37) ihre Hin- und Herbewegung, direkt oder unter Vermittelung geeigneter Zwischenstücke, und drängt bei ihrem Vorwärtsgange das Schaltrad T vor sich her, während beim Rückgange der Schaltscheibe M bezw. der Klinke p, diese um eine entsprechende Anzahl von Zähnen weiter zurückgreift.

Es ist ohne weiteres einleuchtend, dass man die Grösse des Schalthubes, der der Schaltscheibe M bezw. der von ihr getragenen und bewegten Klinke p erteilt wird, in einfachster Weise dadurch abstufen kann, dass man zwischen Ladenstelze und Schaltscheibe eine Hebelübertragung einlegt, deren Uebersetzungsverhältnis beliebig geändert werden kann. Wird etwa ein Arm dieses Uebertragungshebels konstruktiv so ausgebaut, dass er einen Schraubenbolzen bildet, und dass die auf diesem aufgesetzte, durch Drehen des Bolzens verschiebbare Mutter jenen Punkt trägt, von dem die Schwingbewegung weitergeleitet wird, so erkennt man sofort, dass durch diese Einrichtung jede beliebige Abstufung der Hublänge innerhalb der beiden äussersten Lagen der Mutter ermöglicht wird.

Wenn es nun auch durch diese oder eine ähnliche Einrichtung ohne weiteres gelingt, den Schalthub der Klinke beliebig gross und veränderlich zu machen, so ist doch noch eine Schwierigkeit zu überwinden, die in der Uebertragung des Klinkenhubes auf das Schaltrad begründet ist.

Textabbildung Bd. 319, S. 406

Um bezüglich dieses Punktes Klarheit zu schaffen, sei in Fig. 39 eine Schaltstange M dargestellt, deren Zähne z1 z2 z3 z4 in der Entfernung (Teilung) t voneinander angeordnet wären.

Die Zahnstange sei nur in der Pfeilrichtung verschiebbar, nach der anderen Richtung dagegen durch irgend eine Vorrichtung an der Bewegung gehindert. Der Stangenvorschub erfolge durch die Klinke k, indem diese parallel zur Zahnstange hin- und herbewegt werde. Seien nun A und B die beiden momentanen Grenzlagen der Klinke und betrage die Strecke A B den Wert h, so erkennt man sofort, dass nicht dieser ganze Klinkenhub h auf die Zahnstange übertragen wird, indem die Klinke bei ihrer Bewegung von B nach links erst längst des Zahnrückens mp wandern muss, bevor sie an den Zahn z3 gelangt und diesen vor sich herdrängen kann. Die Klinkenstange bezw. der Punkt B muss hierbei den Weg BB1 zurücklegen und dieser tote Gang ist es, der auf die Schaltstange nicht übertragen wird.

Der tatsächlich erteilte Schalthub B1A erscheint daher als Differenz des Klinkenhubes und des toten Ganges

B 1 A = h – BB 1

Der Betrag B1A ist, wie ersichtlich, das ein- oder mehrfache der Teilung, bezw. Null, wenn der Klinke beim Zurückschreiten nicht mindestens ein solcher Hub gegeben wird, dass sie in den nächsten Zahn einfallen kann, im allgemeinen daher

B 1 A = it

wenn die Klinke um i Zähne zurückgreift.

Es geht dies einfach daraus hervor, dass die Klinke beim Vorwärtsgange die Schaltstange so weit vor sich herdrängt, als sie selbst nach vorwärts gelangt, wobei ihre Nase an dem Zahnfusse f anliegt, und bei ihrem Zurückwandern und neuerlichen Vorwärtsgehen die Schaltstange erst dann wieder mitnimmt, wenn sie wieder an einen Zahnfuss p gestossen ist. Bei unverändertem Schalthube gelangt sonach p an die Stelle von f und die Strecke pf ist ein Mehrfaches von f oder Null.

Aus dem Gesagten erkennt man, dass die Abstufung in der wirklich erzielten Schaltung nur um ganze Teilungen erfolgen kann und daher Veränderungen in der Hubgrösse der Klinkenstange insolange ohne Einfluss auf die Schaltgrösse selbst bleiben und nur als Aenderung in dem Ausmaasse des toten Ganges auftreten, insolange dieser nicht einen bestimmten Höchstwert erreicht hat.

Um nun diesen zu bestimmen, sei angenommen, dass die Klinke bei ihrem Vorschübe nach links etwa nur nach A'f' geführt werde und sich jetzt wieder zu rückwende; es ist dann zu ermitteln, welchen Betrag der Verschub der Klinke erreichen müsse, um ein Einfallen in den nächsten Zahn zu erreichen. Wie man aus der Figur erkennt, tritt dieser Moment ein, wenn die Klinke nach B2 o gelangt, in diesem Augenblicke kippt sie nach B2 o' um, und der Verschub beträgt sonach die Grösse A' B2. Aus der Figur ist ersichtlich, dass

A' B 2 = A' B 1 + B 1 B 2

Nun ist

B 1 B 2 = pq

und

B 1 p = B 2 q = k

daher auch

B 1 B 2 = pq = pr + rq

somit

A'B 2 =t + pr + rq

da

A'B 1 = t

gesetzt werden kann.

Da man nun ∡ B2 o q angenähert als einen rechten Winkel gelten lassen kann, so ist

B2o m = ∡ α = ∾ ∡ roq

und

ferner ist

cotg ∡ o p r

cotg β

daher

. 34)

In dieser Gleichung bedeutet die radial gemessene Zahnlänge, α den knapp vor dem Einfallen auf den nächsten Zahnrücken auftretenden Neigungswinkel Klinke und β jenen der Zahnflanke beide gemessen gegen |407| die Verschubrichtung; man sieht daher, dass der Höchstwert des toten Ganges der Schaltklinke desto grösser ausfällt, je länger der Schaltzahn (or), je grösser die Zahnteilung (t), je kleiner der Neigungswinkel der Zahnflanke an der Angriffsseite (β) sind und je steiler die Klinke gegen die Zahnstange gelegen (α) ist. Er sinkt auf den Wert t herab, wenn der Klammerausdruck Null wird, d.h. wenn

tg α = – cotg β

mithin

β = 90° + α

gemacht wird.

Wird die Ermittlung des toten Ganges graphisch vorgenommen, so ergibt sich ohne weiteres die Form der Zähne für Null. Die den Klinkenandruck aufnehmende Zahnflanke oq ist nach einem Kreisbogen gekrümmt, der mit der Klinkenlänge als Radius (Fig. 40) aus beschrieben wird. Geht die Klinke um die Strecke t nach rechts weiter, so schnappt sie bei m sogleich in die Angriffslage ab, und der Leergang wird höchstens gleich der Zahnteilung t.

Textabbildung Bd. 319, S. 407

Wenn solcherart der durch die Form des Zahnes verursachte Teilbetrag B1 B2 (Fig. 39) des toten Ganges eliminiert erscheint, so bleibt für die Uebertragung des Klinkenhubes auf die Schaltstange doch die Eigenschaft der Anordnung bestehen, dass der Klinkenhub einen bis zum Betrage t reichenden Zuwachs über die Grösse der voll zurückgelegten Teilungen wohl durch den Schwingern erfahren, denselben aber an die Schaltstange nicht Leiter leiten kann, und damit ist die Grösse der erzielten Abstufung in der Schaltung an den Wert t gebunden, den sie bei dieser Ausführung nicht unterschreiten kann; eine etwaige Regulierung der jeweiligen Klinkenhubausschläge ist effektiv nur bis zur Abstufung t von Wert, da jede Differenzierung unter diesen Wert nur in der Veränderung des toten Hubes hervortritt.

Dieses Ausmaass des Grenzwertes bleibt aber auch dann bestehen, wenn die Zähne der Schaltstange die allgemeineForm der Fig. 39 erhalten und sonach dem Klinkenhube noch ein über t reichender Betrag B1 B2 als Leergang erteilt werden muss, es leuchtet ein, dass dieser Betrag B1 B2 nur einmal, für die Ueberschreitung der ersten zurückgelegten Teilung, hinzukommt, indem für eine noch weiter reichende Verschiebung der Schaltklinke nach dem erstmaligen Einfallen auf den nächsten Zahnrücken nur noch die einfache oder mehrfache Teilung t zurückzulegen ist, um ein neuerliches Einfallen auf den Rücken des nächsten und der weiteren Zähne herbeizuführen. Der Klinkenhub um n Zähne setzt sich zusammen aus:

wobei r die letzte unter dem Betrage einer ganzen Teilung bleibende Verschubgrösse bedeutet, somit ist, da sich nicht ändert, die erzielte Schaltung

. 35)

wobei h0 den ein für allemal um den Betrag erweiterten Schalthub der Klinke und r den wieder unter dem Betrage t bleibenden noch nicht übertragbaren Leergang vorstellen, der bei Erreichen des Wertes einer ganzen Teilung sofort von der Schaltstange aufgenommen werden kann; mithin ist also auch hier die Schaltabstufung durch die Grösse der Teilung festgelegt.

Denkt man sich den Hub der Schaltklinke in dem allgemeinen Falle von Null anwachsen, so wird ein Einfallen in den nächsten Zahn nach einem Hube von der Grösse.

erreicht, von da an bringt bereits jeder Zuwachs um den Betrag einer Teilung ein Einfallen um einen weiteren Zahn zuwege; es sind die Beträge des Leerganges, mithin der Spielraum für die Schaltabstufung, je nach dem Umstände verschieden, ob der Klinkenhub über oder unter der Grösse liegt, eine Erscheinung, die aber sofort verschwindet, wenn man die Zähne nach Art der in Fig. 40 verzeichneten ausführt, bei welchen eliminiert erscheint.

(Fortsetzung folgt.)

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