用于精梳机的驱动装置的制作方法

本发明涉及一种驱动装置，其介于精梳机的包括输出轴的电动机与包括输入轴的齿轮箱单元之间，借助于所述驱动装置驱动精梳机的工作元件，其中在电动机的输出轴上设置有电动机带轮，并且在齿轮箱单元的输入轴上设置有齿轮箱带轮，并且其中驱动构件以作用力锁定方式与电动机带轮和齿轮箱带轮相互作用。

背景技术：

CH-PS 499 635描述了一种机械驱动系统，其用于执行分离罗拉处的间歇步进运动、钳板单元的钳板的往复运动和精梳机上的圆梳的不规则运动。该机械驱动系统包括具有输入轴的齿轮箱单元，其中输入轴经由V形带轮被电动机驱动。这样，对于以前的精梳机能够执行高达350钳次/分(nips/min)，其中单V型带用作驱动构件。

然而，现代精梳机执行高达600钳次/分，因此对驱动系统的要求继续前进到所需驱动扭矩的临界范围。具体而言，分离罗拉处的间歇步进运动、钳板单元的钳板的往复运动和现代精梳机上的圆梳的不规则运动导致处于驱动系统的特征频率范围内的不规则振动。作为其结果，在现代精梳机上发生非常高的峰值负载，特别是高峰值扭矩和升高的加速力，其最终必须被精梳机的工作元件和驱动装置的支承点吸收。为了抵消驱动系统中的高峰值负载，对于具有高达600钳次/分的现代精梳机而言通常将双V型带用作驱动构件。

这里，应该指出的是，在本申请中，术语“精梳机的工作元件”是指用于驱动钳板单元的工作元件、和/或用于驱动分离罗拉的工作元件、和/或用于驱动圆梳的工作元件。

精梳机的齿轮箱单元的不规则振动，加上精梳机的工作元件以及驱动装置的支承点上的非常高的峰值负载，导致现代精梳机上的齿轮箱单元和电动机的V形带轮与双V型带之间的滑移增加。这特别表现为电动机与齿轮箱单元之间的双V型带的紧侧的极端振动行为或颤动。

双V型带的极端振动行为导致这样一种状况，特别而言，其中电动机必须提供更大的功率，以便驱动精梳机的齿轮箱单元，其中延伸率的巨大变化作用于双V型带，从而显著缩短其使用寿命。

由于驱动系统的极端振动行为，双V型带作为绷紧弦发生作用，绷紧弦以其特征频率发生振动，从而导致非所需的噪声水平。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提供一种介于精梳机的电动机与齿轮箱单元的驱动装置，其实现改善驱动传送，并且最大限度地降低驱动构件的磨损，并且最大限度地降低非所需噪声水平。

为了解决该问题，本文提出将驱动构件设计为肋式V型带特别是多楔带。与V型带相比，肋式V型带有利地实现了与电动机带轮以及与齿轮箱带轮的较小包角(wrapping angle)。作为结果，来自齿轮箱带轮的不规则振动以较低的作用力传输作用于紧侧，因此还显著地缓冲了电动机和齿轮箱的轴承上的机械负载。另外，带颤动程度较小，并且由于大的包角，所以不存在太多滑移，从而实现更好的电动机功率传输。

使用肋式V型带使得能够降低电动机的输出功达150W-200W。还有利地确定的是，电动机的输出轴处的峰值扭矩提高大约15%到大约20%。通过肋式V型带还实现了增加效率。肋式V型带特别对具有高达650钳次/分的精梳机而言具有优势。

有利地，已经证明的是肋式V型带应该具有PJ轮廓，其具有5-10个肋，优选为7-9个肋，特别优选为8个，以便抵消齿轮箱单元的不规则振动。

具有PJ 轮廓的肋式V型带特别是多楔带符合DIN 7867/ISO 9982标准，并且具有子结构、张力束(tension strand)和盖板。子结构包括平行于运行方向配置的楔形肋。这些肋确保了良好的摩擦连接以及作用力在整个带宽上的均匀分布。子结构由弹性体材料构成。张力束由具有高强度和低膨胀率的聚酯线绳或芳族聚酰胺线绳构成，并且固定地连接至子结构。耐磨压力板对张力束提供永久保护。

具体而言，PJ轮廓具有大约2.34mm的肋距以及大约3.8mm的带高。

优选地，电动机带轮和齿轮箱带轮在它们相应的外周缘上具有用于肋式V型带的镜像肋状轮廓。这实现作用力在肋式V型带与带轮之间的最佳传输。肋式V型带带轮也应该根据DIN 7867/ISO 9982来生产。

优选地，至少一个飞轮设置在齿轮箱单元的输入轴上位于齿轮箱带轮的径向外侧。这具有的有益效果是飞轮会缓冲驱动系统中的峰值负载。

已经有利地表明的是，至少一个飞轮的惯性应该介于大约84000kg*mm2到大约85000kg*mm2之间，优选介于大约84300kg*mm2到大约84800kg*mm2之间，特别优选应该为84600kg*mm2。

另外，至少一个飞轮的重量应该介于大约7.0kg到大约7.5kg之间，优选介于大约7.2kg到大约7.4kg之间，特别优选应该为大约7.3kg。然而，关于这一点，应该指出的是，齿轮箱单元的输入轴上的飞轮的这种重量似乎关联于电动机的缓慢启动和制动，此外还将传来的负载诱导到输入轴上，其中这些影响应该看作没有驱动系统的处于紧侧的振动行为能够被显著最小化的主要优点那么重要。

优选地，提出了将飞轮设计为一件式或多件式。

有利地使用至少一个引导罗拉来进一步缓冲驱动系统的位于紧侧的振动行为，其中引导罗拉与驱动构件的紧侧相互作用。这具有的有益效果是使紧侧得到细分。因此，引导罗拉抵消了紧侧增加的滑移。

本发明的其它优点能够基于以下描述和示出的示例性实施例推导出。

附图说明

附图中：

图1示出了现有技术的驱动装置的示意性侧视图，

图2示出了具有本发明的驱动设计的如图1所示的驱动装置，

图3示出了图2所示齿轮箱带轮的截面图，并且

图4示出了电动机扭矩的时间进程的图示。

具体实施方式

图1纯粹示意性地示出了公知现有技术的精梳机20的驱动装置10，其介于包括输出轴12的电动机14与包括输入轴16的齿轮箱18之间。为了改善驱动装置10与电动机14、齿轮箱单元18和精梳机20相互作用的图示，这些部件在图1中以虚线示出。精梳机20的工作元件(未示出)由齿轮箱单元18驱动。

公知精梳机的工作元件被认为是例如用于驱动钳板单元的工作元件、和/或用于驱动分离罗拉的工作元件、和/或用于驱动圆梳的工作元件。

电动机带轮22设置在电动机14的输出轴12上，而齿轮箱带轮24设置在齿轮箱单元18的输入轴16上。驱动装置26以作用力锁定方式(force-locked manner)与电动机带轮22和齿轮箱带轮24相互作用。公知精梳机20的齿轮箱单元18驱动用于间歇步进的分离罗拉、用于往复运动的钳板单元的钳板和用于不规则运动的圆梳。对具有高达600钳次/分(nips/min)的现代精梳机而言，这些驱动特别在驱动系统上诱发不规则振动，因此导致在精梳机20的驱动元件、电动机14的输出轴12和齿轮箱单元18的输入轴16上导致非所需的峰值负载。

在根据图1所示的精梳机的驱动装置的公知现有技术中，双V型带26A用作驱动构件20。该双V型带26A在600钳次/分时由于齿轮箱单元18的不规则振动而开始发生振动或颤动。双V型带26A的这种所谓颤动在图1中通过紧侧28中的点线示出。

根据现有技术，常见的是在公知精梳机的驱动装置10的松侧30设置带张紧器32，同样如图1所示。

在随后的图2和图3中提出了用于以机械方式缓冲从现有技术公知的双V型带26A的颤动问题的相应方案。

根据图2，从如图1中所示的公知现有技术开始，双V型带26A被肋式V型带26B特别是多楔带26B’取代。作为驱动构件26的肋式V型带26B的更清晰图示在图3中详细示出。

与图1所示的双V型带26A相比，使用肋式V型带26B具有显著更好的振动行为(见图2，紧侧28的点线)。

特别而言，使用具有PJ轮廓和8个凹槽的多楔带26B'已被证实是非常有利的。使用PJ-8型多楔带26B’使得能够降低电动机的输出功达150W-200W。还有利地确定的是，电动机的输出轴处的峰值扭矩提高大约15%到大约20%。通过PJ-8型多楔带26B’还实现了增加效率。PJ-8型多楔带26B’特别对于具有高达650钳次/分的精梳机具有优势。

可选地，可想到的是在紧侧28设置引导罗拉34，以便更进一步最大限度地降低肋式V型带26B的颤动或振动行为。这获得了紧侧28的子部，从而进一步缓冲驱动系统中的非所需振动。

用于最大限度地降低肋式V型带26B的颤动或振动行为的进一步可能性在图3中由两个飞轮36A、36B(其由虚线表示)示出。

两个飞轮36A、36B设置在输入轴16上相对于相应的齿轮箱带轮24A位于径向外侧，从而以机械方式缓冲齿轮箱单元18的非所需振动。

从图3还可看出PJ-8型的多楔带26B’是如何与相应齿轮箱带轮24A上的镜像8凹槽轮廓25相互作用的。

PJ-8型的肋式V型带26B特别是多楔带26B’符合DIN 7867/ISO 9982标准，并且具有子结构、张力束和盖板。子结构包括平行于运行方向配置的楔形肋。这些肋确保了良好的摩擦连接以及作用力在整个带宽上的均匀分布。子结构由弹性体材料构成。张力束由具有高强度和低膨胀率的聚酯线绳或芳族聚酰胺线绳构成，并且固定地连接至子结构。耐磨压力板对张力束提供永久保护。

图4中纯粹示意性地示出了电动机14的扭矩(单位Nm)随时间(单位ms)推移的三个曲线轨迹38A、38B、38C。

第一曲线轨迹38A由点线示出，并代表根据图1所示的具有双V型带26A的电动机14的扭矩行为。就双V型带26A而言，电动机14处的峰值扭矩(表示为算术平均)非常高，因此代表驱动系统的极端振动行为。

第二曲线轨迹38B由虚线示出，并代表具有PJ-8型多楔带26B’的电动机14的扭矩行为。与具有双V型带26A的第一曲线轨迹38A相比，具有PJ-8型多楔带26B’的第二曲线轨迹38B呈现出显著改善的曲线轨迹，因此大大降低了电动机14处的峰值扭矩。能够实现高达11%-20%的对驱动系统处的振动行为的缓冲(表示为算术平均)。

第三曲线轨迹38C由实线示出，并代表图3所示的具有两个飞轮36A、36B的具有PJ-8型多楔带26B'的电动机14的扭矩行为。尽管使用两个飞轮36A、36B实现了对驱动系统处的振动行为的进一步机械缓冲，但是实质上较大的改善是通过以PJ-8型多楔带26B’取代双V型带26A实现的。

这里，应该指出的是，还可想到通过将齿带用作驱动构件来最大限度地降低从现有技术公知的位于紧侧的强烈振动行为。与电动机带轮和齿轮箱带轮相互作用的所述齿带将形成正配合驱动连接，从而确保不会发生滑移。然而，关于这一点，将必须使用频率受控电动机，其中这种方案将关联于比包括肋式V型带特别是多楔带和/或两个飞轮和/或位于紧侧的附加引导罗拉的上述方案高得多的成本。