DE102006045229A1 - Stick head - Google Patents

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    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
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    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D05C—EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C11/00—Devices for guiding, feeding, handling, or treating the threads in embroidering machines; Machine needles; Operating or control mechanisms therefor
    • D05C11/02—Machine needles
    • D05C11/06—Needle-driving or control mechanisms

Abstract

Ein Stickkopf weist eine Nadelstange (2) sowie einen zu deren Antrieb vorgesehenen Nadelstangenantrieb (3) auf, wobei der Nadelstangenantrieb (3) als elektrischer Direktantrieb mit einem fest mit der Nadelstange (2) verbundenen Läufer (6) ausgebildet ist.An embroidery head has a needle bar (2) and a needle bar drive (3) provided for its drive, wherein the needle bar drive (3) is designed as an electric direct drive with a rotor (6) firmly connected to the needle bar (2).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einen für eine Stickmaschine geeigneten Stickkopf mit einem Nadelstangenantrieb.The Invention relates to a an embroidery machine suitable embroidery head with a needle bar drive.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein Stickkopf einer Stickmaschine ist beispielsweise aus der DE 197 24 425 A1 bekannt. Mehrere Nadelantriebe dieser Stickmaschine sind jeweils an eine parallel zur längs laufenden Trägern durch die Stickmaschine geführte angetriebene Hauptwelle angeschlossen. Zum vollständigen Massenausgleich ist vorgesehen, das die Antriebsanordnung des Stickkopfes jeweils ein auf der angetriebenen Hauptwelle angeordnetes, außenverzahntes Zahnrad sowie ein auf einer parallel zur Hauptwelle ausgerichteten Ausgleichswelle angeordnetes zweites außenverzahntes Zahnrad aufweist, wobei die ineinander greifenden Zahnräder jeweils mit einer Ausgleichsmasse versehen sind. Damit soll insbesondere ein Massenausgleich 1. Ordnung erzielt werden, wobei keine durch Querkräfte verursachten horizontal gerichteten Schwingungen auftreten. Insgesamt ist der Nadelstangenantrieb der Stickmaschine nach der DE 197 24 425 A1 aufwendig aufgebaut.An embroidery head of an embroidery machine is for example from the DE 197 24 425 A1 known. Several needle drives of this embroidery machine are each connected to a parallel to the longitudinal carriers guided by the embroidery machine driven main shaft. For complete mass balance is provided, which has the drive arrangement of the embroidery head each arranged on the driven main shaft, externally toothed gear and a arranged on a parallel to the main shaft balance shaft second external toothed gear, said intermeshing gears are each provided with a balancing mass. This is to be achieved in particular a mass balance 1st order, with no transverse forces caused by horizontally directed vibrations occur. Overall, the needle bar drive of the embroidery machine after the DE 197 24 425 A1 elaborately constructed.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten, besonders kompakt aufgebauten, einen Nadelstangenantrieb umfassenden Stickkopf anzugeben.Of the Invention is based on the object, a relation to the State of the art improved, particularly compact, a Specify the needle bar drive embroidery head.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Stickkopf mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Dieser Stickkopf weist zum Antrieb einer Nadelstange einen elektrischen Direktantrieb auf, dessen Läufer fest mit der Nadelstange verbunden ist. Der Direktantrieb der Nadelstange hat zusätzlich zu seinem kompakten Aufbau den Vorteil eines praktisch wartungsfreien und verschleißfreien Betriebes. Zudem ist im Vergleich zu konventionellen Nadelstangenantrieben die erreichbare Stickgeschwindigkeit erhöht und der Energieverbrauch gesenkt. Dies gilt sowohl bei Ausbildung des elektrischen Direktantriebs als Reluktanzmotor als auch bei Ausführung als permanentmagneterregter Linearmotor.These The object is achieved by an embroidery head with the features of claim 1. This Embroidery head has an electric drive for driving a needle bar Direct drive on, whose runner firmly connected to the needle bar. The direct drive of the needle bar has in addition to Its compact design has the advantage of a virtually maintenance-free and wear-free Operation. In addition, compared to conventional needle bar drives the achievable embroidery speed increases and the energy consumption lowered. This applies both in training the electric direct drive as a reluctance motor as well as in the design as permanent magnet excited Linear motor.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Läufer des elektrischen Direktantriebs zylindrisch ausgebildet und in einem hohlzylindrischen Stator angeordnet. Die Symmetrieachse des Läufers und des Stators stimmt dabei mit der Symmetrieachse der Nadelstange überein. Der Läufer ist vorzugsweise mit mehreren ringförmigen Permanentmagneten bestückt, die mit bestrombaren Statorwicklungen zusammenwirken. Die Permanentmagnete des Läufers, welche ebenso wie die Wicklungen des Stators symmetrisch zur durch die Nadelstange vorgegebenen Geraden angeordnet sind, sind auf einem starr mit der Nadelstange verbunden Halteelement befestigt. In stabiler und zugleich leichter Bauweise ist dieses Halteelement vorzugsweise hohlzylindrisch ausgebildet. In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist die Wandung des Halteelements durchbrochen, insbesondere in Form einer Lochung.In Preferred embodiment is the rotor of the electric direct drive cylindrical and arranged in a hollow cylindrical stator. The symmetry axis of the runner and the stator coincides with the axis of symmetry of the needle bar. The runner is preferably equipped with a plurality of annular permanent magnets, the interact with energizable stator windings. The permanent magnets the runner, which as well as the windings of the stator symmetrical to the needle bar are arranged predetermined straight lines are on one rigidly connected to the needle bar holding element attached. In stable and at the same time light construction, this holding element is preferably hollow cylindrical. In a particularly preferred embodiment the wall of the retaining element is broken, in particular in Shape of a perforation.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:following become two embodiments of the invention explained in more detail with reference to a drawing. Herein show:

Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing

1 Einen Stickkopf mit einem Nadelstangenantrieb in Form eines permanentmagneterregten Linearmotors, und 1 An embroidery head with a needle bar drive in the form of a permanent magnet-excited linear motor, and

2 einen Reluktanzmotor als Nadelstangenantrieb in einer Stickmaschine. 2 a reluctance motor as a needle bar drive in an embroidery machine.

Ausführliche Beschreibung der ZeichnungDetailed description of the drawing

Die 1 zeigt einen Stickkopf 1 einer Stickmaschine, welche zum Antrieb einer Nadelstange 2 einen als elektrischen Direktantrieb ausgebildeten Nadelstangenantrieb 3 aufweißt. Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist der elektrische Direktantrieb 3 in Form eines permanentmagneterregten Linearmotors 4 realisiert. Der Linearmotor 4 setzt sich zusammen aus einem hohlzylindrischen Stator 5 und einem in diesem geführten im wesentlichen zylindrischen Läufer 6, an welchem die Nadelstange 2 befestigt ist. Die Symmetrieachse des Stators 5 sowie des Läufers 6 stimmt mit einer durch die Nadelstange 2 definierten Geraden G überein.The 1 shows an embroidery head 1 an embroidery machine, which for driving a needle bar 2 designed as an electric direct drive needle bar drive 3 aufweißt. In the embodiment according to 1 is the electric direct drive 3 in the form of a permanent magnet excited linear motor 4 realized. The linear motor 4 is composed of a hollow cylindrical stator 5 and a guided in this essentially cylindrical rotor 6 on which the needle bar 2 is attached. The symmetry axis of the stator 5 as well as the runner 6 agrees with one through the needle bar 2 defined straight line G match.

Der gesamte Läufer 6 ist mittig durchzogen von einem die Nadelstange 2 aufnehmenden Halteelement 7. In demjenigen Bereich, in dem das Halteelement 7 in den Stator 5 eintaucht, ist es von ringförmigen Permanentmagneten 8 umge ben. Die Wandung 10 des hohlzylindrischen Halteelements 7 ist in diesem Bereich in Form einer Lochung 9 durchbrochen. Dagegen weist das Halteelement 7 in dem nicht von Ringmagneten 8 umgebenen Bereich eine geschlossene Wandung 10 auf.The entire runner 6 is centered by a needle bar 2 receiving retaining element 7 , In the area in which the holding element 7 in the stator 5 is immersed, it is of annular permanent magnets 8th surround. The wall 10 the hollow cylindrical retaining element 7 is in this area in the form of a perforation 9 breached. In contrast, the holding element 7 in that not of ring magnets 8th surrounded area a closed wall 10 on.

Die ringförmigen Permanentmagnete 8 des Läufers 6 wirken mit bestrombaren Wicklungen 11 des Stators 5 zusammen, wobei zwischen Stator 5 und Läufer 6 ein Luftspalt 12 gebildet ist. Zusätzlich zu den Wicklungen 11 kann der Stator 5 auch Permanentmagnete aufweisen. Die durch den Nadelstangenantrieb 3 bewirkbare Hubbewegung H der Nadelstange 2 ist in 1 mit einem Doppelpfeil angedeutet. Der Nadelstangenantrieb 3 ist geeignet, Beschleunigungen bis 200 m/s2 und Geschwindigkeiten von 3 m/s zu erzeugen. Bei 1000 Hüben pro Minute und einem Hub von 45 mm beträgt die vom Nadelstangenantrieb 3 erzeugte Kraft bis zu 50 N.The annular permanent magnets 8th of the runner 6 act with powered windings 11 of the stator 5 together, being between stator 5 and runners 6 an air gap 12 is formed. In addition to the windings 11 can the stator 5 also have permanent magnets. The through the needle bar drive 3 achievable lifting movement H of the needle pole 2 is in 1 indicated by a double arrow. The needle bar drive 3 is capable of generating accelerations up to 200 m / s 2 and speeds of 3 m / s. At 1000 strokes per minute and a stroke of 45 mm is that of the needle bar drive 3 generated force up to 50 N.

Im Ausführungsbeispiel nach 2 ist der Nadelstangenantrieb 3 eines hier nicht weiter dargestellten Stickkopfes als Reluktanzmotor 13 ausgebildet. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach 1 ist in diesem Fall nicht der Stator 5, sondern der Läufer 6 bestromt. Ebenso ist jedoch auch ein Reluktanzmotor 13 mit bestromtem Stator 5 realisierbar.In the embodiment according to 2 is the needle bar drive 3 an embroidery head not shown here as a reluctance motor 13 educated. In contrast to the embodiment according to 1 is not the stator in this case 5 but the runner 6 energized. Likewise, however, is also a reluctance motor 13 with energized stator 5 realizable.

In der Anordnung nach 2 weist der hohlzylindrische Stator 5 Ringnuten auf, die im dargestellten Querschnitt als Zahnung 14 sichtbar sind. Der starr mit der Nadelstange 2 verbundene Läufer 6 weist sowohl Permanentmagnete 8 als auch bestrombare Wicklungen 11 auf, welche geeignet sind, den durch die Permanentmagnete 8 erzeugten magnetischen Fluss zu verstärken oder zu schwächen. Ähnlich wie der Stator 5 weist auch der Läufer 6 eine Zahnstruktur 15 auf. Wird die Wicklung 11 bestromt, so ist die Zahnstruktur 15 bestrebt, sich derart relativ zur Zahnung 14 auszurichten, das im Sinne des Reluktanzprinzips der größtmöglichen magnetische Fluss erreicht wird. Durch Änderung der Bestromung verschiedener Wicklungen 11 ist der Läufer 6 in definierten Schritten relativ zum Stator 5 verschiebbar. Der zeitliche Verlauf der Hubbewegung H der Nadelstange 2 kann somit beliebig gestaltet werden. Insbe sondere sind Frequenz und Amplitude der Hubbewegung H frei einstellbar. Ebenso ist es beispielsweise möglich, aufeinander folgende Hübe auf unterschiedliche Auslenkungen und/oder Taktfrequenzen einzustellen. Eine derartige Variabilität ist mit konventionellen, mit Getrieben arbeitenden Nagelstangenantrieben nicht erzielbar. Weist eine komplette Stickmaschine mehrere Nadelstangenantriebe 3 gemäß 1 und/oder gemäß 2 auf, so sind deren Bewegungsabläufe elektronisch synchronisierbar.In the arrangement according to 2 has the hollow cylindrical stator 5 Ring grooves on, in the illustrated cross section as a toothing 14 are visible. The rigid with the needle bar 2 connected runners 6 has both permanent magnets 8th as well as energizable windings 11 which are suitable by the permanent magnets 8th amplify or weaken generated magnetic flux. Similar to the stator 5 also points the runner 6 a tooth structure 15 on. Will the winding 11 energized, that's the tooth structure 15 endeavoring to be so relative to the teeth 14 to achieve the greatest possible magnetic flux in terms of the reluctance principle. By changing the energization of different windings 11 is the runner 6 in defined steps relative to the stator 5 displaceable. The time course of the lifting movement H of the needle bar 2 can therefore be designed arbitrarily. In particular special frequency and amplitude of the lifting movement H are freely adjustable. Likewise, it is possible, for example, to set successive strokes to different deflections and / or clock frequencies. Such variability is not achievable with conventional geared nail pole drives. Does a complete embroidery machine have multiple needle bar drives 3 according to 1 and / or according to 2 on, their movements are electronically synchronized.

11
StickkopfStick head
22
Nadelstangeneedle bar
33
NadelstangenantriebNeedle bar drive
44
permanentmagneterregter Linearmotorpermanent-magnet linear motor
55
Statorstator
66
Läuferrunner
77
Halteelementretaining element
88th
Permanentmagnetpermanent magnet
99
Lochungperforation
1010
Wandungwall
1111
Wicklungwinding
1212
Luftspaltair gap
1313
Reluktanzmotorreluctance motor
1414
ZahnungPerforation
1515
Zahnstrukturtooth structure
GG
GeradeJust
HH
Hubbewegungstroke movement

Claims (10)

Stickkopf, mit einer Nadelstange (2) sowie einem zu deren Antrieb vorgesehene Nadelstangenantrieb (3), dadurch gekennzeichnet, dass der Nadelstangenantrieb (3) als elektrischer Direktantrieb mit einem fest mit der Nadelstange (2) verbunden Läufer (6) ausgebildet ist.Embroidery head, with a needle bar ( 2 ) and a drive provided to the needle bar drive ( 3 ), characterized in that the needle bar drive ( 3 ) as an electric direct drive with a fixed to the needle bar ( 2 ) connected runners ( 6 ) is trained. Stickkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (6) zylindrisch ausgebildet und in einem hohlzylindrischen Stator (5) angeordnet ist.Embroidery head according to claim 1, characterized in that the runner ( 6 ) cylindrical and in a hollow cylindrical stator ( 5 ) is arranged. Stickkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Direktantrieb (3) einen Reluktanzmotor (13) umfasst.Embroidery head according to claim 1 or 2, characterized in that the electric direct drive ( 3 ) a reluctance motor ( 13 ). Stickkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Direktantrieb (3) einen permanentmagneterregten Linearmotor (4) umfasst.Embroidery head according to claim 1 or 2, characterized in that the electric direct drive ( 3 ) a permanent magnet-excited linear motor ( 4 ). Stickkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (6) des Linearmotors (4) Permanentmagnete (8) aufweist, welche mit bestrombaren Wicklungen (11) des Stators (5) zusammenwirken.Embroidery head according to claim 4, characterized in that the runner ( 6 ) of the linear motor ( 4 ) Permanent magnets ( 8th ), which with current-windable windings ( 11 ) of the stator ( 5 ) interact. Stickkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (8) ringförmig, symmetrisch zu einer durch die Längsachse der Nadelstange (2) verlaufenden Gerade (G) ausgebildet sind.Embroidery head according to claim 5, characterized in that the permanent magnets ( 8th ) annularly, symmetrically to a through the longitudinal axis of the needle bar ( 2 ) extending straight line (G) are formed. Stickkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (8) auf einem starr mit der Nadelstange (2) verbunden Halteelement (7) befestigt sind.Embroidery head according to claim 6, characterized in that the permanent magnets ( 8th ) on a rigid with the needle bar ( 2 ) connected holding element ( 7 ) are attached. Stickkopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (7) rohrförmig, mit einer einen Hohlzylinder beschreibenden Wandung (10) ausgebildet ist.Embroidery head according to claim 7, characterized in that the retaining element ( 7 ) tubular, with a wall describing a hollow cylinder ( 10 ) is trained. Stickkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (10) des Halteelements (7) gelocht ist.Embroidery head according to claim 8, characterized in that the wall ( 10 ) of the retaining element ( 7 ) is punched. Stickmaschine mit einem Stickkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9.Embroidery machine with an embroidery head after one of claims 1 to 9.
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