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Die Erfindung betrifft eine Wirkmaschine mit einem Maschinengestell und mindestens einer Wirkwerkzeugbarre, die durch einen Schwenkantrieb gegenüber dem Maschinengestell verschwenkbar ist.
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Bei einer Wirkmaschine müssen zur Maschenbildung Wirkwerkzeuge relativ zueinander bewegt werden. Gleichartige Wirkwerkzeuge sind dabei an einer Wirkwerkzeugbarre befestigt. Um die Bewegung der Wirkwerkzeuge zu realisieren, wird die Wirkwerkzeugbarre vielfach gegenüber dem Maschinengestell verschwenkt. Dies gilt beispielsweise für die Wirknadelbarre, aber auch für eine Barre, die Polplatinen trägt, oder eine Barre, die Schieberplatinen trägt. Auch Barren, die Legenadeln tragen, müssen gegenüber dem Maschinengestell verschwenkt werden. Hier kommt allerdings noch eine Versatzbewegung hinzu, so dass die Legenadeln beispielsweise einen geschlossenen Umlauf um Wirknadeln durchführen können.
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Eine Wirkmaschine der eingangs genannten Art ist aus
DE 199 02 706 C1 bekannt. Hier sind Wirkwerkzeugbarren über Traghebeln an einer Welle befestigt. Diese Welle dreht sich im Maschinengestell hin und her. Die Traghebel werden über Stößel angetrieben, die wiederum von der Hauptwelle der Wirkmaschine angetrieben werden. Nachteilig bei einer derartigen Vorgehensweise ist die Tatsache, dass die Schwenkbewegung oft nur wenige Grad beträgt. Bei einer normal bis schnell laufenden Wirkmaschine muss diese Bewegung aber mehrere Tausend Mal in der Minute erfolgen. Dies stellt hohe Anforderungen an die Lager, in denen die Welle mit den Traghebeln gelagert ist. Die Lagerungen müssen gewartet werden, beispielsweise geschmiert werden, und sind aufgrund der hohen Genauigkeit aufwändig zu fertigen und zu montieren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Kosten bei einer Wirkmaschine niedrig zu halten.
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Diese Aufgabe wird bei einer Wirkmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Wirkwerkzeugbarre über eine Biegegelenkanordnung mit dem Maschinengestell verbunden ist.
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Die Biegegelenkanordnung erlaubt der Wirkwerkzeugbarre die gewünschte Schwenkbewegung. Die Biegegelenkanordnung enthält aber selbst keine relativ zueinander bewegbaren Teile. Die Bewegung wird vielmehr dadurch ermöglicht, dass sich Teile der Biegegelenkanordnung verformen. Da es sich bei der Schwenkbewegung der Wirkwerkzeugbarre um eine relativ kurze oder kleine Bewegung handelt, die, wie oben bereits erwähnt, vielfach nur wenige Grad beträgt, wird die Biegegelenkanordnung nicht übermäßig stark belastet. Sie kann also eine ausreichende Anzahl von Verformungen über sich ergehen lassen, ohne dass das Risiko einer Beschädigung besteht. Dementsprechend benötigt man keine Drehlager, die mit hoher Genauigkeit gefertigt und gewartet werden müssen. Man erhält ohne Weiteres eine spielfreie Lagerung. Auch werden keine Wellen benötigt. Eine Biegegelenkanordnung erzeugt im Betrieb in der Regel auch deutlich weniger Geräusche als ein Drehlager.
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Vorzugsweise weist die Biegegelenkanordnung über die Länge der Wirkwerkzeugbarre verteilt mehrere Biegegelenke auf. Damit verteilt sich die Kraft, mit der die Wirkwerkzeugbarre am Maschinengestell festgehalten wird, auf mehrere Elemente, so dass die einzelnen Biegegelenke jeweils schwächer dimensioniert werden können. Darüber hinaus ist es mit mehreren Biegegelenken einfacher, die Wirkwerkzeugbarre in einer gewünschten Ausrichtung zu halten.
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Vorzugsweise weist die Biegegelenkanordnung mindestens ein Biegegelenk auf, das als Blattfeder ausgebildet ist. Eine Blattfeder lässt sich relativ leicht in einer Ebene verformen, die auf der Breitseite der Blattfeder senkrecht steht. In Breitenrichtung hat eine Blattfeder aber vielfach eine wesentlich größere Steifigkeit. Blattfedern haben darüber hinaus eine relativ hohe innere Dämpfung, so dass das Risiko des Entstehens von Schwingungen beim Betrieb der Wirkmaschine relativ klein ist.
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Vorzugsweise ist die Blattfeder aus faserverstärktem Kunststoff gebildet. Man kann faserverstärkte Kunststoffe in weiten Grenzen so wählen, dass sie einerseits die gewünschte Biegbarkeit haben, andererseits aber auch eine ausreichende Zahl von Bewegungsspielen zulassen. Faserverstärkte Kunststoffe haben darüber hinaus eine ausreichende Festigkeit. Darüber hinaus können faserverstärkte Kunststoffe auch dazu beitragen, die Wirkwerkzeugbarre vom Maschinengestell akustisch zu entkoppeln. Dies senkt die Lärmbelastung beim Betrieb der Wirkmaschine weiter.
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Vorzugsweise weist die Blattfeder einen ausgeprägten Biegebereich auf. Dieser Biegebereich kann beispielsweise durch eine Materialschwächung gebildet sein, also eine Stelle, an der die Dicke der Blattfeder gezielt vermindert ist. Je schmaler der Biegebereich ist, desto genauer lässt sich eine Achse definieren, um die die Wirkwerkzeugbarre verschwenkt wird. Im Idealfall, der allerdings nur theoretisch erreicht werden kann, beschränkt sich der Biegebereich auf eine Linie, die dann die Schwenkachse bildet. Aber auch dann, wenn der Biegebereich eine gewisse Erstreckung hat, lässt sich die aktuelle Position der Schwenkachse mit ausreichender Genauigkeit bestimmen, so dass man den Schwenkantrieb so steuern kann, dass er die Wirkwerkzeugbarre in einer gewünschten Bewegung antreibt.
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Vorzugsweise ist die Biegegelenkanordnung momentenfest mit dem Maschinengestell und der Wirkwerkzeugbarre verbunden. Damit führt eine Bewegung der Wirkwerkzeugbarre immer zu einer Verformung der Biegegelenkanordnung. Dies erlaubt eine präzise Steuerung der Bewegung der Wirkwerkzeugbarre.
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Auch ist von Vorteil, wenn die Wirkwerkzeugbarre über mindestens einen Traghebel mit der Biegegelenkanordnung verbunden ist. Traghebel sind von herkömmlichen Wirkmaschinen her bekannt. Sie können auch im vorliegenden Fall aus Aluminium oder Kunststoff, insbesondere faserverstärktem Kunststoff, bestehen. Durch die Verwendung eines Traghebels ist man bei der Positionierung der Biegegelenkanordnung am Maschinengestell und gegenüber der Wirkwerkzeugbarre wesentlich freier. Der Traghebel kann im einfachsten Fall lediglich als Verlängerung der Biegegelenkanordnung ausgebildet sein. Der Traghebel kann aber auch einen gekrümmten Verlauf haben, so dass er der Wirkwerkzeugbarre beispielsweise eine gewünschte Ausrichtung gegenüber dem Maschinengestell geben kann.
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Vorzugsweise wirkt der Schwenkantrieb auf den Traghebel. Damit hat man eine relativ einfache Möglichkeit, um die Antriebsleistung vom Schwenkantrieb an die Wirkwerkzeugbarre zu übertragen. Am Traghebel steht in der Regel genügend Raum zur Verfügung, um den Schwenkantrieb dort angreifen zu lassen.
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Bevorzugterweise sind mehrere Traghebel vorgesehen, von denen mindestens einer nicht vom Schwenkantrieb beaufschlagt ist, wobei die Wirkwerkzeugbarre eine ausreichende Steifigkeit aufweist, um die Schwenkbewegung auch an den nicht vom Schwenkantrieb beaufschlagten Traghebel zu übertragen. Ein Traghebel, der nicht vom Schwenkantrieb beaufschlagt wird, wird auch als ”blinder” Hebel bezeichnet. Derartige blinde Hebel waren bislang drehfest mit der Welle verbunden, die gleichzeitig die Schwenkachse für alle Traghebel bildet. Das Drehmoment wurde dementsprechend über die Welle übertragen. Dies ist nun nicht mehr möglich, weil man auf eine Welle oder einen entsprechenden Fixpunkt für die Barre im Maschinengestell verzichten kann. Die blinden Traghebel dienen nach wie vor zur Abstützung der Wirk-Werkzeugbarre. Die Schwenkbewegung wird allerdings durch die Wirkwerkzeugbarre selbst an die blinden Traghebel übertragen.
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Vorzugsweise weist mindestens ein Traghebel eine seitliche Fixierung auf. Die Biegegelenkanordnung hat zwar vielfach bereits eine ausreichende Stabilität in Versatzrichtung. Um aber in einem noch stärkeren Maße die Wirkwerkzeugbarre in Versatzrichtung an einer vorbestimmten Position zu fixieren, reicht es aus, einen der Traghebel in einer Führung so zu führen, dass er nicht in Versatzrichtung ausweichen kann. Damit ist dann sozusagen ein Festlager gebildet, das die Position der Wirkwerkzeugbarre in Versatzrichtung definiert.
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Auch ist von Vorteil, wenn die Biegegelenkanordnung eine Vorspannung erzeugt, die einer Antriebsrichtung des Schwenkantriebs entgegenwirkt. Der Schwenkantrieb arbeitet dann gegen die Vorspannung. Damit lässt sich eine präzisere Steuerung der Schwenkbewegung der Wirkwerkzeugbarre erreichen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Wirkmaschine im Ausschnitt mit einer Wirkwerkzeugbarre in einer ersten Stellung,
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2 der Ausschnitt nach 1 mit der Wirkwerkzeugbarre in einer zweiten Stellung und
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3 eine abgewandelte Form einer Biegegelenkanordnung.
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1 zeigt rein schematisch und im Ausschnitt eine Wirkmaschine 1 mit einem Maschinengestell 2 und einer Wirkwerkzeugbarre 3, die im vorliegenden Fall als Wirknadelbarre ausgebildet ist und Wirknadeln 4 trägt, die senkrecht zur Zeichenebene hintereinander angeordnet sind.
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Andere Barren der Wirkmaschine 1 sind aus Gründen der Übersicht nicht dargestellt, in Wirklichkeit aber natürlich vorhanden.
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Die Wirkwerkzeugbarre 3 ist am vorderen Ende eines Traghebels 5 befestigt. Der Traghebel ist über eine Biegegelenkanordnung 6 mit dem Maschinengestell 2 verbunden.
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Die Biegegelenkanordnung weist im vorliegenden Fall eine Blattfeder 7 aus einem faserverstärkten Kunststoff auf. Die Blattfeder ist mit einer momentenfesten Verbindung 8 mit dem Maschinengestell 2 verbunden. Darüber hinaus ist die Blattfeder 7 über eine momentenfeste Verbindung 9 mit dem Traghebel 5 verbunden. Die momentenfesten Verbindungen 8, 9 bewirken, dass jede Schwenkbewegung der Wirkwerkzeugbarre 3, die durch einen Doppelpfeil 10 symbolisiert ist, zu einer Verformung der Blattfeder 7 führt.
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Die Blattfeder kann aus Stahl gebildet sein. Es ist aber bevorzugt, sie aus einem faserverstärkten Kunststoff zu bilden. Ein faserverstärkter Kunststoff hat eine relativ hohe innere Dämpfung, so dass die Gefahr, dass die Blattfeder 7 in Betrieb der Wirkmaschine 1 in Eigenschwingungen gerät, relativ klein ist. Darüber hinaus bewirkt die Blattfeder 7 eine akustische Entkopplung der Wirkwerkzeugbarre 3 vom Maschinengestell 2, d. h. Geräusche, die im Maschinengestell 2 entstehen, werden nicht an die Wirkwerkzeugbarre 3 übertragen, um von dort abgestrahlt zu werden.
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Der Traghebel 5 ist über einen Stößel 11 mit einer Tastrolle 12 verbunden, die an einer Kurvenscheibe 13 anliegt. Die Kurvenscheibe 13 wird von der Hauptwelle 14 der Wirkmaschine gedreht. Bei einer derartigen Drehung wird der Stößel 11 in Richtung eines Doppelpfeils 15 hin und her bewegt. Diese Bewegung führt zu einer Bewegung des Traghebels 5 zwischen der in 1 dargestellten Position und der in 2 dargestellten Position. In 2 sind die gleichen Elemente wie in 1 mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Kurvenscheibe 13 ist hier nicht maßstäblich gezeichnet.
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Wenn die Wirkwerkzeugbarre 3 aus der Position, die in 1 dargestellt ist, in eine Position verschwenkt wird, die in 2 dargestellt wird, dann müssen sich bei der Aufhängung der Wirkwerkzeugbarre 3, die im Wesentlichen durch die Biegegelenkanordnung 6 gebildet ist, keine Teile relativ zueinander bewegen. Vielmehr wird nur die Blattfeder 7 in sich verformt. Dabei ergibt sich zwar gegenüber herkömmlichen Lagerungen, bei denen die Traghebel 5 an einer Welle befestigt waren, eine etwas abweichende Bewegungsbahn der Wirkwerkzeugbarre 3. Diese Bewegungsbahn kann jedoch im Vorhinein ermittelt werden, beispielsweise durch Versuche oder Berechnungen, so dass man die Kurvenscheibe 13 entsprechend so ausbilden kann, dass die Wirkwerkzeugbarre 3 eine gewünschte Bewegung durchführt.
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Da die Wirkwerkzeugbarre 3 oft eine Länge von mehreren Metern aufweist, sind über die Längsrichtung der Wirkwerkzeugbarre 3 verteilt üblicherweise mehrere Traghebel 5 und mehrere Biegegelenkanordnungen 6 vorgesehen. Mindestens einer der Traghebel 5 ist dabei über einen Stößel 11 von der Hauptwelle 14 her antreibbar. In der Regel werden aber mehrere Traghebel 5 in entsprechender Weise angetrieben. Es ist allerdings nicht notwendig, dass alle Traghebel 5 angetrieben werden. Vielmehr kann man auch so genannte ”blinde” Traghebel 5 vorsehen, die lediglich der Abstützung der Wirkwerkzeugbarre 3 dienen. Die Wirkwerkzeugbarre 3 ist aber in sich ausreichend steif, um die Schwenkbewegung auch an diejenigen Teile der Wirkwerkzeugbarre zu übertragen, die an blinden Traghebeln 5 abgestützt sind.
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Die Biegegelenkanordnung 6 erzeugt zweckmäßigerweise eine Vorspannung, mit der die Wirkwerkzeugbarre 3 in Richtung auf die Hauptwelle 14 gedrückt wird. Dies ist eine relativ einfache Möglichkeit, um dafür zu sorgen, dass die Tastrolle 12 immer zuverlässig an der Kurvenscheibe 13 anliegt.
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Die Traghebel 5 können aus Aluminium oder ebenfalls aus einem faserverstärkten Kunststoff gebildet sein. Es ist sogar möglich, die Traghebel 5 und die Biegegelenkanordnung 6 einteilig auszubilden, beispielsweise durch eine gemeinsame Herstellung. Wenn man die beiden Teile zusammenführt, kann man für die Biegegelenkanordnung 6 und den Traghebel 5 durchaus unterschiedliche Werkstoffe verwenden.
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Bei der Ausgestaltung, die in den 1 und 2 dargestellt ist, ist vorgesehen, dass sich die Blattfeder 7 über ihre gesamte freie Länge zwischen den Verbindungen 8, 9 gleichmäßig verformt. Dies hat zur Folge, dass sich eine virtuelle Schwenkachse, um die die Wirkwerkzeugbarre 3 verschwenkt wird, bei der Bewegung der Wirkwerkzeugbarre 3 verlagert. Wie oben erwähnt, kann man diese Verlagerung der Schwenkachse allerdings berücksichtigen.
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3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform einer Blattfeder 17, die anstelle der Blattfeder 7 verwendet werden kann. Diese Blattfeder 17 weist einen ausgeprägten Biegebereich 18 auf. Der Biegebereich 18 ist beispielsweise dadurch gebildet, dass die Blattfeder 17 im Biegebereich 18 eine verminderte Dicke aufweist. Die Blattfeder 17 wird sich dann hauptsächlich im ausgeprägten Biegebereich 18 biegen, so dass sich die Schwenkachse bei der Bewegung der Wirkwerkzeugbarre 3 praktisch ausschließlich im Bereich des Biegebereichs 18 befinden wird. Sie verlagert sich daher bei einer Schwenkbewegung der Wirkwerkzeugbarre 3 in einem geringeren Maße, so dass man eine Schwenkbewegung erhält, die einer Schwenkbewegung ähnlicher ist, die mithilfe einer Welle als Schwenkachse durchgeführt wird.
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Man kann bei der dargestellten Ausführungsform auf einen Fixpunkt der Wirkwerkzeugbarre 3 im Maschinengestell 2 verzichten. Insbesondere müssen die Traghebel 5 nicht mehr an einer Welle gelagert sein.
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In den meisten Fällen weist die Biegegelenkanordnung in Versatzrichtung, d. h. in eine Richtung senkrecht zur Zeichenebene, eine ausreichende Steifigkeit auf, so dass die Wirkwerkzeugbarre 3 auch bei einer Schwenkbewegung ihre Position in Versatzrichtung nicht verändert. Sollte jedoch die Biegegelenkanordnung 6 in Versatzrichtung nicht steif genug sein, ist es möglich, einen der Traghebel 5 mit einer seitlichen Führung zu versehen, die den Traghebel 5 in Versatzrichtung immer in einer vorbestimmten Position hält und zwar auch dann, wenn er durch den Schwenkantrieb 11–14 bewegt wird. Damit kann sichergestellt werden, dass die Wirkwerkzeugbarre 3 in Versatzrichtung immer an einer vorbestimmten Position gehalten wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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