DE102015011703A1

DE102015011703A1 - Schiffchenstickmaschine mit Massenkompensation der oszillierenden Wellen

Info

Publication number: DE102015011703A1
Application number: DE102015011703.3A
Authority: DE
Inventors: Gerardo Friedrich; Andreas Ulmann; Boris Wiegand
Original assignee: Saurer AG
Current assignee: Saurer Intelligent Technology AG
Priority date: 2015-09-05
Filing date: 2015-09-05
Publication date: 2017-03-09
Anticipated expiration: 2035-09-06
Also published as: CH711529B1; CH711529A2; DE102015011703B4

Abstract

Schiffchenstickmaschine mit Massenausgleich für mindestens eine oszillierend angetriebene Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41), deren Schwenkantrieb von einer drehend angetriebenen, umlaufenden Königswelle (1) abgeleitet ist, wobei der Massenausgleich durch mindestens eine Ausgleichsmasse (26, 26', 26'', 26a–c, 37, 39) gebildet ist, die exzentrisch zum Drehzentrum der Schwenkwelle mit der Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiffchenstickmaschine mit Massenkompensation der oszillierenden Wellen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein Massenausgleich erster Ordnung ist lediglich bei Stickmaschinen gemäss der DE 197 24 425 A1 bekannt geworden, die einen mit beweglichen Sticknadeln bestückten Stickkopf aufweisen, wobei die Nadelantriebe jeweils an eine parallel zu den längs laufenden Trägern durch die Stickmaschine geführte angetriebene Hauptwelle angeschlossen sind.
Zum vollständigen Massenausgleich einer derartigen Stickmaschine ist es bekannt, dass die Antriebsanordnung des Stickkopfes jeweils ein auf der angetriebenen Hauptwelle angeordnetes, außen verzahntes Zahnrad sowie ein auf einer parallel zur Hauptwelle ausgerichteten Ausgleichswelle angeordnetes zweites außen verzahntes Zahnrad aufweist, wobei die mit ihren Außenverzahnungen ineinander greifenden Zahnräder zum vollständigen Ausgleich der durch die in der vertikalen Ebene erfolgende Längsbewegung der Nadelstange hervorgerufenen und in horizontaler Richtung quer zur Hauptwelle auftretenden Schwingungen jeweils mit einer Ausgleichsmasse versehen sind.
Nachteil der bekannten Stickmaschine ist, dass es sich nicht um eine Schiffchenstickmaschine handelt, sondern um eine Stickmaschine mit einem Stickkopf, der sich dadurch auszeichnet, dass ein umlaufender Drehantrieb vorhanden ist, der etwa mit einem umlaufenden Kurbelwellenantrieb in einem Verbrennungsmotor vergleichbar ist.
Bei derartigen umlaufenden Drehantrieben ist es nach der genannten DE 197 24 425 A1 bekannt, einen vollständigen Massenausgleich erster Ordnung durchzuführen, in dem die schwingende Masse des Antriebspleuels durch eine Ausgleichsmasse am Außenumfang der ersten Antriebswelle ausgeglichen wird und diese dadurch hervorgerufene Unwucht durch eine gegenläufig in der Masse ausgeglichene zweite Welle ausgeglichen wird.
Abgesehen von dem erheblichen Aufwand bei der Anordnung einer gegenläufigen, massenausgeglichenen zweiten Welle handelt es sich um ein vollständig anderes Antriebsprinzip als vergleichsweise bei einer Schiffchenstickmaschine, die ein völlig anderes Schwingverhalten aufweisen.
Dies gilt auch für einen Antrieb für ein Stichbildemittel an einer Nähmaschine nach der DE 33 41 444 C2 .
Der Massenausgleich umlaufender Wellen allgemein ist beispielsweise auch aus der US 4,966,042 A1 als bekannt zu entnehmen, wobei auch hier der Massenausgleich an einer im gleichen Sinn umlaufenden Welle erfolgen soll, was jedoch nicht auf oszillierende Wellen einer Schiffchenstickmaschine übertragbar ist.
1. Problemstellung (zu lösendes Problem)
An einer industriellen Schiffchenstickmaschine werden bis zu tausend Nadeln gleichzeitig in eine Stoffwand gestochen, woraufhin ein Hinterfadenschiff die Schlaufe des Nadelfadens durchfährt, um den Stich/die Stiche an der Stoffwand zu halten. Die Bewegung der Nadeln ist geradlinig.
Der motorische Antrieb dieser Bewegung ist ursprünglich, von einem Elektromotor herrührend, kreisförmig. Um aus der Rotation des Motors eine Translation zu erlangen, wird über ein Getriebe, welches an einer gleichmäßig umlaufenden Königswelle angebracht wird, eine Schwenkbewegung abgeleitet. Diese Schwenkbewegung bedingt naturgemäß eine Unwucht, welche die Maschine grundsätzlich in Schwingungen versetzt. Wenn die Umlaufzahl steigt kommt es irgendwann, je nach anregender Frequenz, zu resonanten Erscheinungen. Diese verursachen Geräusche, Ungenauigkeiten und können bis hin zur Zerstörung von Bauteilen führen.
2. Stand der Technik (bisheriger technischer Stand)
Bisher waren die Frequenzen der sich ergebenden Schwenkbewegungen, welche 1:1 die Stichzahl der Nadeln darstellt, in moderaten Bereichen. Die Anregung der Maschinenkomponenten ist zwar spürbar und hörbar, führte aber noch nicht in resonante Bereiche der Maschinenstruktur oder des Antriebsstranges.
Die translatorische Bewegung ist bei allen bekannten Stickmaschinen nicht kompensiert. Dass heißt, eine Kompensation würde bewirken, dass auf der anderen Seite der oszillierenden Masse eine weitere Masse angebunden wird. Der Nachteil ist, dass die damit verbundene Rotationsträgheit von der schwenkenden Achse stark beeinflusst wird.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Massenausgleich an oszillierend angetriebenen Wellen einer industriellen Schiffchenstickmaschine in möglichst idealer Weise auszuführen.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
3. Neue Lösung (Beschreibung)
Durch Anbringung einer oder mehreren ausgleichenden Massen an der rotierenden Schwenkwelle, auch Nadelwelle genannt, wird es möglich, die Unwucht der translatorisch bewegten Nadeln um den Drehpunkt dieser Schwenkwelle herum bestmöglich auszugleichen.
Man bedient sich dabei am Prinzip des Kräftegleichgewichts. Die lateral bewegten Massen bewirken an der rotierenden Welle ein reaktives Drehmoment und in Trägheitsrichtung wirken die Kräfte auf Zug und Druck auf die Lagerungen. Zu den Lateralmassen symmetrisch angeordnete Gewichte gleicher Massenwirkung können die radial auf die Welle wirkenden Kräfte durch gleichgroße Gegenkräfte aufheben. Somit erhöht sich zwar die rotative Gesamtmasse um die schwenkende Welle, dies führt aber nahezu zur Annullierung der die Schwingung anregenden Kräfte.
Weil ein solches Prinzip der Massenkompensation bei Schiffchenstickmaschinen noch nicht bekannt war, wird ein einteiliger Patentanspruch gebildet, nachdem der Stand der Technik gattungsfremde stickkopfgebundene Stickmaschinen mit umlaufenden, jedoch nicht oszillierend angetriebenen Schwenkwellen zeigt.
Erfindungsgemäss wird die ausgleichende Masse so gestaltet, dass die Trägheit nur geringfügig größer wird und die Reaktionskräfte, die durch die Masse entstehen, die bewegt wird, nahezu ausgeglichen werden.
Ein annähernder Ausgleich erfolgt deshalb, weil der Ausgleich der translatorischen Bewegung mit einer rotatorischen Bewegung bewerkstelligt wird. Deshalb ist eine 100%ige Kompensation anhand der unterschiedlichen Bewegungen nicht möglich.
Die Erfindung geht von dem Prinzip aus, dass an einem rotierenden System an der Peripherie einen Punkt abgegriffen wird, der eine Schwenkbewegung erzeugt. Das translatorische System besteht z. B. aus dem Nadelträger und der jeweils darauf befestigten Nadel und das rotatorische System ist die Nadelwelle.
4. Varianten
Ein solcher, erfindungsgemäßer Massenausgleich an oszillierend angetriebenen Wellen wird bevorzugt für alle oder für einige oszillierend angetriebene Wellen einer Schiffchenstickmaschine angewendet. Wenn gleich in der folgenden Beschreibung der Massenausgleich an einer oszillierend angetriebenen Nadelwelle beschrieben wird, so gilt dieses Erfindungsprinzip für sämtliche weiteren, oszillierend angetriebenen Wellen einer Schiffchenstickmaschine, ohne dass es eines besonderen Hinweises bedarf.
5. Resultierende Vorteile gegenüber dem Stand der Technik
Durch die in 3. beschriebene Erfindung wird es möglich, die Geschwindigkeitsgrenze der Maschine (zulässige Höchstumdrehungszahl) nach oben zu verschieben.
Des Weiteren können Bauteile, welche durch den Kräfteausgleich entlastet werden, weniger massiv und somit leichter konstruiert werden, was wiederum zu einer weiteren Geschwindigkeitsanhebung oder zu einer Kostenersparnis führt.
Bevorzugt wird eine Massenkompensation der Pleuelstange und der Nadelstange. Die Schwierigkeit bei der Massenkompensation eines Nadelsystems ist, dass in Abhängigkeit vom Rapport mehr oder weniger Nadel im Einsatz sind. Bei einem 4/4 Rapport sind alle Nadeln eingeschaltet, bei einem 8/4 Rapport lediglich die Hälfte usw. Neben der Schwierigkeit der Kompensation der translatorischen Bewegung kommt noch die Kompensation einer variablen Masse hinzu.
Es ist demnach eine Ausgleichsmasse an der Nadel-Schwenkwelle angeordnet, die in eine bestimmte Richtung wirkt.
Sie dreht in einer Richtung, so dass die Wirkungsweise so ist, dass die Reaktionskräfte, die entstehen, nahezu kompensiert und sie ist gleichzeitig so auslegt, dass die ganze Trägheit des Systems nur minimal gesteigert wird.
Durch die Verwendung einer Zusatzmasse werden die Reaktionskräfte verringert und dadurch auch die Vibration dieses Systems.
Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, dass im Vergleich zum Stand der Technik an der jeweils oszillierend angetriebenen Schwenkwelle eine exzentrisch zum Drehzentrum dieser Schwenkwelle befestigte Ausgleichsmasse vorhanden ist, deren Gewichtsschwerpunkt etwa gegenüberliegend zu dem an der oszillierend angetriebenen Schwenkwelle angebundenen Abtriebseinheit, z. B. in Form eines Antriebshebels angeordnet ist.
Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass eine Massenkompensation von oszillierenden Schwenkwellen an einer industriellen Schiffchenstickmaschine gewährleistet ist, wobei beispielsweise in einer ersten Ausführungsform die Schwenkwelle für den Nadelantrieb mit der erfindungsgemäßen exzentrischen Ausgleichsmasse verbunden ist.
Die Erfindung sieht auch die Massenkompensation der Schwenkwelle für den Bohrerantrieb, der Schwenkwelle für den Fadenleiter, der Schwenkwelle für den Stoffdrücker und der Schwenkwelle für den Schiffchenantrieb vor. Wenn in der folgenden Beschreibung der Einfachheit halber die Erfindung anhand der Beschreibung der Massenkompensation an der Nadelwelle beschrieben wird, so ist dies nicht einschränkend zu verstehen.
Alle Beschreibungen gelten gleichermassen auch für alle anderen massenkompensierten Anwendungsfälle, auch wenn dies im Folgenden nicht mehr ausdrücklich erwähnt wird.
Die Verbindung zwischen der Schwenkwelle und der Ausgleichsmasse muss mindestens im Betriebszustand fest sein, d. h. die Ausgleichsmasse ist drehfest und unverschiebbar mit dem Material der Schwenkwelle verbunden.
In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es jedoch vorgesehen, dass die Ausgleichsmasse verschiebbar und einstellbar auf dem Außenumfang der jeweiligen Schwenkwelle befestigt ist, um zunächst im Ruhezustand eine Kompensationseinstellungen durchzuführen, die dann im Betriebszustand beibehalten wird.
In diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Ausgleichsmasse temporär verschiebbar und verstellbar zum Außenumfang der jeweiligen Schwenkwelle ausgebildet und wird dann an einem bestimmten Montagezeitpunkt drehfest in der gewählten Schwenklage mit dem Außenumfang der Schwenkwelle verbunden.
Die Erfindung ist folglich nicht auf die Massenkompensation einer Schwenkwelle für den Nadelantrieb beschränkt. Es sind in weiteren Ausführungsformen vorgesehen, dass auch die Schwenkwelle für den Bohrerantrieb und/oder die Schwenkwelle für den Fadenleiter und/oder die Schwenkwelle für den Schiffchenantrieb jeweils im Sinne der vorliegenden Erfindung massenkompensiert ausgebildet sind.
Für die Massenkompensation, d. h. für die Anbringung einer exzentrischen Ausgleichsmasse gibt es verschiedene Ausführungsformen im Rahmen der Erfindung, die alle als erfindungswesentlich einzeln und/oder in Kombination miteinander beansprucht werden.
In einer ersten Ausführungsform ist es vorgesehen, dass die Ausgleichsmasse im Abstand zur Schwenkwelle mit der Schwenkwelle verbunden ist, wobei diese Verbindung fest oder mindestens im Betriebszustand fest ausgebildet ist. Diese Verbindung zwischen der Ausgleichsmasse und dem Außenumfang der Schwenkwelle kann beispielsweise über einen Hebel oder über ein anderes Verbindungsglied erfolgen.
In einer zweiten Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die am Außenumfang exzentrisch an der Schwenkwelle angeordnete Ausgleichsmasse mit der Schwenkwelle selbst ein werkstoffein- oder mehrstückiges Teil bildet.
In diesem Fall gibt es wiederum verschiedene Ausführungsformen. In einer ersten Ausführungsform kann die exzentrische Ausgleichsmasse als exzentrische Abkröpfung einer zentrisch gelagerten und oszillierend angetriebenen Schwenkwelle ausgebildet sein.
In einer zweiten Ausführungsform kann es jedoch vorgesehen sein, dass anstatt der Abkröpfung einzelne im gegenseitigen Abstand zueinander angeordnete Ausgleichsmassen exzentrisch am Außenumfang der zu kompensierenden Schwenkwelle angeordnet sind. Die vorher genannte Abkröpfung kann dann entfallen und wird durch die einzelnen über die Länge der Schwenkwelle verteilt angeordneten Ausgleichsmassen ersetzt.
Dabei gibt es verschiedene Möglichkeiten für die Ausbildung der Ausgleichsmasse. Es wurde bereits schon eingangs erwähnt, dass die Ausgleichsmasse werkstoffeinstückig mit dem Material der Schwenkwelle ausgebildet sein kann und einen Teil der Schwenkwelle bildet.
In einer anderen Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Ausgleichsmasse materialunterschiedlich von dem Material der Schwenkwelle ist und beispielsweise aus einem Blei oder einem anderen schwereren Metall oder Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material besteht, welches durch eine geeignete (feste oder einstellbare) Verbindung mit der Schwenkwelle verbunden ist. Diese Verbindung kann entweder lösbar und einstellbar oder sie kann fest sein. Ebenso ist es möglich, diese Ausgleichsmasse über mechanische Verbindungsmittel wie Schellen, Kupplungen, Schrauben, Nieten, Klebeverbindungen, Haken oder Steckverbindungen am Außenumfang der Schwenkwelle zu befestigen.
In einer weiteren Ausgestaltung kann es vorgesehen sein, dass die Schwenkwelle als Hohlwelle ausgebildet ist und im Innenraum der Hohlwelle die erfindungsgemäße Ausgleichsmasse orts- und drehfest oder einstellbar mit der Schwenkwelle selbst verbunden ist. Es handelt sich demnach um eine exzentrische Teilfüllung im Innenumfang einer als Hohlrohr ausgebildeten Schwenkwelle, wobei auch in dieser Ausführungsform diese Teilfüllung entweder mit dem Material der Hohlwelle selbst einstückig ausgebildet sein kann oder auch materialunterschiedlich mit der Hohlwelle ist.
Wichtig bei dieser Ausführungsform ist jedenfalls, dass die Schwenkwelle nicht nur als massive Welle ausgebildet sein kann, sondern auch als Hohlwelle. Auch bei der Verwendung einer Schwenkwelle als Hohlwelle ist es natürlich möglich, die Ausgleichsmasse am Außenumfang dieser Hohlwelle fest oder einstellbar anzuordnen oder eben – wie oben ausgeführt – im Innenraum der Hohlwelle.
Bei allen Ausführungsformen, bei denen eine lösbare Verbindung zwischen der Ausgleichsmasse und der Welle vorgesehen ist, die nur während des Betriebszustandes drehfest mit der Schwenkwelle verbunden ist, ist es möglich, diese temporäre Verbindung zu- und abschaltbar zu gestalten.
Dies bedeutet, dass die Ausgleichsmasse in Abhängigkeit vom Rapport zu- und abschaltbar ist, d. h. sie kann mit der Schwenkwelle verbunden werden oder von der Schwenkwelle gelöst werden, so dass ein Massenausgleich bei gelöster Ausgleichsmasse in diesem Betriebszustand nicht oder nur teilweise stattfindet.
Es hat sich bei der Verwendung von verschiedenen Rapporten (4/4, 8/4, 12/4 und 16/4) herausgestellt, dass eine 100%ige Kompensation verschiedener Nadelrapporte nur in bestimmten Betriebszuständen der jeweiligen, zu kompensierenden Schwenkwelle möglich ist.
Gerade bei der Massenkompensation der Nadelwelle kann es zur Überkompensation oder Unterkompensation des Massenausgleichs kommen. Bei einem Rapport von 4/4 sind alle Nadeln auf der Nadelseite im Einsatz. Bei einem Rapport von 8/4 sind nur die Hälfte der Nadeln im Einsatz, bei einem Rapport von 12/4 sind nur ein Drittel der Nadeln im Einsatz und bei einem Rapport von 16/4 sind nur ein Viertel der Nadeln im Einsatz.
Hieraus ergibt sich, dass bei einer nicht veränderbaren Kompensation und je nach Zuschaltung der Nadeln, d. h. je nach Art des Rapportes eine unerwünschte Über- oder Unterkompensation stattfindet.
Hier setzt die Erfindung ein, die ein Zu- und Abschalten von Ausgleichsmassen am Außenumfang der jeweilig zu kompensierenden Schwenkwelle vorsieht.
Diese Zu- und Abschaltung kann in verschiedenen Weisen verwirklicht werden.
In einer ersten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass am Außenumfang der jeweiligen Schwenkwelle Elektromagnete angeordnet sind, die bei Stromversorgung eine Anziehungskraft auf die daran anhaftenden metallischen Ausgleichsmassen ausüben. Wird der Strom abgeschaltet, wird die Elektromagnetspule stromlos und die Ausgleichsmasse ist nicht mehr drehfest mit der jeweiligen Schwenkwelle verbunden.
Es gibt auch noch andere Zuschaltmöglichkeiten, insbesondere mechanische Zuschaltmöglichkeiten oder eben – wie oben dargestellt – über Elektromagnete.
Die gleiche Technik der Zu- und Abschaltung von Ausgleichsmassen mit gesteuerten Elektromagneten ist im Übrigen auch bei Hohlwellen möglich, bei denen die Ausgleichsmasse entweder am Innen- und/oder am Außenumfang in Abhängigkeit vom Schaltzustand des zugeordneten Elektromagneten enweder drehfest mit der zu kompensierenden Schwenkwelle kuppelbar ist oder nicht.
Ebenso ist es natürlich möglich, bei stillstehender Schwenkwelle entsprechende Ausgleichsmassen hinzuzufügen oder abzunehmen. Dies kann über sämtliche bekannten lösbaren Steck-, Klemm-, Haft- oder Fügeverbindungen erfolgen.
Im Falle der Verwendung von Elektromagneten kann es – entsprechend der oben stehenden Beschreibung – vorgesehen sein, die Elektromagneten und deren Stromversorgung auf der Seite der Schwenkwelle anzuordnen.
In einer zweiten Ausgestaltung kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die Ausgleichsmassen als Elektromagneten ausgebildet sind und die Stromversorgung entweder an der Schwenkwelle oder an der Ausgleichsmasse erfolgt.
Wenn von einem Massenausgleich an Schwenkwellen die Rede ist, dann gilt dies für sämtliche oszillierend angetriebenen Schwenkwellen einer industriell betriebenen Schiffchenstickmaschine. Dies bedeutet, dass auch die oszillierend angetriebene Schwenkwelle für den Bohrerantrieb und/oder die oszillierend angetriebene Schwenkwelle für den Fadenleiter und/oder die Schwenkwelle für den Schiffchenantrieb im Sinne der vorliegenden Erfindung massenkompensiert ausgebildet sein kann.
Auf der Schiffchenseite ist lediglich eine einzige Schwenkwelle für den Bewegungsantrieb der Schiffchen in ihren Schiffchenlaufbahnen vorgesehen. Auch diese oszillierend bewegbare Schwenkwelle kann im Sinne der vorliegenden Erfindung mit allen vorher und nachher beschriebenen Ausführungsbeispielen massenkompensiert ausgebildet sein.
Wenn in der vorstehenden Beschreibung davon ausgegangen wurde, dass der Massenausgleich gegenüberliegend zum Kraftabtriebspunkt an der jeweiligen Schwenkwelle stattfindet, so ist dies nicht einschränkend zu verstehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden auch Ausführungsbeispiele beschrieben, bei denen ein Massenausgleich stattfindet, der exzentrisch zum Kraftangriffspunkt an der Schwenkwelle ausgebildet ist. Dies gilt insbesondere für einen Massenausgleich mit einem sogenannten Ausgleichspleuel. Ein solcher Massenausgleich kann für sämtliche vorgenannten Schwenkwellen vorgesehen sein.
Bei dieser Ausführungsform ist ein Ausgleichspleuel nicht in einer vertikalen Achse an der Ausgleichswelle angebunden, sondern es findet lediglich eine indirekte Anbindung statt, indem ein Ausgleichspleuel mit seinem einen Ende in einem Drehlager an einem drehfest mit der Schwenkwelle verbundenen Hebel ansetzt und das andere Ende des Ausgleichspleuels über ein weiteres Drehlager mit der Antriebskette verbunden ist.
Damit ist klargestellt, dass ein solches Ausgleichspleuel Teil der Antriebskette ist und gleichwohl eine Massenkompensation der Schwenkbewegung der oszillierend angetriebenen Schwenkwelle ausführt, weil die Bewegungsrichtung des Ausgleichspleuels etwa parallel zur Nadelbewegungsrichtung ist, wenn die Schwenkwelle bezüglich des Nadelantriebs massenkompensiert werden soll.
Wichtig bei diesen Ausführungsformen ist also die Tatsache, dass eine Ausgleichsmasse nicht nur exzentrisch direkt fest an der Schwenkwelle ansetzt, sondern über einen Hebel dreh- und schwenkbar an der zu kompensierenden Schwenkwelle ansetzt, jedoch die Längsachse durch dieses massenausgleichende Pleuel etwa parallel zu der Längsachse des Nadelantriebs und/oder des Bohrerantriebs und/oder der Schiffchenführungsbahn und/oder des Fadenleiters ist.
Alle vorher genannten Ausführungsbeispiele sind in der gleichen Weise auch für die schiffchenseitige Schwenkwelle und deren Massenkompensation anwendbar, wie dies anhand der späteren Zeichnungen noch beschrieben wird.
Kennzeichnend für industriell betriebene Schiffchenstickmaschine sind demnach oszillierende Schwenkwellen, die große Beschleunigungskräfte entfalten und demzufolge große Vibrationen erfahren.
Durch die Anordnung der erfindungsgemäßen Ausgleichsmassen – wie in allen Ausführungsformen oben beschrieben – wird aber die Massenträgheit des gesamten Systems nur geringfügig erhöht.
Da Winkeländerungen zwischen der oszillierend angetriebenen Schwenkwelle und den davon abgeleiteten linearen Bewegungsantrieb stattfinden, ist eine 100%ige Kombination nicht möglich, wird aber angestrebt.
Im unkompensierten Zustand bestehen erhebliche Reaktionskräfte an den oszillierend angetriebenen Schwenkwellen, die erfindungsgemäß durch die Ausgleichsmassen kompensiert werden sollen.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Soweit einzelne Gegenstände als „erfindungswesentlich” oder „wichtig” bezeichnet sind, bedeutet dies nicht, dass diese Gegenstände notwendigerweise den Gegenstand eines unabhängigen Anspruches bilden müssen. Dies wird allein durch die jeweils geltende Fassung des unabhängigen Patentanspruches bestimmt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungswegen darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
1: schematisiert eine Antriebsanordnung für den Nadelantrieb einer Schiffchenstickmaschine nach dem Stand der Technik
2: die gleiche Ausführung wie in 1 mit einer massenkompensierten Schwenkwelle
3: schematisiert das Funktionsprinzip der massenkompensierten Schwenkwelle in einer ersten und in einer zweiten Ausführungsform
4: die Massenkompensation der Schwenkwelle in einer dritten Ausführungsform
5: eine erste Ausführungsform, wie die Ausgleichsmasse mit der Schwenkwelle verbunden ist
6: eine zweite Ausführungsform, wie die Ausgleichsmasse mit der Schwenkwelle verbunden werden kann
7: eine dritte Ausführungsform, die im Prinzip der Ausführungsform nach 4 entspricht
8: eine vierte Ausführungsform mit Darstellung einer als Hohlwelle ausgebildeten Schwenkwelle
9: das Kompensationsbild der Schwingungskompensation in Form von Kompensationsgradkurven, die in Abhängigkeit vom Nadelrapport aufgezeichnet sind
10: ein konstruktiv ausgeführtes Ausführungsbeispiel für eine Massenkompensation an einem Nadelantrieb und einem Bohrerantrieb
11: eine größere Draufsicht auf die Anordnung nach 10 in perspektivischer Darstellung
12: ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem die Ausgleichsmasse als Ausgleichspleuel ausgebildet ist
13: eine erste Ausführungsform mit einer Funktionsdarstellung des Funktionsprinzips nach 12
14: eine zweite Ausführungsform im Vergleich zur 13
15: die Zeichnung der Massenkompensation an einer schiffchenseitigen Schwenkwelle
Anhand der 1 wird zunächst das grundsätzliche Antriebsprinzip für die Nadelseite einer Schiffchenstickmaschine dargestellt, wobei für die gleichen Teile nach der Erfindung auch die gleichen Bezugszeichen verwendet wurden.
Alle Hinweise, die auch bezüglich der 1 (Stand der Technik) gegeben werden, gelten auch für die gleichen Teile der nachfolgenden Zeichnungen.
Eine Königswelle 1 ist beispielsweise um ihren Drehpunkt 2 in Pfeilrichtung 3 drehend angetrieben und entfaltet während dieser Umdrehung in horizontaler und in vertikaler Richtung gerichtete Reaktionskräfte 4, 5.
Exzentrisch vom Drehpunkt 2 ist die Königswelle 1 über eine erste exzentrische Anbindung 6 mit einem Pleuel 7 verbunden, dessen anderes Ende mit einer Anbindung 9 an einen Hebel 10 drehbar angetrieben ist. Der Pleuel 7 wird somit in den Pfeilrichtungen 8 oszillierend angetrieben.
Der Hebel 10 ist drehfest mit der Schwenkwelle 11 verbunden und treibt diese somit oszillierend in den Pfeilrichtungen 12 an. Hierbei entstehen in horizontaler und vertikaler Richtung erhebliche Reaktionskräfte 14, 15.
Die Schwenkwelle 11 hat das Drehzentrum 16 und an einem anderen Teil der Schwenkwelle 11 ist diese drehfest über eine Anzahl von Antriebshebeln 17 jeweils mit einem Klinkenhebel 19 verbunden.
Die Verbindung zwischen dem Antriebshebel 17, der drehfest mit der Schwenkwelle 11 verbunden ist, erfolgt über die Anbindung 18 und der Klinkenhebel 19 ist an seinem gegenüberliegenden Ende mit einer Anbindung 20 mit einem Nadelträger 21 verbunden, der in den Pfeilrichtungen 22 oszillierend angetrieben ist und im Bereich einer Längsführung 24 an seinem vorderen Ende mit einer Nadel 25 versehen ist, die dadurch in den Pfeilrichtungen 22 oszillierend angetrieben ist.
Der Einfachheit halber ist weder die Stoffebene noch die Stichplatte noch die schiffchenseitige Anordnung dargestellt.
Wie sich aus der Zeichnung nach 1 (Stand der Technik) ergibt, entstehen erhebliche Massenträgheitsmomente durch die Reaktionskräfte 4, 5 an der umlaufend angetriebenen Königswelle 1 und ebenso erhebliche Massenträgheitskräfte durch die entstehenden Reaktionskräfte 14, 15 an der nadelseitigen Schwenkwelle 11.
Gegenstand der Erfindung ist nun die Massenkompensation der Schwenkwelle 11 (und später noch zu erläuternden weiteren Schwenkwellen 31, 36, 38, 41) mit einer erfindungsgemäßen Ausgleichsmasse 26, die exzentrisch am Außenumfang der Schwenkwelle 11 befestigt ist.
Die Befestigung kann zeitweilig lösbar oder ständig fest erfolgen.
Wenn man nun eine Ausgleichsmasse 26, die etwa sichelförmig ausgebildet ist und die mit ihrem Innenumfang auf dem Außenumfang der Schwenkwelle 11 aufsitzt und bezüglich einer Vertikalen 27 etwa in Verlängerung zu dem abtriebsseitigen Antriebshebel 17 liegt, kommt es zu einer der gewünschten Massenkompensation, wie es durch die Länge der nunmehr kürzer dargestellten Pfeile 14', 15' dargestellt ist.
Zwar muss durch die Massenkompensation mittels der Ausgleichsmasse 26 eine geringfügige Erhöhung der Reaktionskräfte 4, 5 in Kauf genommen werden, die nun einen größeren Wert als Reaktionskräfte 4', 5' aufweisen. Dies spielt aber für den Massenausgleich einer Schwenkwelle 11 keine Rolle, weil es entscheidend darauf ankommt, den Massenausgleich an der nadelseitigen Schwenkwelle 11 zu verwirklichen, um den Nadelantrieb insgesamt ruhiger und vibrationsärmer zu gestalten und dadurch eine verbesserte Nadelführung, eine schwingungsärmere Nadel 25 und eine verschleißfreie Längsführung 24 zu ermöglichen.
Durch die erfindungsgemäße Massenkompensation mit der Ausgleichsmasse 26 werden somit auch die Lager an den Anbindungen 18, 20 geschont, ebenso wie die Längsführung 24.
Es kann damit bei wesentlich höheren Drehzahlen (Stichzahlen) eine präzisere Längsführung der jeweiligen Nadel 25 erreicht werden.
Die nun erfindungsgemäß minimierten Reaktionskräfte 14', 15' werden nicht mehr in dem Umfang – wie nach dem Stand der Technik – in die Maschinenstruktur eingetragen und damit wird die gesamte Maschine vibrationsärmer und verschleißärmer betrieben.
Damit ist es erstmals möglich, wesentlich höhere Drehzahlen an einer solchen Stickmaschine zu fahren.
Wenn bei bisherigen Stickmaschinen eine Maximaldrehzahl von etwa 600 Umdrehungen/min üblich waren, können nunmehr 900 bis 1200 Umdrehungen/min gefahren werden, ohne dass es zur Verschlechterung des Stickbildes oder zu einem vorzeitigen Verschleiß der Lager und der Längsführungen kommt.
Die 3 zeigt verschiedene Ausbildungen der Anwendung der Ausgleichsmasse 26, wobei in 3 zwei verschiedene Ausführungen dargestellt sind.
In einer ersten Ausführungsform kann es vorgesehen sein, dass die Ausgleichsmasse 26' über einen drehfest mit dem Außenumfang der Schwenkwelle 11 verbundenen Hebel 28 verbunden ist und die Ausgleichsmasse 26' in Verlängerung der Vertikalen 27 liegt, wobei vorausgesetzt ist, dass der abtriebseitige Antriebshebel 17 an diese Vertikale 27 anschließt, wie es in 3 lediglich schematisiert dargestellt ist.
Je näher die Ausgleichsmasse 26' zum Drehzentrum 16 der Schwenkwelle 11 kommt, wie dies mit dem Abstand 57 dargestellt ist, desto grösser muss diese sein, jedoch wird somit die Auswirkung auf die Rotationsträgheit kleiner. Der Abstand 57 sollte demnach minimiert sein.
Die 3 zeigt allerdings auch, dass es in einer anderen Ausgestaltung möglich ist, den Abstand 57 auf den stark vergrößerten Abstand 57' zu verlängern, sodass die Ausgleichsmasse 26'' weit vom Drehzentrum 16 der Schwenkwelle 11 entfernt ist. Auch hier ist eine Massenkompensation möglich und gegeben. Allerdings hat die Ausgleichsmasse 26'' eine sehr hohe Massenträgheit zur Folge, während die nahe im Abstand 57 an das Drehzentrum 12 hin verlegte Ausgleichsmasse 26' eine wesentlich geringere Massenträgheit entfaltet.
Die 4 zeigt als weitere Ausführungsform, dass die Ausgleichsmasse 26' auch unmittelbar in die Masse der Schwenkwelle 11 verteilt werden kann, d. h. sie bildet mit dieser entweder ein werkstoffeinstückiges Teil oder sie ist lösbar oder fest mit dem Außenumfang der Schwenkwelle 11 verbunden.
Die lösbare Verbindung ist in 4 lediglich mit den Pfeilrichtungen 29 dargestellt, was bedeutet, dass im Bereich der Kontaktfläche 58, mit der die Ausgleichsmasse 26 mit dem Außenumfang der Schwenkwelle 11 verbunden ist, eine lösbare Verbindung angeordnet ist, sodass die Ausgleichsmasse 26 in Umfangsrichtung verschoben und festgesetzt werden kann.
Während des Betriebes soll diese Verbindung nicht lösbar sein, aber bei stillstehender Schwenkwelle soll die Verbindung veränderbar sein. Demzufolge kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die Ausgleichsmasse 26 entlang der Kontaktfläche 58 in den Pfeilrichtungen 29 am Außenumfang der Schwenkwelle 11 verschoben werden, um so eine Einstellung der Ausgleichskompensation oder die Beseitigung von maschinenseitigen Toleranzen zu ermöglichen.
Es wurde bereits schon im allgemeinen Teil der Beschreibung darauf hingewiesen, dass die Kontaktfläche 58 durch beliebige lösbare und feste Verbindungsmittel mechanischer, magnetischer oder elektromagnetischer Art ausgebildet sein kann.
Im letzteren Fall kann es vorgesehen sein, dass die Ausgleichsmasse als magnetisierbare Metallmasse ausgebildet ist und im Bereich der Kontaktfläche 58 mit Strom versorgte Elektromagneten angeordnet sind, die bedarfsweise mit Strom versorgt werden und die Ausgleichsmasse mit dem Außenumfang der Schwenkwelle 11 im Bereich der Kontaktfläche 58 koppeln oder freigeben. Es handelt sich demnach um eine Kopplung, mit der die Ausgleichsmasse einmal in einer bestimmten Winkelstellung der Schwenkwelle mit dieser drehfest gekoppelt werden kann oder wahlweise von der Schwenkwelle entkoppelt werden kann.
Die 5 zeigt eine erste Ausführungsform, wo erkennbar, ist, dass die Schwenkwelle 11 eine Ausgleichsmasse in der Form hat, dass die Ausgleichsmasse als Abkröpfung 30 ausgebildet ist, die sich über die gesamte Länge der Schwenkwelle 16 erstreckt.
Selbstverständlich kann es auch möglich sein, statt der einen durchgehenden Abkröpfung 30 auch mehrere hintereinander liegende Abkröpfungen 30 zu verwenden, die auch nicht notwendigerweise auf der gleichen Ebene liegen müssen.
Wichtig ist, dass die Schwenkwelle im Bereich der Abkröpfung 30 jeweils mit den Antriebshebeln 17 verbunden ist die den Nadelantrieb ausführen.
Statt einer durchgehenden oder unterbrochenen Abkröpfung 30 kann auch eine Verteilung von Einzelgewichten am Außenumfang der Schwenkwelle gemäß 6 vorgesehen werden.
Hier ist gezeigt, dass die Ausgleichsmasse 26a in Form von Ausgleichsgewichten verteilt über die Länge der Schwenkwelle 11 angeordnet ist. Die Ausgleichsgewichte 26a–c müssen nicht in einer einzigen Ebene angeordnet sein, sie können auch zueinander winkelversetzt an der Schwenkwelle 11 angeordnet sein.
Es kann selbstverständlich auch vorgesehen sein, die Ausgleichsmassen 26a miteinander zu verbinden, so dass diese ein durchgehendes exzentrisch ausgebildetes, über die eine Seite der Schwenkwelle verteilt angeordnetes Gewicht ergeben.
Die 7 stimmt etwa mit dem Ausführungsbeispiel der 6 überein, wobei symbolisch nur eine einzige Ausgleichsmasse 26 anstelle einer Vielzahl von Ausgleichsmassen dargestellt ist, wobei entweder die Ausgleichsmassen 26a separat voneinander angeordnete sind und jede Ausgleichsmasse einem zugeordneten Antriebshebel 17 zugeordnet ist oder – nicht zeichnerisch dargestellt – die Ausgleichsmassen 26a, 26b, 26c sind durchgehend miteinander verbunden und exzentrisch an einer Seite der Schwenkwelle 11 angeordnet sind.
Die Erfindung ist bei allen beschriebenen Ausführungsformen und auch bei den später beschriebenen Ausführungsformen nicht darauf beschränkt, dass eine einzige Ausgleichsmasse an einer einzigen Stelle am Außenumfang der Schwenkwelle angeordnet ist. Es kann auch vorgesehen sein, mehrere Ausgleichsmassen unterschiedlicher Massenträgheit an unterschiedlichen Stellen der Schwenkwelle und/oder an unterschiedlichen Umfangswinkeln anzuordnen, um einen noch besseren Massenausgleich zu ermöglichen.
So kann es vorgesehen sein, dass am Außenumfang der Schwenkwelle im Winkel zueinander angeordnete mehrere Ausgleichsmassen angeordnet sind, wobei eine Ausgleichsmasse eine stärkere Massenträgheit entfaltet als die anderen verwendete Ausgleichsmassen.
Die Erfindung ist also ausdrücklich nicht auf die Anordnung einer einzigen Ausgleichsmasse am Außenumfang einer massenkompensierten Schwenkwelle beschränkt.
Wenn in den vorstehenden Ausführungsbeispielen von der Massenkompensation einer dem Nadelantrieb dienenden Schwenkwelle 11 die Rede war, so ist dies nicht einschränkend zu verstehen. Es gelten alle Ausführungsbeispiele und deren Erläuterungen für die Massenkompensation sämtlicher oszillierend angetriebener – auch später beschriebener – Schwenkwellen, ohne dass dies einer besonderen weiteren Erwähnung bedarf.
Bezüglich des Ausführungsbeispieles nach 8 wird noch darauf hingewiesen, dass die Schwenkwelle 31 auch dergestalt massenkompensiert werden kann, dass sie als Hohlwelle ausgebildet ist und im Innenraum 32 einer solchen Hohlwelle eine geeignete Ausgleichsmasse 26 entweder lösbar oder fest mit dem Innenumfang der Hohlwelle verbunden ist. Eine solche Ausgleichsmasse kann auch als exzentrische, schalenförmige Struktur auf dem Außenumfang der Schwenkwelle 31 angeordnet sein. Die innen- und/oder außen liegenden Strukturen von Ausgleichsmassen 26 können einstellbar in Umfangsrichtung befestigt sein oder einen nicht einstellbaren, drehfesten Verbund mit der Schwenkwelle 31 bilden.
Die 9 zeigt verschiedene Kompensationsgrad-Kurven 33 der Massenkompensation an einer Schwenkwelle 11, 31, wobei erkennbar ist, dass auf der Ordinate verschiedene Kompensationsgrade aufgezeichnet sind und eine 100%ige Kompensation nur in bestimmten Rapporteinstellungen möglich ist, während in Abhängigkeit vom Rapport auch Über- und Unterkompensationen des Massenausgleichs stattfinden.
Die Kurve 33a zeigt eine erste Kompensationskurve für einen 4/4-Rapport, und es ist erkennbar, dass lediglich bei einem 4/4-Nadelrapport eine 100%ige Kompensation stattfindet, während bei einer Umschaltung auf einen 8/4-Rapport eine Überkompensation von z. B. 150% stattfindet. In Abhängigkeit von weiteren zuschalt- oder abschaltbaren Nadelrapporten, z. B. von 12/4 und 16/4 kommt es zu einer Überkompensation, die bis zu 200% gehen kann.
Gleiches gilt für die Kompensationsgradkurve 33b, die vorsieht, dass bei einem Nadelrapport von 8/4 eine 100%ige Kompensation stattfindet, während bei einem 4/4-Rapport eine 50%ige Unterkompensation stattfindet.
Ein ähnlicher Gegenstand ergibt sich für die Kurve 33c, die zeigt, dass nur bei einem Nadelrapport von 12/4 eine 100%ige Kompensation stattfindet, während bei einem Nadelrapport von 4/4 eine 75%ige Unterkompensation stattfindet.
Sinngemäß gilt dies auch für die anderen Kompensationskurven 33d und 33e.
Die Kurvenschar 33a–33e zeigt, dass es erstmals möglich ist, bei einer Überkompensation beispielsweise bei Position 59 eine 100%ige Kompensation bei Position 60 zu erreichen, wenn die Ausgleichsmasse von der Position 59 in Richtung auf die Position 60 zu- und abschaltbar gemacht wird.
Somit können auch verschiedene Nadelrapporte, die zu einer Über- oder Unterkompensation führen würden, durch Zu- und Abschaltung von Massenausgleichsgewichten kompensiert werden, so dass stets – unabhängig vom Nadelrapport – eine 100%ige Kompensation erreicht werden kann.
Aus der 9 ist jedenfalls erkennbar, dass lediglich in den Schnittpunkten 34a, 34b, 34c und 34d eine 100%ige Kompensation in Abhängigkeit von dem jeweiligen Nadelrapport 4/4, 8/4, 12/4 und 16/4 möglich ist, wenn keine zu- und abschaltbaren Ausgleichsmassen verwendet werden.
Die 10 zeigt nun ein konstruktives Ausführungsbeispiel, bei dem eine Massenkompensation einer Schwenkwelle 11 und einer Bohrer-Schwenkwelle 36 ausgeführt ist. Ebenso zeigt die 10, wie zusätzlich auch noch die Schwenkwelle 38 für den Fadenleiter massenkompensiert ausgebildet sein kann.
Aus Vereinfachungsgründen zeigt die 10 lediglich die Schwenkwelle 11 für den Nadelantrieb und die zugeordnete Ausgleichsmasse 26, die genau diametral gegenüberliegend zu dem Drehzentrum 16 und dem davon abgehenden Antriebshebel 17 angeordnet ist und die beispielsweise lösbar über Schellen 46 mit dem Außenumfang der Schwenkwelle 11 verbunden ist.
Bei Lösen der Schellen 46 kann somit die Ausgleichsmasse 26 in Umfangsrichtung oder in Gegenrichtung zum Umfang auf der Schwenkwelle 11 verschoben und dann wieder festgezogen werden.
In Übereinstimmung mit dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist der Antriebshebel 17 über die Anbindung 18 mit dem Klinkenhebel 19 verbunden, und dieser ist jenseits seiner Anbindung 20 mit einem Nadelträger 21 verbunden. Der Nadelträger 21 trägt an seiner Vorderseite die Nadelklemmung 35. In der Nadelklemmung 35 ist die nicht näher dargestellte Sticknadel (Nadel 25) eingeklemmt.
Die gleiche Massenkompensation der oszillierend angetriebenen Schwenkwelle 36 für den Bohrer ist in 10 durch eine weitere Ausgleichsmasse 37 verwirklicht, die am Außenumfang der Schwenkwelle 26 exzentrisch angeordnet ist und sich gegenüberliegend zum abtriebseitigen Hebel 40 befindet ist, der an seinem freien Ende über eine Anbindung 43 mit einer oszillierend angetriebenen Bohrerklinke 42 verbunden ist, die über eine weitere Anbindung 44 mit einem Bohrerträger 45 verbunden ist. Der im Bohrerträger 45 aufgenommene Bohrer ist nicht dargestellt.
Selbstverständlich reicht es im Sinne der vorliegenden Erfindung auch aus, lediglich eine einzige Schwenkwelle, z. B. die Schwenkwelle 11 und/oder die Schwenkwelle 36 und/oder die Schwenkwelle 38 mit einer Massenkompensation im Sinne sämtlicher vorstehender und nachstehender Ausführungsbeispiele zu versehen.
Die Schwenkwelle 38 für den Antrieb des Fadenleiters ist mit der Ausgleichsmasse 39 verbunden. Hier gelten die gleichen Erläuterungen wie anhand der Ausgleichsmassen 26 und 37 gegeben wurden.
Die gesamte Anordnung ist im Übrigen auf einem Maschinengestell 13 (Wange) befestigt. Die weiteren Antriebsglieder sind in 10 nicht dargestellt.
Die 11 zeigt eine größere Draufsicht auf die Anordnung nach 10, wo erkennbar ist, dass die Ausgleichsmassen 26a–26c verteilt voneinander am Außenumfang der Schwenkwelle 11 angeordnet sind und lösbar, um gelösten Zustand in Umfangsrichtung verschiebbar und danach drehfest kuppelbar mit Hilfe der Schellen 46 auf dem Außenumfang der Schwenkwelle 11 angeordnet sind.
Damit ist es möglich, jede einzelne Ausgleichsmasse 26a unabhängig von der jeweils anderen Ausgleichsmasse 26b und diese wiederum unabhängig von der anderen Ausgleichsmasse 26c am Umfang der Schwenkwelle 11 in Umfangsrichtung getrennt einzustellen und dann mit Hilfe der Schelle 46 festzulegen.
Aus 11 sind die weiteren Einzelheiten des Nadelantriebs und des Bohrerantriebs zu entnehmen, wie sie bereits schon in 10 in vergrößerter Darstellung angegeben sind. Insgesamt lässt sich erkennen, dass ein hoher Massenkompensationsbedarf für das gesamte Nadelbett 47 besteht, weil in Abhängigkeit vom Rapport nur einzelne Nadelgruppen zugeschaltet oder abgeschaltet sind und eine Massenkompensation durch die Kompensation an der nadelseitigen Schwenkwelle 11 vorgesehen ist.
Die 12 zeigt ein weiteres Kompensationsprinzip, das in gleichem Umfang Schutz genießen soll wie die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele.
Alle Vorteile und Merkmale der vorher beschriebenen Ausführungsbeispiele gelten auch für die Ausführungsform nach 12 und umgekehrt.
Zwar wird nachfolgend die Massenkompensation an der nadelseitigen Schwenkwelle 11 beschrieben. Die gleiche Massenkompensation gilt jedoch sinngemäß auch für die bohrerseitige Schwenkwelle 36 und/oder für fadenleiterseitige Schwenkwelle 38 und/oder für die schiffchenseitige Schwenkwelle 41.
Kennzeichnend für das Ausführungsbeispiel nach 12 ist, dass eine Ausgleichmasse 26' nicht drehfest (fest oder einstellbar) am Außenumfang der Schwenkwelle 11 angeordnet ist, sondern dass stattdessen die Schwenkwelle 11 mit einem Hebel 28 drehfest verbunden ist, an dessen äußeren freien Ende ein erstes Drehlager 48 für die Aufnahme des einen Endes eines Ausgleichpleuels 61 vorgesehen ist. Die Ausgleichsmasse 26' wird demnach durch ein Ausgleichspleuel 61 gebildet.
Das andere Ende dieses Ausgleichspleuels 61 ist über ein weiteres Drehlager 49 mit einem Umlenkhebel 50 verbunden, der etwa c-förmig ausgebildet ist und mit seiner C-Basis in einem maschinenfesten Schwenklager 51 schwenkbar aufgenommen ist.
Am gegenüberliegenden Ende des Umlenkhebels 50 ist eine weitere Anbindung 9 vorgesehen, die mit dem Pleuel 7 verbunden ist, der über die Anbindung 6 mit einem Hebel 53 verbunden ist, der mit einer oszillierend angetriebenen Ausgangswelle 54 drehfest verbunden ist. Die Ausgangswelle 54 bildet den Ausgang des Getriebekastens und wird somit oszillierend angetrieben.
Merkmal dieser Ausführungsform ist, dass keine exzentrische Kompensation direkt am Außenumfang einer Schwenkwelle 11, 31, 36, 38, 41 stattfindet, sondern nach einem schematisierten Funktionsprinzip nach 13 und 14.
Es ist erkennbar, dass das dem Massenausgleich dienende Ausgleichspleuel 61 mit seiner Bewegungsachse 56 gleichsinnig und etwa parallel zur Bewegungsachse 55 auf der Nadelseite ausgebildet ist. Dass heißt, der Nadelantrieb mit dem Nadelträger 21 und der Nadel 25 bewegt sich in einer Bewegungsachse 55, die etwa parallel zu der Bewegungsachse 56 als Längsachse durch das Ausgleichspleuel 61 ist.
Hieraus ergibt sich, dass lediglich ein geringer Abstand 57 zwischen dem Drehzentrum 16 und der Anbindung des Ausgleichspleuels 61 am Hebel 28 vorgesehen ist, was zu einer idealen Massenkompensation führt. Je geringer dieser Abstand 57 ist, desto besser ist der Kompensationsgrad.
Wichtig ist jedenfalls, dass das Ausgleichspleuel 61 in anderer Richtung gerichtet ist, als beispielsweise die exzentrisch am Außenumfang angeordneten Ausgleichsmassen 26, 26a–26c und die Ausgleichsmassen 37 und 39 der vorher gehenden Zeichnungsfiguren.
Wichtig ist auch, dass die durch den Pleuel 61 gebildete Ausgleichsmasse 26' gleichzeitig Teil der Antriebskette ist und als Antriebsorgan wirkt, was zu einer Vereinfachung der gesamten Antriebskette führt. Es muss dann nicht eine eigene Ausgleichsmasse 26 angeordnete werden, wie bei den anderen Ausführungsbeispielen wie bei 1 bis 11, sondern die Ausgleichsmasse 26' ist in der Antriebskette selbst integriert.
Die 14 zeigt, dass es zur weiteren Minimierung des Abstandes 57 vorgesehen sein kann, dass das Drehlager 48 im Bereich der Schwenkwelle 11 selbst angeordnet ist.
Damit kann der Abstand 57 noch weiter minimiert werden.
Die 15 zeigt die Massenkompensation einer Schwenkwelle 41 auf der Schiffchenseite. Hier ist erkennbar, dass es sich lediglich um eine einzige Schwenkwelle 41 handelt, die massenkompensiert ist. Alle vorher beschriebenen Ausführungen nach den 1 bis 14 gelten somit auch für die Massenkompensation der Schwenkwelle 41 auf der Schiffchenseite. Im Einzelnen gilt hierzu Folgendes:
Die Ausgleichsmasse 26 ist über die Schelle 46 in Umfangsrichtung einstellbar und feststellbar am Außenumfang der Schwenkwelle 41 exzentrisch angeordnet. Gegenüberliegend zum Schwerpunkt der Ausgleichsmasse 26 ist die Schwenkwelle 41 mit einem Hebel 62 verbunden, an dessen freien Ende eine Anbindung 63 für die Schwenklagerung eines zweiten Hebels 64 angeordnet ist, dessen anderes Ende das sogenennte Schiffchenlineal antreibt (nicht dargestellt) Die Führungselemente von diesem Lineal sind an den Flansch 66 befestigt.
Bezugszeichenliste

1: Königswelle
2: Drehpunkt
3: Pfeilrichtung
4: Reaktionskraft
5: Reaktionskraft
6: exzentrische Anbindung
7: Pleuel
8: Pfeilrichtungen
9: Anbindung
10: Hebel
11: Schwenkwelle (Nadel)
12: Pfeilrichtungen
13: Maschinengestell (Wange)
14: Reaktionskraft
15: Reaktionskraft
16: Drehzentrum
17: Antriebshebel (für Nadel)
18: Anbindung
19: Klinkenhebel
20: Anbindung
21: Nadelträger
22: Pfeilrichtung
23
24: Längsführung
25: Nadel
26: Ausgleichsmasse 26a–c
26': Ausgleichspleuel
26'': Ausgleichspleuel
27: Vertikale
28: Hebel
29: Pfeilrichtung
30: Abkröpfung (von 11)
31: Schwenkwelle (massenkompensiert)
32: Innenraum
33: Kompensationsgrad-Kurve
34: Schnittpunkt
35: Nadelklemmung
36: Schwenkwelle (Bohrer)
37: Ausgleichsmasse (Bohrer)
38: Schwenkwelle (Fadenleiter)
39: Ausgleichsmasse (für 38)
40: Hebel
41: Schwenkwelle (Schiffchenseite)
42: Bohrerklinke
43: Anbindung
44: Anbindung
45: Bohrerträger
46: Schelle
47: Nadelbett
48: Drehlager
49: Drehlager
50: Umlenkhebel
51: Schwenklager
52: Schwenklager
53: Hebel
54: Ausgangswelle (Getriebekasten)
55: Bewegungsachse
56: Bewegungsachse (Ausgleichsmasse 26')
57: Abstand (minimal wie möglich)
58: Kontaktfläche
59: Position
60: Position
61: Ausgleichspleuel
62: Hebel
63: Anbindung
64: Hebel
65: Längsführung
66: Schiffchenlaufbahn

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19724425 A1 [0002, 0005]
DE 3341444 C2 [0007]
US 4966042 A1 [0008]

Claims

Schiffchenstickmaschine mit Massenausgleich für mindestens eine oszillierend angetriebene Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41), deren Schwenkantrieb von einer drehend angetriebenen, umlaufenden Königswelle (1) abgeleitet ist, wobei der Massenausgleich durch mindestens eine Ausgleichsmasse (26, 26', 26'', 26a–c, 37, 39) gebildet ist, die exzentrisch zum Drehzentrum der Schwenkwelle mit der Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41) verbunden ist.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausgleichsmasse (26, 26', 26'', 26a–c, 37, 39) so mit der Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41) drehfest kuppelbar ist, dass deren Gewichtsschwerpunkt etwa gegenüberliegend zu dem an der oszillierend angetriebenen Schwenkwelle angebundenen Abtriebseinheit (17, 40, 62) angeordnet ist.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens ein Ausgleichsmasse (26, 26', 26'', 26a–c, 37, 39) drehfest mit der Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41) verbunden ist.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausgleichsmasse (26, 26', 26'', 26a–c, 37, 39) in Umfangsrichtung einstellbar mit der Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41) verbindbar ist.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausgleichsmasse (26, 26', 26'', 26a–c, 37, 39) lediglich zeitweise während der Schwenkbewegung der Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41) mit dieser gekuppelt ist.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausgleichsmasse (26, 26', 26'', 26a–c, 37, 39) in Abhängigkeit vom Nadelrapport zeitweise mit der Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41) gekoppelt ist.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mit der mindestens einen Ausgleichsmasse (26, 26', 26'', 26a–c, 37, 39) eine Massenkompensation der Schwenkwelle (11) für den Nadelantrieb und/oder der Schwenkwelle (36) für den Bohrerantrieb und/oder der Schwenkwelle (38) für den Fadenleiter und/oder der Schwenkwelle (41) für den Schiffchenantrieb und/oder für den Stoffdrückerantrieb gegeben ist.
Schiffchenstickmaschine mit Massenausgleich für mindestens eine oszillierend angetriebene Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41), deren Schwenkantrieb von einer drehend angetriebenen, umlaufenden Königswelle (1) abgeleitet ist, wobei der Massenausgleich durch mindestens eine Ausgleichsmasse (26') in der Ausbildung mindestens eines Ausgleichspleuels (61) gebildet ist, der Teil der Antriebskette für den Schwenkantrieb der oszillierend angetriebenen Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41) ist.
Schiffchenstickmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkwelle (11, 31, 36, 38, 41) als Hohlwelle oder als Vollwelle ausgebildet ist.
Schiffchenstickmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausbildung der Schwenkwelle (31) als Hohlwelle die Ausgleichsmasse (26, 26', 26'', 26a–c, 37, 39) wahlweise im Innenraum (32) der Schwenkwelle (31) und/oder am Außenumfang einstellbar und/oder fest angeordnet ist.