DE19962143A1 - Wirkmaschine, insbesondere Kettenwirkmaschine - Google Patents

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wirkmaschine, insbesondere Kettenwirkmaschine, zu schaffen, die für mindestens eine, vorteilhafterweise jedoch für jede mit Wirkwerkzeugen besetzte Barre, ein eigenständiges Antriebssystem schafft, welches nicht von vornherein einer Leistungssteigerung der Wirkmaschine Grenzen setzt. DOLLAR A Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine der Barren (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) mit einem nur dieser Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) zugeordneten Servoantrieb (5.xx) mit gleichbleibender Drehrichtgung verbunden ist. DOLLAR A Die Erfindung ist an Wirkmaschinen, insbesondere Kettenwirkmaschinen, anwendbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirkmaschine, insbesondere Kettenwirkmaschine, mit mindestens einer mit Wirkwerkzeugen besetzten Barre.

An Wirkmaschinen sind eine Vielzahl von teilweise komplizierten, hochdynamischen und aufeinander abgestimmten Bewegungen auszuführen, um Maschenbildungs- und Musterungsprozesse ablaufen zu lassen. Ein typisches Beispiel hierfür sind die Schiebernadel- und Schließdrahtbewegungen an Kettenwirkmaschinen.

Um diese komplizierten Bewegungen (z. B. Rast-in-Rast-Bewegungen) der Arbeits­ elemente (Wirkwerkzeuge) tragenden Barren über die Arbeitsbreite der Ketten­ wirkmaschine verteilt technisch umzusetzen, werden vielgliedrige Koppelmechanis­ men (Modelle fünfter und höherer Ordnung) oder mechanische Kurvenscheibenge­ triebe meist in mehrfacher Anordnung nebeneinander eingesetzt. Mit diesen auf­ wendigen Konstruktionen entstehen Lösungen, bei denen aus einer zentralen, mit konstanter Winkelgeschwindigkeit umlaufenden Hauptwellenbewegung alle ver­ schiedenen Arbeitsbewegungen der einzelnen Barren abgeleitet werden. Der damit gefundene Gesamtmechanismus zur Umsetzung des vollständigen technologischen Konzeptes der Kettenwirkmaschine stellt eine sehr umfangreiche und in sich ge­ schlossene Lösung dar. Die Lagen der einzelnen Arbeitsbewegungen zueinander sind definiert. Möglichkeiten beispielsweise für Phasenverschiebungen zwischen den Bewegungen der einzelnen Arbeitselemente sind durch die konstante Hauptwellen­ drehzahl nicht bzw. unter erheblichen Einschränkungen möglich. Der Spielraum für technologische Optimierungen im Zusammenspiel der Wirkwerkzeuggruppen zuein­ ander ist erheblich begrenzt. Somit bedürfen gegebenenfalls erforderliche Korrektu­ ren an Bewegungen einzelner Arbeitselemente einer Betrachtung des jeweiligen Mechanismus im getriebetechnischen Gesamtkomplex. Durch seine Verknüpfung mit einem zentralen Antrieb ist eine von den anderen Mechanismen losgelöste Betrach­ tung nicht unmittelbar möglich. Entsprechend umfangreich gestalten sich die Maß­ nahmen zur Getriebeanalyse und -synthese.

Die komplizierte Bauweise birgt weitere Nachteile in sich. Einer davon ist der für den umfangreichen getriebetechnischen Komplex benötigte erhebliche Bauraum. Zum anderen führt die hohe Anzahl von Getriebegliedern zu einer hohen Zahl von Reso­ nanzstellen und damit zu einem ungünstigeren und schwerer zu beherrschenden dynamischen Verhalten.

Es wurde bereits versucht, der Abhängigkeit aller notwendigen Arbeits- und Muste­ rungsbewegungen von einer gemeinsamen Hauptwelle abzuhelfen (DE-OS 42 43 000). Die in Verbindung mit einer elektronischen Steuereinheit beschriebenen Einzelantriebssysteme sind ausschließlich dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Bewegungen der Arbeitsorgane aus den Bewegungen einzelner, mit dem jeweiligen Arbeitsorgan verbundener Mechanismen mit Schwinghebelantrieben abgeleitet wer­ den, wobei die Schwinghebel durch reversierende Einzelantriebe in Bewegung ver­ setzt werden.

Darüber hinaus wird jeder Barre ein positionsorientiert steuerbarer Antrieb pro Be­ wegungshauptrichtung zugeordnet, das heißt, ein Arbeitselement mit relativer Bewe­ gungsbahn wird von einem Antriebssystem für die Bewegungskomponente in x- Richtung und von einem zweiten Antriebssystem für die Bewegungskomponente in y-Richtung positioniert. Durch die Verwendung des gesteuerten Schwinghebelantrie­ bes wird mit jedem Antriebssystem ein Modell fünfter Ordnung geschaffen. Alle An­ triebe der fünfgliedrigen Getriebe sind ausschließlich als Reversierantriebe ausgebil­ det. Umlaufende Antriebe, zu denen die weiteren Elemente der Mechanismen gelen­ kig angeordnet sind, kommen nicht zur Anwendung. Die gefundene Lösung ist nach wie vor aufwendig. Außerdem begrenzen die eingesetzten Reversierantriebe eine Leistungssteigerung der Wirkmaschine nachhaltig.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Wirkmaschine, insbeson­ dere Kettenwirkmaschine, zu schaffen, die für mindestens eine, vorteilhafterweise jedoch für jede mit Wirkwerkzeugen besetzte Barre ein eigenständiges Antriebssy­ stem schafft, welches nicht von vornherein einer Leistungssteigerung der Wirkma­ schine Grenzen setzt.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruches 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale enthalten die Ansprüche 2 bis 6.

Die vorgeschlagene Erfindung ermöglicht eine losgelöste Betrachtung der einzelnen Antriebsbewegungen, da für jedes Arbeitselemente (Wirkwerkzeuge) tragende Barre ein dafür zugeordnetes eigenständiges Antriebssystem geschaffen wird.

Ein ganz wesentlicher Vorteil der Erfindung ist die Verringerung der Erregung des Maschinenkomplexes durch die Arbeitselemente mit ihren Einzelantriebssystemen, da einerseits grundsätzlich weniger bewegte Elemente zur Realisierung des voll­ ständigen technologischen Komplexes benötigt werden, andererseits durch die um­ laufenden, nicht reversierenden Antriebsbewegungen das Zusammentreffen von Ra­ sten innerhalb der Bewegungen von Arbeits- und Antriebsorgan verringert bzw. wei­ testgehend ausgeschlossen werden kann. Durch die Reduzierung der Anzahl von Getriebegliedern je Barrenantrieb verringert sich die Anzahl der möglichen Reso­ nanzstellen. Durch ein damit zu erwartendes günstigeres dynamisches Verhalten sind die erfindungsgemäßen Antriebssysteme für höhere Arbeitsgeschwindigkeiten der Wirkmaschinen geeignet.

Gleichzeitig wird der beanspruchte Bauraum für den getriebetechnischen Komplex zur Realisierung der geforderten technologischen Verhältnisse erheblich verringert. Es entstehen kompaktere Maschinenkonstruktionen, die mit entsprechend höherer Steifigkeit die Möglichkeit höherer Produktionsleistungen zusätzlich unterstützen.

Bei der Überlagerung von zwei Bewegungen durch Zusammensetzung von zwei ein­ zeln bewegten Antriebssystemen können resultierende Größenänderungen der Amplitude einer Arbeitsbewegung im relativ bewegten Arbeitselement direkt ermittelt und unmittelbar im drehenden Antriebselement (Kurbel) konstruktiv integriert wer­ den. Darüber hinaus sind Form und Lage der zu verändernden Bewegung durch entsprechend angepaßte Vorgaben in der Antriebssteuerung korrigierbar. In beiden Fällen bleiben die Antriebssysteme der anderen Arbeitselemente durch diese Ände­ rungen unbeeinflußt.

Eine zusätzliche Beeinflussung der Bewegung des Arbeitselementes kann stattfin­ den, wenn ein erstes Antriebssystem mit einem zweiten Antriebssystem derart ver­ bunden wird, daß sich die Bewegungsbahn des ersten Antriebssystems in einem beweglichen Element des zweiten Antriebssystems befindet. Der daraus resultie­ rende relative Einfluß der Arbeitsbewegung aus dem zweiten Antriebssystem auf das erste Antriebssystem kann in der Formulierung der Antriebsbewegung für das erste Antriebssystem berücksichtigt werden.

Schließlich können durch die Erfindung bei bestimmten Barren komplizierte Bewe­ gungen einfacher gestaltet werden, als wenn die Barre von einer Hauptwelle über ein umfangreiches Koppelgetriebe abgeleitete Teilbewegungen ausführt, die tech­ nologisch nicht notwendig sind, sondern aus der Kompliziertheit des Koppelgetriebes herrühren. Damit können überflüssige Bewegungen der Barre eliminiert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher be­ schrieben. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen in:

Fig. 1 die Antriebssysteme für eine Nadel- und eine Schließdrahtbarre einer Nähwirkmaschine,

Fig. 2 die Antriebssysteme für eine Nadel- und eine Abschlagplatinenbarre einer Raschelmaschine,

Fig. 3 die Antriebssysteme für eine Nadel-, eine Schließdraht- und eine Ab­ schlagplatinenbarre einer Kettenwirkmaschine und in

Fig. 4 das Antriebssystem nach Fig. 1 mit zusätzlicher Berücksichtigung des Schwingantriebes für eine Legebarre.

Die grundsätzliche Wirkungsweise der verschiedenen Arten von Wirkmaschinen wird vorausgesetzt und deshalb nachfolgend nur so weit beschrieben, wie es für das Ver­ ständnis der vorliegenden Erfindung erforderlich ist.

Die Anwendung der Erfindung an einer Nähwirkmaschine ist in Fig. 1 dargestellt. Die mit Schließdrähten 1 besetzte Schließdrahtbarre 2 und die mit Schiebernadeln 3 be­ stückte Nadelbarre 4 führen zueinander parallele, jedoch phasenverschobene, ei­ genständige transversale Bewegungen aus. Ihnen sind erfindungsgemäß eigenstän­ dige Antriebe in Form der Servomotoren 5.2 und 5.4 zugeordnet. Der Abtriebswelle 6.2 des Servomotors 5.2, die über eine vorzugsweise starre Kupplung 7.2 mit einer Kurbelwelle 8.2 verbunden ist, sind genau zwei Getriebeglieder in Form der Koppel 9.2 und des Schiebers 10.2 nachgeordnet. Letzterer ist im Gestell 11 gelagert und trägt die mit ihm fest verbundene Schließdrahtbarre 2. Analog dazu sind der Ab­ triebswelle 6.4 des Servomotors 5.4 über die Kupplung 7.4 und die Kurbelwelle 8.4 die Koppel 9.4 und der Schieber 10.4 nachgeordnet, wobei an diesem die Nadel­ barre 4 fest verankert ist. Im Interesse einer gleichmäßigen Kraft- und Bewegungs­ übertragung können, wie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt, die der jeweiligen Kurbelwelle nachgeordneten Getriebegruppen (Koppel, Schieber oder Schwinge) deckungsgleich mehrfach über die Arbeitsbreite der Wirkmaschine verteilt sein.

Die Servomotor 5.2 und 5.4 führen eine umlaufende, keine reversierende Bewegung aus. Sie sind in hinreichend bekannter und deshalb zeichnerisch nicht dargestellter Weise mit einer programmierbaren elektrischen Steuerung verbunden. Ein mit der Steuerung verbundener Speicher enthält die den technologischen Bedingungen der auf der Schließdrahtbarre 2 und der Nadelbarre 4 befestigten Wirkwerkzeuge entsprechenden Informationen, die zur Beschreibung der Bewegungsfunktionen der Servomotoren 5.2 und 5.4 erforderlich sind, um die ständig in jedem Arbeitshub wiederkehrenden Arbeitsbewegungen der Barren 2 und 4 realisieren zu können. Diese Bewegungsfunktionen sind aufeinander und auf die technologischen Bewe­ gungen der mit den Barren 2 und 4 zusammenwirkenden Funktionselemente der Wirkmaschine abgestimmt und enthalten Beschleunigungs- und Bremsphasen, ggf. Rasten etc. Damit ist in jeder Arbeitsphase durch die mit den Speicherinformationen vorgegebene Positionierung der Kurbelwellen 8.2 und 8.4 die Arbeitsbewegung der an den nachgeschalteten Schiebern 8.2 und 8.4 befestigten Barren 2 und 4 definiert.

Notwendige Änderungen in der Bewegungsfunktion einer der Barren 2 oder 4 kön­ nen bei dieser erfindungsgemäßen Konstellation vorgenommen werden, ohne zwin­ gend in das Bewegungsgesetz der anderen Barre 4 oder 2 eingreifen zu müssen. Beide sind unter Beachtung der technologischen Erfordernisse unabhängig vonein­ ander beeinflußbar, indem die in dem der Steuerung zugeordneten Speicher nieder­ gelegten Werte geändert werden.

Fig. 2 verdeutlicht die Anwendung der Erfindung an einer Raschelmaschine. Die Wirkwerkzeuge tragenden Barren sind hier die Nadelbarre 12, die mit Zungennadeln 13 besetzt ist, und die mit Abschlagplatinen 14 besetzte Platinenbarre 15. Während in Fig. 1 die Schieber 8.2 und 8.4 für die Barren 2 und 4 beide im Gestell 11 gelagert werden, sind in diesem Fall die beiden Getriebegruppen miteinander verknüpft. Die Nadelbarre 12 führt relativ zur Platinenbarre 15 die Maschenbildungsbewegung und gemeinsam mit dieser eine Konträrbewegung aus. Der Servomotor 5.12, welcher der Nadelbarre 12 zugeordnet ist, wirkt mit seiner Abtriebswelle 6.12 über die Kupplung 7.12 auf die Kurbelwelle 6.12, welcher die Koppel 9.12 und der Schieber 10.12 nachgeordnet sind. Der Schieber 10.12 jedoch ist nicht im Gestell 11, sondern an der Platinenbarre 15 gelagert. Diese wird vom Servomotor 5.15 mit der Ab­ triebswelle 6.15 über die Kupplung 7.15 und die Kurbelwelle 8.15, die Koppel 9.15 und den Schieber 10.15 angetrieben, der nun wiederum im Gestell 11 gelagert ist.

Die Antriebsbewegungen der Servomotoren 5.12 und 5.15 sind unabhängig vonein­ ander in die Barren 12 und 15 einleitbar; allerdings muß eine der beiden Antriebs­ funktionen für die Servomotoren 5.12 bzw. 5.15 auf die des anderen abgestellt wer­ den. So muß bspw. die im Speicher der dem Servomotor 5.12 zugeordneten Steue­ rung niedergelegte Antriebsfunktion berücksichtigen, welcher Einfluß von der in die Platinenbarre 15 eingeleiteten Bewegung auf die Nadelbarre 12 ausgeht, wenn beide Antriebe den technologischen Prämissen der durch sie bewegten Barren ge­ recht werden sollen.

Fig. 3 zeigt die erfindungsgemäßen Antriebssysteme für drei miteinander zusam­ menwirkende, mit Wirkwerkzeugen besetzte Barren einer Kettenwirkmaschine. Es sind dies die mit Schiebernadeln 16 besetzte Nadelbarre 17, die mit Schließdrähten 18 versehene Schließdrahtbarre 19 und die mit Einschließ- und Abschlagplatinen 20 besetzte Platinenbarre 21. Als Antriebe für die Barren 17; 19; 21 sind die Servomoto­ ren 5.17; 5.19 und 5.21 vorgesehen, die über ihre Abtriebswellen 6.17; 6.19 und 6.21 sowie die Kupplungen 7.17, 7.19 und 7.21 mit den Kurbelwellen 8.17; 8.19 und 8.21 verbunden sind. In bereits beschriebener Weise schließen sich die Getriebe­ gruppen mit den Koppeln 9.17; 9.19 und 9.21 und den Schiebern 10.17; 10.19 und 10.21 an. Letztere sind alle im Gestell 11 gelagert. Auch hier gelten, allerdings auf drei miteinander zusammenwirkende Antriebe erweitert, die obigen Ausführungen über die gegenseitige Abstimmung der Antriebsfunktionen.

Fig. 4 schließlich erweitert die Darstellung nach Fig. 1 um die Anwendung der Erfin­ dung auf die Bewegung der Legebarre 22, in der mehrere mit Lochnadeln 23 be­ setzte Legeschienen 24 angeordnet sein können, wobei die Legebarre 22 die Durchtrittsbewegung der Lochnadeln 23 durch die Gassen einer Nadelbarre - im Fall dieser Fig. 4 der Schiebernadelbarre 4 und der Schließdrahtbarre 2 - realisiert. In­ nerhalb der Legebarre 22 können die Legeschienen 24 selbst - wie durch die Strichlinienpfeile angedeutet - unabhängig voneinander in Erstreckungsrichtung der Legebarre 22 verschiebbar sein, um die Kettfäden unter/über verschiedene Schie­ bernadeln 3 legen zu können. Für die vorliegende Erfindung ist diese Musterungs­ bewegung allerdings ohne Bedeutung.

Auch der Legebarre 22 ist ein unabhängiger Servomotor 5.22 zugeordnet, dessen Abtriebswelle 6.22 über die Kupplung 7.22 mit der Kurbelwelle 8.22 verbunden ist. An die Kurbelwelle 8.22 schließen sich allerdings hier eine Koppel 9.22 und eine Schwinge 23.22 an, mit der die Legebarre 22 fest verbunden ist.

Für die Ansteuerung der Servomotoren 5.2, 5.4 und 5.22 gelten im übrigen die Aus­ führungen zu den vorangegangenen Beispielen sinngemäß.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Zum Schutzbereich sollen insbesondere auch Anwendungen zählen, bei denen die mit Wirkwerkzeugen besetzte Barre fest mit einer Koppel verbunden ist.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1

Schließdraht

2

Schließdrahtbarre

3

Schiebernadel

4

Nadelbarre

5.

xx Servomotor

6.

xx Abtriebswelle

7.

xx Kupplung

8.

xx Kurbelwelle

9.

xx Koppel

10.

xx Schieber

11

Gestell

12

Nadelbarre

13

Zungennadel

14

Abschlagplatine

15

Platinenbarre

16

Schiebernadel

17

Nadelbarre

18

Schließdraht

19

Schließdrahtbarre

20

Einschließ- und Abschlagplatine

21

Platinenbarre

22

Legebarre

23

Lochnadel

24

Legeschiene

25.

xx Schwinge

Claims (6)

1. Wirkmaschine, insbesondere Kettenwirkmaschine, mit mindestens einer mit Wirkwerkzeugen (1; 3; 13; 14; 16; 18; 20; 23) besetzten Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22), dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Barren (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) mit einem nur dieser Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) zugeordneten Servoantrieb (5.xx) mit gleichbleibender Drehrichtung ver­ bunden ist.

2. Wirkmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

• - ein einer Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) mit Wirkwerkzeugen (1; 3; 13; 14; 16; 18; 20; 23) zugeordneter Servoantrieb (5.xx) unmittelbar mit einer Kurbel (8.xx) als Antriebselement verbunden ist,
• - dem Antriebselement zwei weitere bewegliche Getriebeglieder in Form ei­ nes Koppelelementes (9.xx) und eines Abtriebselementes (10.xx; 25.xx) nachgeschaltet sind,
• - die Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) mit einem der beiden nachgeschal­ teten Getriebeglieder (9.xx; 10.xx; 25.xx) unmittelbar starr verbunden ist,
• - der Servoantrieb (5.xx) in an sich bekannter Weise mit einer programmier­ baren Steuerung mit einem Speicher verbunden ist, welcher den technolo­ gischen Bedingungen der auf der Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) befe­ stigten Wirkwerkzeuge (1; 3; 13; 14; 16; 18; 20; 23) entsprechende In­ formationen zur Beschreibung der Bewegungsfunktionen des Antriebsele­ mentes (8.xx) zur Realisierung der Arbeitsbewegung der Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) enthält und in jeder Arbeitsphase durch die mit den Speicherinformationen vorgegebene Positionierung der Kurbel (8.xx) die Arbeitsbewegung der an einem der beiden nachgeschalteten Getriebeglie­ der (9.xx; 10.xx; 25.xx) befestigten Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) ent­ sprechend der für die Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) notwendigen Be­ wegungsfunktion realisiert wird.

3. Wirkmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn einer ersten Wirkwerkzeuge (1; 3; 13; 14; 16; 18; 20; 23) tragenden Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) integraler Bestandteil eines tra­ genden Elementes (9.xx; 10.xx; 25.xx) einer zweiten Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) ist.

4. Wirkmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem ei­ nem Servoantrieb (5.xx) zugeordneten Speicher enthaltenen Informationen zur Beschreibung der Bewegungsfunktion dieses Servoantriebs (5.xx) auf die aus der Bewegung des anderen Servoantriebs (5.xx) resultierenden Einflüsse abgestimmt sind.

5. Wirkmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wirkwerkzeuge (1; 3; 13; 14; 16; 18; 20; 23) tragende Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) mit dem Abtriebselement (10.xx; 25.xx) starr verbunden ist.

6. Wirkmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wirkwerkzeuge (1; 3; 13; 14; 16; 18; 20; 23) tragende Barre (2; 4; 12; 15; 17; 19; 21; 22) mit dem Koppelelement (9.xx) starr verbunden ist.