DE2452631B1

DE2452631B1 - Stickmaschine

Info

Publication number: DE2452631B1
Application number: DE19742452631
Authority: DE
Inventors: Kurt Bolldorf
Original assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Current assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Priority date: 1974-11-06
Filing date: 1974-11-06
Publication date: 1976-04-29
Also published as: CH594770A5; US3991691A; IT1044078B; DE2452631C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Stickmaschine mit einem Stickrahmen, der in senkrechter und waagerechter Richtung über Hydraulikmotoren verstellbar ist, die über von Stellgrößen verkörpernden Signalen beaufschlagte Steuerventile steuerbar sind.

Zum Bewegen des etwa 700 bis 1000 kg wiegenden Stickrahmens von Stickmaschinen sind mechanische Antriebe bekannt, die eine sich über die gesamte Länge des Stickrahmens erstreckende Welle aufweisen, welche mit Hilfe von Nockenscheiben und an diesen befestigten Stahlbändern mit dem Stickrahmen verbunden sind. Um hierbei die zur Bewegung des Stickrahmens erforderlichen Kräfte möglichst gering halten zu können, wird der Stickrahmen durch einen besonderen Gewichtsausgleich in einer labilen Gleichgewichtslage gehalten, so daß zum Bewegen des Stickrahmens nur den Reibungs- und Massenkräften entsprechende Kräfte aufgewendet werden müssen.

Da mechanische Antriebe nur eine vergleichsweise geringe Verstellgeschwindigkeit des Stickrahmens zulassen, wurde schon versucht, sie durch hydraulische Antriebe zu ersetzen. Hierbei ist den Stickmaschinen ein Hydraulikmotor mit einem in der Verlängerung seiner Achse angeordneten Ritzel zugeordnet, um dadurch die Antriebsbewegungen des Hydraulikmotors über eine Zahnstange und einen damit verbundenen Schlitten auf den Stickrahmen zu übertragen. Für den Hydraulikmotor wurden sowohl Axialkolbenmotoren als auch doppelseitig wirkende Hydraulikzylinder als verwendbar angesehen, jedoch konnte auch bei diesen Antrieben nicht auf die den Stickrahmen in labilem Gleichgewicht haltenden Einrichtungen verzichtet werden.

Es ist auch bekannt, den Stickrahmen mechanisch über Gewindespindeln zu fesseln und die die antreibenden Hydraulikmotoren steuernden Ventile in den Regelkreis eines sogenannten Folgewerks zu schalten, das auf Grund eines Soll/Ist-Vergleichs eine den Stickrahmen einstellende Stellgröße erzeugt; vgl. OE-PS 2 68 846. Die Hydraulikmotoren sind hierbei doppelseitig wirkende Hydraulikzylinder, die über elektrohydraulische Regelventile ansteuerbar sind.

Bei einer solchen Einrichtung wird von einem elekfrischen Steuergerät eine der gewünschten Verstellbewegung und -richtung analoge elektrische Größe, beispielsweise eine elektrische Spannung, erzeugt, die durch den Vergleich dieser Sollwertgröße mit dem Istwert zu einem das elektrohydraulisch^ Regelventil beeinflussenden Impuls führt. Entsprechend der Größe und der Richtung dieses Impulses wird der Hydraulikmotor in Betrieb gesetzt, wobei das anschließend notwendige Stillsetzen durch einen erneuten Vergleich der Größen von Soll- und Istwert eingeleitet wird.

Dies bedingt, daß das Stillsetzen erst dann erfolgt, wenn vom Soll-Istwert-Vergleichsgerät kein elektrischer Differenzwert mehr an den Verstärker gegeben wird. Die Einstellzeit dieser Einrichtung ist durch die Einschwingvorgänge relativ groß. Ferner ist sie gegen Störgrößen empfindlich. Das Zwischenschalten eines mechanischen Getriebes Schraube/Spindel ergibt zusätzliche Reibungsverluste und verminderte Einstellgenauigkeit, lungsgenauigkeit, da diese mit Spiel behaftet sind.

Das schnelle Bewegen solcher Stickrahmen unter Berücksichtigung der an die Verstellbewegungen gerichteten Genauigkeitsanforderungen erfordert also einen verhältnismäßig hohen technischen Aufwand, der zu einer erhöhten Störanfälligkeit des gesamten Stickrahmenantriebs führt.

Um die Störanfälligkeit herabzusetzen, sind daher in der Praxis auch bei hydraulischen Antrieben mit zwei im Bereich der stirnseitigen Enden des Stickrahmens angreifenden und zueinander synchronisierten · Einzelantrieben stets Einrichtungen zum Gewichtsausgleich vorgesehen worden. Diese bestehen im allgemeinen aus Drehfedern. Demzufolge muß die Steigerung der Federkennlinie durch den Verstellbewegungen des Stickrahmens entsprechende Verlagerung eines Feder-Widerlagers ausgeglichen werden, was konstruktiv ebenfalls sehr aufwendig ist.

In Verbindung mit einer Fernbetätigung für Flüssigkeitsbehälter (vgl. GB-PS 10 19 173) ist eine hydraulische Stelleinrichtung mit doppelseitig wirkendem Arbeitskolben und hydraulischer Rückführung bekannt geworden, bei welcher die Kolbenstange des Steuerventils in ihrer Ruhestellung zwischen zwei sich im Gleichgewicht befindenden Federn eingespannt ist. Das Widerlager der ersten Feder wird von einer mit der Kolbenstange des Arbeitskolbens verbundenen Stellkurve gebildet, während die zweite Feder sich gegen eine Druckdose abstützt, deren Widerlagedruck mittels eines Handeinstellrads veränderbar ist. Da somit der Stellung des Arbeitskolbens eine ganz bestimmte Stellung des Widerlagers der ersten Feder zugeordnet ist, kann durch Veränderung des Widerlagerdrucks der Druckdose eine Verstellbewegung des Arbeitskolbens eingeleitet werden, wobei sich nach Errei-

chen der vorgegebenen Stellung des Arbeitskolbens wieder eine Gleichgewichtslage der beiden Federn einstellt und die Kolbenstange des Steuerventils dadurch wieder in ihre Ruhestellung zurückgeführt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für die Verstellbewegungen des Stickrahmens einer Stickmaschine, insbesondere der senkrechten Verstellbewegung, zu schaffen, der einfacher als bisher die geforderte Verstellgenauigkeit und Verstellgeschwindigkeit gewährleistet und dabei gleichzeitig in der Lage ist, die Funktion des seither notwendigen Gewichtsausgleichs mit zu übernehmen.

Ausgehend von einer Stickmaschine der eingangs erwähnten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Stickrahmen mit doppelt beaufschlagten Kolben der Hydraulikmotoren unmittelbar verbunden ist und daß die Steuerventile mit elektrischen Schrittschaltmotoren verbundene Mehrwegeventile sind, deren Kolbenstangen in der Ausgangsstellung die Druckmittelzuführungen zu den Hydraulikmotoren verschließen und von den Schrittschaltmotoren in die jeweilige Arbeitslage und durch die dadurch bewirkte Verschiebung der Kolbenstangen der Hydraulikmotoren in die Ausgangslage bewegbar sind.

Jede Kolbenstange eines ²/5-Ventils steht mittels einer Gewindespindel mit der Antriebswelle des elektrischen Schrittmotors in Antriebsverbindung, wobei eine mit der Gewindespindel zusammenwirkende Gewindemutter mit einem Zahnrad verbunden ist, das mit einer Zahnung der Kolbenstange des Hydraulikmotors kämmt.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird der Stickrahmen erstmals hydraulisch blockiert und gewissermaßen digital eingestellt. Hierbei führt der elektrische Schrittschaltmotor eine dem Ausmaß der gewünschten Rahmenverstellung entsprechende Winkeldrehung aus, deren Größe und Richtung die Größe und die Richtung der Stickrahmenverstellung direkt bestimmt. Der Umweg einer indirekten Steuerung mit dem Ist-Sollwert-Vergleich entfällt, wodurch auch die bei einem einen Regelkreis aufweisenden Antrieb prinzipbedingten Einschwingvorgänge entfallen. Die erfindungsgemäße Lösung bietet also die Möglichkeit, die zur Verstellung des Stickrahmens notwendige Dosierung der Flüssigkeitsmengen sehr genau und schnell vorzunehmen und die durch die Füllmengenveränderungen bewirkten Verstellbewegungen der Kolbenstangen direkt am Stickrahmen angreifen zu lassen. Die erfindungsgemäß angeordneten und gesteuerten Hydraulikzylinder sind dabei in der Lage, das Gesamtgewicht des Stickrahmens voll aufzunehmen und die Verstellbewegungen des Stickrahmens unter voller Belastung durch dessen Eigengewicht mit der geforderten Genauigkeit und Geschwindigkeit durchzuführen. Die Steuerung des Stickrahmens ist daher besonders einfach und gewährleistet auch einen zeitlich ausreichenden Stillstand des Stickrahmens zwischen den einzelnen Verstellbewegungen.

Die Erfindung ist an Hand eines in den Zeichnungem .dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Vorderansicht einer Stickmaschine,

F i g. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der F i g. 1, F i g. 3 einen Teilschnitt nach Linie III-III der F i g. 1, F i g. 4 einen Teilschnitt nach Linie IV-IV der F i g. 1,

F i g. 5 eine schaubildliche Prinzipdarstellung eines Hydraulikzylinders mit seiner Steuereinheit.

In F i g. 1 ist das Gestell 1 einer Stickmaschine gezeigt, das im wesentlichen von zwei Seitenteilen 2 und von diese miteinander verbindenden Querteilen 3 gebildet ist. Zwischen den Querteilen 3 des Gestells sind Nadelträger 4 angeordnet, deren Nadeln mit Schiffchen zusammenwirken, die auf Schiffchenträgern 5 aufgenommen sind. Der Antrieb der nicht gezeigten Nadeln und Schiffchen erfolgt in an sich bekannter Weise.

Der das Stickgut aufnehmende Stickrahmen 6 besteht aus zwei Seitenholmen 7, die im Bereich ihrer beiden Enden durch Querversteifungen 8 miteinander verbunden sind. Wie insbesondere aus F i g. 2 ersichtlich ist, ist im Bereich des oberen Endes eines jeden Seitenhoims 7 ein Gabelkopf 9 ausgebildet, der eine Profilrolle 10 trägt. Die Profilrolle 10 stützt sich gegen Führungsflächen 11 eines Hubträgers 12 ab und verleiht dem damit frei hängenden Stickrahmen während seiner horizontalen Verstellbewegungen eine Führung an dem in horizontaler Richtung feststehenden Hubträger 12.

Zur Einleitung der horizontalen Verstellbewegung des Stickrahmens 6 dient ein elektrohydraulischer Schrittmotor einer Zylindereinheit 13, die von einer an dem Seitenteil 2 befestigten Konsole 14 aufgenommen ist. Die Zylindereinheit 13 besteht in später noch näher zu beschreibender Weise aus einem elektrischen Schrittmotor 15, einem doppelseitig wirkenden Hydraulikzylinder 16 und einem Wegeventil 17. An dem freien Ende der horizontal angeordneten Kolbenstange 18 des Hydraulikzylinders 16 ist ein Führungsstück 19 (s. F i g. 3) befestigt, welches eine am Seitenholm 7 des Stickrahmens 6 vorgesehene Gleitführung 20 umfaßt und den Stickrahmen 6 in horizontaler Richtung mit der Kolbenstange 18 starr verbindet, dabei aber eine senkrechte Verschiebung innerhalb der Gleitführung 19,20 zuläßt.

In den Hubträger 12 sind im Bereich seiner beiden seitlichen Enden jeweils zwei Führungsnuten 21 eingearbeitet (s. F i g. 4), die mit an den Seitenteilen 2 befestigten Führungsstücken 22 zusammenwirken und den Hubträger 12 damit in senkrechter Richtung führen. Zur Erzielung der innerhalb einer Aussparung 23 der Seitenteile 2 erfolgenden senkrechten Verstellbewegung des Stickrahmens 6 greifen im Bereich der beiden Seitenenden des Hubträgers 12 zwei elektrohydraulische Schrittmotoren mit je einer Zylindereinheit 24 an, die von je einem elektrischen Schrittmotor 25, einem doppelseitig wirkenden Hydraulikzylinder 26 und einem Wegeventil 27 gebildet sind. Hierbei ist die Kolbenstange 28 eines jeden Zylinders 26 parallel zur senkrechten Verstellbewegung des Stickrahmens 6 angeordnet und mit je einem seitlichen Ende des Hubträgers 12 verbunden. Das Zylindergehäuse 29 eines jeden Hydraulikzylinders 26 stützt sich auf je einer an den Seitenteilen 2 befestigten Konsole 30 ab. Zur Gewährleistung einer die Zylindereinheiten 23 entlastenden Ruhestellung des Stickrahmens 6 sind an der Unterseite des Hubträgers 12 zwei Auflageflächen 31 ausgebildet, die in der Ruhestellung des Stickrahmens innerhalb der Aussparung 23 auf den Seitenteilen 2 aufliegen.

Die Zylindereinheiten 13 und 24 sind in ihrem konstruktiven Aufbau einander gleich; die Zylindereinheit 13 ist zur Zylindereinheit 24 lediglich im Winkel von 90° angeordnet. Im folgenden wird daher nur die Zylindereinheit 24 im Detail beschrieben.

Wie insbesondere aus F i g. 5 hervorgeht, ist der elektrische Schrittmotor 25, der Hydraulikzylinder 26 und das auch als ²/s-Ventil zu bezeichnende Wegeventil 27 einer jeden Zylindereinheit 24 in einem gemeinsamen Gehäuse 32 aufgenommen. Die Abtriebswelle 33

des elektrischen Schrittmotors 25, der seine Steuerimpulse von einem Mehrkanal-Lochband, einem Jacquard-Band oder auch von einem Magnetband erhalten kann, ist über eine axial verschiebbare Kupplung 34 drehfest mit einer im Gehäuse 32 gelagerten Gewindespindel 35 verbunden, die mit einer ebenfalls im Gehäuse gelagerten, in axialer Richtung festgelegten Gewindemutter 36 zusammenwirkt.

Die dadurch innerhalb bestimmter Grenzen axial verschiebbare Gewindespindel 35 ist an ihrem freien Ende mit einer Kolbenstange 37 des als Schieberventil ausgebildeten Wegeventils 27 verbunden. Das Wegeventil 27 weist einen Pumpenanschluß 38, zwei Tankanschlüsse 39 sowie zwei Ärbeitsanschlüsse 40, 41 auf, wovon der Arbeitsanschluß 40 die Kolbenfläche 42 des Hydraulikzylinders 26 und der Arbeitsanschluß 41 dessen Kolbenfläche 43 beaufschlagt.

Die Kolbenstange 28 ist in aus F i g. 5 ersichtlicher Art mit einer Zahnung 44 versehen, die mit einem Zahnrad 45 kämmt. Das Zahnrad 45 ist auf einer im Gehäuse 32 gelagerten und zur Gewindespindel 35 koaxial angeordneten Hohlwelle 46 befestigt, die mit der Gewindemutter 36 einstückig ausgebildet ist, so daß bei einer Verschiebung der Kolbenstange 28 des Hydraulikzylinders 26 das Zahnrad 45 eine Drehbewegung ausführt, die eine Verschiebung der Gewindespindel 35 bewirkt. Modul und Zähnezahl des Zahnrads 45 sind dabei so gewählt, daß der aus einer bestimmten Verschiebung der Kolbenstange 37 des Wegeventils 27 abgeleitete Hub der Kolbenstange 28 des Hydraulikzylinders 26 einen Drehwinkel des Zahnrads 45 ergibt, der über die Gewindemutter 36 und die Gewindespindel 35 die gleich große, jedoch entgegengesetzt gerichtete Verschiebung der Kolbenstange 37 des Wegeventils 27 bewirkt.

Obwohl die Schrittmotoren 25 der beiden Zylindereinheiten 24 schon eine äußerst genaue Verstellung des Stickrahmens gewährleisten, können zur Sicherstellung einer ständig genauen horizontalen Lage des Stickrahmens 6 am Hubträger 12 zwei Überwachungsschalter angeordnet sein, die bei einer Abweichung des Hubträgers von der horizontalen Lage auf mindestens einen der Schrittmotoren 25 einwirken und so eine Korrektur der Lage des Stickrahmens 6 bewirken.

Der Antrieb für den Stickrahmen arbeitet wie folgt: Es sei davon ausgegangen, daß sich der Stickrahmen 6 in Ruhestellung befindet und die Kolbenstange 37 des Wegeventils 27 demzufolge ihre neutrale Mittelstellung einnimmt, in welcher die Kolbenstange 37 die beiden Arbeitsanschlüsse 40, 41 einer jeden Zylindereinheit 24 . geschlossen hält. Die beiden Kolbenflächen 42,43 einer jeden Kolbenstange 28 sind demzufolge beaufschlagt, so daß das gesamte Gewicht des Stickrahmens 6 von den beiden Kolbenstangen 28 aufgenommen wird. Soll dem herzustellenden Muster entsprechend der Stickrahmen 6 in senkrechter Richtung bewegt werden, so wird den beiden Schrittmotoren 25 von einem nicht dargestellten Mehrkanallochband oder einem Jacquardband ein Impuls erteilt. Die beiden Schrittmotoren 25 führen eine synchrone, der Größe und Richtung dieses Impulses entsprechende Drehbewegung aus und erteilen über die verschiebbare Kupplung 34 einer jeden Gewindespindel 35 eine Drehbewegung. Da das Zahnrad 45 mit der Zahnung 44 der Kolbenstange 28 in Eingriff und die das Zahnrad tragende Hohlwelle 46 mit der Gewindemutter 36 einstückig ausgebildet ist, ist die Gewindemutter 36 gegen Drehbewegung gesichert. Durch die Drehbewegung der Gewindespindel 35 wird diese in ihrer Längsrichtung verschoben, wobei die mit ihr verbundene Kolbenstange 37 entsprechend mitbewegt wird. Führt der Schrittmotor 25 auf Grund des ihm erteilten Impulses eine, bezogen auf F i g. 5, im Uhrzeigersinn gerichtete Drehbewegung aus, so wird die Kolbenstange 37 nach rechts verschoben. Hierdurch wird von der, in F i g. 5 gezeigten neutralen Mittelstellung ausgehend, der Arbeitsanschluß 40 des Wegeventils 27 mit dem Tankanschluß 39 (Ölsenke) verbunden, während der Arbeitsanschluß 41 mit dem Pumpenanschluß 38 (Druckquelle) verbunden wird. Auf Grund dieser momentanen Verbindung der Arbeitsanschlüsse 40, 41 mit dem Tankanschluß 39 bzw. dem Pumpenanschluß 38 wird die Beaufschlagung der beiden Kolbenflächen 42,43 verändert, wobei die Kolbenstange 28, bezogen auf F i g. 5, nach rechts bewegt wird, was, der Einbaulage der Zylindereinheit 24 entsprechend, eine Aufwärtsbewegung des Stickrahmens 6 zur Folge hat. Während der Aufwärtsbewegung des Stickrahmens 6 führt das mit der Zahnung 44 der Kolbenstange 28 in Eingriff stehende Zahnrad 45 eine Drehbewegung aus, die über die Hohlwelle 46 auf die mit dieser einstückig ausgebildete Gewindemutter 36 übertragen wird. Da die^N Gewindespindel 35 über die Kupplung 34 mit dem Schrittmotor 25 verbunden und damit gegen Drehbewegung gesichert ist, wird die Gewindespindel 35 durch die von der Hubbewegung der Kolbenstange 28 abgeleitete Drehbewegung, bezogen auf F i g. 5, nach links bewegt und nimmt am Ende dieser Bewegung wieder ihre neutrale Mittelstellung ein, in der die beiden Arbeitsanschlüsse 40, 41 durch die Kolbenstange 37 verschlossen sind. Durch die Rückführung der Bewegung der Kolbenstange 28 auf die Gewindespindel 35 wird diese in ihre neutrale Mittelstellung zurückbewegt, in der die Arbeitsanschlüsse 40, 41 verschlossen sind und die Kolbenstangen 28 das Gewicht des Stickrahmens 6 in dessen Ruhestellung aufnehmen. Die seither notwendige, in ihrem konstruktiven Aufbau sehr aufwendige Einrichtung zum Ausgleich des Gewichts des Stickrahmens kann somit entfallen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Stickmaschine mit einem Stickrahmen, der in senkrechter und in waagerechter Richtung über Hydraulikmotoren verstellbar ist, die über von Stellgrößen verkörpernden Signalen beaufschlagte Steuerventile steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Stickrahmen (6) mit doppelt beaufschlagten Kolben der Hydraulikmotoren (26) unmittelbar verbunden ist und daß die Steuerventile mit elektrischen Schrittschaltmotoren (25) verbundene Mehrwegeventile (27) sind, deren Kolbenstangen (37) in der Ausgangsstellung die Druckmittelzuführungen (40, 41) zu den Hydraulikmotoren (26) verschließen und von den Schrittschaltmotoren in die jeweilige Arbeitslage und durch die dadurch bewirkte Verschiebung der Kolbenstangen (28) der Hydraulikmotoren (26) in die Ausgangslage bewegbar sind.

2. Stickmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (37) des ²/s-Ventils (27) mittels einer Gewindespindel (35) mit der Antriebswelle (34) des elektrischen Schrittmotors (25) in Antriebsverbindung steht und daß eine mit der Gewindespindel (35) zusammenwirkende Gewindemutter (36) mit einem Zahnrad (45) verbunden ist, das mit einer Zahnung (44) der Kolbenstange (28) des Hydraulikmotors (26) kämmt.

3. Stickmaschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die die horizontale Verstellung des Stickrahmens bewirkenden Schrittschaltmotoren (26) eine ihre Einstellung überwachende Rückführung (Überwachungsschalter) aufweisen.