-
Einrichtung zur automatischen Positionssteuerung eines
-
Maschinenteils Die Erfindung betrifft eine ninrichtung zur automatischen
Positionssteuerung eines Maschinenteils, das mittels eines Antriebs zwischen innerhalb
eines gegebenen bereiches wählbaren stellungen hin- und herbewegt wird.
-
Wenn ein Maschinenteil im Zuge des Maschinenbetriebs in sich wiederholenden
Zyklen jeweils in eine bestimmte
Betriebsstellung gebracht werden
muß, findet zur genauen Festlegung dieser Betriebsstellung häufig ein feststenendes
Positionierelement, beispielsweise ein Anschlag oder eine finstellschraube Anwendung.
In manchen Fällen kann die jeweils erforderliche betriebsstellung jedocn nicht in
dieser Weise festgelegt werden. Insbesondere automatiscn arbeitende Maschinen erfordern
eine schnelle und genaue wechselnde Positionierung von Maschinenteilen in einer
Anzahl von gegebenen betriebsstellungen, hauptsächlicn in Abhängigkeit von numerischen
Steuersignalen, wobei die genaue Positionierung ohne großen Kostenaufwand und onne
zu komplizierte Konstruktion möglich sein soll.
-
Deispielsweise bei manchen bauarten von Wirkmaschinen ist eine entlang
einer Nadelbarre verlaufende Fadenführerschiene vorgesehen, die eine Anzahl von
mit den einzeiiien Nadeln zusammenwirkenden Fadenführern trägt. Diese laden führerschiene
muß während des Wirkvorgangs in eine Reine aufeinanderfolgender verschiedener Positionen
längsverschoben werden, wobei diese Längsverschiebung so genau gesteuert werden
muß, daß die einzelnen Fadenführer in jeder dieser Positionen exakt mit den jeweils
zugeordneten Nadeln zusammenwirken können. Das bedeutet, daß die Nadeln und Fadenführer
in jeder Position der Fadenführerschiene in der gleichen gegenseitigen Relativbeziehung
miteinander
zusammenwirken können müssen. Im Hinblick auf den Schaden
und die Kosten, die durch irgendeinen fehler der Positionssteuerung entstehen können,
muß diese Positionssteuerung sehr präzise und zuverlässig sein. Um wirtschaftlicne
Produktionsgeschwindigkeiten erreichen zu können, muß die Positionssteuerung außerdem
senr schnell arbeiten uiid bei sich wiederholenden Positionierungen eine sehr hohe
Positioniergenauigkeit aufweisen.
-
Seit vielen Jahren erfolgt diese Positionssteuerung mit Hilfe mechanischer
Positioniereinrichtungen. Dabei ist ein der betreffenden Fadenführerschiene zugeordnetes
Koppelglied, beispielsweise eine Schubstange, über einen Hebel mit einem Stößel
verbunden, der mit einer xurvenscheibe zusammenwirkt. Die Kurvenscheibe ist mit
einem genau geschliffenen Profil versehen, das im Zusammen wirken mit dem Stößel
die gewünschte Positionsfolsesteuerung ergibt. Zur Vermeidung von losem Spiel in
der Getriebekette und zur Rückführung der Fadenführerscniene findet eine sehr starke
Rückholfeder Anwendung. Um eine große Anzahl nacheinander einzunehmender Positionen
steuern zu können, ist die Kurvenscheibe tatsächlich als Gall-Kette ausgebildet,
von welcher jedes Glied ein durcn Feinschleifen geformtes Nockenelement bildet.
-
Diese Art der Positionssteuerung findet beispielsweise bei Raschel-Kettenwirkmaschinen
Anwendung. Diese Maschinen weisen mehrere Fadenführerschienen auf, die nebeneinander
in bogenförmiger Anordnung angeordnet und, um die Fadenführer jeweils mit den Nadeln
in Zusammenwirkung zu bringen, gemeinsam in Richtung zum Zentrum des Bogens hin
zur Nadeln barre bewegbar sind. Die Längsverschiebung der einzelnen bladenführerschienen
mittels der oben beschriebenen Aurvensteuerung erfolgt jeweils, bevor die Fadenführerschienen
zur Nadelbarre hin bewegt werden.
-
Wenn ein kompliziertes Muster gewirkt werden soll, können beispielsweise
etwa 36 oder noch mehr Fadenführerschienen vorhanden sein, die jeweils innerhalb
eines beträchtlichen Bereiches verschiebbar sind, dessen Umfang gewöhnlich in Nadelteilungen
ausgedrückt wird. Die Verschiebung einer Fadenführerschiene besteht jeweils aus
zwei Komponenten, nämlich einer individuellen Musterkomponente, die durch den jeweiligen
Steuernocken bestimmt wird, und einer Programmkomponente, bei welcher es sich um
die üesamtverschiebung der jeweils zu wirkenden Musterzeile bezüglicil der vorangegangenen
Musterzeile handelt. Die begriffe Musterkomponente und Programmkomponente sind in
der folgenden Beschreibung in diesem Sinne zu verstehen. Typische nockenkettengesteuerte
Maschinen
weisen Musterkomponentenbereiche von etwa 13 Nadelteilungen und Progranirikomponentenbereiche
von bis zu 48 Nadelteilungen auf. normalerweise liegt die praktisene Grenze der
möglichen Nockenkettenlänge bei etwa b50 ùliedern. Natürlich ist bei der steuerung
durcii Nockenketten die mögliche Größe der Musterkomponente der jeweiligen Verschiebung
der Nadelführerschiene durch die zur Verschiebung der Fadenführerschiene ohne Gefahr
der Beschädigung zur Verfügung stehende Zeitspanne sowie durch die praktischen Grenzen
der Nockenhöhe und die im @inblick auf annehmbaren Verschleiß zulässige Stößelbelastung
begrenzt. Eine typische Nadelteilung liegt bei 8 Nadeln/cm, was eine fositioniërungsgenauigkeit
erfordert, die eine zuverlässige und wiederholbare Positionierung einer Fadenführerschiene
in einzelnen, jeweils einen gegenseitigen Abstand von etwa 1,25 mm aufweisenden
Stellungen gewährleistet.
-
Die Maschinengröße und die Arbeitsgeschwindigkeit gegen die Wirkung
der starken Rückholfeder erfordert eine schwere Fadenführers chienen-Ste uereinheit
mit einer steuern kette, die jeweils pro Fadenführerschiene eine Nockenreine aufweist.
Die schwere bauart verringert natürlich die mögliche Ansprechgeschwindigkeit der
Steuerung. Da die Steuerkette für jedes zu wirkende Muster speziell hergestellt
werden
muß, sind die aufzuwendenden Investitionskosten für Material und Arbeit sehr hoch
und jede änderung des Musters erfordert eine entsprechende Änderung der Steuerkette.
Hinzu kommen die hohen Kosten für die Wartung der Steuerketten und deren Aufbewahrung
für eine spätere Wiederverwendung. Dieses Problem und eine im Hinblick darauf verbesserte
Steuerkette sind in der GB-PS 1 130 211 erörtert. Jedoch bleiben derartige Steuerketten,
obwohl sie im Betrieb dauerhaft und zuverlässig sind, kostspielt und schwerfällig.
-
Es sind bereits Versuche unternommen worden, die Steuerkette durch
eine Steuereinrichtung zu ersetzen, die mit einem Papierlochband arbeitet, über
dessen Lochungen hydraulische oder pneumatische Be tät igungs vorri cntungen gesteuert
werden, welche die einzelnen Fadenführerschienen in der gleichen Weise wie die Steuerkettennocken
der mechanischen Steuereinrichtungen verschieben, so daß das durch die Lochbandlochungen
dargestellte Muster wirkt wird. Derartige Steuereinrichtungen sind beispielsweise
aus der GB-PS 888 701, der dB-PS 1 241 638 und der GB-PS 1 352 857 bekannt.
-
Eine in der Praxis aufbetretene Schwierigkeit mit hydraulischen oder
pneumatischen Steuervorrichtungen liegt
darin, eine präzise Verschiebung
und Positionierung in mehrere verschiedene Stellungen zu erreichen. Wie ouen erwähnt,
ist eine Verschiebung in eine einzige Position bzw. aus dieser heraus verhaitnismäßig
einfach, währena hingegen eine genau gesteuerte Verschiebung eines der Verschiebung
einen starken Widerstand entgegensetzenden Mas chinenteils wie beispielsweise einer
dadenführers cnietie in irgendeine von mehreren verschiedenen Positionen innerhalb
kurzen Zeitspannen sehr viel scnwieriger iot, insbesondere wenn die Verscniebung
mit Hilfe einer druckmittelbetätigten Vorricntung erfolgen soll.
-
Es sind bereits Druckmittelsteuerungen vorgeschlagen worden, deren
Aroeitsprinzip uarauf beruht, mittels eines die Verschiebung des betreffenden Maschinenteils
Dewirkenden dauptkolbens durch eine Anzahl von zugeordneten Hilfskolben jeweils
vorgegebene Hubkomponenten aufzusummieren, jedocn ist das dazu erforderliche Druckmittelsystem
kompliziert wd muß mit boiler Präzision ausgeführt werden. Dies bedeutet hone Investitionskosten
und erfordert eine sorgfältige Wartung, so daß die Kosten einer derartigen Anordnung
die durch den Wegfall der Steuerkettenherste llung möglichen Einsparungen wiederaufwiegen.
-
Außerdem ist der Geräuschpegel von mit derart hoher Arbeitsgeschwindigkeit
arbeitenden Druckmitelvorrichtungen
ziemlich hoch, während die
zu erwartende Standzeit nur einige Monate beträgt. Daher ist zu erwarten, daß der
Steuermechanismus häufiger als die übrige Maschine ausfällt.
-
Aus der US-Po 3 802 227 ist ein nockenbetäti0tes Gestängesystem bekannt,
bei welchem zur Verstärkung der Nockenwirkung Elektromagnete Anwendung finden, die
einzelnen oder in gewählten Kombinationen betätigt werden.
-
Es besteht folglich das Bedürfnis nach einer wirtschaftlichen Technik
zur genauen Positionssteuerung von beweglichen Maschinenteilen die nicht mit den
oben erwähnten Problemen des Erfordernisses starker Betätigungskräfte und einer
schweren Bauweise infolge einer gegen eine starke Vorspannung vorzunehmenden Positionierung
behaftet ist.
-
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine anpassLilgsfähige
und wirtschaftliche Einri ciitung zur genauen Positionssteuerung von Maschinenteilen
zu finden.
-
Diese AufgaDe wird gemäß der Erfindung durcii die im kennzeichnenden
Teil des Anspruchs 1 angegebene Anordnung gelöst.
-
Die binstellung der Positionsvorgabeelemente erfolgt vorzugsweise
jeweils mit hilfe eines Wandlers, beispielsweise einer elektromechanischen Einstellvorrichtung,
die in Abhängigkeit von einem elektrischen Eingangssignal jeweils eine festgelegte
schrittbewegung mit von der Polarität des Eingangssignals abnängiger Bewegungsrichtung
ausführt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Einstellvorrichtung
für die Positionsvorgabee lemente einen einzigen elektrischen Schrittmotor, eine
mit einem Ritzel zusammenwirkende Zahnstange und einen weiteren, die beiden Positionsvorgabeeiemente
belenkig miteinander verbindenden Schwinghebel auf.
-
Die Sperrmittel zum sperren der Positionsvorgaoeelemente sind so
ausgelegt, daß sie jeweils ein Positionsvorgabeelement in seiner eingestellten Position
sowie die zugehörige Anlenkstelle aes Schwinghebels arretieren, während das Betätigungselement
entlang des Schwinghebels verschoben wird. Die Sperrmittel gegen jeweils eines der
Positionsvoreabee lemente zwecks Einste llwig in eine neue Vorgabeposition durch
die Einstellvorrichtung frei, wobei während der Einstellung keine bewegung des betätigungselements
stattfindet und das jeweils andere Positionsvorgabeelement, das die Stellung des
Betätigungselements bestimmt, in seiner zuvor eingestellten Position
verriegelt
bleibt. Als operrrnittel kann jeweils eine Zahnstange dienen.
-
Das zu verschiebende Maschinenelement kann gemäß einer Anwendungsmöglichkeit
der Erfindung eine der Musterschienen einer automatischen Kettenwirkmaschine, beispielsweise
einer Raschel-Maschine sein, und die Einstellung der Positionsvorgabeelemente erfolgt
vorzugsweise aufgrund von in einem Musterspeicher gespeicherten und mittels einer
Leseeinrichtung ausgelesenen Musterinformationen.
-
Diese Musterinformationen steuern mindestens einen chrittmotor, der
die Positionsvorgabeelemente zur PositionierunÕ der jeweils zugeordneten Fadenführerschiene
betätigt, wobei diese betätigung synchron mit dem Maschinenantrieb erfolgt und keine
Rückholfedern erforderlich sind.
-
Zweckmäßigerweise ist der Musterspeicher ein Teil einer elektronischen
Anlage, die auch Eingabeeinrichtungen, beispielsweise einen Magnetbandleser, sowie
Einrichtungen zur Modifikation und Prüfung des Speicherinhalts, beispielsweise eine
Tastatur und eine Sichtanzeigeeinheit aufweist. Auf diese Weise können einige oder
sämtlicfle Fadenführerschienen der Wirkmas chine gesteuert werden.
-
Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nacnstehend rnit bezug
auf die alliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben. Es zeigt: Fig. 1
eine Positionssteuereinrchtung für eine Muster-Fadenführerschiene einer Raschel-Kettenwirkmaschine,
und Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Positionssteuereinrichtung.
-
Fig. 1 zeigt in schematischer Seitenansicht eine Positionssteuereinrichtung
für eine Muster-Fadenführerschiene einer Raschel-Kettenwirkmaschine. Iri der Praxis
sind zahlreiche derartige Anordnungen vorgesehen, normalerweise pro Fadenführerschiene
eine solche Anordnung, jedoch ist der Klarheit halber nur eine solche Anordnung
dargestellt und beschrieben. Die Anwendung einer solchen Positioniersteuereinrichtung
in Mehrfachanordnung zur Steuerung mehrerer Fadenführerschienen liegt dann für den
Fachmann auf der Hand.
-
Die dargestellte Positionssteuereinrichtung ist über eine Kuppelstange
CR, die in der gleichen Hauptrichtung wie die nicht dargestellte Fadenführerschiene
verläuft,
mit dieser verbunden. Quer zu dieser Hauptrichtung verläuft
ein Positionsvorgabeelement-Führungsrahmen JGF, der aus einer Anzahl paralleler,
mit gegenseitigen Abständen verlaufender Ranmenschienen besteht und eine starre
Halterung bildet. Der Führungsrahmen SGF kann in jeder zweckmäßigen Weise ausgebildet
sein, beispielsweise mit Abstandsstücken und Hahmenscnienen in Form von Stangen
oder rechteckigen Schienen, die in bestimmten Abstände zur Bildung von Führungsnuten
GS geschlitzt sind, in welchen obere und untere Positionsvorgabeelemente US und
Lb in Längsrichtung (Pfeile SSU und SSL) verschiebbar, jedoch unter Ausschluß von
Auslenkungen in anderen Richtungen geführt sind. Die Führungsnuten GS können mit
reibungsarmen oder gehärteten Ooerflächen SS ausgestattet sein, um das Gleiten der
Positionsvorgabeelemente zu erleichtern und den Verschleiß gering zu halten. Der
Führungsrahmen SGr liegt daher die Verschiebbarkeit der Positionsvorgabeelemente
US und LS genau und sicner fest.
-
Die beiden Positionsvorgabeelemente US und LS tragen jeweils einen
Gelenkhaltearm PAU bzw. PAL. Wie der in der Ebene A-A in Fig. 1 verlaufende querschnitt
nach Fig. 1a zeigt, besteht der Gelenkhaltearm jeweils aus zwei Platten, die zusammen
eine öffnung bilden, in welche mit engem Sitz eine Gelenkbuchse PBU bzw. PBL aus
Nylon oder ähnlichem
reibungsarmen und dauerhafteni Material eingesetzt
ist.
-
Jede Gelenkbuchse PBU bzw. PBL ist in der Aufnahmeöffnung des betreffenden
Gelenkhaltearms frei drehbar, jedoch jeweils drehfest mit einem Schwinghebel SL
verbunden, der die beiden Positionsvorgabeelemente US und LS üDer deren Gelenkbuchsen
PBU und PBL miteinander verbindet. £>er Schwinghebel SL besteht aus zwei parallelen
Stäben Lb1 und LB2, die an inrem oberen Ende mittels eines Bolzens UCd und an ihrem
unteren Ende mittels einer Klemmhülse LCT miteinander verbunden und eng an den Gelenkbuchsen
PbU und PBL anliegend gehalten sind.
-
An jedem der beiden Positionsvorgabeelemente ist eine Zahnstange
SULR bzw. SLLR befestigt, mit welcher ein entsprechender, als Verriegelungselement
dienender Zahnstangenabschnitt in Sperreingriff gebracht werden kann, der jeweils
über ein ihm zugeordnetes, in Richtung eines Pfeils L verschiebbares Betätigungselement
SUL bzw. SbL betätigbar ist. Wenn das Verriegelungselement mit der betreffenden
Zahnstange des jeweiligen Positionsvorgabeelements in Eingriff gebracht worden ist,
ist das betreffende P ositionsvorgabee lement gegen Längsverschiebungen, Deispielsweise
aufgrund von über die Kuppelstange CR über tragenen Reaktionskräften verriegelt.
-
Die beiden Positionsvorgabeelemente US und LS sind also durch den
über die Gelenkbuchsen PBU und PBL mit iiinen verbundenen Schwinghebel SL gelenkig
miteinander verbunden und können jeweils in einer gewählten Längsstellung über die
daran befestigten Zahnstangen SULR bzw. SLLR arretiert werden.
-
Eine aus zwei parallelen Stäben bestenende Schiebestange PR ist mit
Hilfe von Führungen CBG in der gleichen Ebene wie die beiden Positionsvorgabeelemente
US und LS längsverschieblich geführt. Diese Schiebestange PR weist ein zwischen
ihren beiden Stäben angeordnetes Kuppelelement SLC in Form eines Wälzlagers auf,
dessen äußerer Lagerring zwiscnen den beiden Stäben LB1 und Lt2 des Schwinghebels
SL geführt ist, wie die Fig. 1 und la erkennen lassen. Die Führungen CBG lassen
eine Langsverschiebung der Schiebestange PR zu, verhindern jedoch eine Bewegung
derselben in anderen Richtungen. Die Führungen CBG sind jedoch selbst in der Zeichenebene
verschiebbar, wie die Pfeile C andeuten, um die Schiebestange PR zwiscnen den Gelenkbuchsen
PbU und PBL nin- und herverschieben zu können, wobei das Kuppelelement SLC jeweils
in die betreffende Gelenkouchse eingreift. Das der Kuppelstange CR zugewandte Ende
der Schiebestange PR wirkt über ein Kuppelelement in Form eines Wälzlagers OGC mit
einer an
der Kuppelstange CR befestigten Führung OGL zusammen.
-
Die Kuppelstange CR init aer daran befestigten Führung OuL ist in
einer Führung CiX, die zum Rahmen SGF gehört, in Richtung des Pfeils OP verschiebbar
geführt. Die Führung OGL hat eine dem Schwinghebel SL etwa ähnliche Form unu wird
nicht weiter beschrieben. Die Kuppelstange CR gleitet in der Führung CRG. Auf diese
Weise werden die in Form von Längsverschiebungen auftretenden Steuerbewegunget der
Schubstange PR auf die Kuppelstange CR übertragen, wenn die Schubstange PR mittels
der Führungen CBG entlang des Schwinghebels SL verschoben wird. Alle diese verschiedener
Bewegungen werden mittels geeigneter mechanischer oder anderer Synchronisiereinrichtungen
mit dem Arbeitstakt der Wirkrnaschine synchronisiert.
-
Durch das Zusammenwirken des durch die Führungen CBG gebildeten Schubstangenantriebs
und der Positionsvorgabeelemente kann also die Führung OGL und folglich die Kuppelstange
CR in gesteuerter Weise hin- und herbewegt werden. Beispielsweise ist das Positionsvorgabeelement
LS über seine Zahnstange SLLR in der dargestellten Position arretiert und die Schubstange
PR wird über ihre Führungen C30 nach unten verschoben, wobei das Kuppelelernent
SLC in die Gelenkbuchse PBL gleitet. Wird nun das andere Positionsvorgabeelement
US in Richtung des Pfeils SSU im Sinne
einer Wegbewegung der Gelenkbuchse
PBU von der Führung CRG verschoben, dreht sich der Schwinghebel SL auf der uelenkbuchse
PBL, ohne die Schubstange PH in Längsrichtung zu verschieben. Wird nun das Positionsvorgabeelement
US in seiner neuen Vorgabeposition über die Zahnstange SULR arretiert und die Schubstange
PR über ihre Führungen OG nach oben verschoben, so verscniebt sich das Kuppelelement
SLC entlang des nunmehr geneigten Schwinghebels SL. Dies hat eine entsprechende
Längsverschiebung der Schubstange PH in Richtung des Pfeiles 0 und, über die Kupplungsverbindung
des Kuppelelements OGC mit der Führung OGL, eine entsprechende Längsverschiebung
der Kuppelstange CH in ihrer Führung OHG in Richtung des Pfeiles OP in eine neue
Position zur Folge.
-
Der eben beschriebene Arbeitsmechanismus der dargestellten Einrichtung
gestattet also, die Kuppelstange CR und die damit verbundene Fadenführerschiene
während eines Wirkzyklus der Wirkinaschine in einer bestimmten Arbeitsstellung zu
halten, während gleichzeitig eines der beiden Positionsvorgabeelemente in die nächste,
der nächsten Arbeitsstellung der Kuppelstange CR bzw. der Fadenführerschiene entsprechende
Vorgabeposition bewegt werden kann, wobei die neue Arbeitsposition der Fadenführerschiene
dann schnell durch Verscnieben der Schubstange mittels
ihrer Führungen
Ot3G herbeigeführt werden kann. sodann wird durch Entriegeln und Verschieben des
jeweils anderen Positionsvorgabeelements, beispielsweise US, dieses in seine nächste
Vorgabeposition gebracht und wieder arretiert, während die Kuppelstange CR durch
das im vorangebenden Zyklus eingestellte und noch arretierte Positionsvorgabeelement,
beispielsweise LS, in der jeweiligen Arbeitsposition festgehalten wird. Die Vorgabepositionseinstellung
der Positionsvorgabeelemente kann demzufolge während der verhältnismäßig langen
Dauer (einige zig Millisekunden) des Wirkens einer Maschenreine stattfinden, selbst
bei einer Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine von 400 Maschenreihen pro Minute.
-
Nachstehend wird die Art und Weise beschrieben, in welcher die Positionsvorgabeelemente
in ihre jeweilige Vorgabeposition eingestellt werden. Die Positionsvorgabeelemente
LS und US sind an ihren hinteren Enden durch einen weiteren Schwinghebel 3L gelenkig
miteinander verbunden. Dieser hintere chwinghebel BL ist am ooeren Positionsvorgabeelement
US mittels eines Drehgelenks in Form eines Gelenkzapfens i3bP und am unteren Positionsvorgabeelement
LS mittels eines Gelenks in Form einer mit einem Zapfen BLY zusammenwirkenden Gabel
angelenkt.
-
Diese Gelenkgabel gestattet die Längenänderung des Schwinghebels
BL,
wenn die beiden Positionsvorgabeelemente relativ zueinander verschoben werden. Mit
dem Schwinghebel bL ist über ein Kuppelelement BLC ein Zahnstangenantrieb gekuppelt.
Dieser Zahnstangenantrieb weist eine obere Führungsschiene RGU und eine untere Führungsschiene
RGL auf, die zwischen einer schwinghebelseitigen Halterung RGS und einer antriebsseitigen
Halterung ACS verlaufen. Die antriebsseitige halterung ACS trägt einen Wandler AC,
der ein Steuersignal in eine entsprechende Antriebsbewegung umsetzt. Beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel ist der Wandler ein Schrittmotor, dessen Abtriebswelle ein Ritzel
P trägt, das mit einer Zahnstange H in Eingriff steht und diese entsprechend der
Erregung des Schrittmotors verschiebt. Die Zahnstange R verläuft zwischen den beiden
Führungsstangen RGU und HGL und ist mit einem auf diesen geführten Gleitkörper RS
verbunden, der durch das Kuppelelement bLC mit den hinteren Schwinghebel gekuppelt
ist. Das Kuppelelement bLC wirkt mit einem in dem Schwinghebel BL gebildeten Schlitz
zusammen, um der beim Schwenken des Schwinghebels BL und der relativen Parallelverschiebung
der beiden Positionsvorgabeelemente zueinander auftretenden Relativverschiebung
des Kuppelelements entlang des Schwinghebels Rechnung zu tragen.
-
Die Arbeitsweise des Antriebs der Positionsvorgabeelemente ist folgendermaßen:
wenn eines der Positionsvorgabeelemente, beispielsweise US, in einer bestimmten
Position arretiert ist, bewirkt eine betätigung des Schrittmotors AC eine Längsverschiebung
der Zahnstange R und folglich ein Schwenken des Schwinghebels BL um den Gelenkzapfen
BLP. Dabei verschiebt der Schwinghebel BL über das Gabelgelenk BLY das andere Positionsvorgabeelement
LS in eine neue Vorgabeposition, in welcher es anschließend zur Festlegung der nächsten
Arbeitsstellung der Kuppelstange CH in der oben beschriebenen weise arretiert wird.
-
Ein wesentlicher Vorteil der oben beschriebenen Anordnung wird nachstehend
betrachtet. Während des Arbeitszyklus einer Raschel-Wirkmaschine muß jede Muster-Fadenführerschiene
um unterschiedliche Distanzen nin- und nerbewegt werden, urn fortschreitend das
gewünschte Muster zu erzeugen. Die Anwendung der oben beschriebenen Anordnung auf
die einzelnen Fadenfünrersc,lienen hat den Vorteil, daß nach dem Einstellen der
Fadenführerschiene in eine Arbeitsposition die jeweils nächste Arbeitsposition während
ihrer Verweilzeit voreingestellt werden Kann, so daß danach die Fadenführerschiene
durch Querverschiebung der Schubstange schnell in ihre neue Position gebracht werden
kann. Das bedeutet, daß der Antrieb für die
Positionsvorgabeelemente
die Fadenführerschiene nicht zu bewegen braucht und folglich eine kleine Leistung
haben kann. Außerdem braucht der Antrieb für die Positionsvorgabeelemente diese
licht entgegen einer auf sie wirkender Reaktionskraft in ihrer Stellung zu halten.
Ferner ist bei dieser Anordnung die bei bekannten Mechanismen erforderliche Rücknolfeder
nicnt erforderlich.
-
Folglich ist die Belastung der Positionsvorgabeelemente geringer
als bei der herkömmlichen Einstellung mit Hilfe von Steuerketten und Verschleiß
und Geräuschentwicklwlo sind ebenfalls geringer, wänrend die dinstellgenauigkeit
sogar noch uesser ist.
-
Infolgedessen können in der zur Verfügung stehenden Zeitspanne größere
Musterbewegungen als bei herkömmlichen Mechanismen ausgeführt werden. Der Zeitpunkt,
in welchem die jeweilige Verschiebung auftreten muß, kann leicht vom Antriebsmechanismus
der Wirkmas cnine abgeleitet weraen und die Verschiebung kann durch ein auf die
Führungen CBG der Schubstange PH wirkendes mechanisches Gestänge erzeugt werden.
Bei ausreicnend starrer Halterung und Führung der verschiedenen Komponenten kann
auch aie uesamtgröße der Programmbewegung vergrößert werden. Bei den normalen gebräuchlichen
Wirkgeschwindigkeiten ist typischerweise
eine Musterbewegung von
etwa 17 Nadelteilungen und eine Programmoewegung von etwa 90 Nadelteilungen möglich.
-
Da keine oteuerkette mehr erforderlich ist, sina auch Muster mit mindestens
bis zu etwa 2600 Musterschritten unter Verwendung einer Lochbandsteuerung oder mittels
Steuerung durch in einem Datenspeicner gespeicherte Musterinformationen herstellbar.
-
Die Genauigkeit der Positionssteuerung ist teilweise durch den Schrittmotor
bestimmt. Die Übertragung der Antriebswegung über ein Ritzel und eine Zannstange
stellt sicher, daß jeder Motorscnritt die gleictle Verstellung der Positionsvorgabeelemente
über den hinteren ocilwinhebel BL erzeugt, so daß die Einstellung der Positionsvorgabeelemente
genau und zuverlässig ohne Notwendigkeit einer zusätzlichen Justierung erfolgt.
Die Linstellgenauigkeit wird nicht durn Abnützung beeinträchtigt, wie es bei hydraulischen
oder pneumatischen Betätigungsvorrichtungen aufgrund der Vorspannung der Fadenfünrerschienen
schnell der Fall ist, und die durch gleichzeitige Betätigung mehrerer hydraulischer
oder pneumatischer Betätigungs vorrichtungen verursachten Ungenauigkeiten können
nicht auftreten.
-
Die Einstellgenauigkeit kann auch durch die Gestaltung der an den
Positionsvorgaoeelementen angeordneten Zahnstangen SLLR und SLUR gesteigert werden.
Diese Zannstangen können mit V-förmigen Zannlücken und einer der Nadelteilung entsprechenden
Zahnteilung versehen sein, so daß sichergestellt ist, daß die Arretierung der Positionsvorgabeelemente
nur genau in den stellungen erfolgen kann, die den erforderlichen Relativstellungen
von Nadeln und Fadenführern entsprecnen. Auf diese Weise kation ein Positionierungsfenler
nur die gerade gewirkte Ware verderben, jedoch nicht die Gefahr einer Beschädigung
der Maschine durch Kollision oder Verhaken von nadeln und Fadenführern hervorrufen.
Eine ähnliche Arretierzahnstange kann erforderlichenfalls an der Fadenführerschiene
der Maschine angeordnet werden, um eine weitere Sicherheit gegen unkorrekte einstellung
infolge von etwa in der Positionsvorgabeeinrichtung auftretendem Verschleiß zu bieten.
Falls erforderlich, kann eine zusätzlicner Schutz gegen Fehlfunktion durch Anordnung
einer Sollbruchstelle in Form eines leicht zerstörbaren Glieds an der Führung OGL
oder eine elektriscne Warneinrichtung vorgesehen werden, die auf eine Überlastung
der Kuppelstange CR anspricht.
-
Während hydraulische und pneumatisene Betätigungsvorrichtungen als
direkter Ersatz für eine betätigung von Fadenführerschienen durch Nockenketten nicht
zufriedenstellend sind, können derartige Vorrichtungen oder atidere Wandler, beispielsweise
lineare elektromagnetische Xltriebe, zum Antrieb der nur eine sehr kleine Last darstellenden
Positionsvorgabeelemente zufriedenstellend Anwendung finden. Demzufolge sind, obwohl
Schrittmotore sehr zweckmäßige elektromechanische wandler für den Antrieb der Positionsvorgabeelemente
darstellen, andere Wandler wie beispielsweise druckmittelbetätigte Vorrichtungen
nicht von der Anwendung in Verbindung mit aer beschriebenen Positionssteuereinrichtung
ausgeschlossen.
-
Zweckmäßigerweise führt der Schrittmotor AC jeweils bis zu zehn Schritte
aus, beispielsweise zwischen 3 und 7 Schritten, um eine Verschiebung eines Positionsvorgabeelements
um eine Nadelteilung zu bewirken. Selbstverstdndlich können aber auch mehr oder
weniger Schritte des Schrittmotors einschließlicn nalber Schritte Anwendung finden.
Die Steuerung des Schrittmotors erfolgt in irgend einer geeigneten Weise. ine zweckmäßige
Möglichkeit ist die Verwendung einer elektronischen Steuerschaltung, beispielsweise
eines Rechners, der einen speicher aurweist, in welchen die Instruktionen für den
Schrittmotor
eingespeichert sind. in der Praxis ist bei einer Rascilel-Wirkmaschine
für jede von beispielsweise 36 oder mehr Muster-Fadenführerschienen eine Positionssteuereinrichtung
der dargestellten Art mit jeweils einen Scnrittlllotor oaer (uei dem Ausführungsbeispiel
nach Fig. 2) möglicherweise mit zwei cnrittmotoren vorgesehen. Die Steuerinformationen
für den Schrittmotor für ein bestimmtes Wirkmuster, die analog den Nockengrößen
der bisher verwendeten Nockenkette sind, kennen auf Magnetband, Lochbrand, Locnkarten
oder anderen geeigneten Speichermedien gespeichert sein und in den Arbeitsspeicher
eingegeben werden. Diese im Speicher befindlichen Instruktionen können, falls das
Originalmuster abgeändert werden soll, entsprechend geändert und für die zukünftige
Verwendung wieaer auf Magnetband usw. dauerhaft gespeichert werden. Der Aufwand
für die Mustervorbereitung, die Änderung eines voroereiteten Musters, den Übergang
von einem Muster auf ein anderes Muster und die speicherung und Aufbewahrung von
Musterinformationen ist sowohl in kostenmäßiger als auch in räumlicher Hinsicht
gegenüber der bisherigen Praxis weitgehend verringert.
-
Die Schrittmotorinstruktionen für alle Betroffenen Fadenführerschienen
werden synchron mit dem mecnanischen Arbeitstakt der zu steuernden Haschel-Wirkmaschine
aus
dem Speicher ausgelesen und die Fadenführerschienen werden
entsprechend positioniert, um das gewünschte Muster zu wirken. Diese Vorgänge werden
bei allen Maschinenarbeitsgeschwindigkeiten von der langsamen Anfahrgeschwindigkeit
bis zur vollen Arbeitsgeschwindigkeit synchronisiert, und für die Einstellvorgänge
stent, sel@st bei der vollen Arbeitsgeschwindigkeit, stets reichlich Zeit zur Verfügung,
da sie während der Verweilzeiten der Fadenführerschienen stattfinden. Dabei arbeitet
der Einstellmectianismus auch bei niedrigen Maschinenarbeitsgeschwindigkeiten nicht
zu schnell, was bei druckmittelbetätigten, unmittelbar auf die Fadenführerschienen
wirkenden Betätigungsvorrichtungen der Fall sein kann, weist diese für eine bei
der vollen Maschinengeschwindigkeit korrekte Arbeitsweise eingestellt sind.
-
Die Schnelligkeit und Leichtigkeit, mit welcher ein Muster zusammengestellt
und geändert werden kann, erleichtert die Erprobung und die Testproduktion neuer
Muster mit viel geringerem Zeit- und Arbeitsaufwand als bei aer Verwendung von Steuerketten,
wobei kleinere Muster änderungen selbst während des Wirkens des Musters schnell
ausgeführt werden können, falls geeignete Prüffunktionen in den zur steuerung verwendeten
Rechner eingebaut sind, um Fehlfunktionen zu verhindern. Dem Speicher ist z-eckmäßigerweise
eine
Tastatur und eine Sichtanzeigeeinhelt zur Vornahme von Änderungen zugeordnet. Aufbau
und Anwendung geeigneter Speicher, Sichtanzeigeeinheiten und Tastaturen sind in
der elektronischen Technik an sich bekannt, so daß sich eine weitere diesbezüglicne
Beschreibung erübrigt.
-
Geeignete Anordnungen können vom Fachmann ohne weiteres mit Hilfe
verfügbarer Komponenten aufgebaut oder soar von speziellen iierstellern fertig zusammengestellt
erworben werden.
-
Der größere mögliche Längsverschiebungsberei@@ der Faderiführerscnienen,
die aufgrund der Positionsvorgabe mit Hilfe von jeweils während der Verweilzeiten
der rladenführerschienen voreinstellbaren Positionsvorgabeelementen verfügbar ist,
gestattet einen größeren Spielraum hinsichtlich Musterbreite und Musterform gegenüber
der herkommli chen Positionss teue rte chnik ohne Verringerung der Maschinenarbeitsgeschwindigkeit.
Außerdem kann die Musterlänge vergrößert werden, da diesbezüglich keine beschränkung
mehr durch Gewicht und Größe von Steuerketten gegeben ist.
-
Anstelle über die mit dem Kuppelelement OGC zusammen wirkende Führung
OGL kann die Schubstange PR mit der Kuppelstange CH auch durch eine Verbindungsstange
gekuppelt sein,
die einerseits mittels eines Universalgelenks an
der Kuppelstange CR und andererseits über das dann als Universalgelenk ausgebildete
Kuppelelement OGC an der Schubstange PR anbelenkt ist.
-
Fig. 2 zeigt schematisch eine andere ausführungsform der Erfindung.
Dabei werden zwei stangenförmige Posltioiisvorgabeelemerite 21 und 22 durch nicht
dargestellte Antriebe (beispielsweise einzelne Schrittmotoren oder andere, nicht
notwendigerweise elektriscne Antriebe) iln ;inne der Verstellung eines Schwingllebels
23 betätigt. Mit dem Schwinghebel 23 ist über einen Gleitstein eine Schubstange
24 verbunden, die mittels einer Antriebsstange 25 quer verschiebbar ist, um die
Positionsvorgabe durch den Schwinghebel 23 auf eine Kuppelstange 26 zu übertragen.
Auf diene Weise können die beispielsweise dargestellten, mit 1 bis 7 bezeichneten
Positionen der Schwinghebelenden auf aie Kuppelstange 26 übertragen werden. Die
Verriegelungeii 27 und 28 stellen sicher, daß der Antrieb für die Positionsvorgabeelemente
keiner über die Kuppelstange 26 von dem zu positionierenden Maschinenelement übertragenen
keaKtionskraft entgegenwirken muß.
-
Bei der Anordnung nach Fig. 2 sind nur 7 mögliche Positionen beispielsweise
angedeutet. Es ist klar, daß
je nach Größe und Führung der einzelnen
Komponenten ein viel größerer Bereich von möglichen Einstellpositionen praktisch
anwendbar ist.
-
Obwohl die Erfindung oben speziell im Hinblick auf die Anwendung
bei einer iiaschel-RettenwirKmaschine beschrieben worden ist, ist sie selostverständlich
auch bei zahlreichen anderen Anwendungen zur automatischen Positionierung eines
Maschinenteils anwendbar. Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich auch bei
zanlreichen Arbeitsspielen pro Sekunde, wie es bei modernen Hochgeschwindigkeits-Wirkmaschinen
der Fall ist, durch eine genaue Arbeitsweise und eirle lange Standzeit aus.
-
Die Ubertragung der Positionierungsbewegung auf ale jeweilibe Fadenführerschiene
erfolgt mit aer gleichen Präzision. Erforderlichenfalls kann die Anordnung in ein
geeignetes geschlossenes Schmierölbad eingetaucht sein, um die Standzeit weiter
zu verlängern. Belbstverständlich kann die Positionssteuereinrichtung in gleich
vorteillsafter Weise auch bei niederigen Arbeitsgeschwindigkeiten klwendung finden.
-
Die bewegten Massen der oben beschriebenen Positionssteuereinrichtung
sind wesentlich Kleiner als bei herkömmlichen Mechanismen und haben demzufolge kleinere
Trägheitsmomente,
jedoch können unter Berücksichtigung der auftretenden
Betriebsbelastungen weitere Massenverringerungen durch Anordnung von Öffnungen in
den beweglichen Teilen oder durch tierstellen dieser Teile aus geeigneten Kunststoffen
als Strangpreß- oder Sporitzgußteile erreicht werden. Duren die Trennung der Einstell-
und der Positionierbewegungen läßt sich eine sehr schnelle Einstellung mit geringem
Kraftaufwand ohne Probleme durch entgegenwlrkende Rückholkräfte erreicht werden.
Auf diese Weise werden die Nachteile der bekannten Positionierungstechniken hinsichtlich
komp liziertem Aufbau, Geräuschentwicklung, kurzer Standzeit, mangelnde Zuverlässigkeit
und hohe Investitionskosterl durch einen zuverlässigeren und einfachen Mechanismus
weitgenend vermieden.
-
Anstelle in 'lextilmaschinen, in welchen eine Vielfachanordnung einer
derartigen Steuereinrichtung Anwendung findet, können einzelne derartige Steuereinrichtungen
auch in einer breiten Vielfalt von Anwendungsfällen zum Einsatz kommen, beispielsweise
in industriellen Arbeitsmaschinen und bei der genauen Positionierung schwerer Lasten.
Dabei wird durch die Trennung von Voreinstell- und Positionierungsbewegungen wiederum
eine Verbesserunb der Genauigkeit und eine Verringerung von Verschleiß und Kosten
erreicht.