DE3421964A1

DE3421964A1 - Kurvengetriebe fuer textilmaschinen, insbesondere fuer die mustersteuerung von wirkmaschinen

Info

Publication number: DE3421964A1
Application number: DE19843421964
Authority: DE
Inventors: Hans Prof. Dr.sc.techn. DDR 9081 Karl-Marx-Stadt Dresig; Franz-Christian Dipl.-Ing. DDR 9102 Limbach-Oberfrohna Eckelmann; Günther DDR 9047 Karl-Marx-Stadt Förster; Manfred Dr.-Ing. DDR 9103 Limbach-Oberfrohna Hertzsch; Jürgen Dr.-Ing. DDR 9044 Karl-Marx-Stadt Rößler
Original assignee: VEB KOMBINAT TEXTIMA DDR 9010 KARL-MARX-STADT; Kombinat Textima VEB
Current assignee: TEXTIMA AG O-9048 CHEMNITZ DE
Priority date: 1983-08-31
Filing date: 1984-06-14
Publication date: 1985-03-21
Also published as: DD220633B1; US4615186A; DD220633A1; JPS60102283U

Description

Kurvengetriebe für Textilmaschinen, insbesondere für die Mustersteuerung von Wirkmaschinen.

Die Erfindung betrifft Kurvengetriebe für Textilmaschinen, insbesondere für die Mustersteuerung von Wirkmaschinen, mit direkt abtastbaren, sich abwechselnde Bereiche der Rast und des Übergangs aufweisenden Kurvenkörpern.

Die bekannten Ausführungsformen der betreffenden Kurvengetriebe, beispielsweise für die Versatzsteuerung der Legeschienen einer Kettenwirkmaschine bestehen aus einem Kurvenkörper, einer Abtastrolle und Übertragungselementen zur Legeschiene. Das Kurvenprofil des Kurvenkörpers setzt sich aus verschiedenen, sich abwechselnden Bereichen der Rast und des Überganges zusammen, wobei die Bereiche der Rast ideale Stillstände darstellen und die Bereiche des Überganges zur Erreichung eines ruck- und stoßfreien Anschlusses Formen aufweisen, deren allgemeiner Verlauf aus der Fachliteratur bekannt ist (VDI-Richtlinie Nr. 2143, Tafel 1, Seite 5 oder Autorenkollektiv (Herausgeber J. Volmer): Getriebetechnik-Lehrbuch, U. Auflage 1980, Seite 359).

Diese Kurvenprofile werden nach kinematischen Kennwerten beurteilt und ausgewählt. Für die Übertragungsbewegung wird eine Kurve zwischen den benachbarten Rasten gesucht, deren Extremwerte sich an den Übergangsstellen zu den idealen Rasten befinden, d.h. es werden keine weiteren Maxima und / oder Minima zwischen den Rasten zugelassen. An den Übergangsstellen wird auf die Übereinstimmung in den ersten Ableitungen geachtet.

Die Übertragungselemente des Kurvengetriebes bilden infolge ihrer endlichen Steifigkeit gemeinsam mit dem Arbeitsorgan ein Schwingungssystem, dessen niedrigste Eigenfrequenz f 1 sich nicht beliebig erhöhen läßt.

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Aus diesem Grund sind bei herkömmlichen Kurvengetrieben der idealen Rast störende Schwingungen überlagert, die sich aus den sich periodisch wiederholenden unstetigen Übergangsbedingungen höherer Ordnung ergeben. Infolge der auftretenden Schwingungen wird die ideale Rast nicht erreicht, das Arbeitsorgan verbleibt nicht in der geforderten Ruhelage und führt unerwünschte Zusatzbewegungen aus. Es treten Resonanzerscheinungen und damit Verfälschungen der idealen Rasten auf, was z. B. zu Störungen des Maschenbildungsprozesses bei schnellaufenden Wirkmaschinen führen kann.

In ähnlicher Weise treten Schwingungen in den Kurvengetrieben an Textilmaschinen auf welche Übergangsbewegungen zwischen Rasten ausführen. Die erreichbare Betriebsdrehzahl ist damit oft begrenzt bzw. es treten Funktionsstörungen auf.

Die Erfindung hat das Ziel, die schwingungsbedingten Störungen in den Kurvengetrieben von Textilmaschinen, welche abwechselnde Bereiche der Rast und des Überganges aufweisen, zu vermeiden und damit eine Erhöhung der Drehzahl bzw. Verbesserung der Zuverlässigkeit derselben zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die in Kurvengetrieben für Textilmaschinen, deren Kurvenprofile abwechselnde Bereiche der Rast und des Überganges aufweisen, auftretende Schwingungen zu beeinflussen und Resonanzerscheinungen innerhalb des praktischen Drehzahlbereiches der Textilmaschine zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bereiche der Rasten des Kurvenprofils des Kurvenkörpers als angenäherte Rasten ausgebildet sind, welche jede eine veränderliche Rasthöhe aufweist, die nur in einem einzigen Punkt mit der geforderten Rasthöhe übereinstimmt und jedem Bereich der angenäherten Rast mit Bezug auf Umkehr der Bewegungsrichtung des Übergangs, sowie jedem Bereich der angenäherten Rast mit Bezug auf einen Bereich des Übergangs ohne Versatz ein über die betreffende Rasthöhe hinausragendes Kurvenstück zugeordnet ist.

Weitere Möglichkeiten der Ausführung der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2 bis 5 hervor.

Gegenüber dem Kurvenprofil führen die Arbeitsorgane, beispielsweise die Legeschienen einer Kettenwirkmaschine, infolge der überlagerten Schwingungen eine veränderte tatsächliche Bewegung aus. Die angenäherte Rast ergibt sich in Verbindung mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kurvenprofil als eine einfache Schwingbewegung mit jeweils nur einem ersten und einem zweiten, entgegengesetzten Schwingungsausschlag, dessen maximale Größe durch die Toleranz der Rasthöhe bestimmt ist.

Der sich anschließende Übergang wird beim Vorliegen einer Zwischenrast nach dem zweiten Schwingungsausschlag in gleicher Richtung wie der vorangegangene Übergang fortgesetzt. Erfolgt der Übergang in Umkehrrichtung zum vorangegangenen Übergang, setzt sich die Bewegung mittels des über die Rasthöhen hinausragenden Kurvenstückes als eine zusätzliche Bewegung in gleicher Richtung bis zum kurvenförmigen Übergang in die neue Bewegungsrichtung fort.

Damit wird erreicht, daß das Kurvenprofil keine Unstetigkeiten enthält. Das Kurvenstück kann vor oder nach der betreffenden Rast, jeweils aber nur auf einer Seite derselben angeordnet sein. Die Größe dieser zusätzlichen Bewegung ist von der relativen Lage der Rasten zueinander abhängig und kann wesentlich größer als die eigentliche kinematisch geforderte Rasthöhendifferenz sein, beispielsweise bei der Versatzbewegung der Legeschienen einer Kettenwirkmaschine mehr als zwei Nadelteilungen betragen. Besonders vorteilhaft ist die Höhe des gesamten Kurvenprofils s(x) und die Größe des über die betreffende Rasthöhe hinausragenden Kurvenstückes bestimmbar durch eine endliche trigonometrische Reihe, die sich auf eine Mindestzahl von Gliedern beschränkt und das Kurvenprofil mit allen Rasten und allen Übergangsbewegungen für die gesamte Periodenlänge L beschreibt.

Die mathematische Funktion hierzu ist

s(x) = s + Y la. cos + b. sin J

£7 V ^k L ^k L /

wobei s = die mittlere Höhe des Kurvenprofils, χ = die laufende Koordinate des Kurvenkörpers, L = die Periodenlänge

k' k = Koeffizienten

Die Koeffizienten werden aus der Forderung nach der besten Annäherung an die gegebenen Rasten bei beschränkter Anzahl m der Summanden der trigonometrischen Reihe bestimmt. Ihre Größe ist abhängig von den Rasthöhen, den Rastbreiten, den Übergangsbreiten und den zulässigen Rasttoleranzen. Wenn i die gerade Anzahl der auf einer Periodenlänge vorhandenen Rasten ist, so beträgt die Anzahl der Summanden der trigonometrischen Reihe zweckmäßig gleich

In diesem Fall kann erreicht werden, daß infolge der Elastizität der Übertragungselemente jede Rast bei höheren Drehzahlen in 3 Punkten mit der idealen Rast übereinstimmt. Mit dieser Anzahl m ist erreichbar, daß der zulässige Drehzahlbereich am weitesten bis an den ersten kritischen Drehzahlbereich ausgedehnt werden kann. Der kritische Drehzahlbereich ist von der niedrigsten Eigenfrequenz f.. und der höchsten Ordnung m abhängig. Er liegt bei

ⁿkrit < —*-
m

Die erfindungsgemäßen Kurvenprofile enthalten keine Unstetigkeiten in den höheren Ableitungen. Nicht nur die erste, zweite ("stoßfrei") und dritte ("ruckfrei"), sondern alle Ableitungen gehen an allen Stellen des Kurvenprofils stetig ineinander über. Kurvengetriebe der erfindungsgemäßen Art besitzen den Vorteil, daß sie wesentlich höhere praktische Drehzahlbereiche zulassen und die Zuverlässigkeit verbessern.

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel, dem Mustergetriebe einer Kettenwirkmaschine, näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: ein erfindungsgemäßes Kurvengetriebe für die Mustersteuerung einer Kettenwirkmaschine,

Fig. 2: das Kurvenprofil eines herkömmlichen Kurvengetriebes für die Mustersteuerung einer Kettenwirkmaschine.

Fig. 3: das Kurvenprofil des Kurvenkörpers und die tatsächliche Bewegungskurve der Arbeitselemente eines erfindungsgemäßen Kurvengetriebes,

Fig. 4: eine Einzelheit "A" aus Fig. 3,

Fig. 5: erfindungsgemäße Varianten des Kurvenprofils zu Fig. 3,

Fig. 6: die Darstellung der Resonanzstellen eines Kurvengetriebes mit und ohne Anwendung der Erfindung.

Kurvengetriebe der beschriebenen Art bestehen gemäß Fig. 1 aus einem Kurvenkörper 1, welcher ein Kurvenprofil 2 enthält, einer Abtastrolle 3, Übertragungselementen 4 und Arbeitsorganen 5, auf welche die Bewegung gemäß dem Kurvenprofil übertragen wird. Entsprechend der geforderten Versatzbewegung weist das Kurvenprofil sich abwechselnde Bereiche der Rast 6 und Bereiche des Überganges 7 auf. Das bisher typische Kurvenprofil ist als Diagramm in Fig. 2 dargestellt. Das Kurvenprofil 2 des erfindungsgemäßen Kurvengetriebes enthält nur angenäherte Rasten 8. Die angenäherten Rasten 8 weisen eine veränderliche Höhe auf, die jeweils nur in einem einzigen Punkt 9 mit der Höhe der geforderten Rast übereinstimmt. Infolge der überlagerten Schwingungen in dem System ist die tatsächliche Bewegungskurve der Arbeitsorgane 5 gegenüber dem Kurvenprofil 2 verschoben und weist in jeder Rast einen ersten Schwingungsausschlag 10 und einen zweiten entgegengesetzten Schwingungsausschlag 11 auf. was aus Fig. 3 ersichtlich ist. Die Schwingungen sind durch die maximale Toleranz 12 begrenzt (Fig. A).

Jedem Bereich der angenäherten Rast mit Bezug auf Umkehr der Bewegungsrichtung des Überganges sowie jedem Bereich der angenäherten Rast mit Bezug auf einen Bereich des Übergangs ohne Versatz ist ein über die jeweilige Rasthöhe 13; 14 hinausragendes Kurvenstück 15 zugeordnet.

Die Elastizität der Übertragungselemente 4 führt im Bereich des Kurvenstückes 15 zur tatsächlichen Bewegung 16. Dieses Kurvenstück ist der angenäherten Rast 8 unmittelbar benachbart in einem Bereich des Übergangs angeordnet und ist vor oder nach der zugehörigen Rast möglich. Aus Fig. 5 ist weiterhin ein aus zwei in gleicher Richtung nebeneinanderliegenden Kurvenstücken gebildetes gemeinsames Kurvenstück 17 ersichtlich.

Fig. 6 zeigt die maximale Rastabweichung 18; 19 von der idealen Rasthöhe im Bereich der angenäherten Rast 8 in Abhängigkeit von der Drehzahl n. Die Kurve 18 entspricht einem herkömmlichen, die Kurve 19 dagegen einem erfindungsgemäßen Kurvengetriebe. Der mögliche praktische Drehzahlbereich 20 des erfindungsgemäßen Kui— vengetriebes ist größer als der praktische Drehzahlbereich 21 eines herkömmlichen Kurvengetriebes. Mit zunehmender Arbeitsdrehzahl wird die Rastabweichung zunächst vermindert. Erst bei maximaler Drehzahl nähert sie sich der zulässigen Toleranz.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Kurvengetriebe für Textilmaschinen, insbesondere für die Mustersteuerung von Wirkmaschinen, mit direkt abtastbaren, sich abwechselnde Bereiche der Rast und des Übergangs aufweisenden Kurvenkörpern. wobei je zwei Bereiche der Rast durch einen Bereich des Überganges in gleicher Bewegungsrichtung des vorangehenden Übergangs, einen Bereich des Überganges in Umkehr zur Bewegungsrichtung des vorangehenden Übergangs oder durch einen Bereich des Übergangs ohne Versatz miteinander verbunden sind, bestehend aus einem Kurvenkörper, der ein Kurvenprofil enthält, einer Abtastrolle und nachgeordneten Übertragungselementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche der Rasten des Kurvenprofils (2) des Kurvenkörpers (1) als angenäherte Rasten (8) ausgebildet sind, welche jede eine veränderliche Rasthöhe aufweist, die nur in einem einzigen Punkt (9) mit der geforderten Rasthöhe übereinstimmt und jedem Bereich der angenäherten Rast mit Bezug auf Umkehr der Bewegungsrichtung des Übergangs, sowie jedem Bereich der angenäherten Rast mit Bezug auf einen Bereich des Übergangs ohne Versatz ein über die betreffende Rasthöhe hinausragendes Kurvenstück (15) zugeordnet ist.

2. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das über die betreffende Rasthöhe hinausragende Kurvenstück (15) der angenäherten Rast (8) unmittelbar benachbart im Bereich des Übergangs angeordnet ist.

3. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenstück (15) jeweils nur auf einer Seite der angenäherten Rast (8) vorhanden ist.

4. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß zwei zwischen Bereichen der angenäherten Rast (8) gleicher Rasthöhen in gleicher Richtung angeordnete Kurvenstücke (15) als ein gemeinsames Kurvenstück (17) ausgebildet sind.

5. Kurvengetriebe nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kurvenprofil s(x) des Kurvenkörpers in geschlossener Form durch eine aus wenigen Gliedern bestehende trigonometrischen Reihe

deren höchste Ordnung m sich aus der Anzahl i der während einer Umdrehung des Kurvenkörpers geforderten Rasten nach

< ³

m -

ergibt, beschreibbar ist.