DE4422893B4

DE4422893B4 - Rundflechtmaschine

Info

Publication number: DE4422893B4
Application number: DE4422893A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl.-Ing. Scherzinger (FH)
Original assignee: Sipra Patententwicklungs und Beteiligungs GmbH
Current assignee: Sipra Patententwicklungs und Beteiligungs GmbH
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 2005-08-25
Anticipated expiration: 2014-07-01
Also published as: GB2290802B; DE19547930A1; CN1061719C; CN1120087A; GB2290802A; GB9512088D0; JP3879010B2; KR960001257A; US5749280A; IT1276749B1; TW353116B; ITMI951313A1; ITMI951313A0; TW275090B; KR100338527B1; JPH0841761A; DE19547930B4; DE4422893A1

Abstract

Rundflechtmaschine mit einer Drehachse (1), enthaltend: je eine Gruppe von inneren und äußeren, auf einer mit der Drehachse (1) koaxialen Kreisbahn angeordneten, je einen Strang (32,37) tragenden Spulen (31,38), Antriebsmittel (9-11,17,29,42-45) zum Bewegen der Gruppen von Spulen in entgegengesetzte Richtungen (r,s), Strangführungsorgane (48) zur Führung zumindest der Stränge (37) von einer der Gruppen von Spulen (38) an einer Stelle zwischen diesen und einem Flechtpunkt (35), und mit den Antriebsmitteln synchron arbeitende, mit den Strangführungsorganen (48) gekoppelte, Hebel (50) aufweisende Mittel zum Verkreuzen der Stränge (32,37) der inneren und äußeren Spulen (31,38), dadurch gekennzeichnet, daß die Strangführungsorgane (48) auf im wesentlichen radial zur Drehachse (1) angeordneten Führungsbahnen (49) hin- und herbewegbar gelagert sind und daß die Hebel (50) im wesentlichen in den Verlängerungen der Führungsbahnen (49) angeordnet und nach Art von Pleuelstangen einerseits mit den Strangführungsorganen (48) und andererseits mit je einem umlaufenden Kurbelhebel(52,82,126) gelenkig verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rundflechtmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.
Flechtmaschinen sind in zwei Hauptarten bekannt. Bei der einen, überwiegend früher benutzten Art führen die Spulenträger ihre für die Verschränkung bzw. kreuzweise Legung der Fäden bzw. Stränge erforderliche Bewegung auf sich kreuzenden Bahnen selbst aus (Maibaum-Prinzip). Heute wird dagegen überwiegend die andere Art benutzt, bei der zwei Spulengruppen gegenläufige Kreisbewegungen ausführen und nur die Stränge der einen Gruppe abwechselnd über und unter die Spulen der anderen Gruppe geleitet werden (Schnellflecht-Prinzip). Die Erfindung befaßt sich nur mit der zweiten Art von Rundflechtmaschinen.
Zum Hin- und Herbewegen der Stränge gibt es unterschiedliche Systeme.

Die überwiegende Anzahl der bekannten Rundflechtmaschinen arbeitet mit an einem Ende schwenkbar gelagerten Schwinghebeln, die am vorderen Ende ein Strangführungsorgan aufweisen und mit Hilfe von Kurbeln, Exzentern oder Steuerkurven hin- und herbewegt werden (z.B. DE 27 43 893 C3 , EP 0 441 604 A1 ). Die Strangführungsorgane führen dabei eine im wesentlichen sinusförmige Bewegung durch. Diese hat bei hohen Drehzahlen der umlaufenden Spulengruppen eine peitschenartige Hin- und Herschwenkung der Schwinghebel zur Folge, was zu hohen Biegebeanspruchungen und damit zu einem Überschwingen der Schwinghebel in den Umkehrpunkten führt und aus konstruktiven Gründen (z.B. hoher Verschleiß) problematisch ist. Außerdem hat der sinusförmige Verlauf der Bewegung zur Folge, daß die Zahl der Spulen, die am Umfang der Maschine untergebracht werden können, vergleichsweise kleiner bzw. der Abstand zwischen den Spulen vergleichsweise größer ausgebildet werden muß, wenn anstelle einer einfachen Überkreuzung "1 über – 1 unter" eine höherwertige Legung "2 über – 2 unter", "3 über – 3 unter" od. dgl. vorgenommen werden soll, weil Sinuskurven im Kreuzungsbereich vergleichsweise flach verlaufen. Dieser Nachteil läßt sich zwar dadurch teilweise vermeiden, daß die Schwenkbewegung des Schwinghebels mit Hilfe eines mit einer Kurbelschwinge gekoppelten Schubgelenks gegenüber einer reinen Sinusbewegung in den Kreuzungsbereichen beschleunigt und in den Umkehrbereichen verzögert wird ( DE 39 37 334 A1 ). Der Peitscheneffekt und die durch ihn entstehenden konstruktiven Probleme lassen sich dadurch jedoch nur wenig reduzieren.

Zur Vermeidung des Peitscheneffekts ist es bereits bekannt, das Strangführungsorgan am einen Ende einer permanent umlaufenden Kurbelschleife anzuordnen und die Umlaufbewegung der Kurbelschleife so zu steuern, daß das Strangführungsorgan den Weg einer geschlungenen Epizykloide beschreibt ( DE 40 09 494 A1 ). Dadurch wird erreicht, daß die Kurbelschleife mit dem Strangführungsorgan beim Überkreuzungsvorgang die größte Winkelgeschwindigkeit besitzt, zwischen zwei Überkreuzungen dagegen nur sehr langsam bewegt bzw. nahezu im Stillstand gehalten wird, um auf diese Weise auch Legungen von "2 über – 2 unter" durchführen zu können. Allerdings ist auch bei dieser Lösung der Kurvenverlauf im Überkreuzungsbereich teilweise relativ flach, so daß die Spulenabstände vergleichsweise groß sein müssen und "2 über – 2 unter"-Legungen und höherwertige Legungen nicht ausreichend wirtschaftlich durchgeführt werden können. Abgesehen davon besteht die Gefahr, daß sich die einzelnen Stränge verzwirnen bzw. verseilen, insbesondere wenn es sich um Stränge aus behandelten, klebrigen Materialien handelt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Rundflechtmaschine der eingangs bezeichneten Art so auszubilden, daß peitschenartige Bewegungen der die Strangführungsorgane bewegenden Teile weitgehend vermieden werden, aber dennoch vergleichsweise geringe Spulenabstände realisierbar und Legungen bis "3 über – 3 unter" oder sogar höherwertige Legungen ohne weiteres auch unter wirtschaftlichen Bedingungen durchführbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine teilweise weggebrochene Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Rundflechtmaschine;
2 einen Vertikalschnitt etwa längs der Linie II-II der 1 durch die obere Hälfte der Rundflechtmaschine in vergrößertem Maßstab;
3 eine Vorderansicht einer Führungsbahn der Rundflechtmaschine in starker Vergrößerung, in 2 von rechts her betrachtet;
4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der 3;
5 einen Vertikalschnitt analog zu 2 durch eine vergrößert dargestellte erste Ausführungsform eines zum Antrieb eines Strangführungsorgans bestimmten Getriebes der Rundflechtmaschine nach 1 und 2;
6 eine Draufsicht auf das Getriebe nach 5;
7 die Ansicht eines vom Getriebe nach 5 und 6 angetriebenen Hebels in Richtung eines Pfeils x in 6;
8 schematisch verschiedene Positionen des Hebels nach 7 beim Arbeiten der Rundflechtmaschine nach 1 und 2;
9 eine schematische Darstellung der Bahn, die von dem vom Hebel nach 7 angetriebenen Strangführungsorgan beim Betrieb der Rundflechtmaschine nach 1 und 2 zurückgelegt wird;
10 einen Vertikalschnitt analog zu 2 durch eine vergrößert dargestellte zweite Ausführungsform eines zum Antrieb eines Strangführungsorgans bestimmten Getriebes der Rundflechtmaschine nach 1 und 2 längs der Linie X-X in 12;
11 einen Schnitt durch das Getriebe nach 10 längs der Linie XI-XI der 12;
12 eine Draufsicht auf das Getriebe nach 10 und 11;
13 eine Ansicht eines vom Getriebe nach 8 bis 10 angetriebenen Hebels in Richtung eines Pfeils y der 12;
14 eine schematische Darstellung der Bewegungsbahn des Hebels nach 13 beim Arbeiten der Rundflechtmaschine nach 1 und 2; und
15 und 16 schematische Darstellungen der bei unterschiedlicher Auslegung des Getriebes nach 10 bis 12 erreichbaren Bahnen für das Strangführungsorgan beim Arbeiten der Rundflechtmaschine nach 1 und 2.
1 und 2 zeigen als Ausführungsbeispiel eine Rundflechtmaschine mit horizontal angeordneter Drehachse 1 (2). Auf einem Grundgestell 2 ist ein Rotorträger 3 (2) befestigt, auf dem mittels Lagerelementen 4 eine Nabe 5 um die Drehachse 1 drehbar gelagert ist. Die Nabe 5 trägt einen ringförmigen, im wesentlichen kreisrunden und vertikal angeordneten Rotor 6. In diesem sind mit konstantem radialem Abstand von der Drehachse 1 und in gleichen Winkelabständen um die Drehachse 1 verteilt mehrere Lagerelemente 7 angebracht, in denen parallel zur Drehachse 1 ausgerichtete Wellen 8 drehbar gelagert sind. Auf diesen Wellen 8 sind zur Vorderseite hin zunächst ein Ritzel 9 und dann ein Zahnrad 10 axial hintereinander angeordnet. Jedes Ritzel 9 steht mit einem Zahnrad 11 im Eingriff, das vor dem Rotor 6, koaxial zur Drehachse 1 und stationär angeordnet ist. Bei Drehung des Rotors 6 rollt sich das Ritzel 9 wie ein Planetenrad auf dem als Sonnenrad wirkenden Zahnrad 11 ab.
Der Rotor 6 trägt ferner einen ebenfalls im wesentlichen ringförmigen, kreisrunden Träger 12, der mittels radial außerhalb der Wellen 8 und parallel zu diesen angeordneten Zapfen 13 am Rotor 6 befestigt, vor dem Zahnrad 10 angeordnet und innen mittels Lagerelemen ten 14 zusätzlich am Rotorträger 3 drehbar gelagert ist. Außerdem stützt der Träger 12 mittels weiterer Lagerelemente 15 die Vorderenden der Wellen 8 ab. Zwischen dem Rotor 6 und dem Träger 12 sind mittels Lagerelementen 16 Zwischenritzel 17 auf den Zapfen 13 drehbar gelagert, die mit den Zahnrädern 10 im Eingriff stehen. Wie insbesondere 1 zeigt, sind im Ausführungsbeispiel zwölf Wellen 8 mit Ritzeln 9 und Zahnrädern 10 um die Drehachse 1 herum angeordnet, wobei jedem Zahnrad 10 zwei Zwischenritzel 17 zugeordnet sind, deren Zapfen 13 auf einem mit der Drehachse 1 koaxialen Kreis liegen.
Am Außenumfang des Trägers 12 sind in gleichmäßigen Abständen Segmente 18 befestigt, in die radial nach außen, d.h. in 2 nach oben offene, z.B. nutförmige Rollbahnen eingearbeitet sind. Entsprechende Segmente 20 sind mittels beabstandeter Tragbügel 21 am Rotor 6 befestigt, wobei in die Segmente 20 radial nach innen, d. h. in 2 nach unten offene, ebenfalls z.B. nutförmige Rollbahnen eingearbeitet sind. Außerdem sind die Segmente 20 axial vor den Segmenten 18 und mit größeren radialen Abständen als diese von der Drehachse 1 angeordnet.
Die Rollbahnen der Segmente 18,20 dienen zur Aufnahme von Rollen 23 bzw. 24, die auf Lagerzapfen 25 bzw. 26 mit zur Drehachse 1 parallelen Achsen drehbar gelagert sind. Diese Zapfen 25,26 sind an Spulenträgern 27 befestigt, die wie die Segmente 18,20 in gleichmäßigen Abständen um die Drehachse 1 verteilt angeordnet sind. An den Zapfen 25 sind außerdem Ringabschnitte 28 mit Innenverzahnungen 29 (1) befestigt, die mit den Zwischenritzeln 17 kämmen. Dabei weisen die Ringabschnitte 28, in Umfangsrichtung des Rotors 6 betrachtet, eine solche Länge auf, daß jeder Ringabschnitt 28 bei relativer Drehung zum Rotor 6 unabhängig von seiner momentanen Stellung stets mit wenigstens einem der Zwischenritzel 17 im Eingriff steht, zwischen den einzelnen Ringabschnitten 28 jedoch radiale Freiräume bzw. Schlitze vorhanden sind. Entsprechend sind die Rollen 23,24 so an den Spulenträgern 27 angebracht, daß jeder Spulenträger 27 bei relativer Drehung zum Rotor 6 unabhängig von seiner momentanen Stellung stets mit wenigstens zwei Rollen 23,24 in jedem Segment 18,20 formschlüssig geführt ist, zwischen den einzelnen Spulenträgern jedoch radiale Schlitze bzw. Freiräume vorhanden sind. Sowohl die Rollenbahn der Segmente 18,20 als auch die Verzahnungen 29 liegen dabei jeweils auf mit der Drehachse 1 koaxialen Kreisen.
Die Spulenträger 27 tragen eine erste Gruppe von vorderen bzw. inneren Spulen 31, von denen je ein Faden (Draht) bzw. Strang 32 über eine von einem Spannungsregler 33 gesteuerte Rolle 34 zu einem Flechtpunkt 35 geführt wird, an dem das in Richtung der Drehachse 1 (Pfeil v in 2) transportierte Flechtgut 36 umflochten wird.
Weitere Fäden bzw. Stränge 37 werden von einer zweiten Gruppe von hinteren bzw. äußeren Spulen 38 geliefert, die mittels Haltern 39 an den Tragbügeln 21 befestigt sind, und über von Spannungsreglern 40 gesteuerte Rollen 41 ebenfalls dem Flechtpunkt 35 zugeführt. Entsprechend 1 sind z.B. je zwölf vordere bzw. hintere Spulen 31 bzw. 38 vorgesehen.
Der Antrieb der Rundflechtmaschine erfolgt mittels eines im Grundgestell 2 montierten Antriebsmotors 42, der über ein Getriebe 43 ein Antriebsritzel 44 antreibt, das mit einem an der Nabe 5 befestigten Zahnrad 45 kämmt.
Das Einschalten des Antriebsmotors 42 hat zur Folge, daß die Nabe 5 und der Rotor 6, der Träger 12, die Segmente 18 und 20 sowie die hinteren Spulen 38 in eine vorgewählte Richtung, z.B. im Uhrzeigersinn, gedreht werden bzw. umlaufen, wie in 1 durch einen Pfeil r angedeutet ist. Dadurch wälzen sich die Ritzel 9 am Umfang des Zahnrads 11 ab, so daß sowohl diese als auch die Zahnräder 10 im Uhrzeigersinn gedreht werden. Dagegen werden die Zwischenritzel 17 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben. Durch geeignete Bemessung der verschiedenen Zahnräder bzw. Ritzel erfolgt die Drehung der Zwischenritzel 17 mit einer so hohen Drehzahl, daß die mit ihnen in Eingriff gelangenden Verzahnungen 29 bzw. die Spulenträger 27 in den Rollenbahnen der Segmente 18,20 und mit ihnen die vorderen Spulen 31 im Gegenuhrzeigersinn (Pfeil s in 1) bewegt werden, und zwar vorzugsweise mit derselben, aber gegenläufigen Winkelgeschwindigkeit wie der Rotor 6.
Um das Flechtgut 36 in der für das Flechten charakteristischen Weise mit sich kreuzenden Strängen 32,37 zu umwickeln, müssen die Stränge der einen Gruppe von Spulen periodisch zwischen den Spulen der anderen Gruppe hin- und herbewegt werden. In der Regel werden dabei die Stränge 37 der hinteren Spulen 38 zwischen den vorderen Spulen 31 hindurchbewegt, wozu zumindest während der Überkreuzungsbewegungen nicht nur zwischen den vorderen Spulen 31, sondern auch zwischen den sie tragenden Teilen ausreichend große radiale Schlitze bzw. Freiräume vorhanden sein müssen, die im Ausführungsbeispiel z.B. zwischen den Segmenten 18,20 und Spulenträgern 27, aber auch zwischen den Tragbügeln 21 bzw. im Rotor 6 und ggf. im Träger 12 vorgesehen sind.
Rundflechtmaschinen dieser Art sind dem Fachmann allgemein bekannt und brauchen daher nicht näher erläutert werden. Vorsorglich wird auf die eingangs genannten Druckschriften verwiesen und deren Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht.
Im Ausführungsbeispiel werden die Stränge 37 der hinteren Spulen 38 periodisch zwischen den vorderen Spulen 31 hindurchbewegt. Hierzu werden die Stränge 37 von jeder Spule 38 zunächst einer Umlenkrolle 47 und von dort durch ein Strangführungsorgan 48, z.B. eine Öse, dem Flechtpunkt 35 zugeführt und die Strangführungsorgane 48 entsprechend 2 auf gekrümmten oder auch linearen Führungsbahnen 49 geführt und mittels je eines Hebels 50 hin- und herbewegt, der von einem Getriebe 51 angetrieben wird. Eine gekrümmte Führungsbahn 49 ermöglicht es, den Abstand des Strangführungsorgans 48 vom Flechtpunkt 35 längs seiner gesamten Bewegungsbahn im wesentlichen konstant zu halten. Dabei ist wesentlich, daß jeder Hebel 50 in den beiden Umkehrpunkten des zugehörigen Strangführungsorgans 48, d.h. wenn dieses die Enden der Führungsbahn 49 erreicht, im wesentlichen in der Verlängerung der Führungsbahn 49 angeordnet ist. Dies ist in 2 für die voll zurückgezogene Stellung des Hebels 50 gezeigt. Dadurch wird der Hebel 50 in den Umkehrpunkten allenfalls auf Zug oder Druck, nicht aber auf Biegung beansprucht, so daß auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten keine wesentlichen Überschwingungen oder Vibrationen auftreten können, wie dies bei bekannten Rundflechtmaschinen aufgrund des Peitscheneffekts unvermeidbar ist. Vorzugsweise wird der Hebel 50 außerdem so bewegt, daß er in jeder Stellung des Strangführungsorgans 48 stets einen spitzen, von 90° erheblich abweichenden Winkel mit der Führungsbahn 49 bzw. der jeweiligen Tangente daran bildet, d.h. auch in Zwischenstellungen nur wenig auf Biegung beansprucht wird. Schließlich wird auch das vom Strangführungsorgan 48 entfernte Ende des Hebels 50 zu keinem Zeitpunkt ruckartig hin- und herbewegt, sondern entsprechend 2 mittels eines Kurbelhebels 52 umlaufend (Pfeil w) auf einer Kreisbahn 53 geführt, wodurch mechanische Beanspruchungen des gesamten Strangführungssystems auch bei hohen Arbeitsgeschwindigkeiten weitgehend vermieden werden. Alle diese Vorteile werden erhalten, ohne daß es erforderlich ist, das Strangführungsorgan 48 selbst auf einer Umlaufbahn zu bewegen, so daß auch Verzwirnungen der einzelnen Stränge nicht möglich sind.
Jede Führungsbahn 49 ist, wie 1 und 2 zeigen, im wesentlichen radial und vorzugsweise unter einem solchen spitzen Winkel zur Drehachse 1 angeordnet, daß sich der Abstand des Strangführungsorgans 48 vom Flechtpunkt 35 bei der Hin- und Herbewegung längs der Führungsbahn 49 nur wenig ändert. Die Führungsbahn 49 weist nach 3 und 4 zweckmäßig zwei im wesentlichen U-förmige Schienen 54 auf, die sich mit ihren offenen Seiten und mit Abstand gegenüberstehen und zwischen denen ein Schlitten 55 mit Gleitsitz, mit Hilfe von Rollen od. dgl. verschiebbar geführt ist. Dieser weist an seinem Vorderende das z.B. als Öse ausgebildete Strangführungsorgan 48 auf, das so angeordnet ist, daß der von der zugehörigen Spule 38 (2) kommende Strang 37 in Pfeilrichtung (3) zwischen den beiden Schienen 54 hindurch dem Flechtpunkt 35 zugeführt wird, ohne beim Hin- und Herfahren des Schlittens 55 mit den Schienen 54 oder anderen Teilen der Führungsbahn 49 in Berührung zu kommen. Am Hinterende ist der Schlitten 55 mittels eines Lagerkörpers 56 gelenkig mit dem Hebel 50 (vgl. auch 2) verbunden, der zumindest in den beiden Umkehrpunkten des Schlittens 55 auf der Führungsbahn 49 im wesentlichen in einer gedachten, rückwärtigen Verlängerung der von den beiden Schienen 54 gebildeten Bewegungsbahn liegt.
Das Getriebe 51 kann auf verschiedene Weise ausgeführt sein und ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung so ausgelegt, daß die Geschwindigkeit des Strangführungsorgans 48 an den Enden der Führungsbahn 49 kleiner und im mittleren Teil der Führungsbahn 49 größer ist, als dies bei einer reinen Sinusbewegung der Fall wäre.
5 bis 9 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung bei Anwendung eines speziellen Exzentergetriebes für das Getriebe 51 nach 2. Jedes Getriebe 51 enthält ein Getriebegehäuse 57 (5,6), das an den Rotor 6 angeschraubt ist und ein auch in 2 dargestelltes Antriebszahnrad 58 aufnimmt, das an dem vom Träger 12 entfernten Ende der jeweiligen Welle 8 befestigt ist. Das Antriebszahnrad 58 treibt über ein Zahnrad 59 eine an diesem befestigte Welle 60 an, die mit Lagerelementen 61 im Getriebegehäuse 57 drehbar gelagert ist und an ihrem vom Zahnrad 59 entfernten Ende ein Kegelzahnrad 62 trägt. Das Kegelzahnrad 62 steht mit einem Kegelzahnrad 63 im Eingriff, das mit einer Paßfeder 64 (6) auf einer drehbar im Getriebegehäuse 57 gelagerten Welle 65 befestigt ist. Mit derselben Paßfeder 64 ist auf der vom Kegelzahnrad 63 abgewandten Seite ein weiteres Zahnrad 66 auf der Welle 65 befestigt, das mit einem Zwischenzahnrad 67 kämmt, das auf einer mit Abstand und parallel zur Welle 65 drehbar im Getriebegehäuse 57 gelagerten Welle 68 sitzt und seinerseits mit einem Zahnrad 69 kämmt, das auf einer weiteren Welle 70 befestigt ist, die im Getriebegehäuse 57 mit Abstand und parallel zur Welle 65 gelagert ist. Diese Welle 70 trägt ein zweites Zahnrad 71, das mit einem Zahnrad 72 im Eingriff ist, das auf der vom Kegelzahnrad 63 abgewandten Seite des Zahnrads 66 drehbar auf der Welle 65 gelagert ist. Die Zahnräder 66,67,69,71 und 72 sind vorzugsweise Stirnzahnräder, wobei zu ihrer gegenseitigen Abstützung und stabilen Lagerung Lagerelemente 73 bis 77 vorgesehen sind.
An einem vom Kegelzahnrad 63 entfernten Ende der Welle 65 ist eine Kreisscheibe 78 befestigt, die versenkt im Zahnrad 72 angeordnet sein kann und mit einer exzentrisch gelagerten Kurvenrolle 79 versehen ist, die über die Kreisscheibe 78 und das Zahnrad 72 axial vorsteht. In entsprechender Weise ist im Zahnrad 72 ein zur Achse der Kurvenrolle 79 paralleler, mit Abstand von dieser und ebenfalls exzentrisch angeordneter Lagerzapfen 80 mit einem axial vorstehenden, kreisrunden Führungskopf 81 vorgesehen.
An der freien Stirnseite des Zahnrads 72 und der Kreisscheibe 78 ist ein Kurbelhebel 82 gelagert, der nach 7 an seinem Hinterende einen parallel zu seiner Längsachse verlaufenden Längsschlitz 83, in einem mittleren Abschnitt einen kreisförmigen Durchbruch 84 und an seinem Vorderende einen Lagerzapfen 85 mit einem Lagerelement 86 aufweist. Der Kurbelhebel 82 ist senkrecht zur Achse 87 der Welle 65 verschiebbar und drehbar gelagert, wobei die Kurvenrolle 79 in den Längsschlitz und der Führungskopf 81 in den Durchbruch 84 ragt. Das Lagerelement 86 ist außerdem in einer entsprechenden, kreisrunden Aufnahme des Hebels 50 (2) angeordnet, der dadurch drehbar auf dem Kurbelhebel 82 gelagert ist und auch als Pleuelstange bezeichnet werden könnte.
Die Wirkungsweise des Getriebes nach 5 bis 7 ist schematisch in 8 angedeutet. Da die Zahnräder 66 und 69 (6) über ein Zwischenzahnrad 67 in Verbindung stehen, hat ein vom Antriebszahnrad 58 eingeleiteter, mit der Drehung des Rotors 6 synchroner Antrieb des Kegelzahnrads 63 im Gegenuhrzeigersinn eine Drehung des Zahnrads 72 im Uhrzeigersinn zur Folge, d.h. die Kurvenrolle 59 und der Führungskopf 81 laufen mit entgegengesetztem Drehsinn um die Achse 87 (6). Dabei sind die Übersetzungen der verschiedenen Zahnräder so gewählt, daß sich die Kurvenrolle 79 und der Führungskopf 81 im Verhältnis 1 : 1 gegenläufig drehen.
Die Position A in 8 ist diejenige Position, die in 2 dem linken Totpunkt des Hebels 50 entspricht. Es sei angenommen, daß in 6 und 7 der Führungskopf 81 in dieser Position ganz links und die Kurvenrolle 79 im Längsschlitz 83 ganz rechts angeordnet ist und daß der Führungskopf 81 auf einer Kreisbahn 88 im Uhrzeigersinn und die Kurvenrolle 79 auf einer Kreisbahn 89, die einen kleineren Radius als die Kreisbahn 88 hat, im Gegenuhrzeigersinn umläuft. Nach einer Drehung der Kurvenrolle 79 und des Führungskopfs 81 um je ca. 45° (Pos. B) hat sich der Kurbelhebel 82 um einen Winkel im Uhrzeigersinn gedreht, der wesentlich kleiner als 45° ist und z.B. ca. 25° beträgt. Nach einer weiteren Drehung der Kurvenrolle 79 und des Führungskopfs 81 um 45° steht der Kurbelhebel 82 in der 90°-Stellung (Pos. C), d.h. er hat sich um wesentlich mehr als 45°, z.B. um 65° gedreht. Im weiteren Verlauf (Pos. D) dreht sich der Kurbelhebel 82 erneut um ca. 65°, verglichen mit einer 45°-Drehung der Kurvenrolle 79 und des Führungskopfs 81, bis nach deren Drehung um insgesamt 180° (Pos. E) auch der Kurbelhebel 82 die 180°-Stellung einnimmt, was in 4 dem rechten Todpunkt des Hebels 50 bzw. des zugehörigen Strangführungsorgans 48 entsprechen würde. Ausgehend von der Pos. E dreht sich der Kurbelhebel 82 anschließend in dieselbe Richtung und mit entsprechenden Beschleunigungen bzw. Verzögerungen um weitere 180°, bis er erneut die Ausgangslage (Pos. A) einnimmt. Das bedeutet, daß der Lagerzapfen 85, falls der Kurbelhebel 82 anstelle des Kurbelhebels 52 in 2 verwendet wird, die Kreisbahn 53 nicht mit konstanter Winkelgeschwindigkeit durchläuft, sondern den Hebel 50 zwischen den Umkehrpunkten der Führungsbahn 49 wesentlich schneller als im Bereich der Umkehrpunkte selbst beschleunigt. Dadurch wird nicht nur der Peitscheneffekt vermieden, sondern wegen der nur in einer Richtung erfolgenden Bewegung des Kurbelhebels 82 und des Lagerzapfens 85 ein insgesamt verschleißarmer Betrieb auch bei hohen Rotordrehzahlen ermöglicht.
In 9 ist die Bahn 90 schematisch dargestellt, die vom Strangführungsorgan 48 (4) bei Drehung des Rotors 6 in Richtung der eingezeichneten Pfeile beschrieben wird, wobei die Bewegungen der hinteren und vorderen Spulen 38 bzw. 31 entsprechend 3 mit den Pfeilen r und s bezeichnet sind. Da vorzugsweise je zwölf Spulen 31 und 38 vorhanden sind, beträgt deren Winkelabstand je 30°. Der gesamte Hub des Strangführungsorgans 48 ist mit H bezeichnet. Dabei macht 9 analog zu 8 deutlich, daß der größte Teil des Hubs H genau zwischen zwei Spulen 31 realisiert wird, z.B. zwischen ca. 10° und 25° (Spulen XII und I) bzw. zwischen ca. 40° und 55° (Spulen I und II). Dies hat zur Folge, daß zumindest bei der aus 9 ersichtlichen "2 über – 2 unter"-Legung vergleichsweise große, d.h. einen großen ursprünglichen Wickeldurchmesser aufweisende Spulen 31,38 verwendet werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß die sich kreuzenden Stränge in unerwünschter Weise miteinander oder mit Teilen der Maschine in Berührung kommen und dadurch den Flechtvorgang ungünstig beeinflussen. Durch Wahl der Exzentrizitäten der Kurvenrollen 79 und der Führungsköpfe 81 können die Bewegungen der Strangführungsorgane 48 den Umständen des Einzelfalls angepaßt und gegenüber reinen Sinusbewegungen modifiziert werden.
Eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform für das Getriebe 51 nach 2 wird nachfolgend anhand der 10 bis 16 beschrieben, wobei anstelle von Exzentergetrieben je ein Summengetriebe für die Getriebe 51 nach 4 verwendet wird.
Jedes Getriebe enthält ein Getriebegehäuse 93 (10,11), das an den Rotor 6 angeschraubt ist und das auch in 4 und 5 dargestellte Antriebszahnrad 58 (10) aufnimmt. Das Antriebszahnrad 58 treibt über ein Zahnrad 94 eine an diesem befestigte Welle 95 an, die mit Lagerelementen 96 im Getriebegehäuse 93 drehbar gelagert ist und an ihrem vom Zahnrad 94 entfernten Ende ein Kegelzahnrad 97 trägt. Das Kegelzahnrad 97 steht mit einem Kegelzahnrad 98 im Eingriff, das mit einer Paßfeder 99 (12) auf einer im Getriebegehäuse 93 drehbar gelagerten Welle 100 befestigt ist. Mit derselben Paßfeder 99 ist auf der vom Kegelzahnrad 97 abgewandten Seite ein weiteres Zahnrad 101 auf der Welle 100 befestigt, das mit einem Zahnrad 102 kämmt, das zusammen mit einem weiteren Zahnrad 103 auf einer mit Abstand und parallel zur Welle 100 angeordneten Welle 104 sitzt. Das Zahnrad 103 steht mit einem Zahnrad 105 im Eingriff, das auf der vom Kegelzahnrad 98 abgewandten Seite des Zahnrads 101 frei drehbar auf der Welle 100 gelagert ist. Die Zahnräder 101, 102, 103 und 105 sind vorzugsweise Stirnzahnräder. Dabei sind die Welle 100 und das Zahnrad 105 zur gegenseitigen Abstützung und stabilen Lagerung mit Lagerelementen 106 bis 109 drehbar im Getriebegehäuse 103 gelagert.
Nach 10 bis 12 ist die Welle 104 mittels Lagerelementen 110,111 in einem Schwingrahmen 112 drehbar gelagert, der seinerseits mittels Lagerelementen 114 und 115 auf der Welle 100 bzw. axial erstreckten Kragen der Zahnräder 98, 101 und 105 drehbar gelagert ist und um eine Achse 113 (11,12) der Welle 100 hin- und hergeschwenkt werden kann. Der Schwingrahmen 112 ist an einer die Welle 101 ringförmig umgebenden Außenwand mit einer Verzahnung 116 versehen, die mit einer Verzahnung 117 an einer Zahnstange 118 im Eingriff steht, die senkrecht zur Achse 113 in einer im Getriebegehäuse 93 befestigten Führung 110 und in Richtung eines Pfeils z (10) hin- und herbeweg werden kann, um dadurch den Schwingrahmen 112 und mit ihm die Welle 104 und die Zahnräder 102,103 um die Achse 113 zu drehen, ohne daß dabei der Eingriff der Zahnradpaare 101,102 bzw. 103,105 verlorengeht. Zur Hin- und Herbewegung der Zahnstange 118 dient eine als Pleuel wirkende Stange 120, deren eines Ende mittels eines Gelenkbolzens 121 an einem Ende der Zahnstange 118 angelenkt ist und deren anderes Ende auf einer als Kurbel wirkenden Exzenterscheibe 122 sitzt, die exzentrisch am Ende einer Welle 123 befestigt ist. Die Welle 123 ist mittels Lagerelementen 124 drehbar im Getriebegehäuse 93 gelagert und mit ihrer Achse senkrecht zur Achse 113 angeordnet. An einem von der Exzenterscheibe 122 entfernten Teil der Welle 123 sitzt ein Zahnrad 125, das mit dem Antriebszahnrad 58 kämmt.
Mit dem Zahnrad 105 (12 und 13) ist das Hinterende eines Kurbelhebels 126 fest verbunden, der dem Kurbelhebel 82 nach 6 und 7 entspricht und analog dazu an seinem Vorderende mittels eines Lagerzapfens 127 und eines Lagerelements 128 drehbar mit dem Hebel 50 nach 4 verbunden ist. Die Längsachse des Kurbelhebels 126 ist entsprechend senkrecht zur Achse 113 und um diese drehbar angeordnet.
Die Wirkungsweise des Getriebes nach 5 bis 7 ist schematisch in 8 angedeutet. Da die Zahnräder 101 und 102 einerseits und 103 und 105 andererseits direkt im Eingriff stehen, dreht sich das Zahnrad 105 in dieselbe Drehrichtung wie das Zahnrad 101, wenn letzteres beim Betrieb der Rundflechtmaschine vom Antriebszahnrad 58 über das Zahnrad 94 angetrieben wird. Da jedoch gleichzeitig über das Zahnrad 124 auch die Zahnstange 118 angetrieben wird und diese über die Verzahnungen 116,117 den Schwingrahmen 112 um die Achse 113 (11,12) dreht, wird das Zahnrad 103 je nach Bewegungsrichtung der Zahnstange 118 (Pfeil z in 10) am Umfang des Zahnrads 105 abgewälzt. Dadurch wird dem Zahnrad 105 zusätzlich zu der von der Welle 100 aufgeprägten Drehbewegung eine zweite Drehbewegung in dem einen oder anderen Richtungssinn überlagert, so daß es sich schneller oder langsamer dreht, als der Drehbewegung der Welle 100 entspricht. Entsprechendes gilt für die Drehbewegung des Kurbelhebels 126 und den damit verbundenen Hebel 50. Insgesamt wird daher analog zur Ausführungsform nach 5 bis 9 einer durch die Welle 100 bewirkten Sinusbewegung eine zweite, durch die Zahnstange 118 bewirkte Sinusbewegung überlagert, was bei entsprechender Bemessung der beteiligten Zahnräder wieder zur Folge hat, daß sich das Strangführungsorgan 48 in den Umkehrbereichen langsamer und zwischen diesen schneller längs der Führungsbahn 49 (4) bewegt, als einer reinen Sinusbewegung entspricht. Dies ist schematisch in 14 angedeutet. Durch Wahl des Antriebs der Zahnstangen 118 können die Bewegungen der Strangführungsorgane 48 außerdem den Umständen des Einzelfalls angepaßt und gegenüber reinen Sinusbewegungen vielfältig modifiziert werden.
In 14 ist angenommen, daß sich die Welle 100 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit in Richtung eines Pfeils t dreht. Nach jeweils einer Drehung um ca. 15°, 30° bzw. 45° legt das Zahnrad 105 (bzw. der Kurbelhebel 126) insgesamt lediglich Drehwinkel von α₁ ≈ 2°, α₂ ≈ 7,5° bzw. α₃ ≈ 18° zurück. Nach einer Drehung der Welle 100 um weitere 45° in die 90°-Stellung nimmt auch der Kurbelhebel 126 die 90°-Stellung ein, so daß er sich im zweiten 45°-Zyklus um wesentlich mehr, nämlich um ca. 72° gedreht hat. Bei den nächsten beiden 45°-Drehungen der Welle 100 legt der Kurbelhebel 126 entsprechend je einen Winkel von zunächst ca. 72° und dann lediglich ca. 18° zurück, so daß in der 180°-Stellung wieder Übereinstimmung besteht und das Strangführungsorgan 48 in 2 den rechten Todpunkt der Führungsbahn 49 einnimmt. Bei Weiterdrehung um 180° laufen dieselben Vorgänge ab, bis in der 0°-Stellung alle Teile wieder die Ausgangsstellung erreicht haben und das Strangführungsorgan 48 in 2 die linke Todpunktstellung einnimmt.
In 15 ist schematisch die Bahn 130 dargestellt, die vom Strangführungsorgan 48 in Richtung der eingezeichneten Pfeile bei Drehung des Rotors 6 beschrieben wird. Diese Bahn 130 entspricht weitgehend der Bahn 90 nach 9 und führt somit zu denselben Vorteilen wie diese. Im Gegensatz zu 9 verläuft die Bahn 130 allerdings in den Umkehrbereichen noch etwas flacher als die Bahn 90. Mit einer gestrichelten Linie ist zum Vergleich wie in 9 eine reine Sinuskurve eingezeichnet.
In Abhängigkeit von den Übersetzungsverhältnissen der beteiligten Zahnräder und dem Antrieb der Zahnstange 118 ist es bei der Ausführungsform nach 10 bis 12 sogar möglich, das Zahnrad 105 kurzzeitig in die entgegengesetzte Richtung wie die Welle 100 laufen, d. h. ihre Winkelgeschwindigkeit negativ werden zu lassen. Dies ist schematisch in 16 für eine Bahn 131 angedeutet, die von den Strangführungsorganen 48 in Richtung der eingezeichneten Pfeile beschrieben wird. Im Gegensatz zu 9 und 15 führen die Strangführungsorgane 48 hier in den Umkehrbereichen der Bahn 130 nicht nur eine verlangsamte, sondern sogar eine mit kleinem Hub hin- und hergehende Bewegung längs einer Warteschleife 132 bzw. 133 aus. Dadurch ist es möglich, die Strangführungsorgane 48 für eine vorgewählte Verweildauer in den Umkehrbereichen verweilen zu lassen, bevor der nächste Überkreuzungsvorgang ausgeführt wird. Ein Vorteil dieser Maßnahme besteht darin, daß die Verweildauer, wie 16 zeigt, so groß gewählt werden kann, daß "3 unter – 3 über"-Legungen möglich sind, ohne daß dabei auf die steilen Kurvenabschnitte der Bahn 131 in den Überkreuzungsbereichen verzichtet werden müßte.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, die sich auf vielfache Weise abwandeln lassen. Dies gilt insbesondere für die Mittel, die im Einzelfall zur Realisierung des Exzenter- bzw. Summengetriebes oder irgendeines anderen äquivalenten Getriebes verwendet werden. Möglich wäre weiter, die hin- und hergehende Bewegung des Strangführungsorgans 48 und/oder des Schwingrahmens 112 mit anderen als den dargestellten Mitteln zu bewirken. Auch die anhand 1 und 2 beschriebene Rundflechtmaschine stellt nur ein Ausführungsbeispiel dar, da die beschriebenen Ausführungsbeispiele für die Getriebe in entsprechender Abwandlung der Gesamtkonstruktion grundsätzlich auf alle Rundflechtmaschinen, auch solche mit vertikaler Achse, angewendet werden können, die zur Herstellung der erforderlichen Überkreuzungen mit hin- und hergehenden Strangführungsorganen versehen sind.

Claims

Rundflechtmaschine mit einer Drehachse (1), enthaltend: je eine Gruppe von inneren und äußeren, auf einer mit der Drehachse (1) koaxialen Kreisbahn angeordneten, je einen Strang (32,37) tragenden Spulen (31,38), Antriebsmittel (9-11,17,29,42-45) zum Bewegen der Gruppen von Spulen in entgegengesetzte Richtungen (r,s), Strangführungsorgane (48) zur Führung zumindest der Stränge (37) von einer der Gruppen von Spulen (38) an einer Stelle zwischen diesen und einem Flechtpunkt (35), und mit den Antriebsmitteln synchron arbeitende, mit den Strangführungsorganen (48) gekoppelte, Hebel (50) aufweisende Mittel zum Verkreuzen der Stränge (32,37) der inneren und äußeren Spulen (31,38), dadurch gekennzeichnet, daß die Strangführungsorgane (48) auf im wesentlichen radial zur Drehachse (1) angeordneten Führungsbahnen (49) hin- und herbewegbar gelagert sind und daß die Hebel (50) im wesentlichen in den Verlängerungen der Führungsbahnen (49) angeordnet und nach Art von Pleuelstangen einerseits mit den Strangführungsorganen (48) und andererseits mit je einem umlaufenden Kurbelhebel(52,82,126) gelenkig verbunden sind.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahnen (49) aus mit Abstand zueinander angeordneten Schienen (54) gebildet sind, zwischen denen je ein Schlitten (55) mit einem Strangführungsorgan (48) verschiebbar geführt ist.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelhebel (52,82,126) durch ein Getriebe (51) angetrieben ist, das eine überlagerte Sinusbewegung derart erzeugt, daß die Winkelgeschwindigkeit des Kurbelhebels (52,82,126) in den Umkehrpunkten der Führungsbahn (49) entsprechenden Bereichen kleiner und in dazwischen liegenden Bereichen größer ist als bei einer rein sinusförmigen Umlaufbewegung.
Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn (49) linear ausgebildet ist.
Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsbahn auf einem solchen Bogen angeordnet ist, daß das Strangführungsorgan (48) mit konstantem Abstand zum Flechtpunkt (35) geführt wird.
Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (51) ein Exzentergetriebe ist.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Exzentergetriebe zwei gegensinnig drehbare Exzenter aufweist, von denen der eine in einen Längsschlitz (83) rund der andere in einen kreisförmigen Durchbruch (84) des Kurbelhebels (82) ragt.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Exzenter als Kurvenrolle (79) und der andere Exzenter als Führungskopf (81) ausgebildet ist.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Exzenter mit derselben absoluten Winkelgeschwindigkeit drehen.
Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (51) ein Summengetriebe ist.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Summengetriebe eine umlaufende, den Kurbelhebel (126) antreibende Welle (100) aufweist, die synchron zur Bewegung der Gruppen von Spulen (31,38) angetrieben ist, und daß Mittel vorgesehen sind, die dieser Bewegung eine zweite Bewegung überlagern.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel ein frei drehbar gelagertes und von der Welle (100) angetriebenes Rad (105) aufweisen, dessen Winkelgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Winkelstellung des Kurbelhebels (126) durch die Mittel vergrößerbar oder verkleinerbar ist.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Rad (105) ein hin- und herschwenkbarer Schwingrahmen (112) drehbar gelagert ist, in dem mit dem Rad (105) und der Welle (100) antriebsmäßig verbundene Übertragungsräder (102,103) verbunden sind, von denen wenigstens eines beim Verschwenken des Schwingrahmens (112) in dem einen oder anderen Drehsinn am Rad (105) abrollt.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (105) und die Welle (100) koaxial angeordnet sind und die Übertragungsräder (102,103) auf einer mit Abstand und parallel zur Welle (100) angeordneten, drehbar im Schwingrahmen (112) gelagerten Welle (104) befestigt sind.
Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad (105) und die Übertragungsräder (102,103) aus Zahnrädern bestehen.
Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingrahmen (112) eine mit einer Zahnstange (118) im Eingriff stehende Verzahnung (116) aufweist und die Zahnstange (118) mit einem mit den Antriebsmitteln synchron verbundenen Kurbeltrieb (120-123) verbunden ist.
Rundflechtmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verkreuzen der Stränge (31,37) so ausgebildet sind, daß die Strangführungsorgane in den Umkehrbereichen der Führungsbahnen (49) eine Warteschleife (132,133) durchlaufen.
Rundflechtmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Warteschleifen (132,133) mit Hilfe des Schwingrahmens (112) und des Kurbeltriebs (120-123) für die Zahnstange (118) eingerichtet sind.