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Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Antreiben
der die Keile steuernden Ringhebel einer
Hochgeschwindigkeits-Rotationsschaftmaschine, welche unter Verwendung von
Schwingarmen, die an den Ringhebeln symmetrisch um eine
durch den Drehpunkt dieser Hebel gehenden Symmetrieachse
schwenkbar und in geeigneter Weise durch Paare von
elektromagnetischen Systemen mit einer von zwei Schleppnuten
starr gemacht sind, die sich ihrerseits in wechselseitiger
Gegenstellung symmetrisch um diese Symmetrieachse
verschwenken, zu einer beträchtlichen Kompaktheit, Effizienz
und konstruktiver Einfachheit führt, eine Steigerung der
Betriebsgeschwindigkeit gestattet und es der
Schaftmaschine ermöglicht, angehalten und jederzeit in gegenläufige
Drehung versetzt zu werden, da alle Leerlaufzeiten
eliminiert sind.
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Wie bereits aus unserer früheren europäischen
Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 0 466 234 vom 1. Januar
1992 bekannt, die unter Artikel 54 (3) EPÜ fällt, umfaßt
die Vorrichtung zum Antreiben der die Keile steuernden
Ringhebel einer
Hochgeschwindigkeits-Rotationsschaftmaschine für jeden Hebel eine V-förmige Feder, deren Enden
ihrer beiden Arme in einen Hohlraum dieses Hebels
eingesetzt sind, der dem Hebeldrehpunkt gegenüberliegt, wobei
die Feder vorbelastet zwischen zwei festen Schultern
befestigt ist, die symmetrisch um die Symmetrieachse der Feder
herum angeordnet sind, welche durch den Drehpunkt des
steuernden Ringhebels verläuft, wobei dieser Hebel ferner
einen zweiten Hohlraum gegenüber dem vorangehenden umfaßt
und mit einem Schieber zusammenwirkt, an dem das untere
Ende eines Sektors gelenkig befestigt ist, der symmetrisch
um die Symmetrieachse schwingt, wobei der Sektor in seinem
oberen Teil zwei Vertiefungen umfaßt, die symmetrisch um
die Symmetrieachse herum angeordnet sind und mit dem
unteren Ende eines darüberliegenden Drückerarms
zusammenwirken, der, angelenkt an seinem oberen Ende an einen Arm,
der von einem einfachen Schaftmaschinenschaft absteht, der
seinerseits dazu gebracht ist, durch einen
Steuermechanismus, vorzugsweise des Nockentyps, synchronisiert mit dem
Schaftmaschinen-Modulationsmechanismus zu schwingen,
gleitbar zwischen zwei Stifte eines Nadelselektors
eingesetzt ist, welcher mit der Einlaßöffnung eines
Programmierers durch die Wirkung einer Druckfeder und eines
Rückführ-Extraktorkammes zusammenwirkt, der dazu gebracht ist,
durch einen zweiten Steuermechanismus, vorzugsweise des
Nockentyps, zu schwingen und ebenfalls mit dem
Modulationsmechanismus synchronisiert ist.
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Eine solche bekannte Vorrichtung hat neben ihrer
offensichtlichen konstruktiven Komplexität den Nachteil eines
Verlustes an Betriebseffizienz und an Zuverlässigkeit im
Verlauf der Zeit wegen der Anwesenheit jener V-förmigen
Feder, und führt insbesondere zu Leerlaufzeiten, während
welcher die Schaftmaschine nicht in umgekehrten Lauf
versetzt werden kann und welche ihre Betriebsgeschwindigkeit
erheblich beschränken. In dieser Hinsicht vermittelt bei
der bekannten Vorrichtung der Programmierer den
Auslösebefehl an die Selektornadel, die sich dann bewegen kann, um
das Treibglied (Drückerstange) zu einer Betätigung zu
veranlassen und die gewünschte Bewegung auf den steuernden
Ringhebel über den schwingenden Sektor zu übertragen; die
Nadel und der schwingende Sektor müssen dann in ihre
Ruhestellung zurückgebracht werden, und zwar mit jeweils der
Hilfe eines weiteren Steuermechanismus und der V-förmigen
Feder, um so in der Lage zu sein, den gesamten Zyklus von
Anfang an wieder zu beginnen, so daß die gesamte Zeit,
welche für diese Operationen erforderlich sind, welche
darüber entscheiden, ob der Ringhebel bewegt werden muß,
einen Zeitverlust an der Schaftmaschine darstellt.
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Das Dokument EP-A-68139 zeigt eine weitere Vorrichtung zum
Antreiben der die Keile steuernden Ringhebel, welche dem
ersten Teil des unabhängigen Anspruchs 1 entspricht. Bei
dieser Vorrichtung bedeutet die Anwesenheit von
Rückführfedern ebenfalls, daß die Betriebsgeschwindigkeit
beschränkt ist.
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Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, diese
Nachteile durch Bereitstellung einer Vorrichtung zum
Antrieb der die Keile steuernden Ringhebel bei einer
Rotations-Schaftmaschine zu vermeiden, welche beträchtliche
Kompaktheit und konstruktive Einfachheit mit anhaltender
Betriebseffizienz und Zuverlässigkeit bei den höchsten
Geschwindigkeiten und mit einer unmittelbareren
Eingriffsmöglichkeit kombiniert und, entsprechend einem weiteren
bevorzugten Merkmal unter keiner Bedingung leidet, unter
welcher die Schaftmaschine nicht in entgegengesetzten Lauf
versetzt werden kann. Dies wird im wesentlichen dadurch
erreicht, daß die Vorrichtung immer in ihre Ruhestellung
zurückgeführt wird, und zwar nicht durch Federn, sondern
stattdessen in vollständig positiver Art und Weise durch
das aktuelle Betriebssystem selbst, welches vorzugsweise
die Gestalt eines Parallelogramms hat, welches, angelenkt
an einem Ende der gleichen Achse, an welcher die Ringhebel
schwenkbar gelagert sind, alternativ geöffnet und
geschlossen wird, und zwar symmetrisch um die
Vorrichtungssymmetrieachse, welche durch den Drehpunkt verläuft, um
den die Ringhebel schwingen und durch den
Kontrollmechanismus des Nockentyps, der auf das andere Ende einwirkt.
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Die Bewegung der einzelnen Hebel zur einen oder zur
anderen Seite um die Symmetrieachse der Vorrichtung wird in
einer einfachen Weise durch einen Metallschwinganker
erreicht, welcher mit dem Hebel in einer Position gelenkig
verbunden ist, die mit der Symmetrieachse übereinstimmt,
jedoch senkrecht zu dieser letzteren ist, und welcher
einen von zwei Eingriffszähnen, die an seinen nach unten
gerichteten Enden vorgesehen sind, in die Nuten einer von
zwei Schleppbahnen oder Querstücken einsenkt, die jeweils
senkrecht starr mit den beiden Schenkeln des vorzugsweisen
Parallelogrammbetriebssystems verbunden sind, welches sie
infolgedessen mit hin- und hergehender Bewegung in
wechselseitiger Gegenstellung und senkrecht zur Symmetrieachse
bewegt, wobei dieses Einsenken durch zwei
Doppelwicklungselektromagnete gesteuert wird, welche, erregt durch den
Schaftmaschinenprogrammierer und symmetrisch zur
Symmetrieachse angeordnet, die obere Fläche des einen und des
anderen Endes des Schwingankers anziehen.
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Aus dem vorangehenden ist es offensichtlich, daß die
Vorrichtung von großer Einfachheit und im Betrieb zuverlässig
ist sowie einen augenblicklichen Eingriff gestattet, da
die Erregung eines Elektromagneten zur unmittelbaren
Anziehung der entsprechenden, darunterliegenden Seite des
Ankers führt, so daß die andere Seite des Ankers gezwungen
ist, ihre Zähne in die darunterliegende Nut der
entsprechenden Schleppbahn oder des Querstücks einzuführen,
welche
daher den Anker bewegt und infolgedessen den Ringhebel
selbst steuert; wiederum gewährt die Doppelwicklung der
Elektromagneten durch Schaffung einer weiteren Zone der
magnetischen Beeinflussung, daß der Schwinganker während
seines gesamten Laufes stets unter dem magnetischen
Einfluß verbleibt.
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Daher ist die Vorrichtung zum Antreiben der die Keile
steuernden Ringhebel einer
Hochgeschwindigkeits-Rotationsschaftmaschine mit einer durch die Drehachse, um welche
die Ringhebel schwenkbar sind, verlaufenden Symmetrieachse
und mit einem Nockensteuermechanismus und einem
Programmierer gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß für jeden Ringhebel entlang der
Symmetrieachse eine Stütze tiefer an der Drehachse, um welche die
Ringhebel schwenkbar sind, angelenkt und mit dem
betreffenden Ringhebel starr verbunden ist, um angelenkt an
ihrem oberen Ende einen Metall-Schwinganker abzustützen, der
senkrecht zur Symmetrieachse angeordnet und an seinen nach
unten gerichteten Enden mit zwei Eingriffszähnen versehen
ist, die so angeordnet sind, daß sie mit entsprechenden
Nuten zweier Schleppbahnen oder Querstücke zusammenwirken,
welche ihrerseits parallel zur Gelenkachse des Ankers
angeordnet sind und senkrecht zur Symmetrieachse in hin- und
hergehender, gegenseitig gegenläufiger Bewegung von einem
Betätigungssystem bewegt werden, das durch den
Nockensteuermechanismus gesteuert ist, wobei der Schwinganker über
seine Oberfläche mit einem von zwei
Doppelwicklungs-Elektromagneten zusammenwirkt, die symmetrisch zur
Symmetrieachse angeordnet und vom Programmierer gesteuert sind.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist das genannte Betätigungssystem für die
Schleppbahnen oder Querstücke ein Parallelogrammsystem,
von dem zwei untere Schenkel, mit denen die Schleppbahnen
oder Querstücke starr verbunden sind, an derselben
Schwenkachse wie die Ringhebel angelenkt sind, während die
beiden oberen Schenkel am Ende eines Armes angelenkt sind,
der von einer schwingend von dem Nockensteuermechanismus
angetriebenen Welle absteht.
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Wiederum um die Phasenverschiebung zwischen der Position
des Keiles und der Position der bezogenen radial
blockierenden Nuten während des Umkehrlaufes der Schaftmaschinen
und während der Bewegung des Keiles zu kompensieren, ist
entsprechend einem weiteren bevorzugten Merkmal der
vorliegenden Erfindung die genannte Stütze für den
Schwinganker entlang der Symmetrieachse starr mit dem betreffenden
Ringhebel durch eine Feder verbunden, die zwischen zwei
Schulter- oder Gegenlagerblöcken vorgespannt ist, welche
ihrerseits in die Enden entsprechender Schlitze in der
Stütze und im Ringhebel eingesetzt sind.
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Unter der Voraussetzung, daß für den eigentlichen Betrieb
der Vorrichtung der Metall-Schwinganker immer entweder von
dem einen oder dem anderen Doppelwicklungs-Elektromagneten
angezogen wird und sich geschleppt von dem einen der
beiden genannten Schleppbahnen oder Querstücke, die in
wechselseitiger Gegenstellung schwingen, bewegen muß, und zwar
in die Nut, in welche er seinen Eingriffszahn eingeführt
hat, sodann zur Verhinderung einer schädlichen Reibung
zwischen den Enden der Polschuhe dieser Elektromagneten
und der Oberfläche des Ankers, ist gemäß einem weiteren
bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung jeder
Kontakt zwischen den genannten Elementen verhindert und es
wird ein extrem kleiner und konstanter Spalt dazwischen
über dem gesamten Bewegungsbogen aufrechterhalten, und
zwar durch geeignete Gestaltung und Bemessung des
Schwingsystems, der Elektromagneten und des Schwinghubes.
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Mehr im Speziellen sind die
Doppelwicklungs-Elektromagneten mit Polschuhen ausgerüstet, die so dimensioniert sind,
daß die Kanten ihrer Enden auf einem einzigen Umkreis
liegen, der seinen Mittelpunkt auf der Drehachse hat, um
welche die Ringhebel schwenkbar sind, wobei die Oberfläche
des Metall-Schwingankers als ein Horn gestaltet ist,
welches aus zwei zur Symmetrieachse symmetrischen Kreisbögen
besteht und derart, daß ein jeder seinen Mittelpunkt auf
der Drehachse hat, um welche die Ringhebel schwenkbar
sind, wenn er in der Position ist, die er nach Anzug durch
den betreffenden Elektromagneten einnimmt, wobei die Nuten
in den Schleppbahnen oder Querstücken von einer solchen
Tiefe sind, daß dann, wenn ein Zahn des Ankers in die Nut
eingreift, der Kreisbogen des Ankers, der durch den
Elektromagneten angezogen ist, einen konstanten Luftspalt mit
dem Elektromagneten bildet.
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Schließlich ist zur Vermeidung jeder Möglichkeit einer
Zurückziehung des mit der betreffenden Nut der Schleppbahnen
oder Querstücke in Eingriff befindlichen Zahnes, wobei
sich die Schleppbahnen oder Querstücke in wechselseitiger
Gegenstellung in einer hin- und hergehenden Bewegung
bewegen, gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der
vorliegenden Erfindung der Schwinganker an besagter Stütze in
solcher Weise angelenkt, daß die Normale zu den
Kontaktflächen zwischen dem Eingriffszahn des Ankers und der Nut
der betreffenden Bahn, in welche der Zahn eingesetzt ist,
daß also diese Normale, die durch den Mittelpunkt der
Flächen verläuft, den Gelenkmittelpunkt des Schwingankers
schneidet.
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Auf diese Weise werden keine Kräftepaare erzeugt, die dazu
tendieren, die Zähne herauszuziehen.
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Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die
beiliegenden Zeichnungen weiter erklärt, die eine bevorzugte
Ausführungsform derselben zeigen, die lediglich als
nichtbegrenzendes Beispiel angegeben wird.
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In den Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Teilansicht
einer Vorrichtung zum Antreiben der die
Keile steuernden Ringhebel einer
Hochgeschwindigkeits-Rotationsschaftmaschine
gemäß der Erfindung;
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Fig. 2 eine geschnittene Teilvorderansicht der
Vorrichtung aus Figur 1 in einem
vergrösserten Maßstab;
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Fig. 3 und 4 geschnittene Vorderansichten in einem sehr
vergrößerten Maßstab mit einer Darstellung
von Einzelheiten der Vorrichtung aus Figur
2, welche Merkmale der Erfindung zeigt.
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In den Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen der
Ringhebel, welche den Keil 2 der Rotationsschaftmaschine
steuern, und 3 und 4 bezeichnen den
Nockensteuermechanismus bzw. den Programmierer der Schaftmaschine. Dieser
Ringhebel 1 umfaßt entlang der Symmetrieachse 5 eine
Stütze 6, welche tiefer am Drehpunkt 7 gelenkig befestigt ist,
um den die Ringhebel der Schaftmaschine sich verschwenken,
und die mit dem Ringhebel 1 durch eine Feder 8 vorgespannt
ist, die zwischen zwei Schulter- oder Gegenlagerblöcken 9
bzw. 10 vorbelastet ist, welche ihrerseits in die Enden
entsprechender Schlitze 11 und 12 der Stütze 6 bzw. des
Ringhebels 1 eingesetzt sind.
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Die Stütze 6 umfaßt, angelenkt an ihrem oberen Ende durch
den Stift 13, einen Metall-Schwinganker 14, der senkrecht
zur Symmetrieachse 5 angeordnet ist und an seinen nach
unten gerichteten Enden zwei Eingriffszähne 15 und 16
umfaßt, die so angeordnet sind, daß sie mit entsprechenden
Nuten 17 und 18 in zwei Schleppbahnen oder Querstücken
zusammenwirken, die ihrerseits parallel zur Achse des
Stiftes 13 angeordnet sind und in hin- und hergehender
Bewegung senkrecht zur Symmetrieachse 5 und in wechselseitiger
Gegenstellung bewegt werden, und zwar durch ein
parallelogrammartiges Betätigungssystem 21, welches aus zwei
unteren Schenkeln 22 und 23 besteht, an denen die
Schleppbahnen 19 und 20 senkrecht befestigt sind, und welches am
Drehpunkt 7, um welchen die Ringhebel 1 verschwenkbar
sind, angelenkt sind, sowie aus zwei oberen Schenkeln 24
bzw. 25, von denen ein Ende an den entsprechenden unteren
Schenkeln 22 und 33 angelenkt ist und deren andere Enden
zusammen und mit einem Arm 36 gelenkig verbunden sind, der
von einer Welle 27 absteht, die dazu gebracht ist, sich
durch den Nockensteuermechanismus 3 zu verschwenken. Der
Schwinganker 14 wirkt über seine Oberflächen 14' und 14"
mit einem von zwei Doppelwicklungs-Elektromagneten 28 und
29 zusammen, die symmetrisch zur Symmetrieachse 5
angeordnet sind und durch den Programmierer 4 gesteuert werden.
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Der Schwinganker 14 ist an der Stütze 6 durch den Stift 13
derart gelenkig befestigt, daß die Normale 30 (s.
insbesondere Figur 4), welche durch das Zentrum der
Kontaktflächen
verläuft, nämlich die Fläche 31 des Eingriffszahns 16
des Ankers 14 und die Fläche 32 der Nut 18 der
betreffenden Schleppbahn 20, die Mitte des Stiftes 13 schneidet.
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Wiederum sind die Polschuhe 33 der Elektromagneten 28 und
29 so bemessen, daß die Kanten 34 ihrer Enden auf einem
einzigen Umkreis 35 (s. insbesondere Figur 3) liegen, der
seinen Mittelpunkt auf dem Drehpunkt 7 hat, um welchen die
Ringhebel 1 schwingen, und die oberen Flächen 14' und 14"
des Metallankers 14 sind als ein Horn gestaltet, das von
zwei Kreisbögen 36 bzw. 37 gebildet ist, welche
symmetrisch zur Symmetrieachse 5 und derart ausgebildet sind,
daß jeder seinen Mittelpunkt auf dem Drehpunkt 7 hat, um
den die Ringhebel 1 schwingen, wenn er in der Stellung
ist, die er nach Anzug durch den betreffenden
Elektromagneten einnimmt, wie in Figur 3 durch den Kreis 36
dargestellt, welcher infolgedessen konzentrisch mit dem Umkreis
35 und hiervon in einem Abstand durch einen Spalt 38
angeordnet ist, der während des gesamten Laufs des Ankers 14
konstant gehalten wird, wobei der Anker 14 starr mit der
Schleppbahn 20 (s. Figur 4) verbunden ist, und wobei der
Spalt 38 durch eine geeignete Tiefe der Nuten 17 und 18
bestimmt ist, welche die Abwärtsbewegung der
Eingriffszähne 15 und 16 des Metallankers 14 und daher die
Verschwenkung dieses Ankers begrenzen. Schließlich gewährleistet,
wie es klar aus Figur 4 ersichtlich ist, die Verwendung
von Doppelwicklungs-Elektromagneten ein ständiges
Verbleiben der Schwingarme 14 unter magnetischem Einfluß, und
zwar während ihres gesamten Laufes.