EP0625604A1

EP0625604A1 - Spannrahmenführung und -antrieb für Stickmaschinen

Info

Publication number: EP0625604A1
Application number: EP94102125A
Authority: EP
Inventors: Jürg Dr. Dipl.-Phys. Henz; Hans Dipl.-Ing. Abegglen; Xueliang Dipl.-Ing. Yu
Original assignee: Saurer Sticksysteme AG
Current assignee: OC Oerlikon Textile Holding AG
Priority date: 1993-05-20
Filing date: 1994-02-11
Publication date: 1994-11-23
Anticipated expiration: 2014-02-11
Also published as: DE4316915A1; US5438941A; ATE167903T1; JPH07150461A; DE59406357D1; CH687997A5; EP0625604B1

Abstract

Stickmaschine mit vorzugsweise vertikal angeordneter Stoffebene und horizontal parallel angeordneten Befestigungselementen (Stoffwellen (11,12)) für den Stickstoff, wobei über die Länge der Stickmaschine verteilt mehrere obere und untere Horizontalführungen (1,2) angeordnet sind, wobei jeweils eine obere und untere Horizontalführung durch vertikale Verbindungen (3) zu einem Horizontalführungselement verbunden sind und solche HF-Elemente von je einem Positionierantrieb (4) in maschinenfest angeordneten Führungen vertikal verstellt werden. <IMAGE>

Description

Aufbau und Anordnung des Spannrahmens wird in Groß-Stickmaschinen bei allen Fabrikaten seit langem im wesentlichem in gleicher Art ausgeführt.
Der Spannrahmen ist vertikal angeordnet und wird schrittweise vertikal / horizontal positioniert, um so Stich für Stich das Stickmuster zu erzeugen. Die Stickstellen mit den Stickwerkzeugen (Nadeln, Schiffchen, Bohrer,...) sind in horizontalen Reihen in konstantem Rapport angeordnet. Ein solcher Spannrahmen wird durch einen oberen, 5 - 22 m langen Längsträger gebildet, an dem seitlich zwei vertikale Schilde befestigt sind, die unten wieder durch einen einfacheren Längsträger verbunden sind. In den beiden Seitenschildern sind zwei Paar parallel und über die ganze Länge des Spannrahmens verlaufende Stoffwellen angeordnet. Auf diese Stoffwellen wird der zu bestickende Stoff aufgewickelt und zwischen je zwei Stoffwellen gespannt. Zwischen oberem und unterem Längsträger sind mehrere vertikale Spannrahmenstützen angeordnet, welche ihrerseits mittels speziellen Elementen (Wellenlöffeln) die langen Stoffwellen stützen.
Um diese bis 22 m langen, 3 m hohen und über 1000 kg schweren Spannrahmen mit dem eingespannten Stoff zu positionieren, wurde der obere Längsträger an zwei oder mehr Stellen vertikal bewegt, in horizontaler Richtung wurden der eine oder beide der seitlichen Schilde angetrieben. Solche Ausführungen sind ersichtlich aus CH 652 769 und DE 2155 192.
Um höhere Drehzahlen zu erreichen müßte diese Form des Spannrahmens wesentlich steifer konstruiert werden, wodurch die zu bewegende Masse ebenfalls erhöht wird. Nur ein grundsätzlicher anderer Aufbau kann eine Lösung bringen. In OE 64 215 ist ein solcher Lösungsversuch aufgezeigt. Statt des oberen Längsträgers sind mehrere horizontal geführte und bewegte Längsträger angeordnet, an denen die vertikal bewegten Spannrahmenstützen geführt sind. Diese Lösung hat aber verschiedene Nachteile und wurde nie ausgeführt.
Die Erfindung setzt sich zum Ziel, durch einen neuartigen Aufbau die bewegten Massen so stark zu reduzieren, daß wesentlich höhere Drehzahlen möglich werden ohne Einbuße an Positioniergenauigkeit. Die wesentliche Idee der Erfindung besteht darin, alle Antriebe möglichst dort anzuordnen, wo das entsprechende Teil bewegt werden muß, und so möglichst viele Rahmenteile und Übertragungsglieder wegfallen zu lassen, die sonst als Teil der Gesamtmasse mit bewegt werden müssen.
Für die Vertikalbewegung wäre es vorteilhaft direkt die wellenunterstützenden Elemente (Wellenlöffel) zu bewegen. Da zwischen oberer und unterer Stoffwelle eine große Zugspannung aufgebracht werden muß um den Stoff zu spannen, müssen die stützenden Elemente auf konstanter Distanz gehalten werden. Wenn nun die stoffwellentragenden Elemente direkt an horizontalen Träger angebracht werden, und die entsprechenden oberen und unteren Horizontalführungen untereinander fest verbunden werden, so ergibt sich ein Horizontalführungselement, das seinerseits über einen Antrieb direkt vertikal bewegt wird. Mehrere solcher parallel und synchron vertikal bewegten Horizontalführungselemente können so beliebig lange Stoffwellenpaare unterstützen und vertikal positionieren, ohne einen Spannrahmen zu benötigen.
Diese Lösung ermöglicht auch, die Stofwellenenden in einem Träger zu lagern, der in den Horizontalführungen läuft.
Werden solche Träger in den Horizontalführungen durch entsprechende Antriebe horizontal verschoben, so wird die Horizontalbewegung in die Stoffwellen direkt eingeleitet.
Die Antriebe zum Drehen der Stoffwellen, beziehungsweise zum Aufwickeln und Spannen des Stoffes, können direkt an die in den Horizontalführungen laufenden Träger angebaut werden, somit kann auch hier auf weitere Übertragungsglieder verzichtet werden.
Mit dieser Lösung wird von den Möglichkeiten moderner leichter Servoantriebe, die dezentral und trotzdem genau synchronisiert eingesetzt werden können, voller Gebrauch gemacht. Sowohl der übliche obere und untere Längsträger wie auch die seitlichen vertikalen Schilde fallen weg. Statt eines schweren, steifen Spannrahmens werden die Spannrahmenstützen und die Stoffwellen direkt bewegt, so daß die gesamte zu bewegende Masse auf einen Bruchteil dar bisher üblichen Masse reduziert wird. Zusammen mit den verteilten, hochdynamischen Servoantrieben ist es somit möglich, große gespannte Stoff Flächen in wesentlich schnellerem Rhythmus zu positionieren.
Im nachfolgenden wird eine mögliche technische Ausführung anhand der Fig.1 und 2 beschrieben.

Fig.1 :: Perspektivische Darstellung zweier Horizontalführungselemente mit horizontalen Verbindungselementen und Stoffwellen;
Fig.2 :: Perspektivische Darstellung der oberen und unteren Stoffwellenlagerung mit Antrieben und vertikaler Stütze.

Die Erfindung geht davon aus, die Möglichkeiten der modernen Antriebstechnik in dem Sinne auszunutzen, daß die entsprechenden Motoren möglichst direkt an den Elementen angreifen, die zu bewegen sind. Die Technik der hochdynamischen Servomotoren mit elektronischer Regelung/Steuerung ermöglicht es, diese Antriebe beliebig dezentral und parallel anzuordnen. Die Antriebe für das Aufwickeln und Spannen des Stoffes werden deshalb direkt an den Stoffwellen angebracht. Die Antriebe für die horizontale Positionierung bewegen direkt die Stoffwellen-Lagerungen bzw. deren Träger. Die horizontalen Führungen dieser Träger werden wiederum direkt von den entsprechenden Antrieben vertikal positioniert.
In der vorliegenden Ausführung sind obere Horizontalführungen (1) und untere Horizontalführungen (2) parallel und in sich fluchtend im Maschinengestell angeordnet. In jeder Horizontalführung (1,2) ist ein horizontal verschiebbarer Träger (7) angeordnet, der Stoffwellenhalterungen (10) oder Flansche (14) für die Stoffwellenlagerung (17) trägt. Da durch das Spannen des Stoffes Zugkräfte zwischen den Stoffwellenlagerungen (17) bzw. - halterungen (10) auftreten, werden zwischen den oberen und unteren Horizontalführungen (1,2) feste Verbindungen (3) angeordnet, die die Horizontalführungen (1,2) und damit die Stoffwellen (11,12) in festgelegter Distanz halten.
Durch die Verbindung einer oberen Horizontalführung (1) und einer unteren Horizontalführung (2) mittels der festen Verbindung (3) entsteht ein in sich steifes Horizontalführungselement, das als Ganzes vertikal positioniert wird. Am Maschinengestell (19) sind dazu feste vertikale Führungen (6) angebracht sowie vertikale Spindeln (5). Ein Positionierantrieb (4) treibt direkt die Spindel (5) an. In kurzen Stickmaschinen genügen zwei solcher Horizontalführungselemente, um obere und untere Stoffwelle (11,12) zu tragen, den Stoff dazwischen zu spannen und die gespannte Stoffläche vertikal zu positionieren. Bei längeren Maschinen können mehrere solche Horizontalführungselemente parallel angeordnet und über ihre Antriebe synchron vertikal positioniert werden.
An den Trägern (7) in den Horizontalführungen (1,2) sind Stoffwellenhalterungen (10) befestigt, in denen die Stoffwellen (11,12) drehbar gehalten sind. In einem oder in den beiden endseitigen Horizontalführungselementen sind Flansche (14) an den Trägern (7) befestigt. Diese Flansche (14) tragen die Stoffwellen-Lagerungen (17). Über Stoffwellenmotoren (15) und Stoffwellengetriebe (16) werden diese Stoffwellenlager (17) so angetrieben, daß Stoff auf die Stoffwellen auf- oder abgewickelt wird, oder daß durch gegensinniges Drehen der Stoffwellen der Stoff gespannt wird. Die dadurch entstehenden Spannkräfte werden von den Stützen (18) aufgenommen. Ein gleichsinniges Drehen der Stoffwellen wickelt den Stoff von der unteren auf die obere Welle oder umgekehrt.
Werden die beiden Stoffwellen gegensinnig gedreht, so kann durch bekannte Mittel das Drehmoment gemessen und damit direkt die Stoffspannung ermittelt werden. Diese Stoffspannung kann beim Spannvorgang laufend angezeigt werden, oder sie kann in der Antriebssteuerung als Sollwert eingegeben und so automatisch erreicht werden.
Analog zu den Vertikalantrieben werden in einem oder in den beiden endseitigen Horizontalführungselementen Spindeln (9) in den Horizontalführungen (1,2) angeordnet. Mit den Positionierantrieben (8) werden über die Spindeln (9) die Träger (7) horizontal verschoben. So wird die horizontale Positionierbewegung über die Flansche (14) und die Stoffwellenlagerungen (17) auf die Stoffwellen (11,12) übertragen. Die Synchronisation der oberen und unteren Antriebe (8) ist mit elektronischen Regelungen/Steuerungen gut erreichbar.
Durch die Stoffspannung werden die Stoffwellen (11,12) auf die Stoffwellenhalterungen (10) gedrückt. Der ent-stehende Reibungsschluss verschiebt bei horizontaler Bewegung der Stoffwellen die entsprechenden Halterungen (10) und damit die Träger (7) synchron. Sollte bei leichter Stoffspannung dieser Reibungsschluss nicht zur Mitnahme genügen, so könnte jede Horizontalführung mit einem Positionierantrieb (8) ausgerüstet werden. Kostengünstiger ist aber eine horizontale Verbindung aller Träger (7) bzw. Halterungen (10) und Lager (17), so daß eine synchrone Bewegung aller Stoffwellen-tragenden Elemente gesichert ist.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Stickhöhe bzw. der Abstand zwischen den oberen und unteren Horizontalführungen verstellbar gestaltet werden. Zu diesem Zweck müssen die festen Verbindungen (3) und Stützen (8) in ihrer Länge einstellbar bzw. auf bestimmte Längen fixierbar sein. Dies kann von Hand oder mit Hilfe von motorisch angetriebenen Verstellungen und Fixierungen geschehen. Damit können die Stoffwellen (11,12) oder sie ersetzende Elemente in bestimmten Abständen fixiert werden. Von Vorteil ist diese Ausführung vor allem, wenn der zu bestickende Stoff sozusagen "endlos" schrittweise horizontal durch die Maschine läuft. Die Stoffwellen werden dabei durch horizontale Spann- und Führungselemente ersetzt. Durch diese Methode der "einstellbaren Stickhöhe" kann die Stickmaschine leicht an verschiedene Stoffbahnbreiten angepaßt werden. Mit den gleichen Mitteln kann auch das vertikale Spannen des Stoffes erreicht werden.

Zeichnunqs-Legende

1: Obere Horizontalführungen
2: Untere Horizontalführungen
3: Feste Verbindung zwischen oberer und unterer Horizontalführung
4: Positionierantrieb vertikal
5: Spindel vertikal
6: Führung vertikal
7: Träger, horizontal verschiebbar
8: Positionierantrieb horizontal
9: Spindel horizontal
10: Stoffwellenhalterung
11: Obere Stoffwelle
12: Untere Stoffwelle
13: Horizontale Verbindungselemente
14: Flansch für Stoffwellenlagerung
15: Stoffwellen-Motor
16: Stoffwellen-Getriebe
17: Stoffwellenlagerung
18: Stütze
19: Maschinengestell

Claims

Stickmaschine mit vorzugsweise vertikal angeordneter Stoffebene und horizontal parallel angeordneten Befestigungselementen (Stoffwellen 11,12) für den Stickstoff, dadurch gekennzeichnet, daß über die Länge der Stickmaschine verteilt mehrere obere und untere Horizontalführungen (1,2) angeordnet sind, wobei jeweils eine obere und untere Horizontalführung durch vertikale Verbindungen (3) zu einem Horizontalführungselement verbunden sind und solche HF-Elemente von je einem Positionierantrieb (4) in maschinenfest angeordneten Führungen vertikal verstellt werden.
Stickmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertikal-Positionierantriebe aller HF-Elemente mechanisch, hydraulisch oder elektrisch / elektronisch synchronisiert sind.
Stickmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils in den oberen und unteren Horizontalführungen horizontal verschiebbare Träger (7) angeordnet sind, an denen Lager (17) oder Halterungen (10) für die Stoffwellen befestigt werden.
Stickmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise die an einem oder an beiden Enden der Maschine angeordneten Horizontalführungen (1,2) so mit einem Positionierantrieb (8) ausgerüstet sind, daß damit die in der oberen beziehungsweise unteren Horizontalführung gelagerten Träger (7) und damit die Stoffwellen (11,12) mit dem aufgespannten Stoff horizontal verschobenen werden können.
Stickmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalantriebe (8) in den oberen und unteren Horizontalführungen (1,2) mechanisch, hydraulisch oder elektronisch synchronisiert sind.
Stickmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei Horizontalführungen (1,2) ohne Horizontalantrieb (8) an den Trägern nur Stoffwellenhalterungen (10) befestigt sind, wobei diese Stoffwellenhalterungen und damit die Träger (7) bei Horizontalverschiebungen der Stoffwellen durch Reibschluss zwischen dem Stoff auf der Stoffwelle und der Stoffwellenstütze entlang der Horizontalführung mitgenommen werden.
Stickmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß die je unteren und die je oberen Träger (7) beziehungsweise Stoffwellenhalterungen (10) und -lager durch leichte Verbindungselemente (13) derart horizontal verbunden sind, daß die Stoffwellenlager beziehungsweise - stützen auch ohne Reibschluss den Horizontalbewegungen folgen.
Stickmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß an einem oder an beiden Enden der Maschine an den oberen und unteren Trägern (7) in den entsprechenden Horizontalführungen Stoffwellenlagerungen (17) vorgesehen sind, die mit Antrieben (15,16) gekuppelt sind, durch die zum Auf und Abwickeln des Stoffes und zum Spannen desselben die Stoffwellen gleichsinnig oder entgegengesetzt gedreht werden können.
Stickmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch Messen des Drehmomentes in den Stoffwellen-Antrieben (15, 16) die Stoffspannung gemessen und angezeigt, bzw. eine gewünschte voreingestellte Stoffspannung erzeugt werden kann.
Stickmaschine nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß diese oberen und unteren Stoffwellenlager (17), Stoffwellenhalterungen (10) oder deren Träger (7) durch eine vertikale Stütze (18) fest verbunden sind, um die Stoffspannung aufzunehmen.
Stickmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Verbindungen (3) zwischen den oberen und unteren Horizontalführungen (1, 2) sowie die Stützen (18) zwischen den oberen und unteren Stoffwellenlagern (17) in ihrer Länge veränderbar und fixierbar sind, so daß ein beliebiger Abstand zwischen unterer und oberer Stoffwelle eingestellt werden kann und/oder der Stickstoff so gespannt wird.