EP2982788B1

EP2982788B1 - Wirkmaschine

Info

Publication number: EP2982788B1
Application number: EP14180124.1A
Authority: EP
Inventors: Stefan Huss; Georg Kraus
Original assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: Karl Mayer Textilmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 2014-08-07
Filing date: 2014-08-07
Publication date: 2016-06-08
Anticipated expiration: 2034-08-07
Also published as: EP2982788A1; CN105369469B; CN105369469A

Description

Die Erfindung betrifft eine Wirkmaschine mit mindestens einer ersten Antriebswellenanordnung und einer zweiten Antriebswellenanordnung, wobei die erste Antriebswellenanordnung und die zweite Antriebswellenanordnung parallel verlaufende Achsen aufweisen, die erste Antriebswellenanordnung mit mindestens einer ersten Pleuelstange, die ein erstes Pleuelauge aufweist, verbunden ist und die zweite Antriebswellenanordnung mit mindestens einer zweiten Pleuelstange, die ein zweites Pleuelauge aufweist, verbunden ist.
Eine derartige Wirkmaschine ist beispielsweise aus EP 1 013 812 B1 bekannt.
Die Erfindung wird im Folgenden am Beispiel der Ansteuerung von Legebarren in einer Kettenwirkmaschine beschrieben. Sie ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt.
In einer Kettenwirkmaschine werden Legebarren in Abhängigkeit von der gewünschten Musterung der zu erzeugenden Wirkware in Versatzrichtung angesteuert, also in der Richtung ihrer Längserstreckung. Eine Möglichkeit der Ansteuerung besteht darin, ein so genanntes Mustergetriebe zu verwenden. Die Verwendung eines Mustergetriebes ist jedoch relativ aufwändig, wenn die Ansteuerung der Legebarren geändert werden muss.
Man hat daher bereits vorgeschlagen, für die Ansteuerung der Legebarren jeweils einen Motor zu verwenden, wobei jeder Motor einer Legebarre zugeordnet ist. In der oben erwähnten EP 1 013 812 B1 werden hierfür permanenterregte Synchronmotoren verwendet, die über Steuereinheiten angesteuert werden können und sich in wechselnde Richtungen drehen können. Jeder Motor weist eine Ausgangswelle mit einem Pleuel oder einer Exzentrizität auf, die auf eine Pleuelstange wirkt. Da die Motoren in Versatzrichtung hintereinander angeordnet sind, ergeben sich gewisse Einschränkungen bei der Freiheit der Gestaltung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Konstruktion der Wirkmaschine zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird bei einer Wirkmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die mindestens eine zweite Pleuelstange eine Ausnehmung aufweist, durch die die erste Antriebswellenanordnung hindurchgeführt ist, wobei die zweite Pleuelstange gegenüber der ersten Antriebswellenanordnung translatorisch bewegbar ist
Durch diese Ausgestaltung hat man größere Freiheit bei der Gestaltung des Bereichs, in dem die Antriebswellenanordnungen angeordnet sind. Wenn es sich bei der Antriebswellenanordnung um die Steuerung der Legebarren handelt, dann betrifft dies die Mustersteuerungsanordnung. Dadurch, dass die erste Antriebswellenanordnung durch die zweite Pleuelstange hindurchgeführt ist, ist man bei der Anordnung der Antriebe für die jeweiligen Antriebswellenanordnungen freier.
Vorzugsweise weist jede Antriebswellenanordnung beidseits ihrer Pleuelstange eine Lagerung auf. An der Verbindung zwischen der Pleuelstange und der Antriebswellenanordnung werden die größten Kräfte in die Antriebswellenanordnung eingeleitet. Bei schnelllaufenden Wirkmaschinen können hier erhebliche Kräfte entstehen. Diese Kräfte resultieren aus der bei einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit notwendigen Beschleunigung der Legebarren. Wenn man die Antriebswellenanordnung beidseits dieser Position, also beidseits der Pleuelstange, abstützten kann, dann kann man die Position der Antriebswellenanordnung im Betrieb mit einer hohen Genauigkeit beibehalten. Damit wird auch die Ansteuerung der Legebarren verbessert, weil sich hier im Betrieb keine Verschiebungen ergeben.
Vorzugsweise weist die erste Antriebswellenanordnung einen drehbaren Wellenabschnitt und einen undrehbaren Lagerabschnitt, in dem der Wellenabschnitt gelagert ist, auf, wobei der Lagerabschnitt durch die Ausnehmung der zweiten Pleuelstange hindurchgeführt ist. Damit werden Bewegungen entkoppelt. Die zweite Pleuelstange sieht sich einem undrehbaren Teil gegenüber, während der drehbare Wellenabschnitt der ersten Antriebswellenanordnung nicht mit der hin- und hergehenden zweiten Pleuelstange in Berührung kommen kann. Das Risiko von Beschädigungen wird also klein gehalten.
Vorzugsweise ist die Ausnehmung an der zweiten Pleuelstange als geschlossene Öffnung ausgebildet. Damit wird die zweite Pleuelstange mechanisch relativ stabil. Die Pleuelstange hat an ihren beiden Längskanten jeweils durchgehend Material, so dass die Gefahr, dass sich diese Pleuelstange im Bereich der Ausnehmung verbiegt oder verformt, relativ klein gehalten ist.
Hierbei ist bevorzugt, dass die Öffnung in Längsrichtung der zweiten Pleuelstange eine größere Erstreckung aufweist als quer zur Längsrichtung. In Längsrichtung ist eine gewisse Erstreckung erforderlich, damit sich die Pleuelstange gegenüber der ersten Antriebswellenanordnung frei bewegen kann. Auch quer zur Längsrichtung ist ein gewisser Freiraum erforderlich, weil die Pleuelstange bei einer Umdrehung der Antriebswellenanordnung nicht nur hin und her, sondern auch quer zu ihrer Längsrichtung etwas bewegt wird. Diese Bewegung ist jedoch kleiner als die Bewegung in Längsrichtung, so dass die Erstreckung hier kleiner sein kann. Je kleiner die Öffnung ist, desto besser lässt sich die Stabilität der Pleuelstange beibehalten.
Auch ist von Vorteil, wenn die Öffnung in eine Richtung vom zweiten Pleuelauge weg eine abnehmende Erstreckung quer zur Längsrichtung aufweist. Diese abnehmende Erstreckung in Querrichtung muss nicht über die gesamte Länge der Öffnung in Längsrichtung vorhanden sein. Da aber durch die abnehmende Erstreckung in Querrichtung eine etwas verkleinerte Fläche für die Öffnung verwendet wird, kann die mechanische Stabilität der Pleuelstange insgesamt relativ groß gehalten werden.
Bevorzugterweise weist die zweite Pleuelstange im Bereich der Öffnung eine vergrößerte Breite quer zur Längsrichtung auf. Damit steht in Querrichtung außerhalb der Öffnung ausreichend Material zur Verfügung, um die Pleuelstange mit der gewünschten Stabilität ausbilden zu können.
Auch ist von Vorteil, wenn mindestens eine dritte Antriebswellenanordnung vorgesehen ist, die mit einer dritten Pleuelstange verbunden ist, wobei die dritte Pleuelstange für die erste Antriebswellenanordnung eine erste Ausnehmung und für die zweite Antriebswellenanordnung eine zweite Ausnehmung aufweist. Man kann auch mehr als drei Antriebswellenanordnungen verwenden, wobei dann die Antriebswellenanordnungen mit der jeweils niedrigeren Ordnungszahl durch die Pleuelstangen mit höheren Ordnungszahlen hindurchgeführt sind.
Hierbei ist bevorzugt, dass die erste Ausnehmung in der dritten Pleuelstange quer zur Längsachse der dritten Pleuelstange eine geringere Breite als die zweite Ausnehmung aufweist. Hierbei trägt man der Tatsache Rechnung, dass die Pleuelstange sich quer zu ihrer Längserstreckung immer weniger bewegt, je weiter sie vom Pleuelauge entfernt ist. Deswegen kann man die Ausnehmungen, die weiter von dem Pleuelauge entfernt sind, auch mit einer geringeren Erstreckung in Querrichtung, also einer geringeren Breite, ausbilden und damit die Pleuelstange auf einfache Weise mit ausreichender Stabilität ausbilden.
Vorzugsweise sind die Antriebswellenanordnungen in einem Gehäuse gelagert, das eine Dicke in eine Richtung parallel zu den Achsen aufweist, die von Anbindungselementen weg abnimmt. Damit wird die Lagerung der Antriebswellenanordnung auf einfache Weise sehr stabil ausgebildet. Das Gehäuse kann dann für jede Antriebswellenanordnung eine Stufe aufweisen. Durch die Stufen wird im Inneren des Gehäuses ein ausreichender Bauraum für die Antriebswellenanordnungen und die zugehörigen Pleuelstangen geschaffen. Außen am Gehäuse können auf einer Seite die Antriebsmotoren und auf der anderen Seite die Lagerungen angeordnet sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass alle Pleuelstangen unterschiedliche Längen aufweisen und so positionierbar sind, dass sie an einer gleichen Position in Versatzrichtung enden. Die Pleuelstangen haben also unterschiedliche Längen. Die Anbindung der Pleuelstangen an die jeweiligen Legebarren oder andere Elemente kann aber an der gleichen Position erfolgen, so dass sich hier keine Unterschiede ergeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung einer Mustereinrichtung,
Fig. 2: die Mustereinrichtung in Draufsicht, teilweise im Schnitt, und
Fig. 3: eine Seitenansicht einer Pleuelstange.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Musterungseinrichtung 1 einer Kettenwirkmaschine mit einem Gehäuse 2 und drei Antriebsmotoren 4, 5, 6. Die Antriebsmotoren sind als so genannte "bürstenlose Gleichstrommotoren", also als permanentmagneterregte Synchronmaschinen, ausgebildet, die über Steueranschlüsse 7, 8, 9 angesteuert werden. Die Motoren 4, 5, 6 können in beide Rotationsrichtungen gedreht werden. Die Antriebswellen 10, 11, 12 können mit einer hohen Genauigkeit so angesteuert werden, dass sie bestimmte Winkelpositionen einnehmen.
Jeder Motor wirkt auf ein Anbindungselement 13, 14, 15, das in Versatzrichtung, also in Richtung einer Längserstreckung einer nicht näher dargestellten Legebarre, hin und her bewegt werden kann. Am Anbindungselement 15 ist ein Drahtseil 16 befestigt, dass eine Verbindung zu der nicht näher dargestellten Legebarre herstellt. Auch an den anderen Anbindungselementen 13, 14 können entsprechende Drahtseile (oder andere Verbindungselemente) befestigt werden. Jedes Anbindungselement 13, 14, 15 weist noch einen Befestigungspunkt 17 zur Anbringung einer Rückstelleinrichtung auf.
Die Verbindung zwischen den Motoren 4, 5, 6, genauer gesagt ihren Antriebswellen 10, 11, 12, und den Anbindungselementen 13, 14, 15 erfolgt über Pleuelstangen. So ist die erste Antriebswelle 10 mit einer ersten Pleuelstange 18, die zweite Antriebswelle 11 mit einer zweiten Pleuelstange 19 und die dritte Antriebswelle 12 mit einer dritten Pleuelstange 20 verbunden. Die dritte Pleuelstange 20 ist in Fig. 3 in Seitenansicht dargestellt.
Die erste Antriebswelle 10 weist eine erste Achse 21 auf. Die zweite Antriebswelle 11 weist eine zweite Achse 22 auf und die dritte Antriebswelle 12 weist eine Achse 23 auf. Alle Achsen 21, 22, 23 liegen parallel zueinander.
Die erste Antriebswelle 10 weist einen ersten Exzenter 24 auf, auf dem ein Pleuelauge der ersten Pleuelstange 18 gelagert ist. Die zweite Antriebswelle weist einen Exzenter 25 auf, auf dem ein Pleuelauge der zweiten Pleuelstange 19 gelagert ist. Die dritte Antriebswelle 12 weist einen dritten Exzenter 26 auf, auf dem ein Pleuelauge 27 der dritten Pleuelstange 20 angeordnet ist.
Die erste Antriebswelle 10 weist einen Wellenabschnitt 28 auf, der in einem Lagerabschnitt 29 drehbar gelagert ist. Der Lagerabschnitt 29 ist im Gehäuse 2 befestigt. In gleicher Weise weist die zweite Antriebswelle 11 einen Wellenabschnitt 30 auf, der in einem Lagerabschnitt 31 gelagert ist, der im Gehäuse 2 befestigt ist. Ebenso weist die dritte Antriebswelle 12 einen Wellenabschnitt auf, der in einem Lagerabschnitt drehbar gelagert ist. Dieser Lagerabschnitt ist allerdings im Gehäuse 2 angeordnet und durch das Gehäuse 2 verdeckt.
Die erste Antriebswelle 10 bildet mit ihrem Wellenabschnitt 28 und dem Lagerabschnitt 29 eine erste Antriebswellenanordnung. Die zweite Antriebswelle 11 bildet mit ihrem Wellenabschnitt 30 und ihrem Lagerabschnitt 31 eine zweite Antriebswellenanordnung. Die dritte Antriebswelle 12 bildet mit ihrem Wellenabschnitt und ihrem Lagerabschnitt eine dritte Antriebswellenanordnung.
Wie man in Fig. 2 erkennen kann, weist die zweite Pleuelstange 19 eine Ausnehmung 32 auf, durch die der Lagerabschnitt 29 der ersten Antriebswellenanordnung geführt ist. Da der Lagerabschnitt 29 im Gehäuse 2 undrehbar gehalten ist, ergibt sich zwischen der zweiten Pleuelstange 19 und dem Lagerabschnitt 29 lediglich eine translatorische Relativbewegung. Eine rotatorische Relativbewegung zwischen dem Wellenabschnitt 28 der ersten Antriebswelle 10 und der zweiten Pleuelstange 19 wird durch den Lagerabschnitt 29 abgedeckt.
Die dritte Pleuelstange 20 weist in gleicher Weise eine Ausnehmung 33 auf, durch die der Lagerabschnitt 29 der ersten Antriebswellenanordnung geführt ist. Darüber hinaus weist die dritte Pleuelstange 20 eine Ausnehmung 34 auf, durch die der Lagerabschnitt 31 der zweiten Antriebswellenanordnung geführt ist. Auch hier ergibt sich zwischen der ersten Antriebswellenanordnung und der dritten Pleuelstange 20 lediglich eine translatorische Relativbewegung, genau wie zwischen der zweiten Antriebswellenanordnung und der dritten Pleuelstange 20.
Wie man in Fig. 3 erkennen kann, sind die Ausnehmungen 33, 34 als Öffnungen ausgebildet, d.h. sie sind über ihren vollen Umfang von der dritten Pleuelstange 20 umgeben. Entsprechendes gilt für die zweite Pleuelstange 19.
Die Pleuelstange 20 weist im Bereich einer jeden Ausnehmung 33, 34 eine vergrößerte Breite auf, so dass durch die Ausnehmungen 33, 34 keine Schwächung der dritten Pleuelstange 20 bewirkt wird. Entsprechendes gilt für die zweite Pleuelstange 19.
Die Pleuelstange 20 weist eine Längsrichtung auf. Dies ist die Richtung, in der die Ausnehmung 33, 34 und das Pleuelauge 27 hintereinander angeordnet sind. Eine Richtung quer zur Längsrichtung wird als "Breitenrichtung" bezeichnet. Es ist aus Fig. 3 zu erkennen, dass die Erstreckung der Ausnehmung 33, 34 in Breitenrichtung kleiner wird, je weiter die Ausnehmung 33, 34 vom Pleuelauge 27 entfernt ist.
Darüber hinaus ist zu erkennen, dass sich die Ausnehmung 34 in eine Richtung weg vom dritten Pleuelauge 27 verjüngt. Beide Maßnahmen dienen dazu, möglichst viel Material in der dritten Pleuelstange 20 zu behalten, um die dritte Pleuelstange 20 nicht unnötig zu schwächen.
Die zweite Pleuelstange 19 ist ähnlich aufgebaut. Allerdings ist hier anstelle der Ausnehmung 34 bereits das Pleuelauge vorgesehen.
Die drei Pleuelstangen 18, 19, 20 haben unterschiedliche Längen. Wie man in Fig. 1 erkennen kann, kann man die Ausgestaltung aber so treffen, dass alle drei Pleuelstangen an der gleichen Position enden, so dass die Anbindungsverhältnisse an den Anbindungselementen 13, 14, 15 für alle Legebarren die gleichen sind.
Das Gehäuse 2 weist, wie man in Fig. 1 und 2 erkennen kann, eine gestufte Außenseite auf. Das Gehäuse 2 weist also in Richtung von den Anbindungselementen 13-15 weg eine abnehmende Dicke auf. An jeder Stufe ist ein Antriebsmotor 4, 5, 6 befestigt. Die Stufen ermöglichen eine Anordnung der drei Pleuelstangen 18, 19, 20 (höchste Stufe), der Pleuelstange 19, 20 (zweithöchste Stufe) bzw. der dritten Pleuelstange 20 (dritte Stufe). Damit ist es möglich, auf einfache Weise eine stabile Lagerung der Antriebswellen 10, 11, 12 zu realisieren.
Dargestellt ist eine Anordnung mit drei Antriebswellen 10-12 und entsprechend drei Pleuelstangen 18-20. Natürlich kann man auch nur zwei Antriebswellen 11, 12 oder mehr als drei Antriebswellen 10-12 verwenden. In diesem Fall wird man für die vierte und die folgende Antriebswelle eine noch längere Pleuelstange verwenden und die Antriebswellenanordnungen mit einer niedrigen Ordnungszahl durch die Pleuelstangen mit höherer Ordnungszahl hindurchführen.

Claims

Wirkmaschine mit mindestens einer ersten Antriebswellenanordnung (10, 28, 29) und einer zweiten Antriebswellenanordnung (11, 30, 31), wobei die erste Antriebswellenanordnung (10, 28, 29) und die zweite Antriebswellenanordnung (11, 30, 31) parallel verlaufende Achsen (21, 22) aufweisen, die erste Antriebswellenanordnung (10, 28, 29) mit mindestens einer ersten Pleuelstange (18), die ein erstes Pleuelauge aufweist, verbunden ist und die zweite Antriebswellenanordnung (11, 30, 31) mit mindestens einer zweiten Pleuelstange (19), die ein zweites Pleuelauge aufweist, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine zweite Pleuelstange (19) eine Ausnehmung (32) aufweist, durch die die erste Antriebswellenanordnung (10, 28, 29) hindurchgeführt ist, wobei die zweite Pleuelstange (19) gegenüber der ersten Antriebswellenanordnung (10, 28, 29) translatorisch bewegbar ist.
Wirkmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Antriebswellenanordnung (10, 28, 29; 11, 30, 31) beidseits ihrer Pleuelstange (18, 19) eine Lagerung aufweist.
Wirkmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Antriebswellenanordnung (10, 28, 29) einen drehbaren Wellenabschnitt (28) und einen undrehbaren Lagerabschnitt (29), in dem der Wellenabschnitt (28) gelagert ist, aufweist, wobei der Lagerabschnitt (29) durch die Ausnehmung (32) der zweiten Pleuelstange (19) hindurchgeführt ist.
Wirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung in der zweiten Pleuelstange (19) als geschlossene Öffnung ausgebildet ist.
Wirkmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung in Längsrichtung der zweiten Pleuelstange (19) eine größere Erstreckung aufweist als quer zur Längsrichtung.
Wirkmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung in eine Richtung vom zweiten Pleuelauge weg eine abnehmende Erstreckung quer zur Längsrichtung aufweist.
Wirkmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Pleuelstange (19) im Bereich der Öffnung eine vergrößerte Breite quer zur Längsrichtung aufweist.
Wirkmaschine nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine dritte Antriebswellenanordnung (12) vorgesehen ist, die mit einer dritten Pleuelstange (20) verbunden ist, wobei die dritte Pleuelstange (20) für die erste Antriebswellenanordnung (10, 28, 29) eine erste Ausnehmung (33) und für die zweite Antriebswellenanordnung (11, 30, 31) eine zweite Ausnehmung (34) aufweist.
Wirkmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Ausnehmung (33) in der dritten Pleuelstange (20) quer zur Längsachse der dritten Pleuelstange (20) eine geringere Breite als die zweite Ausnehmung (34) aufweist.
Wirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswellenanordnungen in einem Gehäuse (2) gelagert sind, das eine Dicke, in eine Richtung parallel zu den Achsen (21, 22, 23) aufweist, die von Anbindungselementen (13-15) weg abnimmt.
Wirkmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass alle Pleuelstangen (18-20) unterschiedliche Längen aufweisen und so positionierbar sind, dass sie an einer gleichen Position in Versatzrichtung enden.