CH710639B1 - Embroidery machine, vibration compensator and method for compensating vibrations in an embroidery machine. - Google Patents

Abstract

Die Stickmaschine umfasst einen Schwingungskompensator (2) mit mindestens einem Massekörper (21a, 21b, 21c, 21d), der mit dem Maschinengestell verbunden ist, und der dazu ausgebildet ist, Kompensationskräfte auf das Maschinengestell auszuüben, welche den von den Stichbildungsorganen auf das Maschinengestell in Wirkrichtung der Sticknadeln (11) ausgeübten Kräften entgegenwirken. Der Schwingungskompensator (2) ist synchron zur Bewegung der Antriebswelle (3) antreibbar, dadurch werden Schwingungen des Maschinengestells minimiert.The embroidery machine comprises a vibration compensator (2) with at least one mass body (21a, 21b, 21c, 21d) which is connected to the machine frame and which is designed to exert compensation forces on the machine frame, which restricts the force applied by the stitch forming members to the machine frame Counteract the effective direction of the embroidery needles (11) applied forces. The vibration compensator (2) is drivable in synchronism with the movement of the drive shaft (3), thereby minimizing vibration of the machine frame.

Description

Beschreibung [0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Stickmaschine, ein Schwingungskompensator für eine Stickmaschine sowie ein Verfahren zum Kompensieren von Schwingungen bei einer Stickmaschine gemäss den Oberbegriffen der Patentansprüche 1,8 und 9.The invention relates to an embroidery machine, a vibration compensator for an embroidery machine and a method for compensating for vibrations in an embroidery machine according to the preambles of claims 1, 8 and 9.

Bei Stickmaschinen, insbesondere bei Grossstickmaschinen und bei Kleinstickmaschinen und Steppmaschinen, wird eine Vielzahl von Stichbildungseinheiten von mindestens einem Antrieb angetrieben, um synchron aufeinanderfolgende Stichzyklen auszuführen. In der Regel erfolgt der Antrieb mittels mindestens einer gemeinsamen Antriebswelle, die sich über die gesamte Länge der Stickmaschine erstreckt. Diese Antriebswelle wird von mindestens einem Motor angetrieben und treibt Stichbildungsorgane bzw. Stickwerkzeuge einer Vielzahl von Stichbildungseinheiten an. Insbesondere werden bei jeder gekoppelten Stickstelle die Nadelstössel, die Fadenleiter und die Stoffdrücker nach vorgegebenen Bewegungsmustern zyklisch quer zur Antriebswelle hin- und herbewegt. Eine solche Stickmaschine ist beispielsweise aus der CH 691 688 A5 bekannt.In the case of embroidery machines, in particular in the case of large embroidery machines and in the case of small embroidery machines and quilting machines, a large number of stitch formation units are driven by at least one drive in order to carry out successively stitch cycles. As a rule, the drive takes place by means of at least one common drive shaft which extends over the entire length of the embroidery machine. This drive shaft is driven by at least one motor and drives stitch formation members or embroidery tools of a plurality of stitch formation units. In particular, the needle tappets, the thread guides and the fabric pressers are cyclically moved back and forth according to predetermined movement patterns at each coupled embroidery point. Such an embroidery machine is known for example from CH 691 688 A5.

Allgemein sind die Stichbildungsorgane am Maschinengestell gelagert. Sie sind insbesondere an einem Träger bzw. Nadelwagen angeordnet, der am Maschinengestell ausgebildet bzw. mit dem Maschinengestell verbunden ist. Bei Kleinstickmaschinen sind mehrere Nadelköpfe, von denen jeder mehrere Nadelstössel umfasst, gemeinsam in Längsrichtung der Antriebswelle verschiebbar am Träger gelagert. Dabei sind nur jene Nadelstössel mit dem Antrieb gekoppelt, deren Lage mit den Kopplungspositionen am Träger übereinstimmt.In general, the stitch formation organs are mounted on the machine frame. They are in particular arranged on a carrier or needle carriage which is formed on the machine frame or is connected to the machine frame. In the case of small embroidery machines, a plurality of needle heads, each of which comprises a plurality of needle tappets, are mounted on the carrier so as to be displaceable together in the longitudinal direction of the drive shaft. Only those needle tappets are coupled to the drive, the position of which corresponds to the coupling positions on the carrier.

Bei Grossstickmaschinen sind die Positionen der einzelnen Stickstellen hingegen fest vorgegeben. Bei jeder Stickstelle ist ein Element zum individuellen Entkoppeln des zugehörigen Nadelpleuels von der Ein-Aus-Welle vorgesehen.In the case of large embroidery machines, on the other hand, the positions of the individual embroidery points are fixed. An element for individually decoupling the associated needle connecting rod from the on-off shaft is provided at each embroidery site.

Beim Sticken werden über die Lagerstellen der Stichbildungsorgane Kräfte bzw. periodische Kraftverläufe auf den Träger bzw. das Maschinengestell ausgeübt. Diese Kräfte werden durch die Beschleunigung von Massen der Stichbildungsorgane verursacht. Die auf das Maschinengestell wirkenden Massekräfte sind abhängig von der Anzahl und der Lage der mit dem Antrieb gekoppelten Stickstellen. Die Stickstellen sind verteilt über die Länge der Antriebswelle angeordnet. Bei Kleinstickmaschinen liegt diese Länge typischerweise in der Grössenordnung von bis zu zehn Metern. Bei Grossstickmaschinen kann sie bis zu dreissig Meter betragen. Die Massekräfte der Stichbildungsorgane können abhängig von der jeweiligen Konfiguration von aktiven und inaktiven Stickstellen variieren. Der zeitliche Verlauf der Massekräfte resultiert aus einer Überlagerung der unterschiedlichen Bewegungsabläufe verschiedener Stichbildungsorgane, die an unterschiedlichen Stellen des Maschinengestells gelagert sind.When embroidering, forces or periodic force curves are exerted on the carrier or the machine frame via the bearing points of the stitch-forming organs. These forces are caused by the acceleration of masses of the stitches. The inertial forces acting on the machine frame depend on the number and position of the embroidery points coupled to the drive. The embroidery points are distributed over the length of the drive shaft. For small embroidery machines, this length is typically of the order of up to ten meters. With large embroidery machines it can be up to thirty meters. The mass forces of the stitch formation organs can vary depending on the respective configuration of active and inactive embroidery sites. The course of the mass forces over time results from a superimposition of the different movement sequences of different stitch-forming organs, which are mounted at different points on the machine frame.

Von untergeordneter Bedeutung sind weitere auf den Träger einwirkende Kräfte wie z.B. die Kraft beim Andrücken der Stoffdrückerfinger an den zu bestickenden Stoff.Other forces acting on the beam are of minor importance, e.g. the force when pressing the presser fingers onto the fabric to be embroidered.

Solche periodisch auf das Maschinengestell einwirkenden Kraftverläufe können unerwünschte Schwingungen bzw. Vibrationen des Trägers bzw. des Maschinengestells verursachen. In Abhängigkeit der Drehzahl der Antriebswelle kann die Überlagerung von Schwingungen Resonanzen mit relativ hohen Schwingungsamplituden aufweisen. Solche positiven Überlagerungen von Schwingungen sind nicht nur als störender Lärm wahrnehmbar. Sie können sich auch einschränkend auf den nutzbaren Drehzahlbereich der Maschine auswirken, da sich Schwingungen des Maschinengestells auch an die Stichbildungsorgane übertragen. Eine kleinere maximale Drehzahl bedeutet eine geringe Maximalleistung und somit auch eine geringere Produktivität der Stickmaschine. Herkömmliche Ansätze, um störende Vibrationen bzw. Schwingungen des Maschinengestells zu reduzieren, sind z.B. lokale Anpassungen am Maschinengestell und/oder am Fundament, an dem das Maschinengestell verankert ist. Insbesondere können z.B. lokal die Steifigkeit bzw. Festigkeit des Maschinengestells erhöht und/oder an bestimmten Stellen des Maschinengestells und/oder des Fundaments die Masse vergrössert werden. Zudem verteuert ein grösserer Materialanteil solche Maschinen, bewirkt aber im Wesentlichen nur eine Verschiebung der Grenzdrehzahl hin zu höheren Frequenzen.Such force profiles which act periodically on the machine frame can cause undesirable oscillations or vibrations of the carrier or of the machine frame. Depending on the speed of the drive shaft, the superposition of vibrations can have resonances with relatively high vibration amplitudes. Such positive overlays of vibrations are not only perceptible as disturbing noise. They can also have a restrictive effect on the usable speed range of the machine, since vibrations of the machine frame are also transmitted to the stitch formation organs. A lower maximum speed means a lower maximum output and therefore lower productivity of the embroidery machine. Conventional approaches to reduce disturbing vibrations or vibrations of the machine frame are e.g. Local adjustments to the machine frame and / or the foundation on which the machine frame is anchored. In particular, e.g. locally the rigidity or strength of the machine frame is increased and / or the mass is increased at certain points on the machine frame and / or the foundation. In addition, a larger proportion of the material makes such machines more expensive, but essentially only shifts the speed limit to higher frequencies.

[0002] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Stickmaschine zu schaffen, bei der durch Stichbildungsorgane verursachte Schwingungen bzw. Vibrationen des Maschinengestells wirksam reduziert werden.An object of the present invention is to provide an embroidery machine in which the oscillations or vibrations of the machine frame caused by stitch-forming organs are effectively reduced.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Stickmaschine, durch einen Schwingungskompensator für eine Stickmaschine und durch ein Verfahren zum Kompensieren von Schwingungen bei einer Stickmaschine gemäss den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 8 und 9.This object is achieved by an embroidery machine, by a vibration compensator for an embroidery machine and by a method for compensating vibrations in an embroidery machine according to the features of claims 1 and 8 and 9.

Die Stickmaschine umfasst mindestens einen mit dem Maschinengestell verbundenen Schwingungskompensator mit mindestens einem Massekörper, der synchron zur Bewegung der Antriebswelle zur Ausführung eines zyklischen Bewegungsablaufs antreibbar ist. Durch Beschleunigungen dieses Massekörpers bzw. dieser Massekörper werden Kräfte bzw. periodische Kraftverläufe auf das Maschinengestell ausgeübt, die den Kraftverläufen der Stichbildungsorgane derart entgegenwirken, dass die resultierende Schwingungsamplitude des Maschinengestells verkleinert bzw. minimiert wird. Die durch die Stichbildungsorgane verursachten Krafteinwirkungen auf das Maschinengestell werden somit mindestens teilweise durch die vom Schwingungskompensator verursachten Kraftverläufe kompensiert. Eine vollständige Auslöschung bzw. Kompensation der Schwingungen bzw. der verursachenden Kräfte ist wegen der Komplexität des Systems, insbesondere auch wegen der unterschiedlichen Ankopplungsstellen der auf das Maschinengestell wirkenden Kräfte, nicht möglich. Ohne weitere Hinweise ist der Ausdruck «Kompensation» als «teilweise Kompensation» zu verstehen, wobei der Schwingungskompensator einen möglichst komplementären Kraftverlauf zum Kraftverlauf der stichbildenden Organe auf das Maschinengestell ausübt und so die Schwingungsamplitude des Maschinengestells verkleinert bzw. minimiert.The embroidery machine comprises at least one vibration compensator which is connected to the machine frame and has at least one mass body which can be driven synchronously with the movement of the drive shaft in order to carry out a cyclical movement sequence. By accelerating this mass body or these mass bodies, forces or periodic force profiles are exerted on the machine frame, which counteract the force profiles of the stitch formation members in such a way that the resulting vibration amplitude of the machine frame is reduced or minimized. The force effects on the machine frame caused by the stitch formation organs are thus at least partially compensated for by the force profiles caused by the vibration compensator. A complete extinction or compensation of the vibrations or the forces causing them is not possible because of the complexity of the system, in particular also because of the different coupling points of the forces acting on the machine frame. Without further information, the term “compensation” is to be understood as “partial compensation”, the vibration compensator exerting a force profile that is as complementary as possible to the force profile of the stitch-forming organs on the machine frame, thus reducing or minimizing the vibration amplitude of the machine frame.

CH 710 639 B1CH 710 639 B1

Vorzugsweise erfolgt der Antrieb des Massekörpers durch mechanische Kopplung mit der Antriebswelle der Stickmaschine. Insbesondere kann der Massekörper bzw. einer der Massekörper exzentrisch direkt mit der Antriebswelle verbunden werden.The mass body is preferably driven by mechanical coupling with the drive shaft of the embroidery machine. In particular, the mass body or one of the mass bodies can be connected eccentrically directly to the drive shaft.

Zusätzlich oder alternativ zur Antriebswelle können andere bzw. weitere Ausgleichswellen vorgesehen sein, die parallel zur Antriebswelle ausgerichtet sind und mit gleichem oder gegenläufigem Drehsinn mit der durch die Antriebswelle vorgegebenen Grunddrehzahl oder einem mehrfachen dieser Grunddrehzahl antreibbar sind.In addition or as an alternative to the drive shaft, other or further balancer shafts can be provided, which are aligned parallel to the drive shaft and can be driven with the same or opposite direction of rotation with the basic speed predetermined by the drive shaft or a multiple of this basic speed.

Vorzugsweise umfasst jeder Schwingungskompensator für die Grunddrehzahl und mindestens eine weitere Drehzahl je zwei Ausgleichswellen mit gegenläufigem Drehsinn. Die Massekörper an je zwei Ausgleichswellen mit gleicher Drehzahl sind gleich ausgebildet und so an diesen Ausgleichswellen befestigt, dass sich ihre Fliehkräfte in Wirkrichtung der Sticknadeln positiv überlagern bzw. addieren, in quer dazu liegender Richtung hingegen aufheben.Each vibration compensator for the basic speed and at least one further speed preferably comprises two balancing shafts with opposite directions of rotation. The mass bodies on each two balancer shafts with the same speed are of the same design and are attached to these balancer shafts in such a way that their centrifugal forces overlap or add in the direction of action of the embroidery needles, but cancel out in the transverse direction.

Die Winkellagen der Massekörper an den synchron zur Antriebswelle drehbaren Ausgleichswellen werden so eingestellt, dass der vom Schwingungskompensator beim Drehen der Antriebswelle bewirkte Kraftverlauf während einer Umdrehung der Hauptwelle bestmöglich komplementär zum Kraftverlauf der stichbildenden Organe ist.The angular positions of the mass bodies on the balancer shafts, which can be rotated synchronously with the drive shaft, are set so that the force curve caused by the vibration compensator when the drive shaft rotates during a revolution of the main shaft is as complementary as possible to the force curve of the stitch-forming organs.

Als besonders vorteilhaft für die Bewegungsübertragung zwischen drehbaren Wellen erweisen sich Zahnriemen, da sie wartungsfrei sind und im Vergleich zu Zahnrädern geräuscharm arbeiten. Dies gilt sowohl für die Bewegungsübertragung von der Antriebswelle der Stickmaschine an eine parallele Hauptwelle bzw. erste Ausgleichswelle des Schwingungskompensators als auch für die Übertragung von Bewegungen auf möglicherweise vorhandene weitere drehbare Ausgleichswellen des Schwingungskompensators. Das Verhältnis zwischen der Drehzahl der ersten Ausgleichswelle und der Antriebswelle ist durch die Wirkverbindung mittels Zahnriemen fest vorgegeben. Vorzugsweise ist dieses erste Verhältnis 1:1, da in der Regel pro Umdrehung der Antriebswelle ein vollständiger Stichzyklus ausgeführt wird. Durch die Hin- und Herbewegung der Stichbildungsorgane während eines Stichzyklus entspricht dies auch der Grundfrequenz der an das Maschinengestell übertragenen Kräfte.Toothed belts have proven to be particularly advantageous for the transmission of motion between rotatable shafts, since they are maintenance-free and work quietly compared to gearwheels. This applies both to the transmission of movement from the drive shaft of the embroidery machine to a parallel main shaft or first balancer shaft of the vibration compensator and to the transmission of movements to possibly existing rotatable balancer shafts of the vibration compensator. The relationship between the speed of the first balancer shaft and the drive shaft is fixed by the operative connection by means of a toothed belt. This first ratio is preferably 1: 1, since a complete stitch cycle is usually carried out per revolution of the drive shaft. Due to the back and forth movement of the stitch formation members during a stitch cycle, this also corresponds to the basic frequency of the forces transmitted to the machine frame.

Die Übertragung von Kräften bei der Grossstickmaschine an das Maschinengestell wird hauptsächlich durch die horizontale Hin- und Herbewegung der Stichbildungsorgane quer zur Antriebswelle in Wirkrichtung der Sticknadeln verursacht, da diese Drehmomente auf das Maschinengestell ausüben, welches unten an einem Fundament mit grosser Masse verankert ist. Kräfte, die beim Antreiben der Stichbildungsorgane in vertikaler Richtung bzw. in Richtung des Fundaments auf das Maschinengestell wirken, sind für den Schwingungskompensator von untergeordneter Bedeutung. Deshalb genügt es in einer ersten Näherung, den Schwingungskompensator so auszubilden, dass er Schwingungsamplituden des Maschinengestells in horizontaler Richtung verringern kann.The transfer of forces in the large embroidery machine to the machine frame is mainly caused by the horizontal back and forth movement of the stitch-forming elements transverse to the drive shaft in the direction of action of the embroidery needles, since these exert torques on the machine frame, which is anchored to a foundation with a large mass. Forces that act on the machine frame when driving the stitch formation elements in the vertical direction or in the direction of the foundation are of secondary importance for the vibration compensator. Therefore, in a first approximation, it is sufficient to design the vibration compensator so that it can reduce vibration amplitudes of the machine frame in the horizontal direction.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Eingrenzung der Ausgleichsrichtung von Fliehkräften dadurch erreicht, dass der Schwingungskompensator zusätzlich zur ersten Ausgleichswelle eine parallele zweite Ausgleichswelle umfasst, die so mit der ersten Ausgleichswelle gekoppelt ist, dass sie mit gegenläufigem Drehsinn und gleicher Drehzahl antreibbar ist. An den beiden Ausgleichswellen sind exzentrische Massekörper so angeordnet und ausgebildet, dass sich ihre auf die jeweiligen Wellen ausgeübten Fliehkräfte in Richtung der Hin- und Herbewegung der Stichbildungsorgane addieren und quer dazu, also in vertikaler Richtung, zumindest näherungsweise vollständig kompensieren. Die Lagewinkel der exzentrischen Massekörper an den Ausgleichswellen werden so festgelegt, dass ihre Fliehkräfte jenen der Stichbildungsorgane in Richtung der Hin- und Herbewegung dieser Organe entgegengerichtet sind. Bei geeigneter Masse und Anordnung der exzentrischen Massekörper kann die Amplitude der von den Stichbildungsorganen verursachten Schwingungen des Maschinengestells bereits deutlich reduziert werden.In a preferred embodiment of the invention the limitation of the direction of compensation of centrifugal forces is achieved in that the vibration compensator comprises, in addition to the first balance shaft, a parallel second balance shaft which is coupled to the first balance shaft in such a way that it can be driven in opposite directions and at the same speed. Eccentric mass bodies are arranged and designed on the two balancer shafts in such a way that their centrifugal forces exerted on the respective shafts add up in the direction of the reciprocation of the stitch-forming members and at least approximately completely compensate for them transversely, that is to say in the vertical direction. The position angles of the eccentric mass bodies on the balancer shafts are determined so that their centrifugal forces are opposite to those of the stitch-forming organs in the direction of the reciprocating movement of these organs. With a suitable mass and arrangement of the eccentric mass bodies, the amplitude of the vibrations of the machine frame caused by the stitch formation organs can already be significantly reduced.

Da die zeitlichen Abläufe der zyklischen Bewegungen der Stichbildungsorgane gegenüber einer sinusförmigen Bewegung Abweichungen und somit auch zusätzlich unterschiedliche Beschleunigungen und Verzögerungen aufweisen, haben auch die an das Maschinengestell übertragenen Schwingungen keine reine Sinusform. Im Weiteren überlagern sich am Maschinengestell Schwingungen von Stichbildungsorganen einer Vielzahl von Stickstellen, die entlang der Antriebswelle angeordnet sind. Der zeitliche Verlauf der Schwingung bzw. der Auslenkung bezüglich der Ruhelage an einer bestimmten Stelle des Maschinengestells und insbesondere deren Maximalwerte sind von verschiedenen Faktoren abhängig. Solche Faktoren sind beispielsweise die Anzahl und Anordnung von Stützstellen, an denen das Maschinengestell am Fundament verankert ist, die Lage am Maschinengestell, insbesondere die Abstände zu benachbarten Stützstellen des Maschinengestells und die Anzahl und Anordnung aktiven Nadelstössel.Since the temporal sequences of the cyclic movements of the stitch formation organs differ from a sinusoidal movement and therefore also have different accelerations and decelerations, the vibrations transmitted to the machine frame also have no pure sinusoidal shape. Furthermore, vibrations of stitch formation organs of a multiplicity of embroidery points, which are arranged along the drive shaft, are superimposed on the machine frame. The time course of the oscillation or the deflection with respect to the rest position at a specific point on the machine frame and in particular its maximum values depend on various factors. Such factors are, for example, the number and arrangement of support points at which the machine frame is anchored to the foundation, the position on the machine frame, in particular the distances to adjacent support points of the machine frame and the number and arrangement of active needle tappets.

Trotz dieser Komplexität zeigt die Erfindung einen Weg auf, wie die an das Maschinengestell übertragenen Schwingungen weiter reduziert werden können.Despite this complexity, the invention shows a way in which the vibrations transmitted to the machine frame can be further reduced.

Eine weitere Analyse des Bewegungsablaufs bzw. der Beschleunigungen der Massen der Stichbildungsorgane zeigt, dass durch eine oder mehrere der folgenden Massnahmen eine weitere Optimierung der Reduktion von Schwingungen des Maschinengestells erreicht werden kann.A further analysis of the movement sequence or the accelerations of the masses of the stitch-forming organs shows that one or more of the following measures can further optimize the reduction of vibrations of the machine frame.

Die Ausbildung des Schwingungskompensators zum Erzeugen von Schwingungen mindestens einer höheren Ordnung, also beispielsweise Schwingungen mit zwei-, drei- oder vierfacher Frequenz der durch die Drehzahl der Antriebswelle vorgegebenen Grundfrequenz. Dies kann analog zur Erzeugung der Schwingungen mit der Grundfrequenz erfolgen, wobei zwei weitere Ausgleichswellen mit exzentrischen Massekörpern und gegenläufigem Drehsinn über ein Getriebe mit dem entsprechenden Übersetzungsverhältnis von der Antriebswelle angetrieben werden. Wiederum werden auch bei diesen Ausgleichswellen höherer Ordnung die Massen der Massekörper, deren radialer Abstand zu den jeweiligen Drehachsen und deren Winkellage so festgelegt, dass die Maxima der von den Stichbildungsorganen verursachten resultierenden Schwingung des Maschinengestells weiter minimiert werden.The formation of the vibration compensator for generating vibrations of at least one higher order, for example vibrations with two, three or four times the frequency of the basic frequency predetermined by the speed of the drive shaft. This can be done analogously to the generation of the vibrations with the fundamental frequency, two further balancer shafts with eccentric mass bodies and counter-rotating sense of rotation being driven by the drive shaft via a gear with the corresponding transmission ratio. Again, with these higher order balance shafts, the masses of the mass bodies, their radial distance to the respective axes of rotation and their angular position are determined in such a way that the maxima of the resulting vibration of the machine frame caused by the stitch formation organs are further minimized.

CH 710 639 B1 [0003] Anstelle eines einzigen Schwingungskompensators können am Maschinengestell einer Stickmaschine auch mehrere Schwingungskompensatoren z.B. gleichmässig verteilt angeordnet und befestigt werden. Die Lage des bzw. der Schwingungskompensatoren relativ zu den benachbarten Stützstellen des Maschinengestells kann die Einleitung und Wirkung der von den Schwingungskompensatoren generierten Kompensationskräfte mit beeinflussen. Bei Kleinstickmaschinen wird der zu bestickende Stoff unterhalb des Nadelwagens bzw. Trägers in einer horizontalen Ebene gespannt gehalten. Der Nadelwagen ist deshalb nur an seinen beiden Enden verankert, wodurch der ungestützte Bereich zwischen diesen Stützstellen vergleichsweise lang ist.CH 710 639 B1 Instead of a single vibration compensator, several vibration compensators, e.g. evenly distributed and fastened. The position of the vibration compensator (s) relative to the neighboring support points of the machine frame can influence the introduction and effect of the compensation forces generated by the vibration compensators. In small embroidery machines, the fabric to be embroidered is held taut in a horizontal plane below the needle carriage or carrier. The needle carriage is therefore only anchored at both ends, which means that the unsupported area between these support points is comparatively long.

Bei Grossstickmaschinen hingegen ist der Nadelwagen an mehreren Stützstellen abgestützt, die in der Regel in Abständen der Grössenordnung von etwa zwei Metern verteilt über die gesamte Länge des Maschinengestells angeordnet sind. Bei solchen Stickmaschinen werden die Schwingungskompensatoren vorzugsweise bei den Stützstellen angeordnet.In the case of large embroidery machines, on the other hand, the needle carriage is supported at several support points, which are usually arranged at intervals of the order of about two meters over the entire length of the machine frame. In such embroidery machines, the vibration compensators are preferably arranged at the support points.

Die für die einzelnen Schwingungskompensatoren geeigneten Ausgleichsmassen und die Abstände der Schwerpunkte dieser Ausgleichsmassen von den Drehachsen der zugehörigen Ausgleichswellen werden so festgelegt, dass die resultierende Kraftkomponente dieser Ausgleichsmassen in Wirkrichtung der Sticknadeln beim Drehen der Antriebswelle der entsprechenden resultierenden Kraftkomponente der stichbildenden Organe möglichst gut entgegenwirkt. Falls mehrere Schwingungskompensatoren am Maschinengestell befestigt sind, wird das Maschinengestell in Längsrichtung in mehrere entsprechende Wirkabschnitte unterteilt. Zur Ermittlung der geeigneten Ausgleichsmassen werden bei jedem der Schwingungskompensatoren jeweils nur die Kraftkomponenten der stichbildenden Organe im jeweils gleichen Wirkabschnitt berücksichtigt.The balancing masses suitable for the individual vibration compensators and the distances of the centers of gravity of these balancing masses from the axes of rotation of the associated balancing shafts are determined in such a way that the resulting force component of these balancing masses counteracts the resulting force component of the stitch-forming organs as effectively as possible in the direction of action of the embroidery needles when the drive shaft rotates. If several vibration compensators are attached to the machine frame, the machine frame is divided into several corresponding effective sections in the longitudinal direction. To determine the suitable balancing masses, only the force components of the stitch-forming organs in the same effective section are taken into account in each of the vibration compensators.

Die resultierende Kraftkomponente der stichbildenden Organe in einem Wirkabschnitt ist eine periodische Funktion, die sich als Fourierreihe darstellen lässt. Der erste Fourierkoeffizient entspricht jener Kraftkomponente, die in diesem Wirkabschnitt durch die Zentrifugalkräfte der beiden exzentrischen Massekörper kompensiert wird, die an den mit der Grundfrequenz rotierenden Ausgleichswellen gehalten sind.The resulting force component of the stitch-forming organs in an effective section is a periodic function that can be represented as a Fourier series. The first Fourier coefficient corresponds to that force component which is compensated for in this effective section by the centrifugal forces of the two eccentric mass bodies which are held on the balance shafts rotating at the fundamental frequency.

Der zweite Fourierkoeffizient entspricht in analoger Weise jener Kraftkomponente, die in diesem Wirkabschnitt durch die Zentrifugalkräfte der beiden exzentrischen Massekörper kompensiert wird, die an den mit der zweifachen Grundfrequenz rotierenden Ausgleichswellen gehalten sind. Aus der Zentrifugalkraft kann für jeden der Massekörper bei gegebenem Abstand des Schwerpunkts von der Drehachse der zugehörigen Antriebswelle die erforderliche Masse ermittelt werden oder umgekehrt.The second Fourier coefficient corresponds in an analogous manner to that force component which is compensated in this effective section by the centrifugal forces of the two eccentric mass bodies which are held on the balancer shafts rotating at twice the fundamental frequency. The required mass can be determined from the centrifugal force for each of the mass bodies at a given distance from the center of gravity from the axis of rotation of the associated drive shaft, or vice versa.

Alternativ kann die Ermittlung geeigneter Ausgleichsmassen und geeigneter Abstände der Schwerpunkte dieser Ausgleichsmassen von den jeweiligen Drehachsen auch experimentell erfolgen. Dabei kann für unterschiedliche Konstellationen der Massekörper das Schwingverhalten der Maschine entweder subjektiv durch die Wahrnehmung einer Person oder objektiv mittels geeigneter Schwingungssensoren, welche die Schwingungen des Maschinengestells vorzugsweise richtungsabhängig erfassen, beurteilt werden.Alternatively, suitable balancing masses and suitable distances of the centers of gravity of these balancing masses from the respective axes of rotation can be determined experimentally. For different constellations of the mass bodies, the vibration behavior of the machine can be assessed either subjectively by the perception of a person or objectively by means of suitable vibration sensors, which preferably detect the vibrations of the machine frame in a direction-dependent manner.

Bei einer alternativen Ausbildung der Erfindung könnten die Ausgleichswellen des Schwingungskompensators auch durch einen separaten Antrieb, beispielsweise durch einen Servomotor, angetrieben werden, wobei die Drehgeschwindigkeit und Phasenlage durch sensorisch erfasste Schwingungen des Maschinengestells gesteuert oder geregelt werden.In an alternative embodiment of the invention, the balance shafts of the vibration compensator could also be driven by a separate drive, for example by a servo motor, the rotational speed and phase position being controlled or regulated by sensor-detected vibrations of the machine frame.

Anhand einiger Figuren wird die Erfindung im Folgenden näher beschrieben. Dabei zeigtThe invention is described in more detail below with the aid of some figures. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt einer Stickmaschine im Bereich der Stichbildungsorgane, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist,1 shows a cross section of an embroidery machine in the area of the stitch formation organs, as is known from the prior art,

Fig. 2 ein Diagramm mit zyklischenFig. 2 is a diagram with cyclical

Bewegungsabläufen von Stichbildungsorganen bei einer Stickmaschine,Movements of stitch formation organs in an embroidery machine,

Fig. 3 ein Diagramm mit Lage-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsverläufen einer Sticknadel während der Ausführung eines Stichzyklus,3 shows a diagram with position, speed and acceleration profiles of an embroidery needle during the execution of a stitch cycle,

Fig. 4 ein Kraft-Zeit-Diagramm mit den Kraftverläufen zweier Kompensationsmassen und des Kraftverlaufs der resultierenden Kompensationskraft,4 shows a force-time diagram with the force profiles of two compensation masses and the force profile of the resulting compensation force,

Fig. 5 ein Kraft-Zeit-Diagramm mit den resultierenden, während eines Stichzyklus auf das Maschinengestell ausgeübten Kraftverläufen mit und ohne Kompensationskräften,5 shows a force-time diagram with the resulting force profiles exerted on the machine frame during a stitch cycle with and without compensation forces,

Fig. 6 einen perspektivisch dargestellten Teilausschnitt einer Stickmaschine mit einem Schwingungskompensator,6 shows a perspective section of an embroidery machine with a vibration compensator,

Fig. 7 einen Querschnitt der Anordnung aus Fig. 5,7 shows a cross section of the arrangement from FIG. 5,

Fig. 8 eine Aufsicht auf die Anordnung aus Fig. 5.8 is a plan view of the arrangement from FIG. 5.

[0004] Fig. 1 zeigt einen Querschnitt einer herkömmlichen Stickmaschine im Bereich einer Stickstelle. An einem Maschinengestell 1 sind parallel zueinander mehrere Antriebswellen 3 gelagert, welche mittels Kurvenscheiben 5 und Rollenhebeln 7 Stichbildungsorgane zum Ausführen zyklischer Bewegungsabläufe antreiben. Insbesondere werden bei einer Vielzahl in Längsrichtung der Antriebswellen 3 nebeneinander angeordneten Stickstellen Nadelstössel 9, an denen Sticknadeln 11 befestigt sind, Fadenleiter 13 sowie Stoffdrücker 15 synchron zur Drehzahl der Antriebswellen 3 in WirkrichtungFig. 1 shows a cross section of a conventional embroidery machine in the area of an embroidery site. On a machine frame 1, several drive shafts 3 are mounted parallel to one another, which drive 7 stitch-forming elements for executing cyclical movement sequences by means of cams 5 and roller levers. In particular, in the case of a multiplicity of embroidery points arranged next to one another in the longitudinal direction of the drive shafts 3, needle tappets 9, to which embroidery needles 11 are attached, thread guides 13 and presser 15 are synchronous with the rotational speed of the drive shafts 3 in the effective direction

CH 710 639 B1 der Sticknadeln 11 hin- und herbewegt, was durch die Doppelpfeile P1, P2 und P3 in Fig. 1 dargestellt ist. Die Nadelstössel 9 sind über Nadelpleuel 10 mit einer Ein-Aus-Welle 12 gekoppelt, die durch die Rollenhebel 7 mittels Kurbeln 8 um eine Schwenkwelle 14 schwenkbar sind (Fig. 6).CH 710 639 B1 moves the embroidery needles 11 back and forth, which is represented by the double arrows P1, P2 and P3 in FIG. 1. The needle tappets 9 are coupled via needle connecting rods 10 to an on-off shaft 12 which can be pivoted about a pivot shaft 14 by means of the roller levers 7 by means of cranks 8 (FIG. 6).

Die Stichbildungsorgane sind an einem Träger 17 des Maschinengestells 1 gelagert. Beim Sticken werden insbesondere durch beschleunigte Massen der Stichbildungsorgane Kräfte bzw. Drehmomente auf das Maschinengestell 1 ausgeübt. Die resultierenden Kraftverläufe wiederholen sich bei jedem Stichzyklus und können Schwingungen bzw. Vibrationen des Maschinengestells 1 verursachen.The stitch formation members are mounted on a carrier 17 of the machine frame 1. When embroidering, forces or torques are exerted on the machine frame 1 in particular by accelerated masses of the stitch-forming members. The resulting force curves repeat each stitch cycle and can cause oscillations or vibrations of the machine frame 1.

Fig. 2 zeigt für eine Standard-Stickmaschine, wie sie aus «Stickereitechniken», Fachbuch der Hand- und Maschinenstickerei von Friedrich Schöner und Klaus Freier, S. 60-63, VEB Fachbuchverlag Leipzig 1982, bekannt ist, in einem WegZeit-Diagramm die zeitlichen Abläufe der Bewegungen des Nadelstössels 9 (Kurve K1), des Fadenleiters 13 (Kurve K2) und des Stoffdrückers 15 (Kurve K3) in Wirkrichtung der Sticknadel 11 während eines Stichzyklus, was einer vollen Umdrehung der Antriebswellen 3 um 360° entspricht. Die Richtung der Abszisse entspricht der Zeit t, die Richtung der Ordinate der Position s.Fig. 2 shows for a standard embroidery machine, as it is known from «embroidery techniques», specialist book of hand and machine embroidery by Friedrich Schönes and Klaus Freier, pp. 60-63, VEB specialist book publisher Leipzig 1982, in a way-time diagram temporal sequences of the movements of the needle plunger 9 (curve K1), the thread guide 13 (curve K2) and the presser 15 (curve K3) in the effective direction of the embroidery needle 11 during a stitch cycle, which corresponds to a full rotation of the drive shafts 3 by 360 °. The direction of the abscissa corresponds to time t, the direction of the ordinate of position s.

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm für die Bewegung des Nadelstössels 9 bzw. den Hub der Sticknadel 11 während eines Stichzyklus zusätzlich zur Kurve K1 deren erste zeitliche Ableitung bzw. die Geschwindigkeit (Kurve K1 ') und deren zweite zeitliche Ableitung bzw. die Beschleunigung (Kurve K1 ). In Richtung der Abszisse ist die Zeit t eingetragen. Der dargestellte Zeitausschnitt entspricht einer vollen Umdrehung der Antriebswelle 3. In Richtung der Ordinate ist für die Kurve K1 die Position s, für die Kurve K1 ' die Geschwindigkeit v und für die Kurve K1 die Beschleunigung a der Nadelstössel 9 abgebildet. Die Beschleunigungskurve K1 repräsentiert in Verbindung mit der Masse des Stichbildungsorgans auch die von diesem Stichbildungsorgan während eines Stichzyklus auf das Maschinengestell 1 ausgeübten Kräfte bzw. den entsprechenden Kraftverlauf in Wirkrichtung der Sticknadeln 11. Der Kraftverlauf ergibt sich durch Multiplikation der Beschleunigungswerte mit den beschleunigten Stickstellenmassen. Dieser Kraftverlauf zum Bewegen der Sticknadeln 11 hat während eines Stichzyklus zwei Maxima und zwei Minima.3 shows in a diagram for the movement of the needle plunger 9 or the stroke of the embroidery needle 11 during a stitch cycle, in addition to curve K1, its first time derivative or speed (curve K1 ') and its second time derivative or acceleration ( Curve K1). The time t is entered in the direction of the abscissa. The time segment shown corresponds to a full revolution of the drive shaft 3. In the direction of the ordinate, the position s is shown for the curve K1, the speed v for the curve K1 'and the acceleration a of the needle plunger 9 for curve K1. The acceleration curve K1 in conjunction with the mass of the stitch-forming member also represents the forces exerted by this stitch-forming member on the machine frame 1 during a stitch cycle or the corresponding force profile in the direction of action of the embroidery needles 11. The force profile is obtained by multiplying the acceleration values by the accelerated embroidery site masses. This force profile for moving the embroidery needles 11 has two maxima and two minima during a stitch cycle.

In analoger Weise werden auch die von den anderen Stichbildungsorganen auf das Maschinengestell 1 ausgeübten Kräfte berechnet und anschliessend zu einem resultierenden Kraftverlauf addiert.The forces exerted on the machine frame 1 by the other stitch-forming members are also calculated in an analogous manner and then added to a resultant force curve.

Fig. 4 zeigt in einem Kraft-Zeit-Diagramm die Kraftverläufe zweier exzentrischer Massekörper 21 an Ausgleichswellen 23, die mit zweifacher (gepunktete Kurve A) bzw. dreifacher (unterbrochene Kurve B) Grunddrehzahl rotieren. Die ausgezogen dargestellte Kurve C zeigt den durch Superposition der Kraftverläufe A und B resultierenden Kompensationskraftverlauf.FIG. 4 shows in a force-time diagram the force profiles of two eccentric mass bodies 21 on balancer shafts 23, which rotate at two basic speeds (dotted curve A) or three times (interrupted curve B). The curve C shown in solid lines shows the compensation force profile resulting from the superposition of the force profiles A and B.

Fig. 5 zeigt in einem Kraft-Zeit-Diagramm durch die unterbrochen dargestellte Linie R1 die resultierende Kraft F bzw. den resultierenden Kraftverlauf, den die Stichbildungsorgane gemeinsam auf das Maschinengestell 1 ausüben. Zusätzlich ist als ausgezogene Linie R2 der resultierende Gesamtkraftverlauf dargestellt, der sich durch Überlagerung mit den vom Schwingungskompensator 2 auf das Maschinengestell 1 ausgeübten Kräften ergibt. Der resultierende Kraftverlauf R1 der Stichbildungsorgane ist eine periodische Funktion und kann demnach als Fourierreihe dargestellt bzw. in eine Überlagerung sinusförmiger Schwingungen zerlegt werden, deren Frequenzen die Grundfrequenz bzw. die Drehzahl der Antriebswelle 3 und ganzzahlige Vielfache davon sind. Allgemein kann ein Kraftverlauf in einer ersten Näherung allein durch eine Schwingung mit der Grundfrequenz bzw. einem ganzzahligen Vielfachen der Grundfrequenz dargestellt werden. Durch Berücksichtigung zusätzlicher weiterer Frequenzanteile kann der Kraftverlauf genauer dargestellt werden. Die Gewichtung der einzelnen Frequenzanteile entspricht den von den entsprechenden exzentrischen Massekörpern 21 erzeugten Fliehkräften.5 shows in a force-time diagram by the broken line R1 the resultant force F or the resultant force curve which the stitch-forming members jointly exert on the machine frame 1. In addition, the resulting total force curve is shown as a solid line R2, which is obtained by superimposing the forces exerted by the vibration compensator 2 on the machine frame 1. The resulting force curve R1 of the stitch-forming organs is a periodic function and can therefore be represented as a Fourier series or broken down into a superposition of sinusoidal vibrations, the frequencies of which are the fundamental frequency or the speed of the drive shaft 3 and integral multiples thereof. In general, a force curve can be represented in a first approximation solely by an oscillation with the fundamental frequency or an integral multiple of the fundamental frequency. By taking additional additional frequency components into account, the force curve can be represented more precisely. The weighting of the individual frequency components corresponds to the centrifugal forces generated by the corresponding eccentric mass bodies 21.

[0005] Erfindungsgemäss wird am Maschinengestell 1 nun mindestens ein Schwingungskompensator 2 befestigt, der dazu ausgebildet ist, Kompensationskräfte auf das Maschinengestell 1 auszuüben, welche den Kräften der Stichbildungsorgane entgegenwirken und diese zumindest teilweise aufheben. Dadurch können Schwingungen bzw. allgemein Vibrationen des Maschinengestells 1 verhindert oder zumindest deutlich reduziert werden.According to the invention, at least one vibration compensator 2 is now attached to the machine frame 1, which is designed to exert compensation forces on the machine frame 1, which counteract the forces of the stitch-forming organs and at least partially cancel them out. Vibrations or generally vibrations of the machine frame 1 can thereby be prevented or at least significantly reduced.

Jeder Schwingungskompensator 2 umfasst mindestens einen Massekörper 21, der synchron zur Bewegung der Antriebswelle 3 zum Ausführen zyklischer Bewegungsabläufe antreibbar ist, wobei durch Beschleunigungen dieses mindestens einen Massekörpers 21 bewirkte Kompensationskräfte an das Maschinengestell 1 übertragbar sind, die den Kräften der Stichbildungsorgane zumindest in bzw. entgegen der Wirkrichtung der Sticknadeln 11 entgegenwirken und diese zumindest teilweise kompensieren. Dadurch können Schwingungen bzw. allgemein Vibrationen des Maschinengestells 1 beim Sticken deutlich reduziert werden. Dies wiederum ermöglicht das Sticken mit weit höheren Drehzahlen.Each vibration compensator 2 comprises at least one mass body 21, which can be driven synchronously with the movement of the drive shaft 3 to carry out cyclical movement sequences, wherein compensation forces caused by accelerations of this at least one mass body 21 can be transmitted to the machine frame 1, which forces at least in or counter to the forces of the stitch formation organs counteract the direction of action of the embroidery needles 11 and at least partially compensate for them. As a result, vibrations or general vibrations of the machine frame 1 during embroidery can be significantly reduced. This in turn enables embroidery at much higher speeds.

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Teilansicht einer Stickmaschine mit einer bevorzugten Ausführungsform des Schwingungskompensators 1. Fig. 7 zeigt einen Querschnitt der Anordnung aus Fig. 6 und Fig. 8 eine Aufsicht. Der Schwingungskompensator umfasst insgesamt vier Massekörper 21a, 21b, 21c, 21 d, die z.B. mittels Rohrschellen an parallel zur Haupt- bzw. Antriebswelle 3 ausgerichteten, drehbar gelagerten Ausgleichswellen 23a, 23b, 23c, 23d so befestigt sind, dass ihr Masseschwerpunkt exzentrisch bzw. in einem vorgegebenen radialen Abstand zur jeweiligen Drehachse liegt. Da der erste Massekörper 21 a an der Antriebswelle 3 befestigt ist, hat diese zugleich die Funktion der ersten Ausgleichswelle 23a. Die weiteren Ausgleichswellen 23b, 23c, 23d sind in einem (nicht dargestellten) Gehäuse drehbar gelagert, wobei dieses Gehäuse zur Übertragung von Kräften starr mit dem Maschinengestell 1 (nicht dargestellt) verbunden, insbesondere am Maschinengestell 1 festgeschraubt ist. Mit solchen Schwingungskompensatoren 1 können problemlos auch bestehende Stickmaschinen nachgerüstet werden. Alternativ könnte auch die erste Ausgleichswelle 23a unabhängig von der Antriebswelle 3 innerhalb des Gehäuses angeordnet werden. Durch das Anbringen des ersten Massekörpers 21 a an der Antriebswelle 3 kann jedoch Platz eingespart werden. Die Gehäuse solcher Schwingungskompensatoren 1 können vergleichsweise kompakt aufgebaut sein.FIG. 6 shows a partial perspective view of an embroidery machine with a preferred embodiment of the vibration compensator 1. FIG. 7 shows a cross section of the arrangement from FIG. 6 and FIG. 8 shows a plan view. The vibration compensator comprises a total of four mass bodies 21a, 21b, 21c, 21 d, which e.g. are attached by means of pipe clamps to rotatably mounted balancer shafts 23a, 23b, 23c, 23d aligned parallel to the main or drive shaft 3 so that their center of gravity is eccentric or at a predetermined radial distance from the respective axis of rotation. Since the first mass body 21 a is fastened to the drive shaft 3, this also has the function of the first balancer shaft 23 a. The further balancer shafts 23b, 23c, 23d are rotatably mounted in a housing (not shown), this housing being rigidly connected to the machine frame 1 (not shown), in particular screwed to the machine frame 1, for the transmission of forces. With such vibration compensators 1, existing embroidery machines can also be easily retrofitted. Alternatively, the first balancer shaft 23a could also be arranged within the housing independently of the drive shaft 3. By attaching the first mass body 21 a to the drive shaft 3, however, space can be saved. The housing of such vibration compensators 1 can be constructed comparatively compact.

CH 710 639 B1CH 710 639 B1

Vorzugsweise werden die Schwingungskompensatoren 1 bzw. Ausgleichsgetriebe innerhalb der Stickmaschine angeordnet, wo sie den Fadenverlauf nicht behindern und wo auch keine Verletzungsgefahr besteht. Selbstverständlich kann das Gehäuse so ausgebildet sein, dass es eine Schutzfunktion hat.The vibration compensators 1 or differential gears are preferably arranged within the embroidery machine, where they do not impede the course of the thread and where there is also no risk of injury. Of course, the housing can be designed so that it has a protective function.

Der Antrieb der Ausgleichswellen 23a, 23b, 23c, 23d erfolgt durch die Antriebswelle 3, wobei ein erster Zahnriemen 25 bzw. Vorgelegeriemen um ein Abtriebsrad 27 an der Antriebswelle 3 und um ein Antriebsrad 29 an einem aus dem Gehäuse ragenden Ende der Ausgleichswelle 23c geschlungen ist. Durch den kleineren Durchmesser des Antriebsrads 29 im Vergleich zum Abtriebsrad 27 wird ein Übersetzungsverhältnis von z.B. 2:1 vorgegeben. Die Ausgleichswelle 23c dreht sich somit mit der zweifachen Drehzahl der Antriebswelle 3 und mit gleichem Drehsinn. Im Inneren des Gehäuses ist ein beidseits verzahnter Wenderiemen 30 so um ein Wenderad 31c und um Riemenräder 31b, 31 d an den Ausgleichswellen 23b, 23c, 23d geschlungen, dass die Wellen 23b, 23d mit gegenläufigem Drehsinn zur Ausgleichswelle 23c antreibbar sind. Die Durchmesser des Wenderads 31c und der Riemenräder 31b, 31d sind so bemessen, dass die beiden Ausgleichswellen 23c und 23d gegenläufig zueinander mit der zweifachen Drehzahl der Antriebswelle 3 angetrieben werden und die Ausgleichswelle 23b mit der gleichen Drehzahl wie die Antriebswelle 3, aber gegenläufig zu dieser angetrieben wird. Die Winkellagen der Massekörper 21a, 21b, 21c, 21 d an den jeweiligen Ausgleichswellen 23a, 23b, 23c, 23d werden relativ zueinander so festgelegt, dass sich die Fliehkräfte der drehenden Massekörper 21a und 21b und jene der drehenden Massekörper 21c und 21d in Wirkrichtung der Sticknadeln 11 positiv überlagern und orthogonal dazu aufheben. Im Weiteren werden die Drehlage der Antriebswelle 3 und damit auch die Drehlagen der Ausgleichswellen 23a, 23b, 23c, 23d, bei der die Massekörper 21a, 21b, 21c, 21d in Wirkrichtung der Sticknadeln 11 gleich ausgerichtet sind, so eingestellt, dass eine optimale Reduktion des resultierenden Gesamtkraftverlaufs erreicht wird, bei der die Schwingungen bzw. Vibrationen des Maschinengestells 1 minimal sind. Die Ermittlung solcher Drehlagen kann z.B. rechnerisch erfolgen, wobei jene Drehlage bestimmt wird, bei der die Amplitude bzw. die Differenz zwischen dem höchsten Scheitelwert S und dem tiefsten Scheitelwert SA des resultierenden Gesamtkraftverlaufs R2 minimal ist. Alternativ kann ein geeigneter Wert für die Drehlage der Antriebswelle, bei der die Massekörper 21a, 21b, 21c, 21d gleich ausgerichtet sind, auch experimentell ermittelt werden, indem ausgehend von einer plausiblen Drehlage der Drehwelle das Schwing- und Vibrationsverhalten des Maschinengestells 1 analysiert wird. Eine plausible Drehlage ist z.B. jene, bei welcher der resultierende Kraftverlauf R1 der Stichbildungsorgane ein Minimum aufweist.The balance shafts 23a, 23b, 23c, 23d are driven by the drive shaft 3, a first toothed belt 25 or countershaft being wrapped around an output gear 27 on the drive shaft 3 and around a drive gear 29 on an end of the balance shaft 23c protruding from the housing , Due to the smaller diameter of the drive wheel 29 compared to the driven wheel 27, a transmission ratio of e.g. 2: 1 specified. The balance shaft 23c thus rotates at twice the speed of the drive shaft 3 and with the same direction of rotation. In the interior of the housing, a reversible belt 30 toothed on both sides is looped around a reversing wheel 31c and belt pulleys 31b, 31d on the balance shafts 23b, 23c, 23d in such a way that the shafts 23b, 23d can be driven in opposite directions to the balance shaft 23c. The diameters of the turning wheel 31c and the belt wheels 31b, 31d are dimensioned such that the two balancer shafts 23c and 23d are driven in opposite directions at twice the speed of the drive shaft 3 and the balancer shaft 23b at the same speed as the drive shaft 3, but in opposite directions is driven. The angular positions of the mass bodies 21a, 21b, 21c, 21d on the respective balancer shafts 23a, 23b, 23c, 23d are determined relative to one another such that the centrifugal forces of the rotating mass bodies 21a and 21b and those of the rotating mass bodies 21c and 21d in the effective direction of the Overlay embroidery needles 11 and lift them orthogonally. Furthermore, the rotational position of the drive shaft 3 and thus also the rotational positions of the balancer shafts 23a, 23b, 23c, 23d, in which the mass bodies 21a, 21b, 21c, 21d are aligned in the same direction in the direction of action of the embroidery needles 11, are set such that an optimal reduction of the resulting total force curve is achieved, in which the oscillations or vibrations of the machine frame 1 are minimal. The determination of such rotational positions can e.g. arithmetically, the rotational position is determined at which the amplitude or the difference between the highest peak value S and the lowest peak value SA of the resulting total force curve R2 is minimal. Alternatively, a suitable value for the rotational position of the drive shaft, in which the mass bodies 21a, 21b, 21c, 21d are aligned identically, can also be determined experimentally by analyzing the vibration and vibration behavior of the machine frame 1 on the basis of a plausible rotational position of the rotary shaft. A plausible rotational position is e.g. those in which the resulting force curve R1 of the stitch-forming organs has a minimum.

Als weitere Parameter können durch Variation der Massen und/oder der radialen Lage der Schwerpunkte der Massekörper 21a, 21b, 21c, 21 d die Fliehkräfte dieser Massekörper optimiert werden, um den Gesamtkraftverlauf zu minimieren. Da Schwingungskompensatoren 2 bei unterschiedlichen Bestückungen der Stickmaschine mit Sticknadeln 11 bzw. in unterschiedlichen Konfigurationen Schwingungen bzw. Vibrationen des Maschinengestells 1 minimieren sollen, ist es zweckmässig, die Optimierung der Fliehkräfte für eine Stickmaschine mit einer reduzierten Bestückung oder mit einer Minimalbestückung vorzunehmen, wenn also beispielsweise nur jede vierte oder jede achte Sticknadel 11 bestückt ist.As further parameters, by varying the masses and / or the radial position of the centers of gravity of the mass bodies 21a, 21b, 21c, 21d, the centrifugal forces of these mass bodies can be optimized in order to minimize the overall force profile. Since vibration compensators 2 are intended to minimize oscillations or vibrations of the machine frame 1 when the embroidery machine is equipped with different embroidery needles 11 or in different configurations, it is expedient to optimize the centrifugal forces for an embroidery machine with a reduced configuration or with a minimum configuration, for example if so only every fourth or every eighth embroidery needle 11 is equipped.

[0006] Bei alternativen Ausführungsformen kann der Schwingungskompensator 2 z.B. nur einen Massekörper 21 a an der Antriebswelle 3 umfassen oder nur Massekörper 21 a, 21 b, die mit der Grundfrequenz oder einem Mehrfachen der Grundfrequenz antreibbar sind oder zusätzlich weitere Massekörper 21, die mit einer oder mehreren zusätzlichen Drehzahlen höherer Ordnung antreibbar sind (nicht dargestellt).In alternative embodiments, the vibration compensator 2 can e.g. comprise only one mass body 21 a on the drive shaft 3 or only mass bodies 21 a, 21 b that can be driven at the fundamental frequency or a multiple of the fundamental frequency or additional mass bodies 21 that can be driven at one or more additional higher-order speeds (not shown) ).

Bei weiteren alternativen Ausführungsformen kann der Schwingungskompensator 2 z.B. einen autonomen Antrieb, insbesondere einen Servomotor, zum Beschleunigen eines Massekörpers 21 für die Erzeugung von Kompensationskräften umfassen (nicht dargestellt). Dabei werden Schwingungen bzw. Vibrationen des Maschinengestells 1 vorzugsweise richtungsabhängig mittels geeigneter Sensoren erfasst. Der Servomotor wird in Abhängigkeit der erfassten Messgrössen so gesteuert oder geregelt, dass Schwingungen bzw. Vibrationen minimal sind (nicht dargestellt). Massekörper 21 können alternativ auch linear bewegt und in Wirkrichtung der Sticknadeln 11 beschleunigt werden. Im Weiteren können Stickmaschinen in Längsrichtung des Maschinengestells 1 verteilt einen oder mehrere Schwingungskompensatoren 2 umfassen.In further alternative embodiments, the vibration compensator 2 can e.g. an autonomous drive, in particular a servo motor, for accelerating a mass body 21 for generating compensation forces (not shown). Vibrations or vibrations of the machine frame 1 are preferably detected in a direction-dependent manner by means of suitable sensors. The servo motor is controlled or regulated in dependence on the measured variables so that oscillations or vibrations are minimal (not shown). Mass bodies 21 can alternatively also be moved linearly and accelerated in the effective direction of the embroidery needles 11. Furthermore, embroidery machines can comprise one or more vibration compensators 2 distributed in the longitudinal direction of the machine frame 1.

Legende der Bezugszeichen [0007]Legend of the Reference Numbers [0007]

Maschinengestellmachine frame

SchwingungskompensatorSchwingungskompensator

Antriebswelledrive shaft

Kurvenscheibecam

Rollenhebelroller lever

Kurbelcrank

Nadelstösselneedle plunger

NadelpleuelNadelpleuel

Sticknadelembroidery needle

CH 710 639 B1CH 710 639 B1

21, 21a, b, c, d21, 21a, b, c, d

23a, b, c, d23a, b, c, d

31c31c

31b, d31b, d

Ein-Aus-WelleOn-off shaft

Fadenleiterthread guide

Schwenkwellepivot shaft

Stoffdrückerpresser

Trägercarrier

Massekörpermass body

Ausgleichswellebalancer shaft

Erster ZahnriemenFirst timing belt

Abtriebsradoutput gear

Antriebsraddrive wheel

Wenderiemenreversible belt

Wenderadturning wheel

Riemenradpulley

Claims (9)

Patentansprücheclaims 1. Stickmaschine, umfassend mindestens eine Antriebswelle (3) zum Antreiben von Stichbildungsorganen bei einer Mehrzahl in Axialrichtung der Antriebswelle (3) nebeneinander angeordneter Stickstellen, wobei die Stichbildungsorgane an einem Maschinengestell (1) bewegbar gelagert sind, und wobei beim Sticken durch zyklische Bewegungsabläufe der Stichbildungsorgane verursachte Kräfte an das Maschinengestell (1) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schwingungskompensator (2) mit dem Maschinengestell (1) verbunden ist, dass dieser Schwingungskompensator (2) mindestens einen Massekörper (21a, 21b, 21c, 21d) umfasst, der synchron zur Bewegung der Antriebswelle (3) zum Ausführen zyklischer Bewegungsabläufe antreibbar ist, wobei durch Beschleunigungen dieses mindestens einen Massekörpers (21a, 21b, 21c, 21 d) verursachte Kompensationskräfte an das Maschinengestell (1) übertragbar und dadurch Schwingungen des Maschinengestells (1) minimierbar sind.1. embroidery machine, comprising at least one drive shaft (3) for driving stitch-forming members at a plurality of embroidery points arranged next to one another in the axial direction of the drive shaft (3), the stitch-forming members being movably mounted on a machine frame (1), and wherein the embroidery is carried out by means of cyclical movements Stitch-forming organs can be transmitted to the machine frame (1), characterized in that at least one vibration compensator (2) is connected to the machine frame (1), that this vibration compensator (2) comprises at least one mass body (21a, 21b, 21c, 21d) , which can be driven synchronously with the movement of the drive shaft (3) for executing cyclical movement sequences, whereby compensation forces caused by accelerations of this at least one mass body (21a, 21b, 21c, 21 d) can be transmitted to the machine frame (1) and thereby vibrations of the machine frame (1 ) can be minimized. 2. Stickmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungskompensator (2) mindestens eine Ausgleichswelle (23a, 23b, 23c, 23d) umfasst, dass der mindestens eine Massekörper (21a, 21b, 21c, 21 d) des Schwingungskompensators (2) an der jeweiligen Ausgleichswelle (23a, 23b, 23c, 23d) so befestigt ist, dass sein Masseschwerpunkt radial beabstandet zur Drehachse dieser Ausgleichswelle (23a, 23b, 23c, 23d) liegt, wobei die jeweilige Ausgleichswelle (23a, 23b, 23c, 23d) die Antriebswelle (3) sein kann oder parallel zur Antriebswelle (3) angeordnet ist, und dass die Ausgleichswelle (23a, 23b, 23c, 23d) mit der Drehzahl der Antriebswelle (3) oder einem ganzzahligen Vielfachen davon mit gleichem oder mit gegenläufigem Drehsinn antreibbar ist.2. Embroidery machine according to claim 1, characterized in that the vibration compensator (2) comprises at least one balance shaft (23a, 23b, 23c, 23d), that the at least one mass body (21a, 21b, 21c, 21d) of the vibration compensator (2) is attached to the respective balancer shaft (23a, 23b, 23c, 23d) in such a way that its center of gravity is radially spaced from the axis of rotation of this balancer shaft (23a, 23b, 23c, 23d), the respective balancer shaft (23a, 23b, 23c, 23d) The drive shaft (3) can be or is arranged parallel to the drive shaft (3), and that the balancer shaft (23a, 23b, 23c, 23d) can be driven with the same or with an opposite direction of rotation with the speed of the drive shaft (3) or an integral multiple thereof is. 3. Stickmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Ausgleichswelle (23a, 23b, 23c, 23d) des Schwingungskompensators (2) in einem Gehäuse gelagert ist, und dass dieses Gehäuse starr mit dem Maschinengestell (1) verbunden ist.3. Embroidery machine according to claim 2, characterized in that the respective balance shaft (23a, 23b, 23c, 23d) of the vibration compensator (2) is mounted in a housing, and that this housing is rigidly connected to the machine frame (1). 4. Stickmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Ausgleichswelle (23a, 23b, 23c, 23d) mittels eines Zahnriemens (25) durch die Antriebswelle (3) antreibbar ist.4. Embroidery machine according to claim 3, characterized in that the respective balancer shaft (23a, 23b, 23c, 23d) can be driven by means of a toothed belt (25) through the drive shaft (3). 5. Stickmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungskompensator (2) eine gerade Anzahl Ausgleichswellen (23a, 23b, 23c, 23d) umfasst, die paarweise mit gegenläufigem Drehsinn und gleicher Drehzahl antreibbar sind, wobei die Drehzahl jeder Ausgleichswelle (23a, 23b, 23c, 23d) der Drehzahl der Antriebswelle (3) oder einem ganzzahligen Vielfachen davon entspricht.5. Embroidery machine according to one of claims 2 to 4, characterized in that the vibration compensator (2) comprises an even number of balancer shafts (23a, 23b, 23c, 23d) which can be driven in pairs with opposite directions of rotation and the same speed, the speed of each Balance shaft (23a, 23b, 23c, 23d) corresponds to the speed of the drive shaft (3) or an integer multiple thereof. 6. Stickmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungskompensator (2) vier miteinander mit einem Getriebe gekoppelte Ausgleichswellen (23a, 23b, 23c, 23d) umfasst, wobei zwei dieser Ausgleichswellen (23a, 23b) gegenläufig zueinander mit der Grunddrehzahl der Antriebswelle (3) antreibbar sind, und wobei die beiden anderen Ausgleichswellen (23c, 23d)gegenläufig zueinander mit der zweifachen Grunddrehzahl der Antriebswelle (3) antreibbar sind.6. Embroidery machine according to claim 5, characterized in that the vibration compensator (2) comprises four balance shafts (23a, 23b, 23c, 23d) coupled to one another with a gear, two of these balance shafts (23a, 23b) running in opposite directions to one another with the basic speed of the drive shaft (3) can be driven, and the two other balance shafts (23c, 23d) can be driven in opposite directions to one another at twice the basic speed of the drive shaft (3). 7. Stickmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Massekörper (21a, 21b, 21c, 21 d) so ausgebildet und an den Ausgleichswellen (23a, 23b, 23c, 23d) befestigt sind, dass sich ihre Fliehkräfte in Wirkrichtung der Sticknadeln (11) positiv überlagern und orthogonal dazu aufheben.7. Embroidery machine according to claim 6, characterized in that the mass bodies (21a, 21b, 21c, 21d) are designed and attached to the balancing shafts (23a, 23b, 23c, 23d) in such a way that their centrifugal forces are in the effective direction of the embroidery needles ( 11) overlap positively and cancel orthogonally. CH 710 639 B1CH 710 639 B1 8. Schwingungskompensator (2) für eine Stickmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem mit dem Maschinengestell (1) verbindbaren Gehäuse mehrere Ausgleichswellen (23a, 23b, 23c, 23d) parallel zueinander ausgerichtet gelagert sind, dass diese Ausgleichswellen (23a, 23b, 23c, 23d) über ein Getriebe miteinander gekoppelt und gemeinsam antreibbar sind, und dass das Getriebe so ausgebildet ist, dass jede der Ausgleichswellen (23a, 23b, 23c, 23d) mit einer Grunddrehzahl oder einem ganzzahligen Über- oder Untersetzungsverhältnis antreibbar ist.8. Vibration compensator (2) for an embroidery machine according to claim 6, characterized in that a plurality of balancer shafts (23a, 23b, 23c, 23d) are mounted parallel to one another in a housing which can be connected to the machine frame (1), that these balancer shafts (23a, 23b, 23c, 23d) are coupled to one another via a transmission and can be driven together, and that the transmission is designed such that each of the balancer shafts (23a, 23b, 23c, 23d) can be driven with a basic speed or an integer step-up or step-down ratio. 9. Verfahren zum Kompensieren von Schwingungen bei einer Stickmaschine, die mindestens eine Antriebswelle (3) zum Antreiben von Stichbildungsorganen bei einer Mehrzahl in Axialrichtung der Antriebswelle (3) nebeneinander angeordneter Stickstellen umfasst, wobei die Stichbildungsorgane an einem Maschinengestell (1) bewegbar gelagert sind, und wobei beim Sticken durch zyklische Bewegungsabläufe der Stichbildungsorgane Kräfte an das Maschinengestell (1) übertragen werden, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Schwingungskompensator (2) mit einem bewegbaren Massekörper (21a, 21b, 21c, 21 d) am Maschinengestell (1) befestigt ist, und dass dieser Massekörper (21a, 21b, 21c, 21 d) synchron zur Bewegung der Antriebswelle (3) zum Ausführen zyklischer Bewegungsabläufe angetrieben wird, derart, dass durch Beschleunigungen dieses Massekörpers (21a, 21b, 21c, 21 d) Kompensationskräfte erzeugt werden, die den Kräften der Stichbildungsorgane entgegenwirken und so Schwingungen des Maschinengestells (1) minimieren.9. A method for compensating for vibrations in an embroidery machine, which comprises at least one drive shaft (3) for driving stitch-forming members with a plurality of stitching points arranged next to one another in the axial direction of the drive shaft (3), the stitch-forming members being movably mounted on a machine frame (1), and in the case of embroidery, forces are transmitted to the machine frame (1) by means of cyclical movements of the stitch-forming members, characterized in that at least one vibration compensator (2) is attached to the machine frame (1) with a movable mass body (21a, 21b, 21c, 21d) , and that this mass body (21a, 21b, 21c, 21 d) is driven in synchronism with the movement of the drive shaft (3) for executing cyclical movement sequences, in such a way that compensation forces are generated by accelerations of this mass body (21a, 21b, 21c, 21 d) , which counteract the forces of the stitch formation organs and thus vibrations of the masc minimize the frame (1). CH 710 639 B1CH 710 639 B1